Entwicklung eines semidezentralen Verfahrens für kommunales Abwassermanagement und Erprobung in der großtechnischen Anwendung

Abstract

Das entwickelte semidezentrale Verfahren für kommunales Abwassermanagement wurde konzipiert, um die ökologischen Vorteile dezentraler Systeme mit den ökonomischen und technischen Vorteilen zentraler Systeme zu verbinden. Ein Schwerpunkt lag in der Auslegung, Planung, Bauüberwachung und Inbetriebnahme der semidezentralen Membrankläranlage Heidelberg-Neurott (MKA01) zur Demonstration des Verfahrens in einer entlegenen Bauernsiedlung.

Die wissenschaftliche Untersuchung der hydraulischen und stofflichen Vorgänge auf der MKA01 zeigte, dass die Konzentration für CSB und Phosphor den erwarteten Werten entspricht, während die Konzentration für Gesamtstickstoff ca. 30 % darüber liegt. Die biologische Abwasserreinigung produziert ganzjährig sehr gute Ablaufwerte mit sehr hohen Eliminationsraten und erfüllt die Anforderungen der Größenklasse 5. Die Leistung der Rotationsscheibenfilter der MKA01 wurde über mehr als zwei Jahre analysiert. Hierbei konnten sehr hohe Ausbeuten bei sehr langen Standzeiten zwischen den chemischen Reinigungen beobachtet werden.

Das Ziel, die technische Machbarkeit von semidezentralen Abwasserreinigungsanlagen zu demonstrieren, ist gelungen. Sehr gut erreichbar sind exzellente Ablaufwerte, niedriger Betreuungsaufwand und gute Überwachung der Abwasserqualität sowie eine bedingte Kosteneffizienz. Es sind damit die technischen Voraussetzungen für eine nachhaltige Abwasserinfrastruktur als Alternative zum herkömmlichen Wassersystem geschaffen worden.

The developed semi-decentralized process for municipal wastewater management was designed in order to join the ecological advantages of decentralized systems with the economic and technical advantages of central systems. A main focus of this thesis was the dimensioning, planning and design, construction supervision and commissioning of the semi-decentralized membrane bioreactor plant, MKA01, in order to demonstrate the process in an outlying urban farmers area.

The scientific investigation of the demonstration plant shows that the average concentration of the parameters COD and phosphorous were very close to the expected concentrations while the average concentration of total nitrogen was about 30% higher than the expected values. The biological wastewater treatment produces very good effluent water quality throughout the whole year with very high elimination rates and complied continuously with the effluent standard of wastewater treatment plants of 100 000 population equivalents or bigger. The performance of the rotating disc filters operating in the membrane bioreactor plant of Heidelberg-Neurott was monitored and analysed over more than two years. Very high recovery rates and very long chemical cleaning intervals could be observed.

The aim of this work to demonstrate the technical feasibility of semi-decentralized wastewater treatment plants succeeded. It could be demonstrated that excellent effluent water quality, low supervision demand and good monitoring of effluent quality as well as relative cost efficiency is well achievable. Thus, technical prerequisites to sustainable wastewater infrastructure are delivered as an alternative to common water systems.