B4 Projekt Kläranlage Otzing
Studiengang
Bauingenieurwesen (B.Eng.)Projektbeschreibung
Das Wirbelschwebebettsystem der Kläranlage Otzing
Im Rahmen des Projekts Grundlagenfächer wurden elf Studierende aus dem 4. Semester des Studiengangs Bauingenieurwesen durch ihre Auftraggeberin Prof. Dr.-Ing. Rita Hilliges auf die Kläranlage im niederbayerischen Otzing aufmerksam. Diese verwendet das Wirbelschwebebettsystem, ein besonderes Biofilmverfahren. Hierbei werden zur biologischen Reinigung des Abwassers kleine, mit Mikroorganismen bewachsene Kunststoffträger eingesetzt. Mit Hilfe einer Belüftung werden diese in Bewegung versetzt und die Mikroorganismen mit Sauerstoff versorgt. Vorteilhaft sind die gute Reinigungsleistung und die geringere Schlammproduktion im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren. Die Kläranlage Otzing besitzt drei Wirbelschwebebetten, auf diese die Träger ursprünglich gleichmäßig verteilt waren. Aus zunächst unbekannten Gründen änderte sich die Verteilung jedoch im Laufe der Jahre, was ein Problem für die Abwasserreinigung darstellt.
Exkursion zur Kläranlage mit einem selbstgebauten Messgerät
Das Team setzte sich mit Prof. Dr.-Ing. Rita Hilliges zusammen, um mögliche Ursachen ausfindig zu machen. Nach mehreren Theorien gab es immer noch keine eindeutige Erklärung, wie es zu der ungleichen Verteilung gekommen sein könnte. Deshalb galt es, sich die Umstände vor Ort genauer anzuschauen und mit einem Messgerät, das sich unter Wasser öffnen und schließen lässt, Proben zu entnehmen. Dieses wurde, von den am Projekt beteiligten Studierenden, den gegebenen Umständen entsprechend selbst entworfen und gebaut. Der Klärmeister Herr Leeb führte die Besucher durch die Kläranlage. Vor Ort anwesend waren außerdem der Bürgermeister der Gemeinde Otzing, Herr Johannes Schmid, Frau Wasmeier und Herr Dr. Schreff. Es war deutlich zu erkennen, dass im dritten Becken weniger Träger waren als in den anderen beiden Becken. Herr Leeb vermutet, dass das durch einen beim Ausschalten der Pumpe entstandenen Sog verursacht sein könnte. Um Klarheit zu schaffen, wurden einige Proben mit dem selbstgebauten Gerät entnommen und das Volumen der Träger in den einzelnen Proben gemessen. Zusätzlich wurden einige Träger mit Abwasser mitgenommen, um diese im Labor der Hochschule Augsburg genauer zu untersuchen.
Erkenntnisse
Anhand der ausgewerteten Messergebnisse konnte die vermutete Ungleichverteilung nachgewiesen werden: Jedes Becken der biologischen Stufe sollte ungefähr 20m³ Träger beinhalten, jedoch kann man anhand der Messungen mit dem selbstgebauten Messgerät erkennen, dass das dritte Becken ca. 30% weniger Träger als die anderen aufweist. Auch über die Ermittlung der Nulllage ist deutlich zu erkennen, dass jenes weniger Träger aufweist - aus dieser Vorgehensweise ergab sich jedoch ein Defizit von nur 15%. Bei der Ermittlung der Nulllage wird die Tiefe, auf der die Trägerschicht auf eine reine Wasserschicht trifft, mittels Sichttiefenmessers gemessen.
Erste Untersuchungen zeigten außerdem, dass alle Becken gute Stickstoffwerte (Nitrat, Nitrit) vorweisen. Jedoch weist das dritte Becken leicht höhere Werte auf, was auf die fehlenden Träger zurückzuführen ist. Des Weiteren unterscheidet sich das Gewicht und das Aussehen der Träger der einzelnen Becken nicht sehr voneinander. Durchschnittlich besitzt ein Träger 36,95mg Biofilm und optisch haben alle eine gleichmäßige und gute Bewuchsdichte.
Zuletzt wurde auch das Wasser des Zu- und Ablaufs auf Mikroplastik untersucht. Dabei wurden die Proben eingedampft, von den organischen Bestandteilen mit Wasserstoffperoxid befreit und schließlich filtriert, um diese für die Infrarot-Spektroskopie vorzubereiten. Die wenigen Partikel, die im Verdacht standen, von den Trägern zu stammen, stellten sich letztendlich als anorganische Bestandteile heraus. Somit konnte kein Mikroplastik aus dem Trägermaterial identifiziert werden.
Empfehlung
Zunächst wurde der Gemeinde Otzing empfohlen nur 3,0m³ Träger in das dritte Becken umzusiedeln – das entspricht dem Defizit von 15% aus der Ermittlung der Nulllage. Somit werden dem ersten Becken 1,05m³ und dem zweiten 1,95m³ Träger entnommen. Nach der Umsiedelung sollte der Kläranlagenwärter mit Hilfe des Sichttiefenmessers überprüfen, ob bereits eine Gleichverteilung zustande kam oder ob der Vorgang nochmals wiederholt werden muss. Falls es zu einer Wiederholung des Vorgangs kommt, entspräche dies den Berechnungen mit dem Messgerät.
Beteiligte Personen
Projektbearbeitung Hochschule Augsburg:
- Dr.-Ing. Rita Hilliges
- Stephan Leonhard, M. Eng.
- Studierende: Arijon Jasarovski, Hagen Doberentz, Lars-Jannik Winter, Linus Rieder, Linus Kleinbauer, Peter Frank, Maximilian Maier, Julian Röttenbacher, Lina Moser, Nina Messina, Meryem Sunca
Kooperationspartner:
- Gemeinde Otzing
- -Ing (FH) Ute Wasmeier
- -Ing Dieter Schreff
Auftraggeber:
- Gemeinde Otzing
- Dr.-Ing. Rita Hilliges
Verfasserinnen: Lina Moser, Meryem Sunca und Nina Messina