Anwendungsbeispiel

Cleanit-LC+ von Höganäs – Einfache, nachhaltige und effektive Selenbehandlung

Ein Jahrzehnt des ungebrochenen Wachstums im Zentrum von Colorado hat die pittoreske Landschaft in eine weitläufige Metropoleregion verwandelt. Mit dem Bevölkerungszuwachs geht ein inhärenter Mangel an Parkplätzen einher, der dazu führt, dass viele neue Gebäude in Bereichen mit flachem Grundwasserspiegel gebaut werden, was eine langfristige Fundamententwässerung und -behandlung erfordert. Die Geologie der Region bedingt hohe Konzentrationen natürlich vorkommender Metalle, einschließlich Selen im Grundwasser, die eine Behandlung erfordern, um die Einleitungsvorschriften zu erfüllen. Obwohl es sich in geringen Dosen um ein essenzielles Mineral handelt, können sich höhere Selenkonzentrationen bioakkumulieren, was zu ernsthaften Gesundheits- und Fortpflanzungsproblemen führen kann. Um die ökologische Struktur der Region zu erhalten und die öffentliche Gesundheit zu schützen, hat das Colorado Department of Public Health & Environment (CDPHE) kürzlich mit der strikten Umsetzung der Selen-Ableitungsbeschränkungen auf 4,6–6,0 μg/l (ppb) begonnen. Viele Bauherren und Baustellenbetreiber haben bemerkt, dass die konsequente Einhaltung der neuen Selen-Ableitungsbeschränkung sowohl technologisch komplex als auch kostspielig ist. Glücklicherweise ist eine neue Lösung verfügbar.

Eine einzigartige Herausforderung

5050 Syracuse building, Denver, Colorado, USA. ©Corum Real Estate GroupZu den Einrichtungen, die mit Problemen bei der Selenentwässerung konfrontiert sind, gehört das Fifty50 Syracuse Office Building, ein dreistöckiges unterirdisches Parkhaus. Der Standort Fifty50 Syracuse befindet sich im Herzen des florierenden Denver Technology Center (DTC) und ist eines der zehn führenden LEED-zertifizierten Gebäude in Colorado. Dem Trend folgend, ein Vorreiter in Sachen Umweltdesign zu sein, entschied man sich für einen ebenso innovativen Ansatz, um die Selenherausforderung anzugehen. Die natürlich vorkommende Selenkonzentration im Entwässerungsstrom des Standorts liegt in der Regel zwischen 30–40 μg/l. Nachdem die Eigentümer des Standorts Fifty50 Syracuse bereits mehrere andere Selenbehandlungstechnologien für unwirksam befunden hatten, wandten sie sich an die Ingenieure der Burns & McDonnell Engineering Company, Inc., um Hilfe zu erhalten. Nach der Überprüfung der Grundwasserbedingungen vor Ort stellte Projektmanager Chris Thebo vom Ingenieurteam bei Burns & McDonnell schnell fest, dass die Konzentrationen von Selen (Se) und natürlich vorkommendem Sulfat (SO4) Technologien wie den Ionenaustausch und die biologische Behandlung kostspielig, ineffektiv und nicht nachhaltig machten. Glücklicherweise erkannte Chris Thebo ebenfalls, dass die anspruchsvolle Wasserchemie am Standort kein Problem für den Cleanit®-LC Prozess von Höganäs darstellen würde: „Da ich an ähnlichen Standorten mit einer Vielzahl von Grundwasserbedingungen gearbeitet hatte, habe ich sofort das Potenzial erkannt, das der Cleanit-LC-Prozess mir bei der Lösung der Probleme meines Kunden bei der Identifizierung und Implementierung einer praktikablen Lösung für die Behandlung von Selen in seinem Grundwasserabfluss bieten konnte.“

Die Lösungen in der Praxis

Zu Beginn des Projekts nahm das Höganäs-Team Wasserproben am Standort für Labortests im Labor in Cary, USA, bezüglich der Aufbereitungsfähigkeit im Labormaßstab. Vorversuche bestätigten, dass die allgemeinen Auslegungsbedingungen eine nahezu vollständige Entfernung von Selen von 30+ μg/l bis weit unter die erforderliche Entladungsgrenze von 4,6 μg/l – mit einer relativ kurzen Kontaktzeit – ermöglichen würden. Infolgedessen kann das Cleanit-LC-System problemlos bei unterbrochenen oder unregelmäßigen Strömen eingesetzt werden, die typisch für Grundwasserentwässerungsvorgänge sein können. Das medienbasierte Clean-it-Verfahren ist zudem äußerst benutzerfreundlich, sodass ein schnelles An- und Abfahren, entweder über eine manuelle oder automatische Steuerung, einfach erfolgen kann. Um einen möglichst einfachen langfristigen Betrieb zu gewährleisten, umfasste das Fifty50 Syracuse-Projekt ein hohes Maß an Systemüberwachung und eine fast vollständige Automatisierung der Chemikaliendosierung, periodische Bettausdehnung, Abwasserreinigung und andere Routinevorgänge. Dadurch ist das System extrem einfach zu bedienen, erzielt eine sehr hohe Rückgewinnung (>95%), produziert keine Sole und erzeugt minimalen Abfall.

Neben der Wasserchemie stand das Höganäs-Team vor einer Reihe von Herausforderungen bei der Logistik der Arbeit an einem bereits fertiggestellten und genutzten Fifty50 Syracuse-Projektstandort. Der Raum, in dem frühere Grundwasserbehandlungssysteme installiert waren, befand sich in einer entlegenen Ecke der Tiefgarage in der Anlage.Das neue Cleanit-LC-System musste nicht nur in den vorhandenen Raum passen, sondern es mussten auch vorhandene Tür- und Deckenhöhen berücksichtigt werden, um die Installation zu ermöglichen. Um die Probleme zu lösen, arbeitete das Höganäs-Team eng mit Burns & McDonnell, der Corum Real Estate Group sowie dem Fifty50 Syracuse-Eigentümerteam zusammen, um ein komplettes System zu entwickeln, das in den vorhandenen Raum transportiert und dort installiert werden konnte. Das System war äußerst kompakt und einfach zu installieren. Nach der Installation wurden die Pilotinbetriebnahme, -optimierung und -tests innerhalb von zwei Wochen abgeschlossen.

Ergebnisse

Die Ergebnisse der Pilotversuche am Standort Fifty50 Syracuse übertrafen alle Erwartungen. Das aufbereitete Abwasser aus dem Cleanit-LC System zeigte unter fast allen Betriebsbedingungen nicht nachweisbare Selenkonzentrationen – diese lagen deutlich unterhalb der vom CDPHE festgelegten Abflussgrenze von 4,6. Wasseranalysen ergaben auch Uran im Zulauf, das durch den Cleanit-LC-Prozess vollständig entfernt wurde. Darüber hinaus haben Tests gezeigt, dass das vielseitige Cleanit-LC-Verfahren diese Ergebnisse unter einer Vielzahl von Betriebsbedingungen liefern und sich leicht an Schwankungen in der Durchfluss- und Zulaufwasserqualität anpassen kann. „Wir waren äußerst zufrieden mit der Selenentfernungsleistung des Höganäs Cleanit-LC-Prozesses für das Projekt“, sagt Chris Thebo, „und freuen uns, eine praktikable Lösung für die Behandlung von Selen gefunden zu haben, was an vielen Standorten in der Metropolregion Denver ein Problem war.“ Als Ergebnis des Tests wird voraussichtlich ein vollständiges Cleanit-LC-System am Standort Fifty50 Syracuse installiert und Anfang 2021 in Betrieb genommen. Die Ergebnisse des Standorts Fifty50 Syracuse zeigen, dass der Höganäs Cleanit-LC-Prozess einfache, nachhaltige und effektive Lösungen für die Selenbehandlung bietet.

Burns & McDonnell Pilotdaten (Laborergebnisse von Höganäs)

Corum Real Estate Group
Höganäs

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