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Fallstudie: Stadt Grantsville, UT

Abwasserbehandlungsanlage in Utah erfüllt die Anforderungen an die Klär­wasserreinigung mit EDIs Belüftungssystem.

Ablaufprobleme
Ursprünglich für 2.800 m³/d ausgelegt, erhält die Abwaserreinigungsanlage von Grantsville häusliche Abwässer von fast 10.000 Einwohnern aus Grants­ville, westlich von Salt-Lake City. 2009 hatte die Anlage erhebliche Schwierig­keiten, die örtlichen Anforderungen an Ammoniakausstoß, Gesamtschweb­stoffgehalt und SBS zu erfüllen. Laut Anlagenfahrer Ron Griffin überschritt das gereinigte Abwasser so häufig die Grenzwerte, dass er es 6 Monate im Jahr zurückhalten musste.

“Innerhalb der 6 Monate gab es immer ein Problem, entweder mit dem Ammo­niak oder dem SBS”, sagte Griffin. “So konnte man es nur 6 Monate im Jahr ablaufen lassen. Ich konnte es 3 Monate lang ablaufen lassen, musste es 3 Monate lang halten, 3 Monate ablaufen, 3 Monate halten, usw.“

Ursachenklärung
Die Ursache lag am Oberflächenbelüfter im Vorklärbecken. Der Belüfter sorgte für eine aerobische, bis 4 oder 5 Fuß tiefe Zone und ließ den Rest bis 10 Fuß Tiefe anaerobisch. Laut Griffin war der anaerobe Prozess langsam und träge und die Nebenprodukte Schwefelwasserstoff und Methan verursachten Gerüche. Die Anlage musste effizienter gemacht werden, um einen kontinuier­lichen Ablauf des aufbereiteten Abwassers zu ermöglichen und künftige Anforderungen an die Ammoniakentfernung zu erfüllen. Um die staatlichen Auflagen zu erfüllen, gab es zwei Optionen: Entweder die vorhanden unbe­lüfteten Becken mit Belüftern nachzurüsten oder neue Becken zu errichten.

Entscheidung
Für Griffin gab es nur eine Lösung: “Es war viel preiswerter, die vorhandene Anlage damit [mit Belüftern} auszustatten. „Nach weiteren Studien schlug EDI (Environmental Dynamics International) vor, ein Becken auf das System IDEAL™ (Intermittently Decanted Extended Aeration Lagoon) umzurüsten. IDEAL ist ein Beckenbelüftungssystem zur Rohabwasserbehandlung im Batch-Reaktor-Betrieb. Das IDEAL-Verfahren ermöglicht den kontinuierlichen Zufluss von Rohabwasser, das dann schrittweise belüftet, gemischt und beruhigt wird. Schließlich wird das Wasser dekantiert und läuft in Schönungsteiche.

Nach dem Ausbau der vorhandenen Oberflächenbelüfter aus dem Vorklär­becken wurde das IDEAL-System eingebaut. Die für die Ertüchtigung erforder­liche Ausrüstung bestand aus schwimmenden seitlichen aus FlexAir 88S- Belüfterbaugruppen mit feinblasigen Magnum-Diffusoren, einem biologischen BioReef™- BioCurtain-Vorhang und vier 24-Zoll-Dekantierrohre mit elektrisch betätigten Ventilen, Systemsteuertafel und 3 175-kW-Turbogebläsen (220 HP). Bei den Arbeiten wurden die Arbeiter mit einem Problem konfrontiert: Eine 4 Fuß hohes Schlammdecke auf dem Grund. „Wir mussten ca. 30 ver­schiedene Blöcke entfernen, welche die alten Oberflächenbelüfter fixierten, um die feinblasigen Diffusoren einbauen zu können.“

„Wir mussten ca. 30 verschiedene Blöcke entfernen, welche die alten Ober­flächenbelüfter fixierten, um die feinblasigen Diffusoren einbauen zu können.“


Verbesserte Behandlungsverfahren
Das System ging im Juli 2011 in Betrieb. Beim neuen Reinigungsverfahren strömt das Abwasser durch das Einlaufbauwerk, wo die groben Partikel abgeschieden werden, und dann in das IDEAL-Vorklärbecken. “Das System hat große Kompressoren, die das Becken vom Boden aus belüften, so dass das ganze Wasser eine aerobische Zone wird“, sagte Griffin. Das aerobe Reinigungsverfahren ist viel aggressiver und stabiler. Da die Luft von unten nach oben strömt, statt umgekehrt, ist dies auch wirksamer. Durch die Neben­produkte Kohlendioxid und Wasserdampf werden Gerüche beseitigt.

Nach diesem Vorgang wird das Wasser aus dem ersten Becken dekantiert und strömt durch zwei Teilmischbereiche in das Absetzbecken. Vor dem Auslass wird es mit UV-Licht desinfiziert. Das Wasser wird dann in die Blue Lakes - einem kleinen Naturgebiet nördlich der Anlage -- abgelassen und vorwiegend für die Bewässerung von Grünland genutzt.

Qualitätsverbesserung
 Die Aufrüstung erhöhte die Kapazität auf jetzt 57.000 m³/d, wobei die Wasser­qualität stark verbessert wurde. „Der Ammoniakgehalt sank durch die Moder­nisierung auf weniger als 1 mg/l und der BSB unter die Messschwelle. In 80 % der Fälle notiere ich „n. vorh.“ bei BSB, Schwebstoffen und Ammoniak, und selbst bei e. coli. Es ist eine hervorragende Wasserqualität” sagte Griffin.

Fallstudie: City of Miner, MO

EDIs Teichanlagenlösung hilft der Missouri Wastewater Treatment Plant die Wasserqualität zu verbessern

Schmutziger Auslauf
Miner, Mo., Bevölkerung 980, ist eine malerische Gemeinde auf halber Strecke zwischen St. Louis und Memphis, Tennessee. Die 20 Jahre alte Kläranlage kämpfte 2012 mit einer Reihe technischer Probleme. Die belüftete 3-Teich-Anlage mit einem Durchsatz von 1.100 m³/d hatte einen zu hohen Schwebstoffanteil. Die Ammoniak- und Stickstoff-Konzentrationen lagen oberhalb der Zielwerte. "Mit der Anlage lag ziemlich viel im Argen ", sagte der Hauptanlagenfahrer Marvin Hatton. Miner musste die Abläufe häufig reinigen, um den Vorschriften des Missouri Department of Natural Resources (DNR) und der US Environmental Protection Agency (EPA) zu entsprechen. Die Anlagenbediener und technische Leiter von Miner entschieden sich zur Ertüchtigung und zogen EDI (Environmental Dynamics International) hinzu, um die Probleme zu besprechen und einen Sanierungsplan zu entwickeln. Sie beschlossen, die Anlage vollständig zu ersetzen.
 
"Eine neue [Anlage] zu erhalten, sei genauso billig, wie die Säuberung und Wiederinbetriebnahme", sagte Hatton. "Um ehrlich zu sein, es war an der Zeit, sie zu modernisieren."

Kleiner, aber moderner
Lambert beauftragte EDI, eine Belebtschlammanlage für Miner zu konzipieren und zu errichten. EDI schlug den Typ IDEAL™ (Intermittently Decanted Extended Aeration Lagoon = Intermittierend dekantierte langzeitbelüftete Teichanlage) vor. Der Entwurf konzentrierte sich auf die Schwebstoffbesei­tigung, den Sauerstoffbedarf und den Ammoniakgehalt im Abwasser von Miner. IDEAL ist in der Lage, das Wasser vollständig zu denitrifizieren und dabei den Gesamtstickstoffgehalt zu senken. Das IDEAL-Verfahren verwendet zwei Becken, die IDEAL gefolgt von einem Mischbeckenteil mit Absetzbereich zur Schlammablagerung und Feststoffabscheidung, was die Anlagengröße bei erhöhtem Wirkungsgrad verkleinert. IDEAL belüftet das zulaufende Wasser 2 Stunden lang je nach BSB für die Nitrifikation, bevor es in die anoxische Absetz- und Dekantierungsphase gelangt, wo denitifiziert, die Biomasse zurückgehalten und das gereinigte Wasser abgeleitet wird. Ein Teil des auflie­genden stabilisierten Klärschlamms wird im zweiten Becken eingemischt, um einen ausreichenden Sauerstoffgehalt zum Feststoffausfaulen zu erhalten und die Ammoniakrückbildung zu verhindern. Der Rest ist die Ruhezone zum Absetzen der restlichen Schwebstoffe; damit klares Wasser zur UV-Desinfek­tion gelangt. Schließlich wird das gereinigte Abwasser in den Nord Cut Ditch abgelassen.
 
"Es ist eine sehr schöne Kleinanlage", sagte Hatton. "Unsere Werte sind wirklich gut. Ich meine, wirklich gut."

Hauptverbesserungen
Nach dem Bau der Anlage in November 2012 sagte Hatton, dass EDI-Vertre­ter eine Woche lang Mitarbeiter an der Anlage und in der Prozessführung geschult hätten.

Während des extrem kalten Winters 2013/2014 verfolgten die Gemeinde Miner und EDI gemeinsam die Leistungsfähigkeit der Anlage. Hatton nahm mit seinem Team zweimal wöchentlich Sammelproben aus Zulauf und Ablauf und überwachte die Temperatur im IDEAL: Diese Proben wurden zu Environmental Analysis South in Jackson, Mo. geschickt, um den Gesamt­anteil an Schwebstoffen, Ammoniak, BSB, Nitrat, Nitrit und Stickstoff zu bestimmen. Die Analyse der Nährstoffelimination zwischen Zulauf und Ablauf fiel immer sehr gut aus. Der Ammoniakgehalt lag am Abwassereintritt bei­spielsweise bei durchschnittlich 27 mg/l und fiel auf weniger als 0,05 mg/l am Auslauf. Keine einzige Probe überschritt die Analysen-Nachweisgrenze, auch wenn die Temperatur im IDEAL unter 3 °C fiel. Auch der BSB fiel von 230 mg/l auf 4,5 mg/l und der Schwebstoffgehalt von 105 mg/l auf 5,3 mg/l.



Hatton sagte, dass sich die Inspektoren von Missouri DNR nach Probennahme ebenfalls begeistert geäußert hätten. Er schrieb die verbesserte Wasser­qualität den effektiveren Verfahren der IDEAL zu. Durch den Bau der neuen IDAL-Anlage konnte Miner die Anforderungen von DNR erfüllen.

Andauernde Partnerschaft
Hatton sagte, dass die IDEAL einfach zu installieren war, wartungsarm sei und sehr gute Ergebnisse liefere. Aber um weiterhin Unterstützung bei der Instand­haltung des neuen Abwasserreinigungssystems zu erhalten, möchte Miner einen Wartungsvertrag mit EDI abschließen. Über den Vorschlag wird der Gemeinderat von Miner entscheiden. Sollten Miner und EDI eine Wartungs­vereinbarung ausarbeiten, um nachhaltige Ergebnisse zu gewährleisten, würde er gelegentliche EDI-Inspektionen begrüßen, teile Hatton mit.

„Wenn ich ein Problem habe und das telefonisch nicht lösen kann, werden sie kommen und den Fehler beheben.“, sagte er. „Sie waren sehr freundlich zu uns“.



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