BMBF-Forschungs-
projekt zur weitestgehenden Phosphorelimination auf Kläranlagen

Ein verstärkter Schutz von Gewässern führt in vielen Regionen Deutschlands zur Verschärfung der Anforderungen an die Phosphorelimination in kommunalen Kläranlagen. Die Einhaltung der strikteren Einleitwerte stellt die Kläranlagenbetreiber vor große betriebliche Herausforderungen. Zur Verbesserung des P-Rückhalts wird daher ein verfahrenstechnischer Lösungsansatz erarbeitet, bei dem durch eine optimierte Kombination aus Zweipunktfällung und Nachfiltration P-Ablaufkonzentrationen nahe der technisch möglichen Mindestwerte erreicht werden sollen. Kernstück des Vorhabens ist ein dynamischer Sandfilter, der über einen weitestgehenden Suspensa-Rückhalt die Entfernung der als Feststoff gebundenen P-Anteile ermöglicht.

Erhöhte Anforderungen an Abwassereinleitungen in Gewässer

Die Maßnahmenprogramme für die Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie und die 2016 in Kraft getretene Oberflächengewässerverordnung führen zunehmend zu immissionsbezogenen Bewertungen von P-Ablaufwerten und damit zur Verschärfung der Anforderungen an die Phosphorelimination in kommunalen Kläranlagen. Dabei werden teilweise Ablaufwerte von 0,03 mg/l o-PO4-P und 0,1 mg/l Pges als Jahresmittel bzw. 0,3 mg/l Pges in der qualifizierten Stichprobe gefordert. Deren Einhaltung macht betriebssichere und wirtschaftliche Lösungen für eine verbesserte Phosphor-Elimination nötig.

Optimierter Phosphorrückhalt durch nachgeschaltete Fällung und Filtration

Da die verschärften P-Ablaufanforderungen über bewährte biologische oder chemische Verfahren alleine nicht erreicht werden können, wird im vorliegenden Projekt ein besonderer verfahrenstechnischer Lösungsansatz zur Steigerung der P-Elimination erarbeitet. Hierbei soll durch die Kombination aus einer optimierten Zweipunktfällung und einer Nachbehandlung mittels dynamischer Sandfiltration ein möglichst weitgehender Suspensa-Rückhalt mitsamt der feststoffgebundenen P-Anteile aus dem Ablauf der Kläranlage erzielt werden.

Die Einhaltung der oben genannten Ablaufwerte ist nur bei einem bestens abgestimmten Zusammenspiel zwischen Fällung, Flockung und Filtration mit entsprechenden Regelstrategien möglich. Dabei stellt die Anlagenregelung der wegen der extrem niedrigen P-Gehalte eine zusätzliche Herausforderung dar, weil für den Abwasserbereich bisher keine praxiserprobte Online-Messtechnik zur Verfügung steht.

Großtechnische Versuchsanlage auf Kläranlage in Brandenburg

Auf der Kläranlage Brandenburg-Briest wird das Verfahrenskonzept anhand einer Versuchsanlage im großtechnischen Maßstab erprobt und hinsichtlich des Feststoffrückhaltes weiterentwickelt. Die Versuchsanlage umfasst eine Dosierstation, einen dynamischen Sandfilter (Filterfläche: 0,7 m2) der Nordic Water GmbH sowie die notwendige MSR-Technik.

Begleitet wird der Versuchsbetrieb durch Messprogramme u. a. zu Eliminationsgraden der P- Fraktionen und zu den Fällschlammqualitäten sowie durch Laborversuche zur Zweipunkt- und Nachfällung. Zudem werden die Anwendungsrandbedingungen und die Wirtschaftlichkeit der verfahrenstechnischen Lösung wissenschaftlich untersucht.

Bei den Untersuchungen werden die drei Projektpartner Nordic Water GmbH, Emscher Wassertechnik GmbH und TU Berlin vor Ort von der BRAWAG GmbH als Kläranlagenbetreiber unterstützt.

Bei einer erfolgreichen großtechnischen Demonstration der Verfahrenstechnik zur sicheren Einhaltung strenger P-Ablaufgrenzwerte wird mittelfristig mit steigenden Ablaufanforderungen auch in anderen Gebieten mit empfindlichen Gewässern gerechnet.

P-Rückgewinnung aus dem Fällschlamm

Für den anfallenden, mit Phosphor angereicherten Fällschlamm (Tertiärschlamm) werden die Verwertungspotentiale insbesondere für Düngezwecke ermittelt. Dazu untersucht die TU Berlin unter anderem die Pflanzenverfügbarkeit der enthaltenen Phosphorverbindungen sowie Schadstoffparameter.

BMBF-Förderung

Das Zero-P-Verbundprojekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Fördermaßnahme KMU-innovativ mit ca. 514.000 EUR gefördert (Förderkennzeichen 02WQ1491A – C). Die Betreuung für das BMBF erfolgt durch den Projektträger Karlsruhe, Bereich Wassertechnologie (PTKA) beim Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Projektlaufzeit

07/2019 – 04/2021

Projektpartner

Nordic Water GmbH, Neuss

Andreas Sack
Sonja Winandi

Technische Universität Berlin

Fakultät VI – Planen, Bauen und Umwelt, Institut Bauingenieurwesen, Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft

Prof. Dr.-Ing. Matthias Bärjenbruch
M. Sc. Tom Guggenberger

Emscher Wassertechnik GmbH, Essen

Prof. Dr.-Ing. Holger Scheer
Dipl.-Ing. Peter Wulf
Dipl.-Ing. Kristina Haber
Dr.-Ing. Tim Fuhrmann

BRAWAG GmbH

Wasser- und Abwassergesellschaft Brandenburg an der Havel

Johannes Anger

Kontakt

Bei Fragen zum Projekt stehen Ihnen u. a. folgende Ansprechpartner beim Projektkoordinator Emscher Wassertechnik GmbH gerne zur Verfügung:

Prof. Dr.-Ing. Holger Scheer
Tel: +49 201 3610-0
E-Mail: scheer@ewlw.de

Dipl.-Ing. Peter Wulf
Tel: +49 201 3610-110
E-Mail: wulf@ewlw.de

Die Erstellung und Pflege dieser Internet-Präsenz erfolgt im Rahmen des Verbundprojekts „Weitestgehende Phosphorelimination auf Kläranlagen über eine nachgeschaltete Filtration für den Schutz von Gewässern und die Rückgewinnung von Phosphor (Zero-P)“, gefördert mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) unter dem Förderkennzeichen 02WQ1491A.

Die Verantwortung für den Inhalt dieser Website liegt bei der Emscher Wassertechnik GmbH.