Innovatives Verfahren spart Energie

In Abwasserkanälen werden nicht nur unterschiedliche organische Reststoffe aus Industrie und Privathaushalten bis zur Kläranlage transportiert, sondern auch mineralische Stoffe – hier: als „Sand" zusammengefasst. In der Kläranlage wird dieser Sand im Regelfall in einem Absetzbecken, dem so genannten „Sandfang" am Beckenboden gesammelt.
Wird der Sand nicht aus dem Abwasser entfernt, kann das in den nachfolgenden Abwasserbecken der biologischen Behandlung und in der Schlammbehandlung die Wirksamkeit des kompletten Klärprozesses negativ beeinflussen. Außerdem geht notwendiges Beckenvolumen für die Aufbereitung durch eine Versandung dieser Becken verloren. Es kommt zu einem erhöhten Stromverbrauch und zum Verschleiß von Anlagenteilen wie unter anderen von Rohren, Pumpen, Rührern oder Messgeräten. Die Folgen sind: Störungen des Gesamtprozesses in der Kläranlage verbunden mit wirtschaftlichen Schäden.

„Aktuelle Untersuchungen der Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall (DWA) an Sandfängen in Deutschland zeigen, dass insbesondere der Anteil an kleinen Sandpartikeln in den vergangenen Jahren erheblich angestiegen ist", erklärt Projektkoordinator Diplom-Ingenieur Olaf Grimmel, Werkstoff und Funktion Grimmel Wassertechnik GmbH. „Unsere Voruntersuchungen haben jedoch gezeigt: Die geforderte Sandabscheidung in Kläranlagen wird für diese kleinen Sandpartikel in vielen herkömmlichen Sandfängen nicht erreicht", sagt Grimmel. Ziel sei zudem, dass in den Sandfängen der Abwasserreinigungsanlagen nur die Sandpartikel abgeschieden werden – jedoch nicht die organischen Bestandteile des Abwassers.

„Diese organischen Bestandteile sollen sich nicht absetzen, sondern in die nachfolgenden Becken der Abwasserreinigungsanlage weitertransportiert werden. Die Schwierigkeit besteht darin, dass die organischen Bestandteile teilweise ähnliche oder gleiche Absetzeigenschaften besitzen wie die kleinen Sandpartikel. Deshalb setzen sich beide Bestandteile gleichzeitig an der Beckensohle ab", erläutert Dr. Alexander Sonnenburg vom Institut IWAR, Fachgebiet Wasserversorgung und Grundwasserschutz an der Technischen Universität (TU) Darmstadt die Problematik.

In dem KMU-innovativ Verbundprojekt „Entwicklung eines Verfahrens zur Abscheidung von Feinsanden aus kommunalen Kläranlagen" (Ultraflach-Sandfang )wird ein Sandfang entwickelt, bei dem sich der Sand und die organischen Partikel zunächst an der Beckensohle absetzen. Anschließend werden beide über Erosionskräfte voneinander getrennt, die auf die Beckensohle wirken. Mit anderen Worten: „Durch das Wasser werden die Partikel vom Boden gelöst. Dies ist möglich, da sich die organischen Bestandteile schneller lösen als die Sandpartikel", beschreibt der Projektkoordinator die Innovation.

Aufgabe des Projektes sei es nun, diesen „Ultraflach-Sandfang" in verschiedenen Größen für kleinere und größere Kläranlagen zu entwickeln. „Dieser soll mit einer sehr hohen Trennschärfe und einem sehr hohen Abscheidegrad Feinsandpartikel aus dem Abwasser entfernen. Dabei soll gleichzeitig ein sehr niedriger Anteil an organischen Partikeln im Sand verbleiben. Die organischen Bestandteile werden für die nachfolgende biologische Aufbereitung benötigt", erklärt Sonnenburg das Prozedere.

Der neue „Ultraflach-Sandfang" wird künftig vielfältig nutzbar sein: Er kann in einem Großteil der etwa 6500 kommunalen abwassertechnischen Anlagen in Deutschland bei verschiedenen verfahrenstechnischen Stufen eingesetzt werden. Weiterer Vorteil: Der „Ultraflach-Sandfang" wird im Gegensatz zu herkömmlichen Sandfängen ohne Belüftung betrieben. Das spart Energie.

Das Forschungsprojekt wird in Kooperation zwischen dem Unternehmen Werkstoff + Funktion Grimmel Wassertechnik GmbH und der TU Darmstadt durchgeführt. Da das Unternehmen nicht nur in Deutschland sondern europaweit aktiv ist, soll der Sandfang im kompletten europäischen Raum vertrieben werden.

Das KMU-innovativ Verbundprojekt „: Entwicklung eines Verfahrens zur Abscheidung von Feinsanden aus kommunalen Kläranlagen" (Ultraflach-Sandfang) wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

Ansprechpartner Projektkoordination:
Werkstoff und Funktion Grimmel Wassertechnik GmbH
Diplom-Ingenieur Olaf Grimmel
Tel. +49 6002 9122-15
E-Mail: o.grimmel@werkstoff-und-funktion.de

Ansprechpartner TU Darmstadt:
Institut IWAR, Fachgebiet Wasserversorgung und Grundwasserschutz
Dr. Alexander Sonnenburg
Tel. +49 6151 16-20806
E-Mail: a.sonnenburg@iwar.tu-darmstadt.de