Boris Lesjean, KompetenzZentrum Wasser Berlin gGmbH
Boris.Lesjean(at)kompetenz-wasser.de
Regina Gnirss, Berliner Wasserbetriebe
Regina.Gnirss(at)bwb.de
Demonstrationsprojekt mit der Membranbioreaktor-Technologie zur weitgehenden Abwasserbehandlung in abgelegenen Gebieten
Projektpartner KWB, BWB, Veolia, UnterauftragnehmerProjektvolumen 3.400.000 €Projektbeginn01.01.2004Laufzeit36 Monate
Das Projekt wird im Rahmen des LIFE Programms der Europäischen Kommission (Referenz-Nr. LIFE04 ENV/D/058) mit einem Anteil von 562.463 € unterstützt.
- Lage des Versuchsstandortes Margaretenhöhe (Quelle BWB).
- Konzept einer MBR-Anlage in einem Container (mit freundl. Genehmigung von A3 GmbH).
- Beispiel einer 300 p.e. MBR -Anlage in South Wraxall, UK (Quelle Aquator internet site).
- MBR-Pilotanlage zur Auswertung von Planungs- und Betriebskriterien (Quelle TUB).
Kontext
In Berlin gibt es noch abgelegene kleine Einzugsgebiete, die nicht an das zentrale Abwassersystem angeschlossen sind. Das Membranbelebungsverfahren (MBR) könnte eine technische und auch wirtschaftliche Lösung bieten, um eine semi-zentrale Erschließung in Gebieten mit einem sensitiven Vorfluter (Gewässer) zu realisieren. Mittels eines Membranprozesses kann die vollständige Desinfektion und weitgehende biologische Phosphorentfernung bis auf 0.1mgP/L oder niedriger ohne Fällmittel erreicht werden. Damit kann der Standard der EU-Richtlinie für Badegewässer direkt im Ablauf der kleinen Kläranlage erreicht werden und die Eutrophierung im Oberflächengewässer reduziert werden. Die Umsetzung von MBR-Anlagen in kleinen oder mittleren Einzugsgebieten ist mittels schlüsselfertiger Containereinheiten möglich, wodurch die Investitionskosten gesenkt und die üblichen Unannehmlichkeiten von Kläranlagen wie Geruchs- und Lärmemissionen vermieden werden können.
Um die technische und wirtschaftliche Machbarkeit dieses Konzeptes zu bestätigen, hatten die Berliner Wasserbetriebe und Veolia Water das „IMF“-Projekt, initiiert, das von 2001 bis 2003 im Rahmen des Kompetenzzentrum Wasser Berlin realisiert worden ist. Im Verlauf dieses F&E-Projektes wurde ein innovativer Membranprozess im Maßstab einer Pilotanlage für die weitergehende Behandlung städtischer Abwässer entwickelt. Dieses patentierte Membranbioreaktor Verfahren kombiniert die vermehrte biologische Phosphorentfernung und Post-Denitrifikation (nachgeschaltete Denitrifikation ohne Kohlenstoffdosierung). Neben einer vollständigen Desinfektion durch die Mikrofiltrationsmembranen wurden damit die Nährstoffe bis auf 99 % für Phosphor (<50µgP/L) und 95 % für Stickstoff (<5mgN/L) vermindert. Diese ausgezeichnete Reinigungsleistung wurde in unterschiedlichen Betriebszuständen erzielt und bestätigt die Flexibilität und Robustheit der Prozesskonfiguration. Dieses MBR-Verfahren kommt ohne chemische Fällmittel oder Kohle (zur verbesserten Denitrifikation) aus. Darüber hinaus zeigen Kosteneinschätzungen im Vergleich mit konventionellen Reinigungsverfahren, die eine ähnliche Ablaufqualität erzielen, den wirtschaftlichen Nutzen dieser Lösung, sowohl für die Entsorgungsunternehmen als auch für die angeschlossenen Haushalte.
- Vergleich der Investitionskosten zwischen MBR- und konventioneller Technologien
Ziele
Das Ziel des Demonstrationsvorhabens ENREM ist eine erste Bewertung dieses innovativen Verfahrens im Betriebsmaßstab. Zu diesem Zweck wird in Berlin für ein Siedlungsgebiet von 200 Einwohnern eine Demonstrationsanlage gebaut werden. Das Abwasser soll für ein dezentrales Gebiet charakteristisch sein, d.h. es wird weder industrielles Abwasser noch Regenwasser enthalten.
Nach der Inbetriebnahme wird die Membrananlage kontinuierlich in Betrieb sein, wobei die Qualität des behandelten Abwassers unter den von der EU vorgegebenen Kriterien für sensitive Gewässer und Badegewässer liegen wird. Der Betrieb des Systems wird über einen Zeitraum von 1,5 Jahren intensiv überwacht und optimiert mit dem Ziel, eine hohe Ablaufqualität bei minimalen Betriebskosten zu erreichen.
Die ENREM-Demonstrationsanlage ist die erste MBR-Anlage im Betriebsmaßstab in Europa, die mit biologischer Phosphorentfernung betrieben wird. Darüber hinaus wird diese MBR-Anlage zum Zeitpunkt ihrer Inbetriebnahme den höchsten Grad weltweit an Phosphor- und Stickstoffeliminierung erreichen. Ein erfolgreicher Abschluss des Demonstrationsprojektes würde somit die breite Anwendung dieses Verfahrens zur dezentralen Erschließung von Siedlungsgebieten in Deutschland, Europa und weltweit ermöglichen.
- ENREM Verfahrensfließbild mit anaerober Zone and Post-Denitrifikation zur weitgehenden biologischen Nährstoffentfernung
Umsetzung
- Test der Pilotanlage an einem repräsentativen Einsatzort zur Absicherung der Planungs- und Betriebskriterien für eine Anlage im Betriebsmaßstab.
- Bau einer MBR-Demonstrationsanlage zur weitgehenden Nährstoffentfernung in dem Berliner Siedlungsgebiet Margaretenhöhe. Die modular in einem Container untergebrachte MBR-Anlage ist automatisiert und ferngesteuert, wodurch die Personalkosten gering gehalten werden. Die Erschließung des Siedlungsgebietes wird aus bautechnischen Gründen als Druckentwässerung realisiert.
- Inbetriebnahme und langfristige Überwachung der Betriebsleistung bezüglich der Ablaufqualität.
Kriterien | Ziel (qualifizierte Stichprobe) |
Desinfektion | EU-Richtlinien für Badegewässer |
Phosphor | < 0.1 mgP/L (Entfernung zu 99%) |
Stickstoff | < 10 mgN/L (Entfernung zu 90%) |
Kriterien Ziel (qualifizierte Stichprobe) Desinfektion EU-Richtilinien für Badegewässer Phosphor < 0.1 mgP/L (Entfernung zu 99%) Stickstoff < 10 mgN/L (Entfernung zu 90%)
- Studie über die biologische Phosphor- und Stickstoffentfernung in einem mit Post-Denitrifikation ausgerüsteten MBR-System (Prozesssicherheit und Robustheit).
- Optimierung der Reinigungsqualität bei gleichzeitiger Minimierung der Betriebs- und Wartungskosten.
- Untersuchung der Filtrationsleistung und Membranreinigung bei möglichst geringem Einsatz von Chemikalien und Personal.
- Evaluierung der Investitions- und Betriebskosten des Systems für kleine oder mittlere Siedlungsgebiete (250 - 10.000 EW) und Kostenvergleich mit konventionellen Lösungen.
- Verbreitung der Projektergebnisse und Organisation von Workshops.
Aktualisiert: Donnerstag, 9. Juli 2009
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