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

Bemessungswassermengen
Qd, 85%	250 m3/d
Qd, mittel	130 m3/d

Zulaufwerte zur SBR-Anlage
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.

Prozess		Parameter, Einfluß
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.