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Kläranlagen sollten nach Möglichkeit dem neusten Stand der Technik entsprechen, um die Betriebskosten so gering wie möglich zu halten. Bei älteren Kläranlagen besteht neben der Erneuerung die Möglichkeit, den Prozess der Abwasserbehandlung durch bestimmte Verfahren der Vor- bzw. Nachbehandlung zu ergänzen. Dies kann zu einer besseren Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit führen. In dieser Arbeit wurde die Optimierung der werksinternen Kläranlage der Molkerei Hainichen-Freiberg GmbH & Co. KG mithilfe einer vorgeschalteten Druckentspannungsflotationsanlage untersucht. Durch die Flotation werden suspendierte Stoffe im Abwasser abgeschieden. Die Reduktionsraten hinsichtlich des chemischen Sauerstoffbedarfs, des Gesamtstickstoffs und des Gesamtphosphats wurden bei verschiedenen Flock- und Fällmitteldosierungen ermittelt. Anschließend wurden die einzelnen Varianten hinsichtlich der Optimierung der werksinternen Kläranlage und der Wirtschaftlichkeit auf die spezifische Abwassermenge der Molkerei Hainichen-Freiberg GmbH & Co. KG beurteilt.
Eine Optimierung führt einerseits zu einer besseren Wirtschaftlichkeit der Anlage, andererseits kann der Prozess der Abwasserbehandlung nachhaltiger gestaltet werden, beispielsweise durch ein anaerobes Verfahren bei dem Biogas erzeugt wird.
Die vorliegende Abschlussarbeit gibt einen Überblick über die Herkunftsbereiche und Eintragspfade von Spurenstoffen, die in den Ab- und Gewässern der Region Chemnitz auftreten. Des Weiteren wird die Effizienz der Zentralen Kläranlage der Stadt Chemnitz hinsichtlich ihrer Eliminationsleistung von Mikroschadstoffen untersucht. Zudem soll die Analyse des Indirekteinleiterkatasters der Stadt aufschließen, inwieweit eine derzeitige Überwachung der Stoffeinträge stattfindet. Während sich der erste Teil der Arbeit mit der Untersuchung vorhandener Daten beschäftigt, wird im weiteren Verlauf eine Maßnahme zur Spurenstoffreduzierung mithilfe einer Aktivkohleadsorption beschrieben und auf ihre Leistung überprüft. Bei der Auswertung der Analyseergebnisse wird deutlich, dass ihre Wirksamkeit von der jeweilig untersuchten Stoffgruppe abhängt.
Titandioxid-Nanopartikel zählen zu den meist verwendeten Nanopartikeln der modernen Industrie. Durch ihre Anwendung gelangt ein Großteil ins Abwasser, womit das Verhalten der Nanopartikel in Kläranlagen einen entscheidenden Prozess für die Abschätzung des Umweltrisikos bildet. In dieser Arbeit wurden zwei Laborkläranlagen betrieben und Mittels der Abbauleistungen für TOC, DOC, TNb und Gesamtphosphor auf ihre Funktionsfähigkeit überprüft. Ein Kohlenstoffabbau von im Mittel >90 % wurde angestrebt und auch erreicht. Eine Anlage wurde einmalig mit 62,7 mg Titandioxid-NP beimpft. Die zweite Anlage wurde täglich mit 1 mg/d beimpft. In beiden Versuchen wurde ein Großteil der Nanopartikel (>90 %) im Schlamm wiedergefunden und nur 4 % bis 10 % in der wässrigen Phase. Es wurden keine negativen Auswirkungen auf die Mikroorganismen durch die Nanopartikel beobachtet
Die Steuerung der Kläranlage Kriebethal erfolgt derzeit über eine speicherprogrammierbare Steuerung SIMATIC S5, AG 135U. Ziel dieser Diplomarbeit ist die Umsetzung dieser Baureihe auf eine SIMATIC S7 – 400. Die grundlegende Modernisierung des Steuerungssystems steht dabei im Vordergrund. Dazu werden zunächst mehrere Alternativen der Migration aufgezeigt und die Durchführung des Systemwechsels dargelegt. Die Konvertierung des vorhandenen S5 – Programms ist dabei die Voraussetzung. Ein Teil der Messtechnik befindet sich an dem Rackbus ZA673 von E + H und wird nach der Umstellung der Steuerung über die S7 eingelesen. Aufgrund der Abkündigung der Technik wird eine Alternative für den Anschluss der Messumformer gefunden. Desweiteren findet eine Ansteuerung der eingesetzten Frequenzumrichter MICROMASTER Vector mittels SPS – Bausteinen sowie die Umstellung der S5 – Klimatisierung (AG95U) unter Realisierung der Programmkonvertierung auf S7 statt. Unter Berücksichtigung des Ablaufes wird eine optimale Migrationsstrategie für derartige Anlagen im laufenden Betrieb entwickelt.