Status quo bei der Bekämpfung von Microthrix Parvicella und anderer fadenförmiger Bakterien
Status quo bei der Bekämpfung von Microthrix Parvicella und anderer fadenförmiger Bakterien

Status quo bei der Bekämpfung von Microthrix Parvicella und anderer fadenförmiger Bakterien

Einsatz von Polyaluminiumchlorid auf Kläranlagen

Vortrag, Deutsch, 14 Seiten, DWA Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall Nord

Autor: Arnd Schöttler

Herausgeber / Co-Autor: DWA Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall Nord

Erscheinungsdatum: 01.02.2007


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Sachtleben-Produkte für biologische Kläranlagen:

Adieu Betriebsstörungen!

Von Arnd Schöttler

Immer häufiger kommt es in biologischen Klärlagen zu Problemen, an deren Lösung bisher alle Veränderungen im Anlagenbetrieb oder in der Anlagentechnik gescheitert sind. Mehr noch: Die industrielle wie kommunale Abwässer betreffende Problemliste ist inzwischen so umfassend wie die Inhaltsstoffe des Abwassers. Da gibt es Bläh- und Schwimmschlammbildung in den Belebungsbecken, biotoxische Verbindungen im Zulauf der Anlagen, Schlammabtrieb in der Nachklärung, feinstkoloidale Stoffe im Zu- und Ablauf, Bildung von oberflächenaktiven Substanzen im Klärbetrieb und schlecht arbeitende biologische P-Eliminierung. Wobei sich diese Liste noch beliebig fortsetzen ließe. Umso beruhigender angesichts der Vielzahl von Problemen ist, dass Abhilfe naht: durch den Einsatz von Polyaluminiumchlorid-Lösungen aus dem Hause Sachtleben.

Kein Zufall: Größter Hersteller dieser Polyaluminiumchloride (PAC), die bereits seit Jahrzehnten mit viel Erfolg als Primärflockungs- oder Fällungsmittel in der Trinkwasseraufbereitung, dem Papierprozess und der Aufbereitung von industriellem Abwasser eingesetzt werden, ist in Deutschland die Sachtleben Chemie GmbH mit Hauptsitz in Duis-burg sowie Ihren Tochtergesellschaften EKOKEMI in Ibbenbüren und MIWAC in Schwarzheide.

Eigens hergestellte Chemieprodukte
Dass diese PAC auch in biologischen Kläranlagen zur wirtschaftlichen und technischen Problemlösung beitragen, kommt nicht von ungefähr. Schließlich handelt es sich bei den Polyaluminiumchloriden (genauer Polyaluminiumhydroxylchloriden) von Sachtleben, EKOKEMI und MIWAC nicht um irgendwelche mehr oder minder gut aufgearbeiteten Abfälle auf Aluminiumbasis, wie sie häufig in Kläranlagen eingesetzt werden. Es sind vielmehr unter genau spezifizierten Bedingungen gefertigte Chemieprodukte, die nicht ohne Grund mit einem so hohen Aufwand hergestellt werden.

Hoher Aufwand erforderlich
Bei jeder Umsetzung von Aluminium mit Salzsäure entstehen in wässriger Lösung drei verschiedene Modifikationsstrukturen des Aluminiumchlorid.
Im einzelnen sind dies:
- Einzelne Al3+-Atome (monomere)
- Dreizehner-Cluster von Al3+ Atomen (oligomere)
- Polymerisierte Dreizehner Cluster von Al3+ Atomen (polymere) 
Während die „normale“ Aluminiumchloridlösung zu 98 Prozent die monomere Struktur enthält und Oligomere sowie polymere Strukturen nur zwei Prozent ausmachen, steigt bei PAC die Summe der oligomeren und polymeren Strukturen auf bis zu ca. 60 Prozent an. Allerdings ist für die optimale Wirksamkeit eines Produktes nicht allein ein möglichst hoher Gehalt einer dieser Strukturen entscheidend, sondern die für den einzelnen Anwendungsfall optimale Zusammensetzung der monomeren, oligomeren und polymeren Aluminiumverbindungen. Da diese Aluminiumprodukte jedoch nur in kleinen Spezifikationsfenstern stabil sind, können solche Produkte nur in aufwendigen Herstellungsverfahren und mit viel Erfahrung hergestellt werden, denn: Jedes Produkt muss für jeden Anwendungsfall neu auf seine Wirksamkeit überprüft werden.

Fallbeispiel
In einer kommunalen Kläranlage mit einer Kapazität von 40.000 EWG und einer Auslastung von ca. 28.000 EWG sollten Versuche zur Abtrennung von temporär vorhandenen, biotoxischen Formalinabspaltern in der Vorklärung durchgeführt werden. Hauptgrund für die Tests: Die Formalinabspalter hatten mehrfach zum Absterben des gesamten biologischen Systems der Kläranlage geführt. Bei der durchgeführten Systemaufnahme stellte sich schon bald heraus, dass die Anlage die meiste Zeit des Jahres mit einem Schlammindex ISV von >200 l/kg gefahren wurde. Die Anlage verzeichnete über das ganze Jahr hinweg das Auftreten von Bläh- und Schwimmschlämmen, die sich saisonal noch verstärkten. Die Folge waren eine Überlastung der Nachklärung und ein erhöhter Gehalt an absetzbaren Stoffen im Ablauf der Nachklärung als deren Auslöser der Betreiber Fadenbakterien vermutete. Alle bisherigen Versuche, diesen Zustand durch Änderungen der Belüftung oder des TR-Gehaltes der Belebung in den Griff zu bekommen, scheiterten.

Sachtleben-Sachtoklar® eingesetzt
Nach einer Beobachtungs- und Vorbereitungsphase wurde schließlich die Zugabe von Eisen-(III)-Chlorid-Lösung gestoppt und ein Polyaluminiumchlorid vom Typ Sachtoklar® 39 in den Zulauf des Belebungsbeckens eingesetzt. Dosiert wurde das in einer Batterie von 1000l-IBC gelagerte Produkt aus einer Versuchsanlage, die von der Sachtleben Wasserchemie eigens vor Ort errichtet worden war. Alternativ ist die Dosierung allerdings auch aus einem 20m³ fassenden Straßentank-Container möglich, der ebenso wie die 1000l-IBC und die notwendigen Dosierpumpen leihweise zur Verfügung gestellt werden kann. Die Anlagen werden vor Ort von den Anwendungstechnikern des Herstellers aufgebaut und in Betrieb genommen. Diese Vorgehensweise bietet den Vorteil, dass das Risiko für den Anlagenbetrieb minimiert werden kann, da jederzeit ein Umschalten auf das bisher eingesetzte Fällungsmittel möglich ist.

Erfolg nachgewiesen
Nach ersten positiven Ergebnissen wurde die Tankanlage des Kunden befüllt. Eine Tankreinigung war dabei nicht erforderlich, da die reinen Polyaluminiumchloride bis zu 5 Gew.-% mit Eisen-(III)-Chlorid-Lösung mischbar sind. Außerdem wurde zu Beginn des Versuches zur Sicherheit von einem erhöhten Beta-Wert zur P-Fällung ausge-gangen, der Überschuss dann in der Folge jedoch reduziert. Am Ende des Versuchszeitraumes konnte sogar ein kleinerer Beta-Wert der zur vollständigen P-Fällung notwendigen Fällmittelmenge erreicht werden als zu Beginn des Versuches.


Die aufgefundenen Ergebnisse zeigen, dass die Umstellung auf Polyaluminiumchlorid zu einer deutlichen Verbesserung des Schlammindexes mit Werten unter 100 ml/g führt. Eine versuchsweise Rückkehr zum ur-sprünglichen Verfahren mit Eisen-(III)-Chlorid-Lösung zog unmittelbar einen erneuten Anstieg des Schlammindexes (ISV) nach sich. Seitdem wird die Anlage ausschließlich mit PAC betrieben.
Auch Alternativen von Sachtleben
Die temporär auftretenden Formalinabspalter werden durch eine ebenso vorübergehende Vorabdosierung von PAC in die Vorklärung ausgeflockt und über den Schlamm aus der Vorklärung in die Faulung entsorgt. Dort verursachen sie keinerlei Störungen mehr. Allerdings kommt eine permanente Vorabdosierung des PAC in die Vorklärung bei dieser Anlage nicht in Frage. Die Flockungswirkung des PAC ist so stark ist, dass leicht abbaubare, in der Biologie noch benötigte Substanzen ausgeflockt würden. Obgleich es auf der Anlage trotz fehlender Zugabe von Eisensalzen nicht zur Bildung von Schwefelwasserstoff im Faulturm kommt, hat die Sachtleben Wasserchemie für diesen Fall mit Aluminium/Eisen-Mischprodukten eine Option zu bieten.

Deutliche Kostenreduzierung
Insgesamt lässt sich sagen, dass sich die Schlammsituation der gesamten Anlage deutlich verbessert hat und auch die bis dahin überlasteten Faultürme wieder einwandfrei arbeiten, so dass sich die Kosten der Schlammentwässerung (einfacheres Polymer und geringere Laufzeit der Dekanter) drastisch reduziert haben. Vom Betreiber der Anlage durchgeführte mikroskopische Untersuchungen lassen den Schluss zu, dass die vorhandenen Fadenbakterien durch den Einsatz des PAC verschwinden.


Individuelle Problemlösungen erforderlich
Dieser sowie weitere in biologischen Kläranlagen durchgeführte Versuche haben eines deutlich gemacht: Werden die normalerweise zur Phosphatfällung eingesetzten Eisen2+- und Eisen3+-Salze durch Polyaluminiumchloride wie Biotol, Ekofix R und Sachtoklar 39 ersetzt, können in vielen Fällen Probleme, wie etwa die Bildung von Bläh- und Schwimmschlamm oder die Eliminierung von biotoxischen Verbindungen, effektiv und wirtschaftlich gelöst werden. Allerdings ist die Problemstel-lung so unterschiedlich, dass die Erarbeitung individueller Problemlösungen für jede Anlage vor Ort unumgänglich ist.

Literaturhinweise
[1] Arbeitsbericht der ATV-Arbeitsgruppe 2.6.1 „Blähschlamm, Schwimmschlamm, biologische Zusatzstoffe“ im ATV-Fachausschuss 2.6 Aerobe biologische Abwasserreinigungsverfahren
[2] Hilde Lemmer, Detlef Wedi – Betrachtungen zu Schwimmschlamm, Schaum und Schlammindex

Arnd Schöttler, Anwendungstechnik Wasserchemie, Sachtleben Chemie GmbH, Duisburg

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