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  Anforderungen der vierten Reinigungsstufe umsetzen 

Abwasseraufbereitung in kommunalen Kläranlagen

Badger Meter Europa GmbH 

Mechanisch, biologisch und chemisch-physikalisch, das sind die drei Stufen in denen die Abwasseraufbereitung in kommunalen Kläranlagen traditionell erfolgt. Bei der mechanischen Reinigung werden Verunreinigungen wie Sand, Papier, Hygieneartikel und andere feste Stoffe durch Rechen, Sandfänge und Absetzbecken entfernt. Im Zuge der biologischen Reinigung werden organische Stoffe wie Kohlenhydrate, Eiweiße und Fette durch Mikroorganismen abgebaut und Stickstoffverbindungen umgewandelt. In der finalen chemisch-physikalischen Reinigung werden Fällmittel eingesetzt, um Phosphate und andere gelöste Stoffe aus dem Abwasser zu entfernen und Feststoffe zurückzuhalten. 

Die Europäische Union hat im November 2024 der die überarbeiteten EU-Richtlinie über die Behandlung von kommunalem Abwasser zugestimmt. Die neuen Vorschriften sind eine wesentliche Komponente des Null-Schadstoff-Aktionsplans der EU.

Mit der vierten Reinigungsstufe wird daher ein zusätzlicher Schritt eingeführt, um Spurenstoffe wie Arzneimittelrückstände, Kosmetika und andere Chemikalien zu entfernen, die in geringen Konzentrationen im Abwasser vorhanden sind, aber dennoch schädliche Auswirkungen auf die Umwelt haben können.

Die vierte Reinigungsstufe

Die vierte Reinigungsstufe umfasst verschiedene Verfahren zur Entfernung von Spurenstoffen:

  • Aktivkohleadsorption: Spurenstoffe werden an Aktivkohle gebunden, die entweder in Pulverform (PAK) oder granuliert (GAK) eingesetzt wird.
  • Ozonierung: Spurenstoffe werden durch das Einbringen von Ozon chemisch verändert und abgebaut.
  • Membranfiltration: Spezielle Membranen filtern die Spurenstoffe aus dem Abwasser.


Änderungen in der EU-Abwasserrichtlinie

Die Europäische Kommission hat über mehrere wichtige Änderungen zur vierten Reinigungsstufe der EU-Abwasserrichtlinie abgestimmt. Eine zentrale Neuerung ist die erweiterte Herstellerverantwortung, bei der Hersteller von Arzneimitteln und Kosmetikprodukten an den Kosten für die vierte Reinigungsstufe beteiligt werden sollen. 

Die neuen Anforderungen an Stickstoff- und Phosphoremissionen als auch zur Reduzierung von Spurenstoffen gelten für Kläranlagen mit mehr als 150.000 Einwohnerwerten (EW). Kläranlagen zwischen 10.000 und 150.000 EW sind hiervon nur dann betroffen, wenn sie in besonders gefährdete Gebiete einleiten, welche noch durch die Mitgliedsstaaten festzulegen sind. Die Einhaltung der Richtwerte soll gestaffelt bis zum Jahr 2045 erfolgen.

Bedeutung für kommunale Kläranlagen

Die Regelungen stellen kommunale Kläranlagen vor mehrere Herausforderungen:

  • Finanziell: Die Einführung der vierten Reinigungsstufe erfordert erhebliche Investitionen in neue Technologien und Infrastruktur.
  • Technisch: Kläranlagen müssen ihre bestehenden Systeme erweitern oder modernisieren, um die neuen Verfahren zu integrieren.
  • Betrieblich: Der Betrieb und die Wartung der neuen Systeme erfordern zusätzliches Fachwissen und Schulungen für das Personal.

Badger Meter bietet eine Vielzahl von Produkten und Lösungen, die speziell darauf ausgelegt sind, die Effizienz und Effektivität von Wasseraufbereitungsprozessen in Kläranlagen zu verbessern. Hier einige der wichtigsten Produkte und deren Einsatz in der vierten Reinigungsstufe:

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    Durchflussmessgeräte 

    Das Unternehmen ist spezialisiert auf präzise Durchflussmessgeräte, die für die Überwachung und Steuerung in Kläranlagen unerlässlich sind. Diese Geräte können in unterschiedlichen Bereichen der Anlage eingesetzt werden, um den Wasserverbrauch zu optimieren und sicherzustellen, dass die verschiedenen Reinigungsprozesse effizient ablaufen.

    • Elektromagnetische Durchflussmessung (MID): Die magnetisch-induktiven Durchflussmessungen, auch MID genannt, bilden den Standard in der Durchflussmessung. Mit der ModMAG-Serie bietet das Unternehmen besonders robuste Systeme mit entsprechenden Zertifizierungen wie zum Beispiel ATEX. Die hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit der magnetisch-induktiven Durchflussmesser machen sie ideal für die Überwachung von Wassermengen in der Kläranlage. 
    • Ultraschall-Durchflussmessung (Clamp-On): Geräte wie beispielsweise der Dynasonics TFX-5000 nutzen Ultraschall-Laufzeit Technologie. Sie kommen dann zum Einsatz, wenn man Durchflussmessungen nachrüsten möchte ohne in den Prozess einzugreifen. Aufgrund ihres nicht-invasiven Charakters ist diese Lösung kostengünstig und einfach zu realisieren.
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    Wasserqualitätsüberwachungssysteme 

    Die Überwachung der Wasserqualität spielt eine zentrale Rolle bei der Einhaltung der Vorschriften. Das Unternehmen ist spezialisiert auf fortschrittliche Wasserqualitätsüberwachungssysteme, die in Echtzeit Daten liefern und so eine sofortige Reaktion auf Veränderungen ermöglichen.

    • Digitale Sensortechnologie: es wird eine breite Palette von Sensoren angeboten, die physikalische, organische sowie anorganische Eigenschaften von Wasser wie Trübung, pH-Wert, Kohlenstoff, Stickstoff und andere wichtige Parameter erkennen. Diese Sensoren können in verschiedenen Stufen der Abwasserbehandlung eingesetzt werden, um die Effizienz der Reinigungsprozesse zu maximieren.
      Ein Produkt aus diesem Portfolio ist der ammo::lyser – eine ionenselektive Multiparametersonde zur Online-Messung von bis zu vier Parametern, Ammonium/Nitrat/Kalium/pH und Temperatur. Er ist ab Werk vorkalibriert und in zwei Modellen erhältlich: ammo::lyser Pro und ammo::lyser Eco.
    • UV-Vis Spektrometersonden: Bei diesen Sonden wird UV-Vis Licht im Bereich von 200-750 nm durch einen Messspalt gesendet, um die Absorption des Wassers zu messen. Anschließend erfolgt die Berechnung verschiedener Wasserqualitätsparameter, basierend auf hinterlegten, spezifischen Kalibrationen. Diese Methode bietet eine wartungsarme und kosteneffiziente Möglichkeit zur Messung von NO3, CSB,BSB, TOC, DOC, O3, Trübung und Feststoffen im Abwasser ohne den Einsatz von Chemikalien. Der spectro::lyser V3 nutzt  fortschrittliche Technologie zur Analyse von Wasserparametern in Echtzeit. Er lässt sich nahtlos mit mobilen Geräten verbinden und ermöglicht so einen bequemen Datenzugriff und -verwaltung. Mit seinem robusten Design und seiner benutzerfreundlichen Oberfläche gibt der spectro::lyser wertvolle Einblicke für Anwendungen im Wassermanagement und in der Umweltüberwachung.


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    Datenanalyse- und Management

    Die Verarbeitung und Analyse erheblicher Datenmengen stellt eine große Herausforderung für das Kläranlagen-Management dar. Das Unternehmen liefert umfassende Lösungen zur Datenerfassung und -analyse von Parametern, die den Betreibern helfen, fundierte Entscheidungen hinsichtlich der Optimierung in ihren Betriebsabläufen zu treffen.

    Plattformen und Tools zur Online-Datenanalyse: Diese Systeme ermöglichen eine automatische Echtzeit-Datenvalidierung durch die kontinuierliche Überwachung der Wasserqualität und die sofortige Erkennung von Abweichungen. Sie sind besonders nützlich bei der Überwachung der Effizienz der vierten Reinigungsstufe und der Anpassung der Betriebsparameter in Echtzeit. Zwei dieser Systeme sind:

    Moni::tool ist eine umfassende Softwareplattform, die zur Verwaltung einer großen Anzahl von Online-Messgeräten und Parametern entwickelt wurde. In Kombination mit dem Terminal con::cube V3 ist es eine leistungsfähige Lösung zur kompakten Stationssteuerung.

    Die micro::station ist für die Online-Überwachung von Wasserqualitätsparametern im Abwasser konzipiert. Sie ist eine modulare Komplettlösung. Mit dem Plug & Measure Prinzip sind Informationen und Parameter sofort verfügbar.
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    Automatisierungslösungen

    Automatisierung ist ein wichtiger Faktor in der Effizienz und Nachhaltigkeit von Kläranlagen. Das Unternehmen bietet automatisierte Lösungen für die Echtzeitübertragung der Wasserqualitäts- und Mengendaten über die I/Os der Terminals, um in weiterer Folge die Beschickung von Filtern, zum Beispiel granulierte Aktivkohle (GAK), Anthrazit oder von Membranen sowie die Gasmengen von Ozon in Echtzeit zusteuern. Diese Herangehensweise trägt dazu bei, die operativen Kosten des Verfahrens, bei gleichzeitiger Einhaltung der Emissionsrichtlinien, zu reduzieren. 

    Mit Hilfe des Einsatzes oben genannter Lösungen können Kläranlagen die neuen Anforderungen der vierten Reinigungsstufe effizient umsetzen, gleichzeitig ihre Betriebskosten senken und die Umweltbelastung minimieren.

Standort

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​Stand C1.429

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