Demon®-Schlamm
Das Verfahren basiert darauf, dass nur ein Teil des Ammoniums zum Nitrit oxidiert und anschließend mit dem
restlichen Ammonium direkt zu Stickstoff umgesetzt wird. Nitrit muss jedoch aufgrund seiner Toxizität
kontrolliert werden und ist online nicht messbar. Der Demon®-Regler nutzt zunächst die einfach und stabil zu
messenden Parameter pH, Redox, Leitfähigkeit und Sauerstoff und generiert aus dem Verlauf dieser Werte den
prozessoptimalen Beginn und die Dauer der Prozesse.
Abwasserrelevante Daten
| Qd, 85% | 250 m3/d | |
| Qd, mittel | 130 m3/d | |
| CSB | ≤ 150 kg/d | |
| TKN | ≤ 120 kg/d | |
| NH4-N | ≤ 105 kg/d | |
| Pges | ≤ 4 kg/d | |
| TS0 | ≤ 210 kg/d | |
| VSBR | ~ 710 m3 | |
Steuerung und Regelung
Die Einhaltung der verschärften Ablauf-Grenzwerte im April 2007 führte auf Kläranlage Balingen zu weitergehenden
Maßnahmen im Bereich der Stickstoff-Elimination. Hierfür ist die separate Behandlung der Trübwässer notwendig.
Es wurde eines der bestehenden Teilbecken zur Trübwasserbehandlung in eine SBR-Anlage (Sequencing Batch Reactor
= Aufstaubecken) umgerüstet. Bei der SBR-Anlage finden die Reinigungsprozesse sowie die Abtrennung des
gereinigten Abwassers vom Belebtschlamm nacheinander
im selben Becken statt. Für den Abbau der Stickstoffverbindungen im Trübwasser kommt anstatt der üblichen
Nitrifikation und Denitrifikation das Verfahren der einstufigen Deammonifikation "Demon®" zum Einsatz. Beim
Demon®-Verfahren wird Ammonium nur zu 50 % zu Nitrit oxidiert und anschließend wird das Nitrit mit dem
restlichen Ammonium zu N2 reduziert ). Durch die radikale Verkürzung des Reaktionsweges wird der Bedarf an
Sauerstoff und somit Energie deutlich reduziert. Da der
Verfahrensschritt der Denitrifikation umgangen wird, entfällt beim Demon®-Verfahren die Zudosierung einer
Kohlenstoffquelle und zudem wird eine günstige Energiebilanz erzielt.
| Nitritation | pH-Bandbreite, Niveau | |
| Deammonifikation | Sauerstoff | NH3 - Hemmung |
| CO2-Stripping | TS, Schlammalter | Nitrit-Toxizität |
| Zugabe Alkalinität | Redox-Leitfähigkeit | CO2-Limitierung |
| Zugabe NH4 | Temperatur | |
| Belüftung |
Zyklen des Verfahrens
In der SBR-Demon®-Anlage laufen die einzelnen Verfahrensschritte in einer zeitlichen Folge nacheinander ab. Der Gesamtzyklus dauert üblicherweise 8 oder 12 Stunden und teilt sich auf in die folgenden Schritten:
- Die biologisch aktive Zeit (Oxidation, anaerobe Ammoniumoxidation)
- Der Überschussschlamm-Abzug
- Das Sedimentieren
- Das Dekantieren (Abzug des behandelten Abwassers)
Die biologisch aktive Zeit teilt sich in Teilzyklen. Ein Teilzyklus setzt sich zusammen aus der belüfteten Phase, in der überwiegend Ammonium zu Nitrit oxidiert wird und der unbelüfteten Phase, in der die anaerobe Ammoniumoxidation stattfindet. Die Dauer der einzelnen Schritte wird bestimmt durch die biologische Aktivität und die aktuelle Belastung. Der Demon®-Regler erkennt aus dem Kurvenverlauf die prozessoptimale Beendigung der Belüftungs- und der Rührphase. Die Beschickung mit Wasser erfolgt zu Beginn eines jeden Teilzyklus sowie zu Beginn der Rührphase. Überschussschlammabzug wird am Ende jeder biologisch aktiven Phase durchgeführt. Das Sedimentieren erfolgt nach einer fest eingestellten Zeit, die in Abhängigkeit der Schlammabsetzeigenschaften gewählt wird. Für das Dekantieren wird ein Zeitfenster vorgesehen, innerhalb dessen der Wasserspiegel im SBR auf das Mindestniveau gesenkt wird. Ein Steuerungsbeispiel ist unten ersichtlich.
