1. Installationskontext
Die Abwasserpumpstation (WPS) an einem Versuchsstandort in North Hampshire ist regelmäßig von Grundwasserinfiltrationen betroffen, ein Problem, das besonders in Zeiten intensiver Regenfälle und bei Unwettern akut ist. Diese Situation stellt ein erhebliches Überschwemmungsrisiko für die flussabwärts gelegenen Dörfer dar. Eine der Hauptstrategien zur Minderung dieser Risiken, die mit Grundwasserinfiltrationen und den Überläufen des Mischwassersystems (CSO) verbunden sind, ist das Überpumpen, was die Einleitung von überschüssigem Wasser in den örtlichen Wasserlauf bedeutet, wenn die Pumpstation die hohen Durchflussmengen nicht bewältigen kann.
Während eines Überpumpereignisses ist es von entscheidender Bedeutung, das Kontaminationsrisiko für den Wasserlauf zu minimieren. Ursprünglich wurden am Versuchsstandort die überschüssigen Flüsse einem Siebprozess und anschließend einer Behandlung mit UV-Licht unterzogen, bevor sie in den Bach eingeleitet wurden. Die Einleitung war jedoch nur gestattet, wenn der Grundwasserspiegel ein vorbestimmtes Niveau erreichte, eine Bedingung, die oft nicht erfüllt wurde. Folglich war es notwendig, 24 Stunden am Tag Tankwagen für die Wasserentsorgung einzusetzen, anstatt es direkt in den Bach einleiten zu können.
Das Wasserversorgungsunternehmen, der Betreiber des Dienstes, zielte darauf ab, die Qualität des Einleitwassers durch die Entfernung von Schwebstoffen und den damit verbundenen Konzentrationen von BSB (Biologischer Sauerstoffbedarf) und NH3 (Ammoniak) aus dem Abwasser zu verbessern, bevor es in den Wasserlauf eingeleitet wird. Darüber hinaus wäre ein strategischer Vorteil der Implementierung eines Tuchfilters die Verbesserung der Durchlässigkeit des Abwassers gewesen, die für eine höhere Bakterieneliminierung durch die UV-Behandlung und eine überlegene Effizienz bei der Reduzierung von Kolibakterien unerlässlich ist. Die Art des betreffenden Abwassers, das durch Grundwasserinfiltrationen verursacht wird, die zum Überlaufen des Mischwassersystems führen, ist typischerweise sehr verdünnt, ein Kontext, in dem MITA-Tuchfilter bisher nicht üblicherweise eingesetzt wurden. Daher war der Hauptzweck dieses spezifischen Tests, die Leistung des Tuchfilters bei dieser besonderen Art von Abwasser zu bewerten, mit dem Ziel, verschiedene Arten von Filtergewebe zu testen und die Ergebnisse unter verschiedenen hydraulischen und Feststoffbelastungsbedingungen zu analysieren.
2. Vorgeschlagene Lösung
ATAC Solutions reagierte auf die Bedürfnisse des Wasserversorgungsunternehmens mit dem Vorschlag, einen MITA PECV 4/20 Tuchfilter zu installieren, ein Modell mit vertikaler Achse zur Optimierung von Platz und Effizienz. Die Lösung sah die Positionierung des Filters zwischen den bestehenden Stufen der Siebung und der UV-Behandlung vor, mit dem Ziel, das Abwasser nach der Siebung und vor der Desinfektion abzufangen und zu behandeln.
In der Anfangsphase des Projekts führte ATAC Solutions eine detaillierte Standortbegehung durch, um die Machbarkeit der Installation zu bewerten und alle notwendigen Informationen zu sammeln. Bei diesem Besuch wurden die Geländehöhen vermessen, um sicherzustellen, dass das Hydrauliksystem effektiv arbeiten konnte. Der MITA 4/20 Filter wurde dann auf Eisenbahnschwellen installiert, die auf einer ebenen Basis des Typs 1 neben dem Hauptschaltschrank (MCC) der Station positioniert wurden. Diese Anordnung ermöglichte es, den Filter um 200 mm anzuheben, sodass das gefilterte Wasser durch Schwerkraft direkt in die UV-Anlage abfließen konnte, wodurch der Bedarf an zusätzlichen Pumpen, die Diesel oder elektrische Energie benötigt hätten, entfiel.
Der Einlass des MITA-Filters wurde direkt an die Abwasserpumpen der bestehenden Siebanlage über einen flexiblen Bauer-Schlauch angeschlossen. Diese gestalterische Wahl vereinfachte den Installationsprozess und trug zur betrieblichen Effizienz bei. Für den Auslass wurde der Ausgang des MITA-Filters mit einer PVC-Rohrleitung verbunden, die von geeigneten Stützen getragen wird, was einen freien Schwerkraftfluss zur UV-Einheit ermöglicht. Es wurde auch eine grundlegende Sicherheitsmaßnahme implementiert: Die Überlaufleitung des Tuchfilters wurde mit der Auslassleitung zur UV-Anlage verbunden, wodurch ein Sicherheitssystem (Failsafe) für den Filter geschaffen wurde. Die Rückspülung des Filters, ein wesentlicher Prozess für seine Reinigung und langfristige Effizienz, wurde über eine flexible Bauer-Rohrleitung gesteuert, die das Rückspülwasser direkt in den Sammelschacht (Wet Well) der Pumpstation leitete.
Diese temporäre Konfiguration wurde sorgfältig für einen Testzeitraum konzipiert, mit der Absicht, die Leistung des MITA-Tuchfilters bei einem atypischen Abwasser, das durch seine hohe Verdünnung aufgrund von Grundwasserinfiltrationen gekennzeichnet ist, spezifisch zu bewerten. Das Ziel war nicht nur, die sofortige Wirksamkeit zu überprüfen, sondern auch wertvolle Daten für potenzielle zukünftige Installationen und zur Optimierung des Systems unter variablen Betriebsbedingungen zu sammeln.
3. Ergebnisse und Schlüsselfaktoren für den Erfolg
Der Probenahmeprozess am Versuchsstandort wurde über einen Zeitraum von 7 Tagen zwischen Juni und Juli durchgeführt, wobei verschiedene Parameter vor und nach der Behandlung getestet wurden. Die Ergebnisse zeigten eine bemerkenswerte Wirksamkeit des MITA PECV 4/20 Tuchfilters bei der Verbesserung der Abwasserqualität.
Der entscheidende Bewertungsparameter, die gesamten Schwebstoffe (TSS), zeigte eine signifikante Verbesserung. Bei einer durchschnittlichen Eingangskonzentration von 43,6 mg/l reduzierte der Filter die TSS auf einen Durchschnittswert von 9,6 mg/l im Ausgang, was einer durchschnittlichen Entfernungsrate von 76,6 % entspricht. Es ist wichtig zu betonen, dass die Entfernungsraten während des gesamten Testzeitraums nie unter 70 % fielen, was die Zuverlässigkeit des Filters auch unter hohen Belastungsbedingungen beweist. Bei einer Gelegenheit, als die Eingangskonzentration 100 mg/l überschritt, entfernte der Filter immer noch 79,5 % der Feststoffe.
Die hohe Effizienz bei der Entfernung von TSS hatte auch einen positiven Kaskadeneffekt auf die BSB- (Biologischer Sauerstoffbedarf) und CSB-Werte (Chemischer Sauerstoffbedarf) im Abwasser. Vor der Behandlung lagen die Durchschnittswerte für BSB und CSB bei 32,1 mg/l bzw. 80 mg/l. Nach der Behandlung mit dem Tuchfilter sanken diese Werte auf durchschnittlich 15,4 mg/l für BSB und 30,6 mg/l für CSB. Dies entspricht einer Reduzierung von über 50 % für beide Parameter.
Ein weiterer entscheidender Erfolg des Tests war die verbesserte Leistung der nachgeschalteten UV-Behandlung. Die UV-Behandlungsstufe zeigte eine Reduzierung der E. Coli- und Enterokokken-Spezies um etwa 99,99 % (entspricht einer Reduzierung um ca. 3 log), auch dank der höheren Durchlässigkeit des Abwassers nach der Filtration. Wie erwartet wurden während des Testzeitraums keine signifikanten Reduzierungen von Ammoniak, Nitrat, Nitrit oder Phosphat beobachtet, da keine spezifischen Behandlungsstufen für diese Parameter vorgesehen waren.
Zusammenfassend haben die Testergebnisse deutlich gezeigt, dass der MITA-Tuchfilter eine hochwirksame Lösung ist, um Schwebstoffe und die damit verbundenen BSB- und CSB-Konzentrationen in Abwässern aus Mischwasserüberläufen signifikant zu reduzieren. Dieses System hat sich als bewährte Methode zur Behandlung von Regenwasserabflüssen oder Grundwasser aus überlasteten Pumpstationen erwiesen und reduziert die Umweltauswirkungen auf lokale Wasserläufe. Obwohl die Testdauer begrenzt war und unter trockenen Wetterbedingungen (Juni und Juli) durchgeführt wurde, hat der erzielte Erfolg das Vertrauen in die Fähigkeit dieser Filter gestärkt, an anderen Standorten mit ähnlichen Problemen wie am Versuchsstandort installiert zu werden. Das Wasserversorgungsunternehmen ist aktiv an dem Vorschlag beteiligt, diese Systeme, einschließlich der Tuchfilter, für zukünftige Grundwasserbehandlungen zu nutzen.
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