×
![]( "Buchcover ISBN 9783899586107")
Phosphorrückhalt in der Mischwasserbehandlung durch Retentionsbodenfilter-Anlagen
von Jörg FelmedenIm Rahmen dieser Arbeit wurden Empfehlungen für Planung, Bau und Betrieb von Retentionsbodenfilter-Anlagen (RBFA) zum Phosphorrückhalt im Mischsystem unter Berücksichtigung anderer Behandlungsziele (z. B. Nitrifikation) abgeleitet. Hierzu wurden stoffliche Belastungen von Mischwasserentlastungsabflüssen insbesondere hinsichtlich Phosphor erfasst und frachtbezogene Wirkungsgrade von RBFA bestimmt, maßgebende Einflussfaktoren auf den Phosphorrückhalt identifiziert sowie relevante Prozessbedingungen untersucht.
Zu Beginn wurden labormaßstäbliche Untersuchungen zum Phosphor-Bindungsvermögen unterschiedlicher Filterzuschlagstoffe durchgeführt, auf deren Grundlage die Melioration von Filtersanden zum Phosphorrückhalt in den halb- und großtechnischen Anlagen aufbaut. Die großtechnischen Untersuchungen wurden an vier RBFA im Mischsystem in Hessen durchgeführt, die Filterflächen zwischen 430 m2 und 1.275 m2 aufweisen. Hierzu gehören die seit 1994 in Betrieb befindliche RBFA Fellenweg mit bindigem Filtersubstrat sowie die drei im Vorfeld der Untersuchungen neu errichteten RBFA Wiesenbach, Kleingladenbach und Oberelsungen mit nicht bindigem Filtersubstrat. Die halbtechnische Versuchsanlage auf dem Gelände der Abwasserbehandlungsanlage in Kassel bestand aus insgesamt acht Lysimetersäulen mit einem Durchmesser von 1,2 m, in denen der Filteraufbau und die Filtersubstrate der Großtechnik und weitere davon abweichende nicht bindige Filtersubstratkonstellationen (z. B. Lavasand) abgebildet wurden.
An der Lysimeteranlage und allen vier großtechnischen RBFA wurden über einen zusammenhängenden Zeitraum von mehreren Jahren Frachtbilanzen und Wirkungsgrade für die Parameter Gesamt-Phosphor und Ortho-Phosphat sowie ver-gleichend für Feststoffe, Sauerstoff zehrende und Nährstoffe (Kohlenstoff, Stickstoff) und hygienerelevante Indikatorbakterien aufgestellt. Es wurden 266 Einstauereignisse inklusive 15 Filterüberläufe an den vier RBFA und 56 künstliche Beschickungsereignisse an der Lysimeteranlage ausgewertet. Ergänzend zur flüssi-gen Phase wurden zu Beginn, während und gegen Ende des Untersuchungsbetriebes chemische, physikalische und biologische Bodenuntersuchungen durchgeführt.
Auf Grundlage der Untersuchungsergebnisse wurden quantitative und qualitative Empfehlungen für Planung, Bau und Betrieb von RBFA im Mischsystem mit dem Behandlungsziel Phosphorrückhalt abgeleitet. Diese umfassen Angaben hinsicht-lich der zwei Verfahrensvarianten RBF mit melioriertem Filtersubstrat (2-stufige RBFA) und RBF mit nachgeschaltetem Sorptionsfilter (3-stufige RBFA) zu den Aspekten Dimensionierungs-/Nachweisverfahren, Eigenschaften des Sorptionsmit-tels, Meliorationsgrad, Mischen und Einbau des Filtersubstrates, Filterbeckenge-ometrie, Drosselabfluss und Einstaudauer des Filterbeckens.
Zu Beginn wurden labormaßstäbliche Untersuchungen zum Phosphor-Bindungsvermögen unterschiedlicher Filterzuschlagstoffe durchgeführt, auf deren Grundlage die Melioration von Filtersanden zum Phosphorrückhalt in den halb- und großtechnischen Anlagen aufbaut. Die großtechnischen Untersuchungen wurden an vier RBFA im Mischsystem in Hessen durchgeführt, die Filterflächen zwischen 430 m2 und 1.275 m2 aufweisen. Hierzu gehören die seit 1994 in Betrieb befindliche RBFA Fellenweg mit bindigem Filtersubstrat sowie die drei im Vorfeld der Untersuchungen neu errichteten RBFA Wiesenbach, Kleingladenbach und Oberelsungen mit nicht bindigem Filtersubstrat. Die halbtechnische Versuchsanlage auf dem Gelände der Abwasserbehandlungsanlage in Kassel bestand aus insgesamt acht Lysimetersäulen mit einem Durchmesser von 1,2 m, in denen der Filteraufbau und die Filtersubstrate der Großtechnik und weitere davon abweichende nicht bindige Filtersubstratkonstellationen (z. B. Lavasand) abgebildet wurden.
An der Lysimeteranlage und allen vier großtechnischen RBFA wurden über einen zusammenhängenden Zeitraum von mehreren Jahren Frachtbilanzen und Wirkungsgrade für die Parameter Gesamt-Phosphor und Ortho-Phosphat sowie ver-gleichend für Feststoffe, Sauerstoff zehrende und Nährstoffe (Kohlenstoff, Stickstoff) und hygienerelevante Indikatorbakterien aufgestellt. Es wurden 266 Einstauereignisse inklusive 15 Filterüberläufe an den vier RBFA und 56 künstliche Beschickungsereignisse an der Lysimeteranlage ausgewertet. Ergänzend zur flüssi-gen Phase wurden zu Beginn, während und gegen Ende des Untersuchungsbetriebes chemische, physikalische und biologische Bodenuntersuchungen durchgeführt.
Auf Grundlage der Untersuchungsergebnisse wurden quantitative und qualitative Empfehlungen für Planung, Bau und Betrieb von RBFA im Mischsystem mit dem Behandlungsziel Phosphorrückhalt abgeleitet. Diese umfassen Angaben hinsicht-lich der zwei Verfahrensvarianten RBF mit melioriertem Filtersubstrat (2-stufige RBFA) und RBF mit nachgeschaltetem Sorptionsfilter (3-stufige RBFA) zu den Aspekten Dimensionierungs-/Nachweisverfahren, Eigenschaften des Sorptionsmit-tels, Meliorationsgrad, Mischen und Einbau des Filtersubstrates, Filterbeckenge-ometrie, Drosselabfluss und Einstaudauer des Filterbeckens.