Abteilung Verfahrenstechnik

AK24Water  - Einsatz von Aktivkohlen (GAK/PAK) im kombinierten Verfahren

Die Eawag hat zwischen 2017 und 2020 über vier Jahre verschiedene Verfahren zur Elimination von Mikroverunreinigungen im technischen und volltechnischen Massstab auf der ARA Glarnerland getestet (Artikel).

Nach Realisierung der granulierten Aktivkohle-Filtration (GAK, Inbetriebnahme Mitte 2023) und der Option der zusätzlichen Dosierung von Pulveraktivkohle (PAK) in die Biologie, begleitet nun die Eawag mit einem Monitoring-Programm und spezifischen Einzeluntersuchungen den Betrieb der Verfahren. Die ARA Glarnerland ist die erste Anlage mit einer GAK-Filtration kombiniert mit einer vorgeschalteten PAK-Dosierung in die Biologie.

Im Projekt AK24Water sollen Erfahrungen zum Betrieb von GAK-Filtern gesammelt und gebündelt werden. Messungen von SAK und MV sowie DOC der einzelnen Zellen bei Trockenwetter werden herangezogen, um Abschätzungen machen zu können, wann das mittlere Qualitätsziel von 80% EMV bei parallel betriebenen Filterzellen im Ablauf der ARA unterschritten wird.

Um eine abschliessende Definition des Abbruchkriteriums für den Austausch einzelner GAK Zellen machen zu können, wird das Zusammenspiel mit der PAK-Stufe betrachtet werden. Auf Basis der ermittelten Abhängigkeiten der Datensätze bzw. Zeitreihen werden gemeinsam mit den Projektpartnern Strategien für eine optimale Beladung der GAK (Filterregime), des optimalen GAK-Typs sowie die Dosierung der PAK zur Abfederung von Leistungseinbussen der GAK bei Regenwetterzulauf (verdünnte Abwassermatrix) erarbeitet werden.

Ein weiteres Thema ist der Vergleich der Effizienz verschiedener GAK-Typen, welche in den zwei Behandlungsstrassen der Kläranlage eingesetzt werden.

Die ARA Glarnerland verfügt über 6 GAK-Filterzellen je Behandlungsstrasse respektive über 12 x 80 m3 = 960 m3 GAK-Filtrationsvolumen. Eine Zelle je Strasse wird vorgehalten für den Austausch der GAK (Bild: M. Böhler, Eawag)

Publikationen

GAK-Filter für die Spurenstoffentfernung. Erfahrungen und Betriebsergebnisse der Pilotstudien ARA Furt/Bülach und Glarnerland

Auf den Kläranlagen Furt/Bülach und Glarnerland des Abwasserverbandes Glarnerland (AVG, Bilten) wurden zwischen 2014 und 2019 umfangreiche Untersuchungen zur Elimination von Mikroverunreinigungen mittels granulierter Aktivkohle (GAK) durchgeführt. Ziel war es, unter Schweizer Praxisbedingungen die Machbarkeit, Effizienz und Wirtschaftlichkeit des Verfahrens zu evaluieren. Fazit beider Forschungsprojekte ist, dass sich die GAK-Filtration zur Spurenstoffelimination gemäss Schweizer Gesetzgebung eignet. Das Verfahren ist technisch und wirtschaftlich realisierbar und hat sich als praxistauglich erwiesen.
Böhler, M. A.; Joss, A.; McArdell, C. S. (2022) GAK-Filter für die Spurenstoffentfernung. Erfahrungen und Betriebsergebnisse der Pilotstudien ARA Furt/Bülach und Glarnerland, Aqua & Gas, 102(1), 48-54, Institutional Repository

Pilotversuche zur erweiterten Abwasser-behandlung mit granulierter Aktivkohle (GAK) und kombiniert mit Teilozonung (O3/GAK) auf der ARA Glarnerland (AVG). Ergänzende Untersuchungen zur PAK-Dosierung in die biologische Stufe mit S::Select®-Verfahren in Kom

Auf der Kläranlage Glarnerland wurde im Rahmen des Forschungsprojektes «Pilotversuche zur erweiterten Abwasserbehandlung mit granulierter Aktivkohle (GAK) und kombiniert mit Teilozonung (O3/GAK)» die Machbarkeit und Effizienz der genannten Verfahrenstechniken zur Spurenstoffelimination untersucht. Im weiteren Verlauf der Untersuchungen wurde zudem auch die Option der Dosierung von Pulveraktivkohle (PAK) in die biologische Stufe, welche mit dem S::Select®-Verfahren betrieben wird, als Vorstufe zur GAK erprobt.

Ziel der Pilotierung war die Erarbeitung von Entscheidungsgrundlagen zur Auswahl eines optimalen Verfahrens oder einer Verfahrenskombination für die angestrebte Realisierung der Spurenstoffelimination beim Abwasserverband Glarnerland. Zudem sollten Langzeiterfahrungen zum Betrieb von GAK-Filtrationen bezüglich Effizienz, Betrieb und vor allem Standzeiten (erreichte Bettvolumina) von verschiedenen GAK-Typen bei unterschiedlichen Kontaktzeiten bei einem Abwasser mit hohem gelöstem organischen Kohlenstoff (DOC) gesammelt werden.

Die Pilotanlage Vorozonung/GAK-Filtration ging Ende Januar 2017 auf der ARA Glarnerland in Betrieb und wurde im August 2019 ausser Betrieb gesetzt. Es wurden vier verschiedene GAK-Produkte untersucht (CSC «HC HK 1000», CarboTech «Pool W1-3», Jacobi «Aquasorb 5010», CabotNorit «GAC 1020 EN»). Parallel wurden alle GAK-Kolonnen (ausser Jacobi «Aquasorb 5010») während der gesamten Betriebsdauer mit einer Vorozonung bei einer spezifischen Ozondosis von rund 0.2 gO3/gDOC betrieben. [...]
McArdell, C. S.; Böhler, M.; Hernandez, A.; Oltramare, C.; Büeler, A.; Siegrist, H. (2020) Pilotversuche zur erweiterten Abwasser-behandlung mit granulierter Aktivkohle (GAK) und kombiniert mit Teilozonung (O3/GAK) auf der ARA Glarnerland (AVG). Ergänzende Untersuchungen zur PAK-Dosierung in die biologische Stufe mit S::Select®-Verfahren in Kom, 146 p, Institutional Repository
Böhler, M.; Hernandez, A.; McArdell, C. S.; Siegrist, H.; Joss, A.; Baggenstos, M. (2020) Elimination von Spurenstoffen durch granulierte Aktivkohle-Filtration (GAK). Grosstechnische Untersuchungen auf der ARA Furt, Bülach. Schlussbericht, 135 p, Institutional Repository
Böhler, M.; Joss, A.; McArdell, C.; Meier, A. (2020) Hinweise zur Planung und Auslegung von diskontinuierlich gespülten GAK-Filtern zur Elimination organischer Spurenstoffe aus kommunalem Abwasser. Konsenspapier zum Ergebnis des Workshops vom 9.12.2019 an der Eawag, 5 p, Institutional Repository

Projektbearbeitung / Kontakt

Marc Böhler Praxisanwendung und Entwicklung Tel. +41 58 765 5379 E-Mail senden
Dr. Christa McArdell Senior Scientist / Gruppenleiterin Tel. +41 58 765 5483 E-Mail senden

Projektdauer

Die Projektlaufzeit beträgt rund 3 Jahre. Start Januar 2024

Finanzierung

Abwasserverband Glarnerland, AVG

Partner

Abwasserverband Glarnerland (AVG), Bilten, Ingenieurbüro HunzikerBetatech AG, Winterthur