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Vergleich des Phosphatadsorptionspotenzials schlammhaltiger Filterspülwässer aus der Trinkwasseraufbereitung
Art der Abschlussarbeit
Diplomarbeit
Autoren
- Meyer, S.
Betreuer
- Dipl.-Ing. Florian G. Reißmann
- Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Uhl
Abstract
Bei der Aufbereitung von Oberflächenwasser zu Trinkwasser fallen u. a. schlammhaltige Filterspülwässer an, die bedingt durch Flockungsverfahren und natürlicher Metallkonzentration der Gewässer einen relativ hohen Anteil von Aluminium oder Eisen besitzen können. Mit Hilfe dieser Metalle ist es möglich, Phosphat aus dem Abwasser zu eliminieren. Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit Einflussfaktoren auf das Phosphatadsorptionspotentials von schlammhaltigem Filterspülwasser sowie der Anwendungsmöglichkeit in der Abwasserbehandlung. Darüber hinaus soll ein mathematisches Modell entwickelt werden.
Anhand einer Literaturrecherche wurde zunächst ein Überblick über die Grundlagen der Adsorption sowie auftretende Einflussfaktoren erstellt. Am stärksten wirkte sich in diesem Zusammenhang der Aluminium- bzw. Eisengehalt auf die Phosphatadsorption aus. Je mehr Metall-Ionen dosiert wurden, desto mehr Phosphat konnte entfernt werden. Allerdings besitzen die aluminiumhaltigen Rückstände ein weitaus höheres Phosphatbindungspotenzial als die eisenhaltigen Filterspülwässer. Die umfangreich durchgeführten Versuche mit Modell- und Abwasser sowie aluminiumhaltigem FSW aus Coschütz kamen zu dem Resultat, dass bei einem pH-Wert von 3,5 und 10,5 die höchste Adsorptionskapazität erreicht werden konnte. Die Zugabe von Kalkwasser wirkte sich dementsprechend positiv auf die Phosphatentfernung auf. Die Dosierung von Natronlauge bewirkte kaum eine Veränderung der Adsorptionskapazität. Im pH-Wert-Bereich von 10,75 kam es bei den Versuchen mit Modellwasser zu einem Übergang von der Adsorption in die Fällung. Bei den Wasserwerksrückständen aus Tolkewitz und Carlsfeld wurde bei ausgewählten Versuchen im sauren pH-Wert-Milieu eine maximalen Phosphateliminierung festgestellt. Bei der Berechnung der Fällmittelersparnis durch das Einleiten der Wasserwerksschlämme in die Kläranlage Dresden Kaditz, konnte theoretisch eine 15%ige Entfernung der Phosphorfracht in
der Vor- und Simultanfällung ermittelt werden. In dem entwickelten mathematischen Modell wurde ausgehend vom Abwasser des Zulaufes bei pH 7-8 für jeden pH-Wert eine entsprechende Adsorptionsfunktion durch einen Faktor f berechnet und graphisch dargestellt.
Mit den gewonnen Erkenntnissen ist es möglich, in Anlagen der Abwasserbehandlung durch die Einleitung und Verwertung der Wasserwerksrückstände Fällmittel zur Phosphorelimination zu sparen. Außerdem dienen die Ergebnisse als Grundlage für genauere Untersuchungen zur Phosphatadsorptionskapazität.
Anhand einer Literaturrecherche wurde zunächst ein Überblick über die Grundlagen der Adsorption sowie auftretende Einflussfaktoren erstellt. Am stärksten wirkte sich in diesem Zusammenhang der Aluminium- bzw. Eisengehalt auf die Phosphatadsorption aus. Je mehr Metall-Ionen dosiert wurden, desto mehr Phosphat konnte entfernt werden. Allerdings besitzen die aluminiumhaltigen Rückstände ein weitaus höheres Phosphatbindungspotenzial als die eisenhaltigen Filterspülwässer. Die umfangreich durchgeführten Versuche mit Modell- und Abwasser sowie aluminiumhaltigem FSW aus Coschütz kamen zu dem Resultat, dass bei einem pH-Wert von 3,5 und 10,5 die höchste Adsorptionskapazität erreicht werden konnte. Die Zugabe von Kalkwasser wirkte sich dementsprechend positiv auf die Phosphatentfernung auf. Die Dosierung von Natronlauge bewirkte kaum eine Veränderung der Adsorptionskapazität. Im pH-Wert-Bereich von 10,75 kam es bei den Versuchen mit Modellwasser zu einem Übergang von der Adsorption in die Fällung. Bei den Wasserwerksrückständen aus Tolkewitz und Carlsfeld wurde bei ausgewählten Versuchen im sauren pH-Wert-Milieu eine maximalen Phosphateliminierung festgestellt. Bei der Berechnung der Fällmittelersparnis durch das Einleiten der Wasserwerksschlämme in die Kläranlage Dresden Kaditz, konnte theoretisch eine 15%ige Entfernung der Phosphorfracht in
der Vor- und Simultanfällung ermittelt werden. In dem entwickelten mathematischen Modell wurde ausgehend vom Abwasser des Zulaufes bei pH 7-8 für jeden pH-Wert eine entsprechende Adsorptionsfunktion durch einen Faktor f berechnet und graphisch dargestellt.
Mit den gewonnen Erkenntnissen ist es möglich, in Anlagen der Abwasserbehandlung durch die Einleitung und Verwertung der Wasserwerksrückstände Fällmittel zur Phosphorelimination zu sparen. Außerdem dienen die Ergebnisse als Grundlage für genauere Untersuchungen zur Phosphatadsorptionskapazität.
Zugeordnete Forschungsschwerpunkte
- Wasserwerksrückstände
Berichtsjahr
2005