Erweiterung einer Sickerwasserbehandlungsanlage

Die Anlage weist aufgrund der hohen Eintrittskonzentrationen an Ammoniumstickstoff (NH4-N = 1.100 bis 1.750 mg/l) keinerlei Reserven hinsichtlich der Reinigungsleistung bei der abzubauenden Stickstofffracht (Nitrifikation/Denitrifikation) auf.

Das bestehende Nitrifikations- bzw. Denitrifikationsvolumina soll zur Schaffung von Leistungsreserven für Fälle hoher Stickstoffzulauf-konzentrationen erweitert werden.

Der bestehende Denitrifikationstank wird zu einem Nitrifikationstank (Einbringen eines entsprechenden Belüftungs- bzw. Injektorsystems) umgebaut. Zur Denitrifikation wird ein neuer Reaktor erforderlich. Da in dem bestehenden Betriebsgebäude kein entsprechender Platz mehr vorhanden ist, wird der neue Reaktor außen im Bereich des jetzigen C-Quellen-Abfüllplatzes aufgestellt.

Diese Variante wurde aus folgenden Gründen gewählt:

• keine Veränderung des bestehenden Anlagenkonzeptes und damit kein erhöhter Wartungs- und Betriebsaufwand

• vorhandene Reserven der bestehenden Anlage (Verdichteranlagen, Membranfiltration) können benutzt werden

• Anlage kann im laufenden Betrieb ertüchtigt werden

• Dosierstationen können unverändert weiterbenutzt werden.

Die Anpassung der vorhandenen Anlage besteht im wesentlichen aus folgenden Komponenten:

• Errichtung eines neuen, außen aufgestellten Denitrifikationsbehälters mit 110 m³. Der Behälter wird auf eine Bodenplatte mit Aufkantung aus wasserundurchlässigem Beton gestellt.

• Der neue C-Quellen-Abfüllplatz wird an der Längsseite des Betriebsgebäudes errichtet, da der jetzige, bestehende Abfüllplatz aus betriebstechnischer Sicht Nachteile aufweist.

• Das vorhandene Rohrleitungssystems zur Nitratrückführung wird aus dem Betriebsgebäude nach außen verlegt. Mittels Kernlochbohrung und speziellen Dichtungen wird die Rohrleitung durch die Gebäudewand geführt. Die Leitung wird isoliert und begleitbeheizt.

• Der bestehende Dentrifikationsbehälter wird zu einem Nitrifikationsbehälter umgebaut. In dem Behälter werden mehrere Injektoren eingebaut. Mittels einer Ringleitung um den Innenmantel des Behälters wird das äußere und das innere Volumen belüftet.

• Anbindung der für die Luftversorgung des Ejektors notwendigen Rohrleitung an die vorhandene Luftverteilerstation. Die erforderliche Luftmenge kann über ein Membranventil eingestellt und an einer Schwebekörperdurchflussmessung abgelesen werden. Ein neuer Verdichter ist nicht erforderlich, da die vorhandene Reservekapazität ausreichend ist.

• Die Luftversorgung der Nitrifikation wird über eine neu zu installierende Treibstrahlpumpe sichergestellt. Diese zieht über einen Sauganschluss im oberen Drittel des umzubauenden Behälters das Schlamm-/Wasser-Gemisch ab. Nach Anreicherung mit Luftsauerstoff wird dieses Schlamm-/Wasser-Gemisch im unteren Drittel des Reaktors über eine Treibstrahlringleitung wieder eingedüst. Gleichzeitig wird damit die verfahrenstechnisch wichtige Durchmischung des Behälters unterstützt.

• Es werden zwei neue Nitratrückführpumpen montiert, da die vorhandenen Pumpen zu leistungsschwach sind, um den Höhenunterschied bis zum außenliegenden Denitrifikationsbehälter zu überwinden. Die Fördermengen der Pumpen werden über die Frequenzumformer, Regler und die vorhandenen Durchflussmesser eingestellt.

• Versetzen der Dosierstellen für Methanol und Phosphorsäure in die neue Nitratrückführleitung. Die Chemikalienstationen bleiben ansonsten unverändert.

• Einbinden der neuen elektrischen Verbraucher in die vorhandene Elektrotechnik und Einbinden der zusätzlichen Steuer- und Regelinstrumente und Komponenten, in die vorhandene SPS.

Der Denitrifikationsbehälter (außen aufgestellt) hat folgende technische Spezifikation:

Nutzvolumen:                    ca. 110 m³
Länge gesamt:                  12 m
Zyl. Länge:                        9 m
Durchmesser:                    4 m
Leergewicht:                     17 t
Katastrophengewicht:       ca. 130 t
Zul. Betriebsüberdruck:     5 bar
Zul. Betriebstemperatur:   40 °C
Werkstoff:                         St 37.0
Beschichtung (innen):        Inertol Poxitar SW (1.000 µm)
Beschichtung (außen):       GB mit Epoxidharz-Zinkphosphat (80 µm)
                                           DB mit Polyurethan in RAL (40 µm)
Mannloch:                           2 x DN 600
Aufstellung:                        6 Behälterfüße
Aufstieg:                            1 Aufstiegsleiter mit Podest

Schlammstapelbehälter
Durch die Ultrafiltration als Trennstufe wird ein nahezu 100- prozentiger Rückhalt der Biomasse im System gewährleistet. Hierdurch wird im Betrieb der Biomassenanteil ständig erhöht. Da die Funktion der biologischen Reinigungsstufe unter anderem auch vom organischen Trockensubstanzanteil (oTs-Gehalt), also dem Biomassenanteil, sowie dem Alter der Biomasse abhängig ist, würde eine Überalterung oder zu hoher oTs-Gehalt die Reinigungsleistung negativ beeinflussen.

Es ist deshalb bei biologischen Reinigungsstufen erforderlich, dieser potentiellen Funktionsstörung mittels kontrolliertem und am besten kontinuierlichem Abzug von sogenanntem Überschussschlamm zu begegnen.

Aufgrund der theoretischen Ansätze und der betrieblichen Erfahrung, wurde ein Mindestspeichervolumen von Vmin = 10 m³/d * 5 d = 50 m³  vorgesehen.

Der Schlammspeicher wird als runder PEHD-Flachbodenbehälter mit einen Nutzvolumen von 50 m³ ausgeführt. Seine Abmaße betragen:

Durchmesser          3,70    m
zyl. Mantelhöhe      5,37    m
Gesamthöhe           5,86    m

Um den Behälter von oben begehen zu können, ist eine senkrechte Aufstiegsleiter mit Rückenschutz sowie Absturzsicherung am Behälterdach und eine Gitterrostbühne vorgesehen.