Schütz, J. , Rustige, H. , Jährig, J. , Miehe, U. (2023): DECENTRALISED WASTEWATER TREATMENT AND WATER REUSE FOR REGIONS WITH SEASONAL DROUGHT STRESS.

10th International Symposium On Wetland Pollutant Dynamics and Control (Wetpol 2023). Brügge 11.09.2023

Abstract

Steigende Sulfatkonzentrationen in der Spree geben Anlass zur Sorge, dass zusätzliche Verfahrensschritte zur Sulfatentfernung bei der Trinkwasseraufbereitung in Berlin notwendig werden könnten. Im Rahmen des BMWK-Projekts SULEMAN wurde eine detaillierte Studie der damit verbundenen Kosten und Umweltauswirkungen für das Wasserwerk Friedrichshagen in Berlin durchgeführt. Dabei wurde das Ionenaustauschverfahren CARIX mit der Niederdruck-Umkehrosmose bei verschiedener Sulfatbelastung im Rohwasser verglichen.

Abstract

Das Projekt Suleman befasst sich mit der nachhaltigen, energieeffizienten Entfernung von Sulfat. Die Kosten der Verfahren und Technologien sollen gesenkt und der Wirkungsgrad der Trinkwasseraufbereitung erhöht werden. Technisch-wissenschaftliche Unsicherheiten bei der Anwendung bestehender Technologien sollen beseitigt werden. Hierfür wurden bei den teilnehmenden Wasserbetreibern in Hamburg die NiederduckUmkehrosmose und in Berlin das Ionenaustauschverfahren CARIX im technischen Maßstab getestet.

Abstract

Die Simulationsergebnisse mit SIMBA# zeigten, dass mit den neu entwickelten ammoniumbasierten Regelungen und dem Air-Cycling-Konzept für MBR die Belüftung bzw. den Energieverbrauch deutlich reduziert werden konnte.An der Pilotanlage wurde demonstriert, dass mit den optimierten MSR-Konzepten stabile Ablaufwerte von CSB und Stickstoff erzielt werden können, welche mit großen Energieeinsparungen verbunden sind. Getestet wurden die ammoniumbasierten Regelungen und das Air-Cycling. Aber auch angepasste alternative MSR-Konzepte zur Optimierung der Schlammrezirkulation auf Basis der Nitratkonzentration im Ablauf und der Redoxpotential-basierten Regelung für die Belüftung der Nitrifikation wurden optimiert und getestet. Auch hier konnten sehr gute Ablaufergebnisse erzielt werden in Verbindung mit Energieeinsparungen. Allerdings wurde auch festgestellt, dass die verwendete ionenselektive Elektrode für die kontinuierliche Messung von Ammonium im Ablauf im niedrigen Messbereich (1-2 mg/L NH4-N) keine zuverlässigen Daten für eine Steuerung liefern kann.Im Rahmen des Projektes wurde auch ein neues Vorhersagemodell für Membranfouling entwickelt, um das Fouling 7 bis 14 Tage im Voraus zuverlässig vorherzusagen. Das Modell wurde dabei sowohl mit den historischen Betriebsdaten validiert und auch in der Praxis an der Pilotanlage getestet und bestätigt. Zusätzlich wurde ein Entscheidungsunterstützungs-system erarbeitet, welche die Fehlersuche und Wartung deutlich erleichtert.

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