Aktuelles aus der Umwelttechnik
Der Laubfrosch 04 Innovation: VTA Calcoferrit
Biologischer Doppelschlag gegen üble Gerüche 12 Dr.-Ing. Christian Schaum im Interview
Kläranlagen – die Energiespeicher der Zukunft? 22 Messe-Auftritt in Teheran
VTA setzt erste Schritte im Zukunftsmarkt Iran
Ausgabe 69 | Juni 2015
www.vta.cc
Wir stellen uns den Fragen der Zukunft Ing. Dr. h. c. Ulrich Kubinger VTA-Geschäftsführer
Editorial
Die Meldung ist im Grunde ungeheuerlich und droht dennoch in der täglichen Nachrichtenflut unterzugehen: Die Vereinten Nationen haben dieser Tage unmissverständlich davor gewarnt, dass die Menschheit auf eine akute Trinkwasserknappheit zusteuert. Schon heute lebt knapp unter eine Milliarde Menschen ohne Zugang zu sauberem Wasser, und das Problem wird sich massiv verschärfen, weil der weltweite Wasserbedarf in den nächsten Jahren und Jahrzehnten nochmals um mehr als die Hälfte wachsen wird. Was können wir tun? Die Entwicklung emotionslos zur Kenntnis nehmen, uns resignierend abwenden, das Problem einfach verdrängen, weil es uns in Europa – wenigstens vordergründig – ohnehin kaum betrifft? Sicher nicht. Die Antwort kann nur lauten, mit ganzer Kraft an neuen Technologien, Produkten und Strategien zu arbeiten, um bisher ungenutzte Ressourcen zu erschließen. Abwasser ist eine solche Ressource. Darum verfolgen wir bei VTA neben vielen anderen Projekten auch die Vision, aus Abwasser letztlich Trinkwasser zu gewinnen. Am Ziel sind wir dabei noch lange nicht. Aber wir haben das Ziel fest im Blick, und es rückt ständig näher. Herzlichst Ihr
02 Der Laubfrosch
Die Inhalte im Juni
Wissenschaft
Abwassertechnik in der Praxis
Kreuz & Quer Visionär
08 Weidegänger: Biologische Rasenmäher im Belebtschlamm
04 VTA Calcoferrit: So einfach war Geruchsfreiheit noch nie!
15 Wenn ich einmal groß bin … Volksschüler zu Gast bei VTA 18 Ein Musterbeispiel aus dem Münsterland MicroTurbine: Rundum positive Bilanz nach einem Jahr
12 Dr.-Ing. Christian Schaum im Interview: Kläranlagen: Energiespeicher der Zukunft?
10 Mikroben nach Maß Fällmittel liefert auch Mikroorganismen
20 Der Erfolg hat überzeugt Berliner Wasserbetriebe ordern zweite MicroTurbine 21 Kurz & Klar 22 VTA setzt erste Schritte im Iran „Oil Show“ in Teheran
14 Optimal optimiert Schlamm wirksam und wirtschaftlich entwässern 16 Rasanter Fortschritt bei der Flockung VTA entwickelt neues Hochleistungsprodukt
23 Seminare Top-Wissen für die tägliche Praxis VTA Gewinnspiel Gewinnen Sie ein iPad Mini von Apple!
03 Der Laubfrosch
Abwassertechnik in der Praxis
VTA Calcoferrit:
So einfach war Geruchsfreiheit noch nie!
Wenn es Ihnen stinkt, dass Gerüche aus dem Kanal Probleme bereiten – dann hat VTA jetzt eine brandneue, doppelt wirkungsvolle Lösung dafür: VTA Calcoferrit ist eine Produktinnovation, die nicht nur die Entstehung von „Stinkbomben“ wie Schwefelwasserstoff zuverlässig verhindert. Sie neutralisiert auch bereits vorhandene geruchsintensive Substanzen, sogar Amine und Mercaptane, und zwar schlagartig. Das alles schafft VTA Calcoferrit auf völlig biologischer Basis und ist dabei besonders einfach und unkompliziert anzuwenden.
Grundlage von VTA Calcoferrit ist eine hoch konzentrierte Nitratlösung, der spezielle Eisenkomponenten zugesetzt werden.
05 Der Laubfrosch
Abwassertechnik in der Praxis
VTA Calcoferrit – der biologische Doppelschlag gegen üble Gerüche
Geruch aus dem Kanal ist mehr als lästig, aber jetzt so einfach zu bekämpfen wie noch nie: Mit dem neuen Systemprodukt VTA Calcoferrit hat VTA das Konzept der biodualen Geruchseliminierung erfolgreich entwickelt und umgesetzt. Auf biologischer Basis sorgt es mit zwei unterschiedlichen Wirkmechanismen für Geruchsfreiheit – absolut sicher und zuverlässig. Grundlage von VTA Calcoferrit ist eine hoch konzentrierte Nitratlösung, der spezielle Eisenkomponenten zugesetzt werden. So entsteht ein Kombinationssystem mit doppelt wirksamen Eigenschaften. Es verhindert einerseits die Entstehung anaerober Verhältnisse; dadurch unterbindet es die Bildung von Schwefelwasserstoff und anderen geruchsintensiven, flüchtigen und nicht selten stark toxischen Substanzen, die sich nur unter Sauerstoffabschluss bilden können.
06 Der Laubfrosch
Gestank wird neutralisiert Neben dieser vorbeugenden Wirkung bekämpft VTA Calcoferrit aber auch bereits vorhandene Geruchsstoffe effektiv, selbst Amine und Mercaptane. Diese oft extrem übel riechenden Substanzen werden sofort gebunden und neutralisiert. Von der überzeugenden Wirkung von VTA Calcoferrit profitiert freilich nicht nur die Nase. Das neue Produkt unterdrückt die Bildung von biogener Schwefelsäure, die durch ihre Aggressivität zu umfangreichen Korrosionsschäden an der gesamten Abwasser-Infrastruktur führt. Dadurch reduzieren sich die Kosten für Instandhaltung und Reparaturen im Kanalsystem erheblich. Nicht zuletzt optimiert das neue Produkt auch die Abwasserqualität: Der Kalzium-Anteil stabilisiert die Flocken und unterstützt die biologischen Prozesse auf der Kläranlage. Faulungsprozesse im Belebungsbecken werden vermieden, die Schlammeigenschaften verbessern sich.
Besonders einfach in der Anwendung Zu den bewährten, hochwirksamen „Geruchskillern“ von VTA wie VTA Dolomin und VTA Katafix erweitert VTA Calcoferrit die Palette als Produkt, das sich besonders einfach und unkompliziert einsetzen lässt. In vielen Fällen kann bei der Dosierung sogar auf Steuerungs- und Regeltechnik verzichtet werden. Konkurrenzlos ist VTA Calcoferrit mit seiner biodualen Wirkungsweise ohnehin.
VTA Calcoferrit unterdrückt die Bildung von biogener Schwefelsäure, die durch ihre Aggressivität zu umfangreichen Korrosionsschäden führt.
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N/DNModul Intermittierende Denitrifikation
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07 Der Laubfrosch
Wissenschaft
Serie von VTA-Biologin Dr. Brigitte Auer Ciliaten wie Aspidisca lynceus weiden die Bakterien auf der Flockenoberfläche ab
Weidegänger: Biologische Rasenmäher im Belebtschlamm Im Gegensatz zu den Glockentierchen, die sich von den frei schwimmenden Bakterien im Wasser ernähren, suchen die Weidegänger ihr Futter direkt an den Flocken. Belebtschlammflocken bestehen ja zu einem Großteil aus Bakterien und scheinen daher eine unerschöpfliche Nahrungsquelle zu sein. Allerdings sind die meisten Bakterien in den Flocken so gut miteinander verklebt, dass sie gar nicht so leicht herauszulösen sind. Dazu braucht es schon Spezialisten.
Knabbern wie kleine Käfer an den Flocken
sind die Wimpern oder Cilien zu dicken Borsten oder Cirren verklebt, mit denen der Ciliat auf dem Untergrund regelrecht umherlaufen kann. Durch diese Fortbewegung kann er direkt auf den Flocken nach passender Nahrung suchen. Mit kräftigen Wimpern in der Mundöffnung löst er einzelne Bakterienzellen aus den Belebtschlammflocken heraus und nimmt sie auf. Praktischerweise liegt bei Aspidisca der Mund mitten am Bauch, sodass sie ständig damit über den Bakterienrasen streifen und lockere Bakterien suchen können.
Einer dieser Spezialisten ist Aspidisca lynceus, der zur Gruppe der hypotrichen Ciliaten gehört. Wie die meisten Vertreter der Hypotricha hat auch Aspidisca eine abgeflachte Körperform und ist an eine kriechende oder laufende Fortbewegung angepasst. Auf der Bauchseite
Neben Aspidisca lynceus kommt aus der Gruppe der Hypotricha auch Aspidisca cicada sehr häufig im Belebtschlamm kommunaler Anlagen vor. Etwas selten sind Vertreter der Gattung Euplotes zu beobachten, die vermutlich einen höheren Nährstoffgehalt bevorzugen.
08 Der Laubfrosch
Alle genannten Arten verfügen über eine versteifte Körperoberfläche und zeigen daher eine unveränderliche Körperform. So krabbeln sie wie kleine Käfer im Belebtschlamm umher.
nur kleine Bakterienzellen, sondern auch kurze Stücke von Fadenbakterien verschlingen. Wer jetzt allerdings vermutet, dass man damit eine Möglichkeit gefunden hätte, unliebsame Fadenbakterien zu eliminieren, muss leider enttäuscht werden. Selbst eine große Population von Chilodonella sp. kann niemals so viele Fadenbakterien fressen, dass sie die Fädigkeit merklich dezimieren würde.
Euplotes sp. gehört zu den hypotrichen Ciliaten, die mit Cirren über die Flocken laufen.
Mundapparat
Chilodonella saugt lockere Bakterien ein Obwohl sie die gleiche Nahrungsquelle nutzen, haben die Vertreter der Cyrtophorida eine andere Strategie der Nahrungsbeschaffung entwickelt. Diese Ciliaten, zu denen auch die Vertreter der Chilodonella-Gruppe gehören, haben einen weichen, anschmiegsamen Körper mit zahlreichen kurzen, feinen Wimpern. Damit können sie nicht nur über die Oberfläche der Flocken, sondern auch in kleine Hohlräume und Lücken zwischen den Flocken kriechen. Anstelle der kräftigen Wimpern im Mundbereich haben diese Spezialisten einen röhrenförmigen Mundapparat, mit dem sie die Bakterien „einsaugen“. Diese Röhren bestehen aus speziellen Strukturen, die auch langgestreckte Nahrung weit in den Körper hineinziehen können. Bei einigen Arten reichen die Röhren bis ins hintere Drittel des Körpers. Damit können sie nicht
Weidegänger aus der Chilodonella-Gruppe „saugen“ die Nahrung mit ihrem röhrenförmigen Mundapparat ein.
Flockenbakterien wachsen besser Eine positive Wirkung der Weidegänger konnte jedoch auf die Struktur und Aktivität der Flocken nachgewiesen werden. Einerseits sorgen die Weidegänger wie ein Rasenmäher für eine kompaktere, abgerundete Struktur der Belebtschlammflocken und verbessern dadurch die Absetzbarkeit des Schlammes. Andererseits regt das Entfernen der oberen Bakterienschicht die Stoffwechseltätigkeit der verbleibenden Bakterien an und beschleunigt ihre Vermehrung. Somit sorgen die Weidegänger für eine ständige Verjüngung der Flockenbakterien.
Eine positive Wirkung der Weidegänger konnte auf die Struktur und Aktivität der Flocken nachgewiesen werden. VTA-Biologin Dr. Brigitte Auer
09 Der Laubfrosch
Abwassertechnik in der Praxis
„Ich bin froh, dass die VTA-Behälter immer dastehen. So kann ich im Bedarfsfall sofort reagieren“, sagt Betriebsleiter Hubert Haaß.
Mikroben nach Maß Ein hochwirksames Fällmittel, das obendrein auch noch genau jene Mikroorganismen mitliefert, die eine Kläranlage benötigt – das gibt´s nur bei VTA. Ein Beispiel aus Oberbayern zeigt, wie damit selbst hartnäckige Betriebsprobleme rasch und sicher zu lösen sind. Seit knapp 30 Jahren setzt man in Oberau im Landkreis Garmisch-Partenkirchen auf eine Teichkläranlage. Sie ist auf 4900 EW ausgebaut und verfügt neben einer mechanischen und einer biologischen auch über eine chemische Reinigungsstufe. Immerhin liegt das kommunale Klärwerk innerhalb der weiteren Schutzzone der Trinkwasserversorgung von München, und der Vorfluter – die Loisach – mündet 20 km weiter in den schönen Kochelsee. Belastungsstöße, Störstoffe wie z. B. Tenside im Zulauf und dadurch verursachte Hemmungen in der Biologie machten der Teichanlage allerdings immer wieder heftig zu schaffen. „Wir hatten echt Probleme“, blickt Betriebsleiter Hubert Haaß auf unerfreuliche Zeiten zurück. Die sind nun vorbei, denn seit Herbst 2014 kommt in
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Oberau eine Produkt-Kombination von VTA zum Einsatz. Eine der beiden Säulen ist VTA Biokat. Dieses patentierte Systemprodukt ist nicht bloß ein hocheffizientes Fällmittel, das eine gezielte, starke Phosphatfällung bewirkt: Darüber hinaus enthält es
„Die Reinigungsleistung ist bei Stickstoff um 25 Prozent gestiegen, bei CSB sogar um 30 Prozent. Wir fahren jetzt absolut betriebssicher.“ Betriebsleiter Hubert Haaß
auch Mikroorganismen – und zwar genau jene, welche die Biologie des Oberauer Klärwerks benötigt bzw. die durch Störstoffe besonders in Mitleidenschaft gezogen werden.
Im Bioreaktor kultiviert Welche das sind, wird zuerst in jedem Einzelfall durch eingehende mikroskopische Analysen erhoben. Die entsprechenden Bakterienstämme werden anschließend in der Biologie-Abteilung von VTA in einem eigenen Bioreaktor (Fermenter) kultiviert, gereift und schließlich der verwendeten Biokat-Spezifikation zugesetzt. So stärken diese Mikroorganismen gezielt die entsprechende Population in der biologischen Stufe der Kläranlage und sorgen für eine außerordentlich hohe Reinigungsleistung, speziell bei Stickstoff und CSB. „Anders als bei einer Impfung mit Belebtschlamm aus anderen Kläranlagen erfolgt der Mikroben-Transfer mit dem Fällmittel Biokat zielgerichtet, spezifisch und ohne das Risiko, auch unerwünschte Mikroorganismen wie etwa Fadenbakterien mit einzuschleppen“, erklärt Bernhard Scheuringer, VTA-Mitarbeiter und Experte im technischen Außendienst. Er hat die Produktkombination für das Klärwerk Oberau maßgeschneidert.
Starke Flocken von innen heraus Zweite Komponente neben VTA Biokat ist die „Wunderwaffe“ VTA Nanofloc®. Das Produkt auf Nanotechnologie-Basis verhindert zuverlässig Flockenzerfall und damit Hemmungen in der Biologie, indem es die Flocke stärkt – nicht oberflächlich, sondern von innen heraus. So entstehen kompakte, stabile Flocken, denen Störstoffe nichts anhaben können.
Hubert Haaß, Betriebsleiter mit Bernhard Scheuringer, VTA-Mitarbeiter
es wissen. Daher sollte man dem immer nachgehen“, empfiehlt VTA-Experte Scheuringer.
Dauerhaft im grünen Bereich Was sich in Oberau dadurch geändert hat, bringt Hubert Haaß mit einigen Zahlen auf den Punkt: „Der Schlammindex ist innerhalb weniger Tage von mehr als 250 auf rund 100 ml/g gesunken und seither konstant dort geblieben. Die Reinigungsleistung ist bei Stickstoff um 25 %, bei CSB sogar um rund 30 % gestiegen. Wir haben jetzt ideale Werte und liegen dauerhaft im grünen Bereich. Nicht einmal bei Starkregen muss ich mir Sorgen machen, obwohl unsere Nachklärung recht klein dimensioniert ist“, sagt der Betriebsleiter. Auch das Wasserwirtschaftsamt bestätigt ihm, dass alles in Ordnung ist, obwohl die Teichanlage oft an der Grenze ihrer Belastungsfähigkeit fährt. Ohne VTA wäre ein Umbau in größerem Stil bzw. ein Neubau auf längere Sicht wohl nicht zu vermeiden.
Die Dosierung von VTA Biokat und VTA Nanofloc® wird ständig der aktuellen Zusammensetzung und Leistung der Biologie angepasst. Das ist möglich, weil laufende Messungen Aufschluss über Stör- und Hemmstoffe erlauben. „Hemmungen in der Biologie treten in vielen Kläranlagen auf, ohne dass die Verantwortlichen
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Wissenschaft
Kläranlagen: Energiespeicher der Zukunft?
Welche Rolle spielen Kläranlagen als Bausteine einer zukünftigen Energie-Infrastruktur? Dr.-Ing. Christian Schaum beschäftigt sich bereits seit einigen Jahren mit diesem Thema. Er kann sich Kläranlagen als Dienstleister im Energiesystem durchaus vorstellen.
Herr Dr. Schaum, seit den 1990er-Jahren haben sich unzählige Untersuchungen mit Energieanalysen auf Kläranlagen beschäftigt. Haben die Ansätze, die dabei entwickelt wurden, in der Praxis Verbesserungen gebracht? Die Anwendung der Erkenntnisse in der Praxis hat gezeigt, dass allein durch Erfassung des Ist-Zustands und Vergleich bzw. Bewertung von Kennzahlen energetische Optimierungen möglich sind. Dies kann durch verfahrenstechnische Anpassungen von Teilbereichen erfolgen, z. B. Kontrolle des Sauerstoffeintrags, Einstellung der Feststoffkonzentration in der Biologie im Jahresgang oder Abstimmung mit der Maschinentechnik. Auch der Einsatz neuer, hocheffizienter Maschinentechnik führt zum Ziel. Grundsätzlich ist dabei zu beachten, dass zu jedem Zeitpunkt die Abwasserbehandlung vorrangig und vollständig sichergestellt sein muss.
Wo sehen Sie besondere Herausforderungen? Jahreszeitlich bedingt ist die Betriebsweise einer Kläranlage nicht einheitlich. Die Belebung wird im Sommer mit anderen Parametern betrieben als im Winter, der Betrieb bei Trockenwetter unterscheidet sich von dem bei Regenwetter, die Faulung mit Gasnutzung im Blockheizkraftwerk verfügt im Sommer über mehr Wärmeüberschuss als im Winter und vieles mehr. Die grundlegende Energieanalyse basiert in der Regel auf einer statischen Systembetrachtung von Jahresmittelwerten. Dies kann zwar bereits Hinweise
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auf energetische Optimierungsmöglichkeiten geben; im Detail lassen sich gewisse Potenziale damit jedoch nicht aufdecken. Energie bedarfsgerecht bereitzustellen, sie zu speichern und die Lastspitzen auszugleichen, die in den (Strom-)Netzen durch zeitliche und regionale Unterschiede zwischen der Erzeugung und dem Energiebedarf entstehen – das sind tatsächlich große Herausforderungen.
Können Sie dafür ein Beispiel nennen? Speziell beim Stromverbrauch bzw. Strombezug lässt sich das durch ein einfaches Beispiel zeigen. Energieerzeugung und Energieverbrauch auf kommunalen Kläranlagen unterliegen in der Regel separat optimierten Prozessen, sie sind örtlich und zeitlich voneinander getrennt. In der grafischen Darstellung (siehe Bild 1) werden zwei Aspekte deutlich: Erstens: Wenngleich bei Trockenwetterzulauf ein hoher Eigenversorgungsgrad erzielt werden kann, so übersteigt doch der Energieverbrauch die Energieerzeugung – vor allem beim dargestellten Beispiel bei Regenwetterzulauf. Zweitens: Die Stromerzeugung versucht den Strombedarf im zeitlichen Tagesverlauf zu decken, was allerdings nur ansatzweise gelingt. Bislang galt ein Gasspeicher als einzige Optimierungsmöglichkeit. Durch Maßnahmen im Bereich der Prozesssteuerung (z. B. Implementierung eines Lastmanagements) oder die Einbindung weiterer Energieressourcen etwa in Form von Co-Substraten lassen sich heute weitere Möglichkeiten ausschöpfen.
Können Kläranlagen auch in eine übergeordnete, nachhaltige Energiewirtschaft einbezogen werden? Es gilt zwei Ziele zu verfolgen: Zum einen sind die Energieströme innerhalb der Abwasserbehandlungsanlage durch Implementierung eines Lastmanagements zu optimieren, um Energieverbrauch und Energieerzeugung in diesem „Mikrokosmos“ auszugleichen. Zum anderen steht die Abwasserbehandlungsanlage als Energieverbraucher, aber auch als Energieproduzent, in Verbindung mit den Energieversorgungsunternehmen bzw. den Netzbetreiber, ist also Teil in einem „Makrokosmos“.
Welchen Beitrag können Kläranlagen hier leisten? Um eine sichere Stromversorgung im gesamten Netz zu gewährleisten, muss zu jedem Zeitpunkt genauso viel Strom erzeugt wie verbraucht werden. Kläranlagen können hierbei im Bereich der Regelenergie, vor allem bei der sogenannten Minuten- sowie Sekundärregelreserve, einen Beitrag leisten. Diese Begriffe bezeichnen Reserven, die sich für die Abdeckung großer Leistungsbilanzstörungen und die Konstanthaltung der Netzfrequenz innerhalb von wenigen Minuten aktivieren lassen. Damit können Kläranlagen entscheidend zu einer nachhaltigen Energiewirtschaft beitragen, zumal sich durch Veränderungen in der Stromerzeugung, insbesondere die Zunahme der erneuerbaren Energien, auch der Bedarf an Regelenergien erhöhen wird.
Wie sieht das konkret aus? Klärschlamm und Co-Substrate können als Speicher für Energie (in Form von chemisch gebundener Energie) eingesetzt werden. Sie können gezielt Energie in Form von Faulgas bereitstellen, welches dann mittels Blockheizkraftwerk oder Turbinen zu Strom und Wärme umgewandelt werden kann. Mit diesen Themen befasst sich auch das Verbundprojekt „Abwasserbehandlungsanlage der Zukunft: Energiespeicher in der Interaktion mit technischer Infrastruktur im Spannungsfeld von Energieerzeugung und -verbrauch (ESiTI)“. Dabei werden Kläranlagen als Energiespeicher bzw. ihre Interaktion mit Energieversorgungsunternehmen, Großenergieerzeugern und Großenergieverbrauchern (Industrie, Müllheizkraftwerk etc.) untersucht, um weitere Potenziale zur effizienten Erzeugung und Nutzung von Energie zu erschließen. Ziel ist ein Leitfaden für den Betrieb einer Abwasserbehandlungsanlage der Zukunft in Interaktion mit Infrastruktureinrichtungen, der sich in der Praxis anwenden lässt. Mehr dazu findet man unter www.esiti.de.
Bild 1: Exemplarische Darstellung der elektrischen Leistung des Stromverbrauchs sowie der Stromerzeugung einer kommunalen Abwasserbehandlungsanlage
Zur Person Dr.-Ing. Christian Schaum leitet am Fachgebiet Abwassertechnik, Institut IWAR der TU Darmstadt die Arbeitsgruppe „Energie und Wasser“ und ist u. a. verantwortlich für die Gesamtkoordination des Verbundprojektes ESiTI, einem Forschungsprojekt mit elf Verbundpartnern mit einem Gesamtfördervolumen von rd. 2,7 Milllionen Euro, gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung. Nach seiner Promotion an der TU Darmstadt zum Thema „Klärschlammbehandlung der Zukunft: Klärschlammkonditionierung und Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlammaschen“ (2007) war Dr. Schaum bis
2011 in einem national und international arbeitenden Ingenieurbüro tätig. Zu den Forschungsschwerpunkten von Dr. Schaum zählen u. a. die Weiterentwicklung von Verfahren im Bereich der Klärschlammbehandlung zur Nutzung der im Abwasser bzw. Klärschlamm enthaltenen Ressourcen, z. B. Phosphor und Energie. Dabei ist für ihn eine ganzheitliche Bearbeitung von hoher Relevanz unter Berücksichtigung von technischen, ökonomischen, ökologischen und gesellschaftlichen Aspekten. Die Forschungsergebnisse sind in zahlreichen nationalen und internationalen Publikationen und Vorträgen veröffentlicht. 13 Der Laubfrosch
Abwassertechnik in der Praxis
Entwässerung: Optimal optimiert Wirtschaftlichkeit und optimale Wirkung müssen bei der Schlammentwässerung kein Widerspruch sein. Das zeigt eine Kläranlage aus dem Kanton Bern beispielhaft – dank eines optimierten Polymers von VTA. Bern, Schweiz
Mehr als 96 % der Bevölkerung im Kanton Bern haben heute Anschluss an eine Abwasserreinigungsanlage. Zu diesen Anlagen gehört auch die ARA Oberes Kiesental in Freimettigen mit einer Ausbaugröße von 23.000 EW. Sie wurde 1980 in Betrieb genommen, von 2005 bis 2007 umfangreich erweitert und umfassend saniert. Die ARA reinigt das Abwasser der Gemeinden Bowil, Freimettingen, Konolfingen, Mirchel, Nieder- und Oberhünigen, Oberthal und Zäziwil. Bei der Schlammbehandlung werden auf dieser Anlage jährlich rund 8000 m³ Primärschlamm aus dem Frischschlammschacht abgezogen und mittels Bandeindicker auf Trockensubstanzgehalte zwischen 5 und 7 % gebracht. Anschließend wird der Frischschlamm in den Faulturm gepumpt. Gerade beim Primärschlamm schwankt die Beschaffenheit stark – keine leichte Aufgabe für ein Pulverpolymer, das jederzeit und ständig optimal wirken soll.
Intensive Laborversuche führten zum Ziel Seit bald eineinhalb Jahren beweist VTA in Freimettigen, dass sich Wirkungsbandbreite und Wirtschaftlichkeit
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bestens unter einen Hut bringen lassen. VTA-Verfahrenstechniker Roland Hengstenberg, der schon seit fast 15 Jahren auf dem Gebiet der Schlammentwässerung tätig ist, begann im Jänner 2014 auf der ARA Oberes Kiesental mit intensiven Laborversuchen, um das Polymer zur Schlammentwässerung zu optimieren. Sie führten schließlich zum Systemprodukt VTA F 48 HMW, das seither erfolgreich dort eingesetzt wird – wie inzwischen 17 Betriebsmonate mit sehr guten Ergebnissen bei gleichzeitig höchster Wirtschaftlichkeit beweisen. „Gegenüber dem früher eingesetzten Produkt eines Mitbewerbers beträgt die Einsparung mindestens 30 %“, bestätigt Ivan Cammarere, der die ARA seit fünf Jahren zukunftsweisend leitet und dabei von Niklaus Luginbühl und Sascha Fankhauser kompetent unterstützt wird.
Optimierung: Unverbindlich und kostenlos Dieses Optimierungsbeispiel zeigt auch, was sich durch Laborversuche von VTA erreichen lässt – völlig unverbindlich und kostenlos.
Schüler der Volksschule Rottenbach zu Besuch bei VTA
Wenn ich einmal groß bin … … werde ich Umweltspezialist bei VTA! Dieser Berufswunsch steht bei Schülerinnen und Schülern der Volksschule Rottenbach ganz oben auf der Liste, seit sie im April die VTA-Unternehmenszentrale in ihrem Heimatort besichtigt haben. Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter (im Bild rechts Biologin Dr. Brigitte Auer) verschafften den Kindern im Labor und mittels Mikroskop Einblicke in die Welt des Abwassers. Auch VTA-Geschäftsführer Ing. Dr. h. c. Ulrich Kubinger ließ es sich nicht nehmen, die interessierten kleinen Gäste zu begrüßen und durchs Haus zu begleiten.
„Kinder sind unsere Zukunft. Besonders in Schulen ist es sehr wichtig, über die Abwasser-Reinigung aufzuklären.“ VTA-Geschäftsführer Ing. Dr. h. c. Ulrich Kubinger
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Abwassertechnik in der Praxis
Rasanter Fortschritt bei der Flockung Das neue Hochleistungs-Flockungsmittel VTA Biorasant verbessert die Schlammeigenschaften sicher, dauerhaft – und besonders rasch. Der Name ist Programm: Mit Biorasant hat VTA eine innovative Neuentwicklung auf den Markt gebracht, die mit ihrer rapiden Wirkung auf die Flockung in der Anlagenbiologie neue Maßstäbe setzt. Das Hochleistungsprodukt verbessert die Flockenbildung in kürzester Zeit. Die Sinkgeschwindigkeit erhöht sich rasch und markant, ebenso schnell sinkt der Schlammindex. Auch Feinstflocken und Suspensa werden durch VTA Biorasant gebunden und in die dichten Flockenstrukturen integriert. Störstoffe, die die Biologie hemmen könnten, werden beseitigt. Gleichzeitig erhöht das Systemprodukt die Pufferkapazität des Wassers und sorgt für ein optimales Kalk-KohlensäureGleichgewicht. So werden die entstandenen kompakten Flocken auch stabilisiert.
Überzeugende Ergebnisse Erfolgreiche Erfahrungen aus der Praxis bestätigen die Wirkungsweise von VTA Biorasant, z. B. auf einer Kläranlage in Norddeutschland. Die Anlage, in der sowohl kommunale als auch industrielle Abwässer gereinigt werden, ist für 78.000 EW ausgelegt und wird mit 40.000 EW belastet. Der Trockenwetterzulauf beträgt rund 3000 m³ pro Tag. Die Zulaufbedingungen schwanken jedoch stark,
September 2013
September 2014
Produkt
150 l/d Fe(III)Cl (70 ppm) 75 kg/d Kreide
15 l/d Biorasant (5 ppm) -
TS
4,3 g/l
4,4 g/l
ISV
180 – 200 ml/g
120 – 140 ml/g
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wodurch das Wachstum von fadenförmigen Mikroorganismen begünstigt wird. In Analysen wurden sehr unterschiedliche Arten festgestellt, darunter Nostocoida limicola und Fadenbakterien vom Typ 0092. Das schlug sich in einem Schlammvolumenindex von 180 bis 200 ml/g nieder. Um diesen Zustand zu ändern, wurden Eisen(III)-chlorid und Kreide dosiert – mit mäßigem Erfolg. Zwar konnten alle Ablaufwerte eingehalten werden; der hohe Schlammindex und die damit verbundene Entwicklung von Blähschlamm stellten für den optimalen Betrieb der Anlage jedoch ein erhebliches Gefahrenpotenzial dar. Auf der Suche nach einer Lösung kam VTA ins Spiel. Verfahrenstechniker DI Holger Schütt machte sich vor Ort ein Bild der Lage und stellte sofort Laborversuche an, in denen VTA Biorasant zum Einsatz kam. Die Ergebnisse überzeugten den Anlagenbetreiber, und so wurde probeweise ein IBC-Container mit dem neuen VTA-Produkt geordert. Die Startdosierung von 35 ppm wurde nach einem Schlammalter auf nur 5 ppm reduziert.
Sicherheit ohne Mehrkosten Der Erfolg stellte sich buchstäblich rasant ein: Dank kompakterer Flocken im Belebtschlamm verbesserte sich das Absetzverhalten deutlich; der Schlammvolumen-
Einfachere Handhabung: Die Mitarbeiter brauchen keine Säcke mehr zu schleppen und müssen keine starken Säuren mehr verwenden.
Das Mikroskop zeigt es ganz deutlich: Mit VTA Biorasant (Bild rechts) ist die Flockenstruktur deutlich kompakter als beim Einsatz von Eisen(III)-chlorid und Kreide (Bild links).
index sank nachhaltig auf 120 bis 140 ml/g. Die Anlage läuft äußerst stabil, auch Zulaufschwankungen werden sehr gut abgepuffert. Nicht zuletzt ist die Handhabung wesentlich einfacher und sauberer: Die Mitarbeiter brauchen keine Säcke mehr zu schleppen und müssen keine starken Säuren mehr verwenden. All diese positiven Ergebnisse sind kostenneutral zu erzielen, da von VTA Biorasant im Vergleich zu
den bisher eingesetzten Produkten nur ein Bruchteil der Einsatzmenge benötigt wird. Ausgezeichnete Schlammeigenschaften, ein zuverlässig sicherer Anlagenbetrieb, weniger Arbeitsaufwand – und alles ohne Mehrkosten: Kein Wunder, dass man dort mit VTA Biorasant höchst zufrieden ist.
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Kreuz & Quer Visionär
Zufrieden mit den MicroTurbinen von VTA: das Betriebspersonal und die Verantwortlichen der KA Greven, im Bild mit Dr.-Ing. Bernhard Eder, Leiter Forschung & Entwicklung VTA Technologie (4. v. r.)
Ein Musterbeispiel aus dem Münsterland Seit einem Jahr setzt man in der Kläranlage Greven (Nordrhein-Westfalen) auf zwei MicroTurbinen von VTA. Das Fazit ist rundum positiv. Eine Kläranlage ist eine Dauerbaustelle, weil die Anforderungen an die Abwasserreinigung stetig wachsen. Auch die Technischen Betriebe der Stadt Greven im Münsterland optimieren die Kläranlage in einem kontinuierlichen Prozess. Neben der Erfüllung wasserrechtlicher Verpflichtungen stehen ökologische und betriebswirtschaftliche Gesichtspunkte im Vordergrund. Die Betriebserfahrungen mit Motor-Blockheizkraftwerken zur Klärgasverwertung waren in Greven
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nicht immer zufriedenstellend. Daher erfolgte als Ersatzinvestition ein Technologiewechsel von Gasmotoren auf Mikrogasturbinen. Dabei entschied man sich für zwei CR65-MicroTurbinen von VTA. Sie wurden Ende Juli 2014 in Betrieb genommen. Das Klärgas, das Mikroorganismen in den beheizten Faultürmen der Anlage produzieren, ist energiereich wie Biogas. Aufgrund der kundenbedingten Abwasserzusammensetzung enthält es Bestandteile, die vor der Nutzung aufwendig entfernt werden müssen. Dazu
Nach vier Jahren amortisiert Die neue Anlage produziert ca. 850.000 kWh Strom jährlich, das entspricht ca. 40 % des Gesamtverbrauches. Dieser Strom muss nicht eingekauft werden und wird zusätzlich aufgrund der Umweltvorteile mit einem KWK-Zuschlag versehen, denn die vollständige Verwertung des anfallenden Klärgases in einer KWK-Anlage ist ein ökonomisches und ökologisches Ziel. Der Zuschuss wird für 30.000 VBh in einer Höhe von ca. 4,5 Cent/kWh ausgezahlt. Auf dieser Basis ergibt sich eine Amortisationszeit der MicroTurbinen von rund vier Jahren. Die Auswirkungen auf die Umwelt sind positiv. Die MicroTurbinen erzeugen klimaneutral Strom, der dann nicht mehr nach dem „deutschen Strommix“ produziert werden muss. Bei der erwarteten Stromproduktion errechnet sich eine CO2-Einsparung von ca. 480 t CO2/a. Das entspricht dem CO2-Ausstoß von ca. 120 Mittelklasse-PKW mit einer jährlichen Fahrleistung von 20.000 km.
Das Fazit lautet: Passt! zählen insbesondere organische Silizium-Verbindungen, die bei der Verbrennung zu Sand werden. Darauf ist die neue MicroTurbinen-Anlage bestens vorbereitet. Nicht nur das sprach für die MicroTurbine. Die innovative Technik ist erprobt. Die Turbinenwelle als das einzige bewegte Teil der Anlage dreht sich bis zu 96.000 Mal pro Minute und ist auf einem Luftpolster gelagert. Ölwechsel usw. entfallen, der Wartungsaufwand ist minimal. Das entlastet das knappe Personal. Das heiße Abgas wird über einen Wärmetauscher geführt, der seine Wärme in das betriebseigene Wärmenetz einspeist. Die Nennleistung liegt bei 2 x 65 kW elektrisch bzw. 240 kW thermisch (nach Abgaswärmetauscher).
Nach dem ersten Betriebsjahr der MicroTurbinen ist das Fazit in Greven eindeutig: „Die Anlage passt zu den Randbedingungen der Kläranlage. Sie entlastet das Betriebspersonal, arbeitet wirtschaftlich und ist ein Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz“, fasst Josef Averbeck, der Leiter der Kläranlage, zufrieden zusammen.
Noch eine Besonderheit: Wenn das Klärgasvolumen einmal nicht ausreicht, um mit der anfallenden Wärme alle Heizaufgaben zu erfüllen, kann mit Erdgas nachgeholfen werden, das dem Klärgas dann automatisch beigemengt wird. Auf diese Weise soll die benötigte Wärme vollständig mittels Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) erzeugt werden.
19 Der Laubfrosch
Kreuz & Quer Visionär
Der Erfolg hat überzeugt Die Berliner Wasserbetriebe haben auf der Kläranlage Schönerlinde bereits die zweite 200-kW-MicroTurbine in Betrieb genommen. Vor drei Jahren, im März 2012, berichtete der Laubfrosch über die Inbetriebnahme einer CR200-MicroTurbine auf dem drittgrößten Klärwerk der deutschen Bundeshauptstadt. Auf der Suche nach der optimalen Verwertung des anfallenden Klärgases waren die Berliner Wasserbetriebe auf die VTA-Technologie aufmerksam geworden. Schon in den ersten Wochen lieferte das Aggregat ausgezeichnete Ergebnisse mit einer Netto-Stromausbeute von 4300 kWh pro Tag. „Das muss man erst sehen“, antwortete Gerd Niklas, Leiter Anlagentechnik bei den Berliner Wasserbetrieben, damals auf die Frage, ob noch weitere MicroTurbinen angeschafft würden. Obwohl er und Projektleiter DI Thomas Hannemann von der Technologie überzeugt waren, musste die MicroTurbine erst einmal in der Praxis beweisen, dass sie ihre Vorteile – wie hohe Verfügbarkeit, lange Lebensdauer und minimalen Wartungsaufwand – auch tatsächlich ausspielen kann.
Problemlos im Dauerbetrieb Etliche tausend Betriebsstunden später stand fest: Die Vorschusslorbeeren waren absolut gerechtfertigt. Der problemlose Dauerbetrieb (8600 Betriebsstunden jährlich) räumte auch die letzten Zweifel an Praxistauglichkeit, Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit des innovativen Aggregats aus. Daher entschloss man sich bei den Berliner Wasserbetrieben Anfang 2014, auf dem Klärwerk Schönerlinde eine weitere MicroTurbine CR200 zu installieren. Doch diesmal musste dem eine Genehmigung nach BImSchG vorausgehen, da die gemeinsame Feuerungswärmeleistung der beiden Microturbinen von 1200 kW maßgeblich ist. Wie schon beim ersten Mal setzten die Verantwortlichen – Thomas Hannemann bei den Berliner Wasserbetrieben (Planung und Bau Werke) und Dr.-Ing. Bernhard Eder, Leiter Forschung und Entwicklung bei VTA Technologie GmbH – das Projekt auch diesmal zügig in die Tat um. Anfang 2015 konnte die zweite MicroTurbine in Schönerlinde in Betrieb genommen werden. Ein überzeugender Beweis dafür, dass sich diese innovative Technologie bei der Klärgasverwertung auch in größerem Maßstab bestens bewährt.
„Das Beispiel Berlin zeigt, dass sich die MicroTurbine bei der Klärgasverwertung auch in großem Maßstab hervorragend bewährt!“ Dr.-Ing. Bernhard Eder, VTA Technologie
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Kurz & Klar Fischzucht auf dem Hausdach Fischzucht auf Dächern, mitten in der Stadt, erprobt das Projekt „Roof Water Farm“ in Berlin. Die Fische schwimmen dabei im aufbereiteten Spül- und Duschwasser eines Wohnhauses, mit dem entsprechende Becken am Dach des Gebäudes befüllt werden. Auch Dachgewächshäuser für Salat und Erdbeeren werden mit Grauwasser bewässert. Das Projekt ist Teil der Maßnahme „Intelligente und multifunktionelle Infrastruktursysteme für eine zukunftsfähige Wasserversorgung und Abwasserentsorgung“ (INIS) der Technischen Universität Berlin. (Quelle: klaerwerk.info)
Biogas aus der Toilette 770 neu errichtete Wohneinheiten auf einem ehemaligen Kasernengelände in Hamburg werden mit Strom und Wärme aus Biogas versorgt, das aus Toilettenabwasser gewonnen wird. Dazu wird das Schwarzwasser von geringer belastetem häuslichem Abwasser (Grauwasser) getrennt und anschließend zur Biogasproduktion eingesetzt. Das Grauwasser wird ebenfalls vor Ort aufbereitet und fließt dann in öffentliche Gewässer. Das Projekt ist Teil eines innovativen, ganzheitlichen Konzepts zur Entwässerung und Energiegewinnung. (Quelle: klaerwerk.info)
US-Exkremente sind Millionen wert Die Ausscheidungen von einer Million US-Bürgern sind jährlich 13 Millionen Dollar wert. Zu diesem Schluss kommt die Arizona State University in einer Studie. Der Wert bemisst sich aus dem Gehalt an Kupfer, Eisen, Palladium und anderen Metallen. Da die Gewinnung dieser Elemente schwieriger wird und sie zunehmend Spuren in der Umwelt hinterlassen, mache es Sinn, über eine Rückgewinnung nachzudenken, meint Studienautor Paul Westerhoff. (Quelle: pressetext.com)
Trinkwasser wird weltweit knapp Die Vereinten Nationen (UN) warnen vor akuter Trinkwasserknappheit. Bis 2050 wird demnach der weltweite Bedarf an Wasser um 55 Prozent ansteigen. Schon jetzt leben rund 750 Millionen Menschen ohne Zugang zu sauberem Trinkwasser, 90 Prozent davon in Asien und in Afrika südlich der Sahara. Der „World Water Development Report 2015“ stellt in diesem Zusammenhang fest, dass mehr als 80 Prozent des Abwassers auf der Welt nicht aufgefangen oder gesäubert werden. Die UN-Experten rufen die Politik auf, härter gegen die Verschwendung und Verschmutzung von Wasser vorzugehen. (Quelle: gfa-news) 21 Der Laubfrosch
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VTA setzt erste Schritte im Iran Bei der diesjährigen „Oil Show“ in Teheran war erstmals auch VTA vertreten. Das Thema Abwasser gewinnt im Iran mehr und mehr an Bedeutung. Dieser Auftritt war auch für VTA eine Premiere: Bei der 20. IOGPRE (International Oil, Gas, Refining & Petroleum Exhibition) im Mai 2015 in Teheran nahm VTA zum ersten Mal mit einem eigenen Messestand teil, als einer von nur wenigen österreichischen Ausstellern. Die viertägige Veranstaltung, auch als „Iran Oil Show“ bekannt, ist mit mehreren hunderttausend Besuchern die größte Messe, die im Iran stattfindet. Für VTA ist der Iran ein Zukunftsmarkt mit großem Potenzial. Umweltschutzfragen, insbesondere im Zusammenhang mit Abwasser, spielen in der Islamischen Republik mit ihren 75 Millionen Einwohnern heute eine zunehmend wichtige Rolle. So kommt es u. a. durch die intensive Wassernutzung in der Landwirtschaft in einigen Regionen bereits zu Engpässen in der Versorgung. Daher stießen Technologien zur Reinigung und Wiederverwendung von Wasser bei den Messebesuchern auf großes Interesse.
Partner von VTA im Iran ist AWAS, ein österreichischiranisches Joint-Venture, das europäische Produkte und Dienstleistungen aus den Bereichen Wasser, Energie, Öl und Gas auf dem iranischen Markt anbietet.
Prok. Maximilian Schneiderbauer (Mitte) und AWAS-Mitarbeiter begrüßten zahlreiche Besucher auf dem VTA-Messestand in Teheran.
Seminare & Veranstaltungen
Top-Wissen für die tägliche Praxis Aktuelle Fachthemen, neueste Forschungskenntnisse, renommierte internationale Referenten: VTA-Veranstaltungen sind in der Abwasserbranche längst ein Markenzeichen für Wissenstransfer und Erfahrungsaustausch auf hohem Niveau. Diesen „Klassiker“ im Veranstaltungskalender sollten Sie sich nicht entgehen lassen:
7. Kitzbüheler Wassersymposium WANN? Mittwoch, 11. November und Donnerstag, 12. November 2015 WO? Hotel Rasmushof in Kitzbühel (Tirol) Detailprogramm folgt in Kürze – merken Sie sich den Termin schon heute vor!
Gewinnspiel
Laubfrosch lesen & gewinnen! Zu gewinnen gibt es dieses Mal wieder ein iPad mini in gold. Immer „up to date“ mit dem iPad Mini von Apple! Als Dank für unsere treuen Laubfrosch-Leser verlosen wir diesmal unter allen Teilnehmern unseres Gewinnspiels wieder ein iPad Mini von Apple. Ihre Antwort senden Sie bitte an gewinnspiel@vta.cc oder auf www.vta.cc ins Gewinnspiel-Formular eingeben und an uns senden.
Die Gewinnspielfrage: „Welches sind die 2 neuen Produkte von VTA?“
VTA Rapid & Mikroben VTA Calcoferrit & VTA Biorasant VTA Bioschnell & VTA Rasant
Lösung & Gewinner der letzten Ausgabe Die richtige Antwort zu unserer Gewinnspielfrage der letzen Laubfrosch Ausgabe lautet: c) mehr als 60 war die richtige Antwort. Wir gratulieren ganz herzlich Herrn Klaus Düthorn aus Deutschland Bild: © Apple Inc.
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