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Versuch zum Schlammabbau mit gewendeltem Wasser


1. Einleitung

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Durch die Hochschule Harz wurde ein Versuch zum Abbau von organischer Substanz mit Hilfe von sauerstoffangereichertem gewendeltem Wasser vom 24.02. bis 07.06.2004 durchgeführt.

Es wurden am 24.02. und 01.03. zwei Versuchsbehälter mit 55 und 40 l Volumen und jeweils 12 Vol-% Schlamm aus dem Christianentalteich angesetzt. Der Referenzteich wurde nicht behandelt, sondern lediglich bei Raumtemperatur beobachtet.

Die Wendel wurde anfangs kontinuierlich betrieben. Aufgrund von Erwärmung der Pumpe wurde am 01.03.04 auf eine Zeitregelung mit einer Betriebsdauer von 17 Minuten pro Tag umgestellt. Da hiermit die Sauerstoffversorgung noch nicht ausreichend gewährleistet werden konnte, wurde sukzessive die Betriebsdauer auf 38 Minuten pro Tag (08.03.04) gesteigert und dann über die Versuchsdauer konstant betrieben.


2. Analysenergebnisse

Die Abbildung 1 zeigt den langsamen Anstieg des Sauerstoffgehaltes aufgrund der oben beschriebenen Einstellungen. Nach der Einfahrphase stabilisiert sich der Sauerstoffgehalt an der Sättigungsgrenze.


Abbildung 1: Analysenergebnisse für den Teich mit sauerstoffangereichertem und gewendeltem Wasser


Nitrat wird zunächst aufgrund der geringen Sauerstoffversorgung aufgezehrt und im weiteren Versuchsverlauf wieder gebildet. Der Stickstoffgehalt aus Ammonium und Nitrat kann im Versuch von 2,5 mg N/l auf 0,66 mg N/l abgebaut werden.

Der Phosphatgehalt steigt zu Beginn des Versuches auf 0,1 mg/l an. Dies wird auf die Rücklösung aus dem Schlamm zurückgeführt. Insgesamt stabilisiert sich der Phosphatgehalt mit knapp 0,1 mg/l auf einem niedrigen Niveau.


Die Abbildung 2 zeigt im Vergleich die Ergebnisse des Referenzteiches, der unbehandelt bei gleichen Umgebungsbedingungen beobachtet wurde.


Der qualitative Verlauf der Wasserinhaltsstoffe ist vergleichbar mit dem durch die Wendel behandeltem Teich. Da kein Sauerstoff, außer natürlich über die Wasseroberfläche, direkt zugeführt wird, bleibt der Sauerstoffgehalt unter 5 mg/l.


Abbildung 2: Analysenergebnisse des unbehandelten Teiches (Referenzteich)


Der Stickstoffgehalt wird von 0,66 mg/l zu Beginn des Versuches auf 0,13 mg/l (80%) abgebaut. Dies ist auf eine stärkere Denitrifikation aufgrund des Sauerstoffmangels zurückzuführen.

Auffallend ist, dass der Phosphatgehalt mit 0,18 mg/l in etwa doppelt so hoch ist, wie im Teich, der durch die Wendel behandelt wurde. Der Phosphatgehalt steigt durch die Rücklösung aus dem Schlamm von 0,05 mg/l auf etwa 0,18 mg/l (360%).


3. Organischer Schlamm

Die Abbildung 3 zeigt den Verlauf des organischen Trocksubstanzgehaltes des Schlammes in beiden Versuchsteichen. Im unbehandelten Referenzteich steigt der organische Trockensubstanzgehalt auf 64,6 % an und erreicht zum Ende des Versuches wieder den Ausgangswert von 55 %.


Abbildung 3: Verlauf des organischen Trockensubstanzgehaltes in % über der Versuchsdauer


Der behandelte Versuchsteich zeigt dagegen einen relativ konstanten Verlauf des organischen Trockensubstanzgehaltes im Schlamm von etwa 50 %.

Über die Versuchsdauer von 3 Monaten war noch kein signifikanter Abbau von organischer Substanz durch das sauerstoffangereicherte gewendelte Wasser zu erkennen. Allerdings konnte eine deutliche Veränderung der Struktur des Schlammes beobachtet werden.

Im Referenzteich kam es zu keiner Veränderung des stückigen Schlammes. Aufgrund der Probenahme im Februar wurde der Schlamm oberflächlich entnommen und war mit Laub und Ästen durchsetzt.

Der Schlamm des Teiches mit Wendel zeigt eine wesentliche Zerkleinerung des Materials, so dass davon ausgegangen wird, dass es zu einem Aufschluß des Materials gekommen ist.




Abbildung 4: Trübung der Teiche am 24.03.02004, Links: Referenzteich, Rechts: Teich mit Wendel



Das Bild zeigt die unterschiedliche Trübung der Teiche.

Im Bild ist nicht so deutlich zu erkennen, dass die Schlammstruktur im behandelten Teich wesentlich feiner ist, als im unbehandelten Referenzteich. Durch die Wendel und die Sauerstoffzugabe ist ein Teil des Schlammes in Schwebe und führt zur Trübung. Dies führt auch dazu, dass die Nährstoffe leichter aufgezehrt werden können.