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ARA Rhein vertraut auf Umwelttechnologie der DAS Environmental Expert GmbH
Effektive Abwasserbehandlung in der größten Schweizer Industriekläranlage
Die Region um Pratteln im schweizerischen Kanton Basel-Landschaft ist das Herz der schweizerischen produzierenden chemischen und pharmazeutischen Industrie. Die dort ansässigen Unternehmen wie Novartis und Clariant gehören zu den größten Namen in der internationalen Chemie- und Pharmabranche. Am Standort fallen jährlich rund 2,5 Milliarden Liter Abwässer an, die in der "Niere" des Chemie- und Life Science Standorts Schweizer Halle, der größten Industriekläranlage der Schweiz, der ARA Rhein, behandelt werden. Um die nachgeschaltete kommunale Kläranlage zu entlasten, vertraut die ARA Rhein auf Umwelttechnologie der DAS Environmental Expert GmbH. Gemeinsam mit dem Projektpartner Enviplan verantworten die Dresdner Technologiespezialisten den Neubau einer zweistraßigen Flotationsanlage.
Belebtschlamm aus Industriekläranlage belastet kommunale Anlage
Die ARA Rhein reinigt nicht nur das industrielle Abwasser von chemisch-pharmazeutischen Groß-Betrieben, sondern auch das kommunale Abwasser der sechs umliegenden Gemeinden. Die extrem hohe Varianz der Inhaltstoffe stellt dabei beide Anlagen vor eine Herausforderung: "Das gereinigte Wasser der Industriekläranlage wird später in die kommunale Anlage eingeleitet. In der Vergangenheit war der Eintrag von Belebtschlamm aus der industriellen Stufe viel zu hoch und führte zu einer verminderten Nitrifikationsleistung in der zweiten Stufe, der kommunalen Anlage, sowie einem erhöhten Eintrag an gesamten ungelösten Feststoffen (GUS) in den Rhein", berichtet Kerstin Ilgen, Prozessingenieurin bei DAS Environmental Experts. "Die Beseitigung von Stickstoff und Phosphor aus dem Wasser ist aber eine Grundvoraussetzung für das spätere Einleiten des Abwassers in den Rhein. Ohne diese Behandlung würde der erhöhte Eintrag an Nährstoffen zu einem erhöhten Wasserpflanzen- bzw. Algenwachstum führen."
Sächsische Umwelttechnologie setzt sich in Pilotierung gegen Wettbewerber durch Ein ausreichender Rückhalt des Belebtschlammes aus der Industriekläranlage war durch die nachgewiesenen schlechten Schlammeigenschaften nicht möglich. Um die biologische Stufe der kommunalen Abwasserbehandlung der ARA Rhein effektiv zu schützen, begann DAS im November 2018 mit dem Bau und 2019 mit dem Betrieb einer zweistraßigen Mikro-Flotationslanlage auf Basis der enviplan®-Technologie. Die Lösung der sächsischen Umwelttechnologieexperten hatte sich in einer vorangegangenen Pilotierung erfolgreich gegen einen Wettbewerber durchgesetzt. "Durch den Einsatz eines einzigartigen Verfahrens zur Erzeugung von homogen verteilten Mikrobläschen sowie einer zusätzlichen geringen Dosierung eines Fällungs- sowie eines Flockungshilfsmittels gelingt es 90 Prozent der Feststofffracht abzuscheiden, einen störungsfreien Betrieb der kommunalen Reinigungsstufe sicher zu stellen sowie die Grenzwerte für die Direkteinleitung in den Rhein zu gewährleisten", berichtet Kerstin Ilgen. DAS verantwortete das Projekt-Engineering, die mechanische Ausrüstung und Instrumentierung sowie die Inbetriebnahme und Optimierung der Mikro-Flotationsanlage.
Erklärfilm zum Funktionsprinzip der Mikro-Flotationsanlage bei ARA Rhein
Effektive Mikro-Flotation schützt empfindliche biologische Stufe (siehe Infografik oder Animation ) Das gereinigte Abwasser der Industriekläranlage wird zunächst in ein ebenfalls neu errichtetes Einbauwerk geleitet. Das Einbauwerk fungiert als Pumpenvorlage für die Flotation sowie als Fällungsreaktor. Als Fällungsmittel wird Polyaluminiumchlorid eingesetzt. Die Beschickung der Flotationsanlage erfolgt mittels redundant ausgelegter Pumpen.
"Wir nutzen für die Abwasserbehandlung ein einzigartiges feinblasiges physikalisches Trennverfahren von enviplan®. Mittels eines dichten homogenen Mikroblasenteppichs in Kombination mit Fällungs- und Flockungschemikalien werden bis zu 90 Prozent der gesamten ungelösten Stoffe abgeschieden", erklärt Kerstin Ilgen. Eine weitere Besonderheit sind die sich automatisch selbstreinigenden Injektor- und Druckbegrenzungsventile der Mikro-Flotation. Die Mikro-Flotationsanlage ist dadurch nahezu wartungsfrei. "Mit der neuen Flotationsanlage wird die zweite biologische Stufe bei der aktuellen hydraulischen Belastung nur noch mit einer GUS-Tagesfracht von ca. 1,3 Tonnen, statt mit bisher 2,4 bis 8 Tonnen, belastet."
Ressourceneffizienz durch Wärmetauscher Als Flockungshilfsmittel kommt ein kationisches Polymer zum Einsatz. Der Ansatz der notwendigen Gebrauchslösung erfolgt mittels Brauchwassers, das aus dem Uferfiltrat des Rheins gewonnen wird. Besonders in den Wintermonaten muss die Abwärme des Abwassers genutzt werden, um das Brauchwasser auf die notwendigen Ansatztemperaturen zu erwärmen. Die Wärmeübertragung erfolgt mit einem Plattenwärmetauscher. Ein spezielles Bürstenreinigungssystem verhindert das Ausbilden von Ablagerungen, die zu einem deutlich geringeren Wirkungsgrad des Plattenwärmetauschers führen würden.
Reinigung von Abluft aus der Flotation Besonders in der ersten biologischen Stufe (Reinigung der Industrieabwässer) wird eine hoch belastete Abluft emittiert. Diese Abluft sowie die Abluft aus der Mikro-Flotationsanlage wird in einer regenerativen thermischen Oxidationsanlage bei 850°C verbrannt. Schwach belastete Abluft aus der zweiten biologischen Stufe bzw. gering belastete Raumluft wird in einem speziellen Biofilter gereinigt. Damit leistet die ARA Rhein einen wichtigen Beitrag zur Reinhaltung der Luft gemäß der schweizerischen Luftreinhalteverordnung.
Erfolgreiche Modernisierung und Optimierung "DAS ist es gelungen, dank flexibler Lösungen und erprobter Prozesse die Herausforderungen der Kläranlage in Pratteln zu meistern. Mit unserer Flotationsanlage wird die kommunale biologische Reinigungsstufe signifikant entlastet", freut sich Kerstin Ilgen. Der bei der biologischen Reinigung entstehenden Klärschlamm wird zudem effizient genutzt: Dieser wird entwässert und unter Rückgewinnung von 6,4 Millionen Kilowattstunden verbrannt. Die entstehende Abwärme speist ARA Rhein als Heizenergie beim lokalen Wärmeverbund Elektra Baselland Liestal ein. Das spart den Einsatz von rund einer Million Liter Heizöl.
Auch der Kunde zieht ein positives Fazit: "Zu Projektbeginn überzeugte uns die intensive fachliche Betreuung seitens DAS. Der Neubau und die Inbetriebnahme verliefen reibungslos und gemäß der zeitlichen Planung", so Fritz Erb, Projektleiter ARA Rhein.
Die DAS Environmental Expert GmbH mit Sitz in Dresden ist ein Umwelttechnologie-Unternehmen. 1991 gegründet, entwickelt das Unternehmen Verfahrens- und Anlagenlösungen zur Behandlung von industriellen Abwässern. Zusätzlich bietet das Unternehmen umfassenden Service für Abwassertechnik und Anlagenwartung für Anlagenbetreiber. In einem zweiten Geschäftsbereich bietet DAS als ein weltweit führender Technologie- und Equipmentanbieter Prozessabgasentsorgungslösungen (z. B. Brenner-Wäscher, Nasswäscher, Feinstaub- oder Kondensatabscheider), die in der Halbleiter-, Flat-Panel-Display- und LED-Industrie sowie in der Solarindustrie eingesetzt werden. DAS Environmental Expert ist weltweit tätig und beschäftigt derzeit weltweit rund 600 Mitarbeiter.
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