F&E-Projekte zur Abwasserbeseitigung

In NRW wird ein erheblicher Teil des Trinkwassers aus Oberflächenwasser gewonnen. NRW hat zur Sicherung der Qualität von Oberflächenwasser eine hoch effiziente Abwasserreinigung auf- und ausgebaut. Dabei wird jedoch der überwiegende Teil der Energie für die biologische Abwasserreinigung und insbesondere die Einbringung von Sauerstoff verbraucht. Der Energiebedarf und die damit zusammenhängende CO₂-Emissionen können ebenso wie die Kosten für die biologische Abwasserreinigung durch eine Optimierung des Sauerstoffeintrags in die Belebung gesenkt werden.

Ziel des Vorhabens ist es, eine neuartige Begasertechnologie zu qualifizieren, welche einen energieoptimalen Eintrag von Sauerstoff in der biologischen Reinigungsstufe erlaubt. Die von IWEB entwickelten Begaser basieren auf Kanülen, welche die eingetragene Luft durch eine große Zahl von Austrittsöffnungen mit Lochdurchmessern von 30 µm vor dem Eintrag in das Wasser verteilt. Damit können Luftblasen mit bisher nicht erreichten Durchmessern im Bereich von ca. 1 mm in das Abwasser eingetragen werden, womit eine Steigerung des Sauerstoffüberganges aus den Blasen in das Wasser erzielt werden kann.

Für den Einsatz dieser innovativen Begasertechnologie sind jedoch zwingend vergleichende Untersuchungen mit derzeit am Markt befindlichen Begasern notwendig, um die unterschiedlichen Wirkungsgrade der jeweiligen Technik zum Lufteintrag zu ermitteln. Das HZDR verfügt über die Expertise im Bereich mehrphasiger Fluide und die notwendigen Analysesysteme zur systematischen Aufarbeitung dieser Fragestellungen. In initialen Untersuchungen wird mittels videometrischer Analysen das Ablöseverhalten von Luftblasen von der Kanüle und die Blasengrößenverteilung über dem Begaser in Abhängigkeit der Geometrie der Öffnungen und deren Anordnung untersucht, um eine geometrisch optimierte Begaservariante ableiten zu können. Weiterer Bestandteil des Vorhabens ist die Untersuchung des Energiebedarfs und der Reinigungseffizienz von Begasern aus der Klärwerkstechnik und von neuartigen Kanülenbegasern. In einem speziellen Versuchsabschnitt wird mit den am HZDR verfügbaren Messverfahren untersucht, bis zu welcher Luftmenge und damit verbunden mit welchem Energieeinsatz die Luft und der darin enthaltene Sauerstoff energetisch optimal in das Abwasser eingetragen wird, ohne dass die angestrebten Reinigungsziele gefährdet sind. Die Untersuchungen werden parallel im Labor, in einer halbtechnischen Versuchsanlage und nach Abschluss dieser Versuchsreihen in im Belebungsbecken einer kommunalen Kläranlage durchgeführt.

Ansprechpartner

• Prof. Dr.-Ing. habil. Uwe Hampel, u.hampel@hzdr.de
  Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf
  Institut für Fluiddynamik
  Bautzner Landstraße 400
  01328 Dresden
  
  Telefon: 0351 260-3465
  Fax: 0351 260-2383

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• Kurzbericht
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