Neue Anlage für effiziente Phosphorreduktion im Abwasser
ffm. Die Stadtentwässerung Frankfurt am Main (SEF) hat gemeinsam mit
Stadtrat Wolfgang Siefert die neue Lager- und Dosierstation für die
Phosphatfällung auf der Kläranlage Niederrad in Betrieb genommen. Das
neue Verfahren der SEF entfernt Phosphat noch effizienter aus dem
Abwasser – ein wichtiger Beitrag zum Umwelt- und Ressourcenschutz.
Die Elimination von Phosphor ist ein zentraler Schritt in der kommunalen Abwasserbehandlung. Das Element ist ein lebenswichtiger Nährstoff. Gelangt jedoch zu viel davon in Bäche und Flüsse, führt dies zu einer Überdüngung der Gewässer – sie eutrophieren und „kippen um“. Um diese Überdüngung zu verhindern und die sensiblen Ökosysteme mit ihrer Pflanzen- und Tierwelt zu schützen, gelten gesetzliche Grenzwerte für die Einleitung von Phosphor in Gewässer. Die SEF überwacht und steuert den Phosphorgehalt im Abwasser der Mainmetropolie engmaschig und präzise. Dafür nimmt der städtische Betrieb nun eine neue Lager- und Dosierstation für die Phosphatfällung auf der Kläranlage Niederrad in Betrieb. Sie dosiert die Zugabe eines Fällmittels, das ist ein chemisches Hilfsmittel, durch das die im Abwasser gelösten Phosphate gefällt, also in einen festen Zustand überführt werden. Sie können dann mit dem Klärschlamm dem Abwasser entnommen werden.
„Sauberes Wasser ist die Grundlage für ein intaktes Ökosystem, für Gesundheit und Lebensqualität. Mit der neuen Anlage zur Phosphorelimination in unserer Kläranlage handeln wir konkret: Da Phosphor einer der Hauptverursacher von Gewässer-Eutrophierung ist, schützen wir damit unsere Seen und Fließgewässer und leisten eine verlässliche kommunale Daseinsvorsorge für heutige und kommende Generationen“, sagt Siefert, der für die Stadtentwässerung zuständig ist.
Investition in die Zukunft
Ziel der SEF war es, mit dem Neubau nicht nur die bestehende, aber veraltete Anlage zu ersetzen, sondern zugleich das Verfahren zu optimieren. Mit der neuen Anlage lässt sich die Konzentration von Phosphor im Ablauf der Kläranlage um zehn Prozent senken. Zugleich investiert die SEF damit in die Zukunftsfähigkeit ihrer Anlagen, da die Gesetze perspektivisch verschärft und die gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte für die Phosphorkonzentration im Ablauf der Kläranlage voraussichtlich ab 2029 gesenkt werden.
Optimierter Einsatz von Fällmittel
Die SEF wendet nun ein effizienteres Verfahren für die Phosphorelimination an. Um eine wirksame Fällungsreaktion zu erreichen, kommt es auf die richtige Dosierung des Fällmittels an. Es wird frachtabhängig, gemäß der Belastung des Abwassers, gesteuert. Die Messungen und die entsprechende Anpassung der Fällmittelmenge erfolgen in der neuen Station automatisch.
Entscheidend für eine effiziente Reaktion ist zudem eine schnelle und intensive Durchmischung des Fällmittels mit dem Abwasser. Dazu setzen die Ingenieurinnen und Ingenieure der SEF einen statischen Mischer in das Abwassergerinne ein, durch den das Fällmittel unter hoher Turbulenz in das Abwasser gelangt. „Die neue Einmischtechnik sorgt dafür, dass das Fällmittel genau dort und genau in der Menge wirkt, wie es für die Reaktion notwendig ist“, erklärt Andreas Hickmann, Technischer Betriebsleiter der SEF. „So erreichen wir zuverlässig den gewünschten Zielwert im Ablauf der Kläranlage und mit geringst nötigen Fällmittelverbrauch.“
Neues Gebäude mit integrierter Mess- und Sicherheitstechnik
Für die neue Anlage wurde ein eigenes Gebäude errichtet. Lager-, Dosier-, Mess- und Elektrotechnikräume befinden sich hier unter einem Dach. Um es bautechnisch in den Bestand integrieren zu können, ist es auf Mikropfählen gegründet. Rund zwei Jahre betrug die Bauzeit, die Baukosten liegen bei rund neun Millionen Euro.
Daten und Fakten
Investitionskosten: rund neun Millionen Euro Bauzeit: Juli 2023 bis Februar 2026
Ausstattung:
Fällmittelbehälter: zwei Stück à 40 Kubikmeter Dosierpumpen: vier Stück Förderleistung der Pumpen: 2 mal 500 l/h sowie 2 mal 1000 l/h
Fällmittel
Derzeitiger Verbrauch: circa 4000 t / a Erwartete Reduzierung: um circa zehn Prozent
Hintergrundinformation zur Phosphorelimination: Umwelt- und Ressourcenschutz in der Kläranlage Phosphor ist ein lebenswichtiges Element und ein wichtiger Nährstoff. Für den Energiestoffwechsel aller Lebewesen ist er unverzichtbar und in der Landwirtschaft spielt er eine bedeutende Rolle als Dünger. In den menschlichen Organismus gelangt Phosphor mit der Nahrung und mit dessen Ausscheidungen in die Abwässer. Sein übermäßiger Eintrag in Gewässer gefährdet jedoch diese Ökosysteme (Gewässer-Eutrophierung). Die Entfernung des Phosphors aus dem Abwasser ist aus Gründen des Gewässerschutzes daher eine wesentliche Aufgabe der Kläranlagen.
In der Abwasserreinigung werden die im Abwasser gelösten Phosphate durch Zugabe von Fällmitteln in ungelöste Verbindungen überführt (Phosphatfällung). Sie sind dann Bestandteil des Klärschlamms und werden mit der Überschuss-Schlammentnahme dem Abwasser entzogen.
Im Zuge der weiteren Behandlung des Klärschlamms kann der Phosphor zurückgewonnen und dann zum Beispiel als Dünger zur Verfügung gestellt werden (Phosphorrecycling).
Fotos
Andreas Hickmann (links), technischer Betriebsleiter, und Stadtrat Wolfgang Siefert bei der Inbetriebnahme der neuen Lager- und Dosierstation für die Phosphatfällung auf der Kläranlage in Niederrad, Copyright: Stadt Frankfurt am Main, Copyright: Stadt Frankfurt am Main, Foto: Andreas Varnhorn
Wolfgang Siefert (links) und Andreas Hickmann, technischer Betriebsleiter, bei der Inbetriebnahme der neuen Lager- und Dosierstation für die Phosphatfällung auf der Kläranlage in Niederrad (1), Copyright: Stadt Frankfurt am Main, Copyright: Stadt Frankfurt am Main, Foto: Andreas Varnhorn
Wolfgang Siefert (links) und Andreas Hickmann, technischer Betriebsleiter, bei der Inbetriebnahme der neuen Lager- und Dosierstation für die Phosphatfällung auf der Kläranlage in Niederrad (2), Copyright: Stadt Frankfurt am Main, Copyright: Stadt Frankfurt am Main, Foto: Andreas Varnhorn
Neue Fällmittellager- und Dosierstation für die Phosphat-Fällung auf der Kläranlage Niederrad, Copyright: Stadtentwässerung Frankfurt am Main
Fällmittelbehälter von oben gesehen, Copyright: Stadtentwässerung Frankfurt am Main
Statischer Mischer in Blockbauweise vor dem Einsatz in das Gerinne, Copyright: Stadtentwässerung Frankfurt am Main
Die Elimination von Phosphor ist ein zentraler Schritt in der kommunalen Abwasserbehandlung. Das Element ist ein lebenswichtiger Nährstoff. Gelangt jedoch zu viel davon in Bäche und Flüsse, führt dies zu einer Überdüngung der Gewässer – sie eutrophieren und „kippen um“. Um diese Überdüngung zu verhindern und die sensiblen Ökosysteme mit ihrer Pflanzen- und Tierwelt zu schützen, gelten gesetzliche Grenzwerte für die Einleitung von Phosphor in Gewässer. Die SEF überwacht und steuert den Phosphorgehalt im Abwasser der Mainmetropolie engmaschig und präzise. Dafür nimmt der städtische Betrieb nun eine neue Lager- und Dosierstation für die Phosphatfällung auf der Kläranlage Niederrad in Betrieb. Sie dosiert die Zugabe eines Fällmittels, das ist ein chemisches Hilfsmittel, durch das die im Abwasser gelösten Phosphate gefällt, also in einen festen Zustand überführt werden. Sie können dann mit dem Klärschlamm dem Abwasser entnommen werden.
„Sauberes Wasser ist die Grundlage für ein intaktes Ökosystem, für Gesundheit und Lebensqualität. Mit der neuen Anlage zur Phosphorelimination in unserer Kläranlage handeln wir konkret: Da Phosphor einer der Hauptverursacher von Gewässer-Eutrophierung ist, schützen wir damit unsere Seen und Fließgewässer und leisten eine verlässliche kommunale Daseinsvorsorge für heutige und kommende Generationen“, sagt Siefert, der für die Stadtentwässerung zuständig ist.
Investition in die Zukunft
Ziel der SEF war es, mit dem Neubau nicht nur die bestehende, aber veraltete Anlage zu ersetzen, sondern zugleich das Verfahren zu optimieren. Mit der neuen Anlage lässt sich die Konzentration von Phosphor im Ablauf der Kläranlage um zehn Prozent senken. Zugleich investiert die SEF damit in die Zukunftsfähigkeit ihrer Anlagen, da die Gesetze perspektivisch verschärft und die gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte für die Phosphorkonzentration im Ablauf der Kläranlage voraussichtlich ab 2029 gesenkt werden.
Optimierter Einsatz von Fällmittel
Die SEF wendet nun ein effizienteres Verfahren für die Phosphorelimination an. Um eine wirksame Fällungsreaktion zu erreichen, kommt es auf die richtige Dosierung des Fällmittels an. Es wird frachtabhängig, gemäß der Belastung des Abwassers, gesteuert. Die Messungen und die entsprechende Anpassung der Fällmittelmenge erfolgen in der neuen Station automatisch.
Entscheidend für eine effiziente Reaktion ist zudem eine schnelle und intensive Durchmischung des Fällmittels mit dem Abwasser. Dazu setzen die Ingenieurinnen und Ingenieure der SEF einen statischen Mischer in das Abwassergerinne ein, durch den das Fällmittel unter hoher Turbulenz in das Abwasser gelangt. „Die neue Einmischtechnik sorgt dafür, dass das Fällmittel genau dort und genau in der Menge wirkt, wie es für die Reaktion notwendig ist“, erklärt Andreas Hickmann, Technischer Betriebsleiter der SEF. „So erreichen wir zuverlässig den gewünschten Zielwert im Ablauf der Kläranlage und mit geringst nötigen Fällmittelverbrauch.“
Neues Gebäude mit integrierter Mess- und Sicherheitstechnik
Für die neue Anlage wurde ein eigenes Gebäude errichtet. Lager-, Dosier-, Mess- und Elektrotechnikräume befinden sich hier unter einem Dach. Um es bautechnisch in den Bestand integrieren zu können, ist es auf Mikropfählen gegründet. Rund zwei Jahre betrug die Bauzeit, die Baukosten liegen bei rund neun Millionen Euro.
Daten und Fakten
Investitionskosten: rund neun Millionen Euro Bauzeit: Juli 2023 bis Februar 2026
Ausstattung:
Fällmittelbehälter: zwei Stück à 40 Kubikmeter Dosierpumpen: vier Stück Förderleistung der Pumpen: 2 mal 500 l/h sowie 2 mal 1000 l/h
Fällmittel
Derzeitiger Verbrauch: circa 4000 t / a Erwartete Reduzierung: um circa zehn Prozent
Hintergrundinformation zur Phosphorelimination: Umwelt- und Ressourcenschutz in der Kläranlage Phosphor ist ein lebenswichtiges Element und ein wichtiger Nährstoff. Für den Energiestoffwechsel aller Lebewesen ist er unverzichtbar und in der Landwirtschaft spielt er eine bedeutende Rolle als Dünger. In den menschlichen Organismus gelangt Phosphor mit der Nahrung und mit dessen Ausscheidungen in die Abwässer. Sein übermäßiger Eintrag in Gewässer gefährdet jedoch diese Ökosysteme (Gewässer-Eutrophierung). Die Entfernung des Phosphors aus dem Abwasser ist aus Gründen des Gewässerschutzes daher eine wesentliche Aufgabe der Kläranlagen.
In der Abwasserreinigung werden die im Abwasser gelösten Phosphate durch Zugabe von Fällmitteln in ungelöste Verbindungen überführt (Phosphatfällung). Sie sind dann Bestandteil des Klärschlamms und werden mit der Überschuss-Schlammentnahme dem Abwasser entzogen.
Im Zuge der weiteren Behandlung des Klärschlamms kann der Phosphor zurückgewonnen und dann zum Beispiel als Dünger zur Verfügung gestellt werden (Phosphorrecycling).
Fotos
Andreas Hickmann (links), technischer Betriebsleiter, und Stadtrat Wolfgang Siefert bei der Inbetriebnahme der neuen Lager- und Dosierstation für die Phosphatfällung auf der Kläranlage in Niederrad, Copyright: Stadt Frankfurt am Main, Copyright: Stadt Frankfurt am Main, Foto: Andreas Varnhorn
Wolfgang Siefert (links) und Andreas Hickmann, technischer Betriebsleiter, bei der Inbetriebnahme der neuen Lager- und Dosierstation für die Phosphatfällung auf der Kläranlage in Niederrad (1), Copyright: Stadt Frankfurt am Main, Copyright: Stadt Frankfurt am Main, Foto: Andreas Varnhorn
Wolfgang Siefert (links) und Andreas Hickmann, technischer Betriebsleiter, bei der Inbetriebnahme der neuen Lager- und Dosierstation für die Phosphatfällung auf der Kläranlage in Niederrad (2), Copyright: Stadt Frankfurt am Main, Copyright: Stadt Frankfurt am Main, Foto: Andreas Varnhorn
Neue Fällmittellager- und Dosierstation für die Phosphat-Fällung auf der Kläranlage Niederrad, Copyright: Stadtentwässerung Frankfurt am Main
Fällmittelbehälter von oben gesehen, Copyright: Stadtentwässerung Frankfurt am Main
Statischer Mischer in Blockbauweise vor dem Einsatz in das Gerinne, Copyright: Stadtentwässerung Frankfurt am Main