"Pilotversuch zur Behandlung der Abwässer von PWC-Anlagen (BASt-2)"
Projektförderung:
Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
Projektlaufzeit: 09/2012 - 06/2016
Projektleitung:
Univ.-Prof. Dr.-Ing. J. Londong
Projektbearbeiter:
Dipl. Ing. Matthias Hartmann
Problemstellung
Die spezifische Charakteristik der an PWC-Anlagen anfallenden Abwässer (viel Urin und hoher Anteil von Toilettenpapier und Grobstoffen im Abwassergemisch), deren Ursache (Nutzerverhalten, sparsame Sanitärtechnik) und schließlich die Konsequenzen (Betriebsstörungen durch Verstopfungen und Ablagerungen, Schwierigkeiten bei der biologischen Behandlung und Schlammabfuhr) erfordern angepasste Konzepte und Technologien für einen wirtschaftlichen und sicheren Betrieb der Abwasserentsorgung.
Im bereits abgeschlossenen Forschungsprojket BASt wurden von der Bauhaus-Universität Weimar bereits Bemessungsgrundlagen in Form von nutzerspezifischen Abwasserfrachten und Lösungsvorschläge für die Abwasserentsorgung erarbeitet. Darauf aufbauend soll im aktuellen Vorhaben BASt-2 die Planung und Umsetzung der abwassertechnischen Sanierung einer PWC Anlage wisenschaftlich begleitet sowie der Betrieb der Anlage bzw. einzelner Einheiten evaluiert und optimiert werden.
Zielsetzung
Ziel des Projektes ist es, die dezentrale Abwasserbeahdnlung an der PWC-Anlage "Jalmer-Moor" (BAB A7 zwischen Tarp und Schleswig) basierend auf den Erfahrungen und Empfehlungen des abgeschlossenen Forschungsprojektes BASt zu sanieren. Im Ergebnis soll gezeigt werden, ob und wie die Abwässer von PWC-Anlagen zuverlässig und effizient mit etablierten, biologischen Klärverfahren vor Ort gereinigt werden können. Untersuchungsschwerpunkte sind dabei:
- der Praktikabilitätsnachweis einer separaten Erfassung und Entsorgung von Urin sowie
- die Optimierung der Vorklärung der restlichen Schmutzwässer.
Die Abtrennung von männlichem Urin aus dem Abwassergemisch wird als notwendige Voraussetzung für einen stabilen Reinigungsprozess gesehen - insbesondere dann, wenn naturnahe Verfahren zum Einsatz kommen sollen.
Ziel der Optimierung in Bezug auf die Vorklärung der Schmutzwässer ist vor allem der wirksame Rückhalt von Feststoffen. Dies ist besonders beim Einsatz von Bodenfiltern von Bedeutung. Ferner soll die Hydrolyse der Feststoffe zur Verringerung des Klärschlammanfalls bei gleichzeitiger Nachlieferung von Kohlenstoff-Verbindungen zur Denitrifikation erprobt werden.
Die Optimierungsmaßnahmen zielen insgesamt auf eine verbesserte Prozessstabilität, die Reduzierung des Betriebsaufwandes und die Reduzierung von Behandlungs- und Entsorgungskosten ab. Neben der verfahrenstechnischen Optimierung einzelner Anlagen bzw. deren Kombinationen wird ein robustes Betriebsschema gesucht, welches die einfache Steuerung und somit eine pragmatische Anwendung ermöglicht.
Vorgehensweise
Für das Forschungsprojekt ist für eine Laufzeit von insgesamt 46 Monaten vorgesehen. Das Programm ist dabei in 4 Phasen gegliedert:
- Einbringen in die Planung (Planungsphase)
- Kontrolle der Ausführung (Bauphase)
- Evaluation und Optimierung des Anlagenbetriebs (Untersuchungsphase)
- Ergebnisauswertung und Abschlussbericht (Abschlussphase).
In der Planungsphase bringt sich die BUW bei der Sanierung der PWC Anlage „Jalmer Moor“ insoweit ein, wie es für die Durchführung der Untersuchungsphase nötig ist. Konkret werden die Urinseparation sowie Revisions- und Probenahmeschächte aber auch die erforderlichen Messeinrichtungen eingeplant. Außerdem werden Vorschläge zur Auswahl der Sanitärtechnik sowie zur Konstruktion der Vorklärung erarbeitet.
Als weitere Besonderheit ist bei der Planung zu berücksichtigen, dass perspektivisch auch die Abwässer der gegenüberliegenden PWC-Anlage „Jalm“ mitbehandelt werden sollen. Die BUW gibt deshalb Empfehlungen zur Bemessung und den Betrieb der abwassertechnischen Anlagen.
In der Untersuchungsphase sind zur Evaluation der Urinseparation und Optimierung der Vorklärung insgesamt drei Untersuchungsphasen mit jeweils unterschiedlichen Zielsetzungen vorgesehen.
In der 1. Phase wird der Schwerpunkt auf die Optimierung der statischen Vorklärung (Absetzbecken) gelegt, was durch Variation von Abzugshöhe und hydraulischer Aufenthaltszeit gelingen soll. Bezüglich der Urinbehandlung wird überprüft, ob es im Hinblick einer verbesserten Prozessstabilität der biologischen Behandlung tatsächlich ausreichend ist, den männlichen Urin aus dem Abwassergemisch abzutrennen.
In der 2. Phase soll als Alternative zur Absetzgrube dann ein Sieb zur Vorklärung der Abwässer getestet werden. Das Siebgut wird entweder gemeinsam mit dem nicht zu behandelten Urin zur Kläranlage abgefahren oder es wird für die Untersuchen zur Hydrolyse der Feststoffe verwendet. Unter der Annahme, dass die biologische Behandlungsstufe über entsprechende Leistungsreserven verfügt, wird außerdem ein Teil des separat erfassten Urins der Abwasserbehandlung zugeführt.
In der abschließenden 3. Phase sollen auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse konzeptionelle und betriebliche Optimierungsmaßnahmen vorgeschlagen und evaluiert werden.