Erweiterung der aeroben biologischen Abwasserbehandlungsanlage in einer Kartoffelveredlung

Biologische Abwasserbehandlung in der Kartoffelverarbeitung
Erweiterung der aeroben biologischen Abwasserbehandlungsanlage in einer Kartoffelveredelung

Aus der Kartoffel kann man neben den veredelten Produkten auch noch Energie gewinnen. Das wird am Standort der Friweika eG in Weidensdorf vorbildlich realisiert. Mit steigender Produktion müssen aber auch die immer größer werdenden Abwassermengen ordnungsgemäß gereinigt werden. Die notwendige Erweiterung der aeroben biologischen Abwasserbehandlung wurde von den Spezialisten der DAS Environmental Expert GmbH aus Dresden unter der Maßgabe eines minimalen Flächenbedarfes innovativ gemeistert.

Steigende Belastung der aeroben biologischen Abwasserbehandlung

Praktisch das ganze Jahr herrscht bei der Friweika Hochkonjunktur bei der Verarbeitung und Vermarktung von Kartoffeln. Unter der Maßgabe der ganzheitlichen und optimalen Verwertung der Rohstoffe wird aus den Abprodukten sogar noch so viel Energie gewonnen, dass ein Großteil des Wärmebedarfes durch eigene Biogasproduktion realisiert werden kann. Sogar aus den anfallenden Prozessabwässern wird noch Energie gewonnen, bevor sie dann einer aeroben biologischen Abwasserbehandlung zugeführt werden.

Seit ihrer Inbetriebnahme vor neun Jahren wurde die aerobe biologische Stufe der Abwasserbehandlung, bedingt durch die ständige Produktionssteigerung und diese gleichzeitig verbunden mit einer Erhöhung der Belastung des zu behandelnden Abwassers, mehrfach erweitert.  Die ursprüngliche vierstufige Kombi-Kompaktanlage, jede Stufe bestehend aus Belebtschlammbecken mit getauchten Festbetten und integrierten Nachklärbecken, wurde dabei in mehreren Ausbaustufen durch Erhöhung des Lufteintrages, Erweiterung der hydraulischen Kapazität und Erhöhung des Automatisierungsgrades an die Grenze ihrer baulich vorgegebenen Kapazität gebracht.

Angesichts der mit der Produktionssteigerung zu erwartenden Frachterhöhung, auch im Ablauf der vorhandenen Betriebskläranlage, bestand für Friweika die Notwendigkeit, die aerobe Behandlungsstufe durch einen zusätzlichen Neubau zu erweitern. Die Altanlage, die ursprünglich für eine CSB-Fracht von 560 kg/d ausgelegt wurde, war mit den zeitweilig angefallenen 1260 kg/d weit über die angegebene Kapazität ausgelastet.

Doch wohin mit einer zweiten Anlage. Für den Neubau wäre ein zweites rundes Kombibecken mit einem Durchmesser von 22 m und einer Höhe von 6 m notwendig gewesen. Der dafür benötigte Platz war einfach nicht in erforderlichem Maße vorhanden.

Hier kamen die Spezialisten der DAS EE GmbH zum Zuge. Sie erarbeiteten eine innovative und hocheffektive Lösung. Anstatt eine weitere Kompaktanlage vorzusehen, verstanden Sie es, das Kernprodukt der Abwasserabteilung der DAS EE GmbH, den TFR-Bioreaktor, in das Anlagenkonzept einzubinden. Dabei erreichten sie eine Reduzierung des für eine klassische Anlage benötigten Flächenbedarfes um nahezu 50%. Dieses Konzept überzeugte den Anlagenbetreiber Friweika.

Sowohl die Maßnahmen zur konstruktiven Umsetzung als auch die Inbetriebnahme der neuen Technologie erfolgten ohne eine nennenswerte Unterbrechung des Betriebes der bereits bestehenden Abwasserbehandlungsanlage.

Verfahrensprinzip biologische Abwasserbehandlung mit dem TFR-Bioreaktor
Verfahrensprinzip biologische Abwasserbehandlung mit dem TFR-Bioreaktor

Modernisierung der Kläranlage statt Neubau

Statt eines Neubaus schlugen die Spezialisten der DAS EE vor, die Altanlage ohne umfangreiche Eingriffe, lediglich durch das Hinzufügen von 4 Reaktoren des Typs TFR industrial mit einem Durchmesser von je 3 m und einer Höhe von 8 m zu erweitern. Umfangreiche Pilotversuche überzeugten Friweika von der Leistungsfähigkeit des Verfahrens, weshalb letztendlich auch die Auswahl auf die DAS-Technologie fiel.

Die DAS-Technologie bietet gleich mehrere Vorteile. Einer davon ist der bereits angesprochene geringe Platzbedarf. Die Reaktoren sind mit einem Trägermaterial gefüllt, das eine hohe spezifische Oberfläche aufweist. Der aerobe Abbau wird durch Mikroorganismen realisiert, die sich in Form von Biofilmen auf dem Trägermaterial ansiedeln. Damit wird vorteilhaft die hohe Kapazität bei der Abwasserbehandlung genutzt, für die Biofilmverfahren bekannt sind.

Gleichzeitig steht durch die Beschickung des Reaktors im Gegenstromprinzip,

  • das Abwasser strömt im Rieselfilm von oben nach unten
  • die Luft wird durch Ventilatoren von unten nach oben gedrückt,

ein äußerst effektiver Stoffaustausch zur Verfügung, der stets eine ausreichende Versorgung der Mikroorganismen im Biofilm mit dem für den aeroben Abbau notwendigen Sauerstoff gewährleistet.

In herkömmlichen Belebungsbecken erfolgt die Versorgung der Mikroorganismen mit Sauerstoff durch das Einblasen von Luft in tiefe Becken, gegen eine Wassersäule bis zu 8 m und mehr. Der Druckverlust über das Trägermaterial hingegen beträgt lediglich 30 cm (300 mbar). Hier liegt mit dem, für die Sauerstoffversorgung im TFR-Bioreaktor unvergleichlich niedrigeren Energiebedarf ein weiterer Vorteil klar auf der Hand.

Die TFR-Technologie basiert auf der „Philosophie des modularen Designs“ und kann durch das Hinzufügen weiterer Reaktoren schnell und einfach erweitert werden, ohne dass aufwändige Baumaßnahmen erforderlich sind.

TFR-Bioreaktoren für die biologische Abwasserbehandlung
Links die Altanlage, rechts 4 neugebaute TFR-Bioreaktoren für die biologische Abwasserbehandlung

Zuverlässige und effektive Abwasserbehandlung

Die 4 TFR-Bioreaktoren sind seit dem 08.08.2012 in Betrieb. Der Abwasserstrom wird geteilt, wobei ein Teilstrom mit der Altanlage behandelt wird und der andere mit den TFR-Bioreaktoren. Ein Teil des durch die Altanlage geklärten Abwassers wird für die Wiederbefüllung der TFR-Reaktoren nach der von Zeit zu Zeit notwendigen Entfernung des überschüssigen Biofilms genutzt.

Zusammen besitzen beide Anlagen ein Reinigungspotenzial, das auch bei geplanter Produktionserweiterung noch Reserven besitzt. Das speziell hat die Reinigungsleistung der letzten Monate gezeigt. Bei auslegungskonformen Betrieb wurde das Abwasser, das der Anlage mit einem CSB von ca. 3500 mg/l (85 % -Perzentil) zuläuft, auf Indirekteinleiterqualität mit einem CSB < 1000 mg/l im Ablauf der TFR-Reaktoren gereinigt.

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