Delphin Water Systems GmbH & Co. KG
Klassifizierung des Verschmutzungsgrades von Niederschlagswasser aus landwirtschaftlichen Betriebsflächen

Beschreibung des Unternehmens
Die DELPHIN Water Systems GmbH & Co. KG in Buxtehude ist ein führender Hersteller von vollbiologischen Kläranlagen mit Festbett-Technologie. Unser Leistungsspektrum umfasst die Dimensionierung und die Lieferung werksseitig vormontierter Kleinkläranlagen, Gruppenkläranlagen und Containerkläranlagen sowie Dienstleistungen rund um die dezentrale Abwasserreinigung, wie Installation, Wartung, Optimierung und Betriebsführung.

PROJEKTBESCHREIBUNG

Ausgangssituation
Im Bereich von Biogasanlagen und landwirtschaftlichen Betrieben fallen durch verschmutzte Siloflächen, Rangierflächen und Substratlagerflächen unterschiedlich stark organisch belastete Niederschlagswässer bei starken Regenfällen an.
Aufgrund der fehlerhaften Annahme bei der Planung solcher Siloflächen, man könne durch Folienabdeckungen und regelmäßige manuelle Reinigung diese so sauber halten, dass es zu keiner Belastung des Niederschlagswassers durch Auswaschungen kommen kann, besteht nun vielerorts dringender Handlungsbedarf. In der betrieblichen Praxis kommt es zu einer Verschmutzung des Regenwassers, welches auf offene Silagen (z.B. im Anschnittsbereich) und auf Fahrflächen fällt, die mit Silageresten (z.B. Maissilage) und Tierexkrementen verunreinigt sind. Die bisherige Praxis der Einleitung dieser Wässer in die Vorflut oder über undefinierte Hofabläufe in die Umwelt führt zu Gewässerverunreinigungen, die durch Anwohner oder untere Wasserbehörden bemerkt und zur Anzeige gebracht werden. Viele Landwirte haben diese Problematik und ihr Haftungsrisiko erkannt und fangen die belasteten Niederschlagswässer in Folienteichen oder unterirdischen Lagertanks auf. Aus diesen Auffangbehältern wird das Wasser zusammen mit den Gärresten oder der Gülle des Betriebes in den erlaubten Zeiten für die Düngung auf Acker- und Grünflächen ausgebracht. Aufgrund jährlich zunehmender Regenfälle in den Wintermonaten und der dann geltenden Dünge-Sperrfrist reichen die Speichermöglichkeiten nicht mehr aus und die aufgefangenen Wässer müssen teilweise teuer entsorgt werden. Das Ausbringen der gesammelten Niederschlagswässer ist ebenfalls mit Personal- und Energieaufwand verbunden, welcher durch den Einsatz einer biologischen Reinigungsanlage und der dann möglichen Direkteinleitung reduziert werden kann.

Problemstellung
Besonders schwankende Frachten, Temperaturen und Hydraulik machen es schwierig, diese Niederschlagswässer zu reinigen. Die punktuell auftretenden hochbelasteten Abwässer sind mit einer auf durchschnittliche Belastungen ausgelegten Kläranlage nicht behandelbar und enthalten energetisch nutzbare Frachten, die von den moderat verschmutzten Wässern separiert werden müssen. Delphin Water Systems möchte durch eine Neuentwicklung - eine gezielte Separation der hochbelasteten Teilströme - eine Lösung dieser Problemstellung anbieten. Aus Voruntersuchungen ist bekannt, dass die Leitfähigkeit ein guter Parameter ist, um den Verschmutzungsgrad von Silage-Eluaten bestimmen zu können. Es wurde in den hohen Wertebereichen (CSB > 10.000 mg/l) eine gute Korrelation zwischen dem CSB und der Leitfähigkeit festgestellt. Die CSB-Werte für eine technisch sinnvolle bzw. kostengünstige biologische Behandlung liegen jedoch im niedrigen Wertebereich (CSB < 1.500 mg/l), bei dem die Korrelation mit der Leitfähigkeit durch andere Einflüsse gestört wird. Weiterhin sind die zeitlichen Verläufe der Werte weitgehend unbekannt und es kann daher im Vorfeld keine Aussage über die zu erwartende „Trennschärfe“ und den Abscheidegrad des Separationssystems gemacht werden.

Projektziel(e)
1.      Erfassung und Darstellung des zeitlichen Verlaufs der CSB-Konzentration und der Leitfähigkeit in Abhängigkeit von den tatsächlichen Regenereignissen.
2.      Bilanzierung von Volumenströmen und Frachten.
3.      Definition von Klassifizierungsmerkmalen landwirtschaftlicher Betriebsflächen hinsichtlich des zu erwartenden Verschmutzungsgrades.
4.      Prognose des theoretischen Abscheidegrades anhand eines Klassifizierungssystems für landwirtschaftliche Betriebsflächen.

Aufgabenbereiche
1.      Montage und vor-Ort-Installation einer Messapparatur zur Erfassung von Volumenströmen und Leitfähigkeitswerten
2.      Erarbeitung einer technischen Lösung zur Online-Erfassung von Regenereignissen
3.      Durchführung von Probenahmen und Laboranalysen
4.      Zusammenführung und Auswertung ermittelter Messwerte und Daten
5.      Bilanzierung und Ermittlung klärtechnisch relevanter Auslegungsparameter
6.      Besichtigung und Erarbeitung von Klassifizierungsmerkmalen landwirtschaftlicher Betriebsflächen
7.      Erarbeitung eines Berechnungsmodells zur Prognose des Wirkungsgrades eines Separationssystems

Zielgruppe
Studierende und Absolvent/Innen (bis 2 Jahre nach Abschluss) aller Fachrichtungen der HAW Hamburg, der Universität Hamburg und der TU Hamburg- Harburg. Es werden insbesondere Studierende und Absolvent/Innen der Fachrichtungen Wasser- und Umweltingenieurwesen, Bau- und Umweltingenieurwesen, Energie- und Umwelttechnik, Regenerative Energien, Verfahrenstechnik, Informations- und Elektrotechnik und Wirtschaftsingenieurwissenschaften ermuntert, sich auf dieses Projekt zu bewerben.

Termine
Bitte halten Sie sich folgende Termine frei:

  • 11. April: Infoveranstaltung, 10:00 bis 12:00 Uhr, Gebäude A; LuK
  • 18. April: Kick-Off-Veranstaltung, ca. 14:00 bis 18:00 Uhr (verpflichtend)
  • 21. und 28. April: Projektmanagement-Workshop, jeweils ganztags (verpflichtend)