Planung und Bau der Ozon-anlage in Friedrichshafen - KomS-VSA-Technologieforum Spurenstoffe Friedrichshafen, 09.10.2020 - evenTwo
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
Planung und Bau der Ozon-
anlage in Friedrichshafen
10. KomS-VSA-Technologieforum Spurenstoffe
Friedrichshafen, 09.10.2020
Dr.-Ing. Sebastian Platz, Sweco GmbH 1
2020-10-08
Gliederung
• Klärwerk Friedrichshafen
• Projektablauf und Projektteam
• Planung der Ozonanlage
– Basisdaten/Anbindung
– Reaktordesign
– Ozondosierung
– Steuer- und Regelkonzept
Quelle: ralphhoweministries.com, AdobeStock_51071376-e147103710667 2
2020-10-08
Kläranlage Friedrichshafen
Basisdaten:
• Ausbaugröße: 87.000 EW (akt. Belastung: ca. 65.000 EW)
• QT: 276 L/s / QM: 910 L/s
• JSM: bis 5 Mio. m³/a
• Jahresabwassermenge: bis 10 Mio. m³/a
• Fremdwasser: ca. 30 %
Becken / Reinigungsstufen:
• RÜB auf KA: 6.240 m³
• belüft. Langsandfang mit Leichtstoffabscheider
• Vorklärung (Rundbecken): 2.520 m³
• Belebung (9.080 m³):
– Vorgeschaltete Denitrifikation (max. 4.050 m³, 45 %)
– Nitrifikation (min. 5.030 m³)
• Nachklärbecken (2 x 1.350 m² und 1 x 2.200 m²)
• SBR-Reaktor zur Trübwasserbehandlung (max. 850 m³)
• Flockungsfiltration (10 Kammern, 357 m²)
• Schlammfaulung (mesophile Faulung und kalte Nachfaulung)
• 2 BHKW, Gasbehälter, Nacheindicker, 2 Zentrifugen
3
2020-10-08
Projektablauf und Projektteam (1)
Götzelmann + Partner GmbH, Stuttgart/Balingen
• Machbarkeitsstudie 4. Reinigungsstufe (2016-2017)
Eignung von PAK, GAK und Ozon untersucht PAK GAK
à Empfehlung einer Ozonung,
besonders aufgrund der vorhandenen Filteranlage
Ozon
• Vorplanung (2017-2018):
Ergänzende Untersuchungen nach Empfehlung VSA
– Bromid ca. 100 µg/L, minimale Bromatbildung
– kein Chrom nachgewiesen
– geringe DMN-Bildung (Dimethylnitrosamin)
– guter Spurenstoffabbau möglich Ozon
– Verminderung der Toxizität mittels Biotests nachgewiesen
à Ozonung geeignet und (weiterhin) kostengünstigste Lösung
4
2020-10-08
Projektablauf und Projektteam (2)
ARGE Sweco GmbH (Standort Köln) und Götzelmann + Partner GmbH
• Entwurfsplanung und Genehmigungsplanung (2018)
Änderungen/Anpassungen zur Vorplanung:
– Anpassung der „Basisdosierung“ auf 0,6 mg O3/mg DOC (Erfahrungen aus Aachen-Soers)
– Kühlung der Ozonerzeuger über getauchte Wärmetauscher im Ozonreaktor
– Horizontale Wasserführung durch Ozonreaktor
Sweco GmbH
• LV-Ausgaben: April 2019
• Submission: Mai 2019
• Vergaben: Juni 2019
• Baubeginn: Sep. 2019
• Einfahrphase (geplant): ab Dez. 2020
5
2020-10-08
Planung der Ozonanlage – Basisdaten/Anbindung (1)
Anforderungen und Auslegungsdaten:
• Vollstrombehandlung:
QSpur,max = 910 L/s
• Anbindung zw. NKB und Filteranlage
(möglichst ohne weiteres Pumpen/Anheben)
• Betriebsgebäude intergiert
• Bau während Regelbetrieb der Kläranlage
Bild: Anbindung der Ozonanlage zwischen Nachklärung und Filterbauwerk 6
2020-10-08
Planung der Ozonanlage – Basisdaten/Anbindung (2)
Realisierung der Anbindung mit Bestandspumpen der Filteranlage ohne weiteres Anheben:
Bild: Neue Zuleitung zu Filteranlage nach Ozonung und Bestandpumpen Bild: Neue Zuleitung zu Filteranlage nach Ozonanlage
7
2020-10-08
Planung der Ozonanlage – Reaktordesign (1)
Reaktordesign/-auslegung:
• Längsdurchströmtes Becken (ohne Einbauten)
(bessere Zugänglichkeit zwecks Wartung und Reparatur)
• Einstrassig als ausreichend bewertet
• Eintragstiefe: mind. 5 m, à gewählt 5,9 m
(möglichst kompletter Übergang des Ozons in das Abwasser)
• Aufenthaltszeit bei QSpur,max > 15 Minuten
à mind. 820 m³ benötigt
Lageplan: Draufsicht des geplanten Ozonreaktors mit Betriebsgebäude 8
2020-10-08
Planung der Ozonanlage – Reaktordesign (2)
Reaktordesign:
• Bekannt: vertikale Wasserführung mit
mehreren Kammern und mind. 2 Dosierstellen
• Vorteil:
– Flexible Dosierung
– Gute O3-Ausbeute
• Referenzen
– ARA Werdhölzli
– ARA Neugut
– KA Eriskirch
– KA Weißenburg
– …
Ø Tatsächlich optimal ?
Ø Zugänglichkeit ?
Ø Strömungsverlust ? Quelle: https://www.stadt-zuerich.ch/ted/de/index/entsorgung_recycling/sauberes_wasser/klaerwerk.html
Ø Totzonen ?
9
2020-10-08
Planung der Ozonanlage – Reaktordesign (3) (Strömungssimulation Aachen-Soers)
• Gegenstromprinzip mit Einbauten • Reaktor ohne Einbauten à Gewähltes System
10
2020-10-08
Quelle: Aixprocess GmbHPlanung der Ozonanlage – Ozondosierung (1)
Ozondosierung und –erzeugung und
Restozonvernichtung:
• Basisdosierung zspez. = 0,6 mg O3/mg DOC
Maximaldosis zspez.max. = 0,8 mg O3/mg DOC
(um Bromatbildungspotential gering zu halten)
à max. 16,1 kg O3 /h (bei QSpur,max)
• Reinsauerstofftank
– 48 m³ (brutto)
– ca. 54 t O2 (1.130 kg/m³)
– Miettank (aus Kostengründen)
• Zwei Ozongeneratoren
mit je 8,1 kg O3 /h
• Restozonvernichtung
(doppelt ausgeführt)
Bild: Ozongenerator 1 inkl. E-Technik (Wedeco SMOevoPLUS ) Bild: Restozonvernichter 1 (Wedeco)
11
2020-10-08Planung der Ozonanlage – Ozondosierung (2)
Kühlung der Ozongeneratoren:
• Möglich mit Betriebswasser
à Am Standort jedoch knapp
• Möglich im Ablauf
à Verstopfungspotential (Algenbildung)
à Zu geringe Strömung
• 2 x 80 kW abzuführende Verlustwärme
• 30 °C max. Kühlwassertemperatur für Generatoren
(Neue) Lösung: Kühlung mittels abwassertauglichen
Thermoplatten im Zulaufbereich des Ozonreaktors
• Bereits auf KA Warburg realisiert
(keine Ablagerung/Verkrustungen festgesellt seit 2016)
• 18 Thermoplatten (pro Platte 3 m² = 3 kW/m²)
• Weniger Pumpenergie (weniger Pumpen bzw. keine
Druckreduzierung von 5-6 bar auf 0,3 bar)
Bild: Wärmetauscher und Diffusoren im Ozonreaktor 12
2020-10-08Planung der Ozonanlage – Steuer- und Regelkonzept
• Volumenproportional Q
• Regelung nach der UV-Absorbanz im Ablauf
– UV-VisAblauf,Ist (UV254)
• Regelung nach der Absorbanzabnahme (Delta-SAK)
– ΔUV-VisIst / ΔUV-VisSoll (UV254)
• Nitrit fest als Störgröße, im PLS veränderbar
• Zusätzliche Begrenzung der Ozonproduktion durch:
– Restozongehalt im Offgas
– Ozonkonzentration gelöst im Ablauf
Besonderheit bei der SAK-Probenahme :
• Probenahmequelltöpfe mit Membranplatten
à stabile Messwerte, geringer Reinigungsaufwand
• Ansaugung über Doppel-Schlauchpumpe
Bild: Vollautomatisierte Messtechnik auf der KA Aachen-Soers 13
2020-10-0814 2020-10-08
15 2020-10-08
Sie können auch lesen
