Vergleich und Bewertung von Verfahren zur Bio-P-Elimination in der kommunalen Abwasserreingung

Die Entfernung von Phosphat aus dem Abwasser ist ein entscheidender Prozess, der dazu beiträgt die Eutrophierung der Gewässer zu vermeiden. Erfolgt die Phosphat-Elimination zudem noch durch die biologische P-Elimination, trägt dies zum Schutz der Umwelt bei. Die Bio-P-Elimination ist ein vollkommen natürlicher Prozess, der im Gegensatz zur chemischen P-Fällung keine negativen Auswirkungen hervorruft.

Die Masterarbeit gibt zunächst einen Überblick über die existierenden Verfahren und ihre Anwendung. Das Hauptaugenmerk liegt aber auf der Beschreibung, dem Vergleich und der Bewertung der drei Berechnungsprogramme DENIKAplus, Belebungs-Expert und ARA-BER. Dabei soll ermittelt werden, wel-che Parameter Einfluss auf die biologische P-Elimination haben und wie sich dieser auswirkt. Abschließend ist die Frage zu klären, ob die Programme für die Praxis taugliche Auslegungswerte zur Bio-P-Elimination liefern.

Es existieren verschiedene technische Verfahren zur Bio-P-Elimination, die jeweils für bestimmte Abwasserzusammensetzungen geeignet sind. Anhand eines Berechnungsbeispiels konnte festgestellt werden, dass bei den verschiedenen Bio-P-Verfahren unterschiedlich gute Bio-P-Eliminations-Leistungen erreicht werden. Die beste Leistung für dieses Beispiel hat das modifizierte Phoredox-Verfahren (vorgeschaltete Denitrifikation + anaerobes Mischbecken) erzielt.

Die drei untersuchten Berechnungsprogramm, DENIKAplus, Belebungs-Expert und ARA-BER, weisen einen unterschiedlichen Funktionsumfang auf. Bei allen Programmen stellen die Berechnungen zur Bio-P-Elimination nur einen Teil des Programms dar, indem das Volumen des anaeroben Mischbeckens berechnet und die Phosphorbilanz aufgestellt wird. Bei den Programmen DENIKAplus und ARA-BER kann die Berechnung sowohl nach ATV als auch nach HSG erfolgen. Zudem stehen verschiedene Ansätze zur Berechnung der vermehrten Bio-P-Elimination zur Verfügung. Dagegen ist das Programm Belebungs-Expert vollkommen auf das Arbeitsblatt A131 bezogen, wodurch der Einsatz sehr eingeschränkt ist. Das Berechnungsbeispiel hat gezeigt, dass sich das Programm Belebungs-Expert aufgrund der ausgegebenen unrealistischen Werte nicht zur Berechnung der Bio-P-Elimination eignet. Die Programme DENIKAplus und ARA-BER kommen dagegen zu konkreten und realistischen Ergebnissen. Für den Einsatz in der Praxis eignen sich daher beide Programme. Das Programm DENI-KAplus besticht aber durch seinen Leistungsumfang und seinen strukturierten Aufbau sowie sinnvolle Zusatzoptionen, wie grafische Darstellungen.

Durch die Durchführung von Berechnungsbeispielen mit den Programmen konnten Einflussfaktoren auf die Bio-P-Elimination bestimmt werden. So sollte für eine gute Bio-P-Elimination die Menge an BSB5 möglichst hoch und die an N möglichst gering sein. Bei günstigen Randbedingungen kann, bei der Berechnung mit allen Bio-P-Ansätzen, eine höhere Bio-P-Elimination, als bei ungünstigen Randbedingungen erreicht werden. Beim Bio-P-Ansatz nach ATV und Boll wirkt sich der Trockenwetterzufluss und bei Ansatz nach Wentzel das Volumen des Belebungsbeckens auf die Bio-P-Elimination aus. Eine höhere Bio-P-Elimination wird erreicht, wenn die Werte für diese Parameter niedrig sind.