Aloha – HUBER Membrantechnik jetzt auf Hawaii! - Huber beteiligt sich am Pilot-MBR-Projekt auf der Pazifik-Insel

HUBER VRM® 14/36-Testanlage
Analysenergebnisse VRM®-Anlage, Hawaii-Pilot-Projekt

Die Stadt bzw. das Land Honolulu auf Hawaii hat eine Vielzahl von Abwasser-behandlungseinrichtungen, bei denen der Einsatz der  Membranbelebung die ideal passende Alternative ist. Beispielsweise sind dies kleine Anlagen, die direkt in der Nähe von Pumpstationen aufgebaut sind und Brauchwasser zu Spülzwecken erzeugen, oder zur Brauchwassergewinnung auf kommunalen Kläranlagen aus den Abläufen von Vorklärbecken genutzt werden. Um die Leistungsfähigkeit der derzeit bekannten fünf Membransysteme ermitteln zu können, wurde von der Universität von Hawai ein Pilot-Projekt organisiert, bei dem diese Anbieter die Möglichkeit bekommen haben, sich parallel bei jeweils gleichen Anforderungen zu präsentieren. Alle Anlagen sind auf der HWTP Ewa Beach, Hawaii, installiert und behandeln in diesem „side-by-side“-Test (siehe Bild 1) nacheinander jeweils vier Monate drei verschiedene Abwasserarten:

  • Rohabwasser, nach 3 mm-Siebung
  • Rücklaufwasser, Zentrat aus der Schlammbehandlung (thermisch), Verdünnung 1:10
  • Ablauf aus dem Vorklärbecken

Am 23. September 2003 sind die Anlagen von Zenon, Ionics (Mitsubishi Lizenznehmer) und Enviroquip (Kubota Lizenznehmer) in Betrieb gegangen, die Anlage von US Filter und die HUBER VRM®-Anlage (siehe Bild 2) folgten im April 2004.

Die fünf Anlagen wurden mittlerweile alle mit den verschiedenen Abwasserströmen beschickt. Bis Ende des Jahres läuft derzeit die letzte Phase des Vorhabens mit Abwasser aus der Vorklärung der bestehenden konventionellen Anlage. Der VRM® Membranbioreaktor zeigte v.a. bei der Beschickung mit Rohabwasser nach 3 mm-Siebung und beim thermisch behandelten Zentrat der Schlammbehandlung ausgezeichnete Ablauf- und Filtrationswerte. Der biochemische Sauerstoffbedarf wurde bei beiden Verfahrensvarianten um fast 100 %, der Ammoniumstickstoff um über 80 % reduziert. Auffallend ist in der aktuellen letzten Projektphase, dass trotz der ausreichend vorhandenen Sauerstoff- und hohen TS-Konzentrationen keine Nitrifikation beobachtet werden kann. Der Grund dieses untypischen Phänomens wird derzeit durch die Universität von Hawaii untersucht.
Die HUBER VRM® Membranfiltration lieferte zu jeder Zeit ausgezeichnete Ergebnisse. Die Permeabilität ist von anfangs ca. 270 unwesentlich auf ca. 230 gefallen. Es war bisher noch keine chemische Reinigung für die Anlage notwendig. Die Filtration konnte lediglich durch sequentielle Luftspülung auf diesem konstant hohen Niveau gehalten werden. Im Gegensatz dazu werden die Hohlfasersysteme – im Rahmen von „Maintenance- and Intensive Cleaning“ – regelmäßig mit Permeat und mit Chemikalien zurückgespült und das Kubota-Plattensystem regelmäßig  chemisch gereinigt.

Die Anbieter wurden nicht nur hinsichtlich der Betriebsergebnisse von Membranfiltration und Bioreaktor, sondern auch über den Betriebsaufwand, die Aufwendungen zum Erhalt der Leistungsfähigkeit, die Notwendigkeit von besonderen Vorreinigungsschritten, die Komplexität des Systems und der Steuerung, sowie natürlich den Energiekosten beurteilt. Bei diesen Betrachtungen schnitt die HUBER VRM®-Anlage sehr gut ab. Besonders der komplette Verzicht auf chemische Reinigungen und die Betriebsweise mit segmentieller Abreinigung der Membranen nur mit Spülluft wurde als klarer Vorteil gesehen. Besonders vorteilhaft wurde auch die notwendige mechanische Vorreinigung – hier ist beim VRM®-Verfahren 3mm-Siebung ausreichend – im Vergleich zu den Hohlfasersystemen von Zenon, US Filter und Ionics gesehen, bei denen eine Siebung kleiner als 1 mm empfohlen wurde. Der Energieverbrauch ist bei den Kubota-Platten des Lizenznehmers Enviroquip am höchsten. Das VRM®-Verfahren lag hier gleichauf mit den anderen Systemen. Zu berücksichtigen ist hierbei, dass sich der Energieverbrauch bei den Baugrößen VRM® 20 und VRM® 30 – im Gegensatz zu der untersuchten VRM® 14 – bei weitem günstiger darstellt.

Die Analysen zeigen beim gesiebtem Rohabwasser und beim Zentrat aus der Schlammbehandlung (dies wird zusätzlich noch thermisch behandelt und vor Beschickung der Anlage 1:10 verdünnt) trotz des veralteten Anordnungsprinzip von Biologie und Filtration in einer Kammer ausgezeichnete BSB-Abbauraten von nahezu 100 % und Stickstoffabbauraten von 70% (Rohabwasser) bzw. 55 % (Zentrat). Lediglich bei Beschickung mit Ablaufwasser des Vorklärbeckens konnte nahezu kein Stickstoffabbau erreicht werden.

Nach Abschluss der Untersuchungen, die von der Universität von Hawaii at Manoa (Roger Babcock, Jr., PhD, PE) durchgeführt werden, wird die Anlage in die Title 22 – Prüfung übergeben, um die Technik in Kalifornien einsetzen zu können. Im Rahmen dieser Prüfung beantragt eine kalifornische Stadt (hier Oxnard in der Nähe von Santa Barbara) mit einem Anlagenbauer die Prüfung unseres Verfahrens. Die Versuche werden dann wiederum von der Universität von Hawaii durchgeführt. Anschließend bekommen wir das „Title 22 – Certificate“ und damit die Erlaubnis für die uneingeschränkte Anwendung des VRM®-Verfahrens in den USA.

Von Torsten Hackner

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