Liu, Miao (2014)

Thema

Gleichverteilung der Nachklärbecken-Beschickung der Kläranlage Hamburg Dradenau

Aufgabenstellung

HAMBURG WASSER betreibt auf seiner Kläranlage Dradenau insgesamt 64 Nachklärbecken, die 16 Belebungsbecken und 2 Verteilergerinnen nachgeschaltet sind. Jeweils vier Nachklärbecken sind dabei zu einer Gruppe zusammengefasst, für die der Rücklaufschlammabzug über Heberleitungen gemeinsam geregelt wird. Die Becken verfügen außerdem am Einlauf über eine Stellklappe, mit deren Hilfe der Zulauf bei Bedarf für jedes einzelne Becken gedrosselt werden kann. Der Klarablauf erfolgt über Zahnkantenwehre.

Auf Grund der baulichen Gegebenheiten ist es nicht möglich, eine absolute Gleichverteilung sowohl des Zulaufs in die Nachklärbecken als auch des Rücklaufschlammabzugs einzustellen. Diese Ungleichverteilung verstärkt sich noch, wenn einzelne Becken z. B. für Instandhaltungsarbeiten außer Betrieb genommen werden. In der Folge ergeben sich unterschiedliche Belastungen der einzelnen Nachklärbecken, die z. B. an verschiedenen Schlammspiegellagen abgelesen werden können. Wird die Ungleichverteilung zu groß, droht bei Mischwasserzufluss die Überlastung einzelner Becken mit der Folge von Schlammabtrieb.

Die Schlammspiegellage wird in allen Nachklärbecken kontinuierlich gemessen. Sämtliche Messdaten stehen in einer Datenbank zur Analyse zur Verfügung. Die Aufgabe der Masterarbeit beinhaltet die folgenden Punkte:

• Literaturstudie zur Belastbarkeit von Nachklärbecken, zur Gleichverteilung des Zuflusses zu verknüpften Becken und zur Interaktion von Belastung und Schlammspiegellagen
• Betriebsdatenauswertung (insb. von Schlammspiellagen)
• Die Zielstellung besteht darin, aus den Schlammspiegelmessungen mit Hilfe von Betriebsdatenauswertungen oder eigenen Betriebsversuchen eine oder mehrere praktikable Kenngröße(n) abzuleiten
• für die Gleichbelastung der Nachklärbecken und
• für die Früherkennung kritischer Betriebszustände einzelner Becken bzw. für die Angabe tolerierbarer Betriebsbereiche.

Ausgehend von dieser Datenanalyse sollen auch die Auswirkungen verschiedener korrigierender Eingriffe auf die Kenngröße(n) untersucht werden. Die Drosselkurve der Stellklappen am Einlauf der Nachklärbecken ist zu messen und auszuwerten, da dazu bislang noch keine Daten vorliegen.

Die Ergebnisse sollen so aufgearbeitet werden, dass später konkrete Handlungsempfehlungen für den Analgenfahrer abgeleitet werden können.

Autorenreferat

Als die größte Kläranlage in Deutschland betreibt HAMBURG WASSER auf der Kläranlage in DR 64 Nachklärbecken. Auf Grund der baulichen Gegebenheiten ist es nicht möglich, eine Abwasserbeschickung in allen Nachklärbecken gleichmäßig zu verteilen. Dies führt zu einer ungleichmäßigen Belastung in einzelnen Becken. Aufgrund eines Mischwasserzuflusses bei Regenwetter verstärkt das Problem. Demzufolge sind die einzelnen Becken überlastet. Dies verursacht später den Schlammabtriebs in diesen Becken. Begleitet des Schlammabtriebs kommt auch eine ersichtliche Trübung in den Ablaufgerinnen, die die Überschreitung der betreffenden Parameter, z. B. TS, CSB, in Folge kommen könnte.

Um den Schlammabtrieb in der Anlage zu vermeiden, weitergehend um die Ablaufqualität zu garantieren, sollen Steuerungsmaßnahmen beim Nachklärbecken gegen die ungleichmäßige hydraulische Belastung entwickelt werden. Dafür wird ein Modell über die Bilanzierung im Nachklärbecken eingesetzt, um die Schlammhöhe zu prognostizieren. Mittels der Kenngröße ist ein Verteilungszustand der Anlage kontinuierlich zu beurteilen und die ungleichmäßigen belasteten Becken zu finden. Die Steuerungsmaßnahmen erfolgen durch die Drosselung des Zufluss dieser Nachklärbecken. Eine Beziehung zwischen Durchflussverhältnis und Öffnungsgrad der Stellklappe wird in einer Drosselkurve dargestellt.

Betreuung