Thematische Einführung

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1 Thematische Einführung 16. Fachtagung Emmelshausen: Weitergehende Abwasserreinigung Prof. Dr.-Ing. Marc Illgen 1

2 Siedlungswasserwirtschaft im Wandel Bestandssituation zentral ausgerichtete Systeme (end-of-pipe) langlebige gewachsene Systeme kostenintensive Systeme kontinuierliche Veränderungen 2

3 Siedlungswasserwirtschaft im Wandel Bestandssituation zentral ausgerichtete Systeme (end-of-pipe) langlebige gewachsene Systeme kostenintensive Systeme kontinuierliche Veränderungen Herausforderungen Erhalt und Verbesserung der Gewässerqualität Anpassung an den demografischen Wandel und den Klimawandel Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung neue Stoffe, neue Probleme Wirtschaftlichkeit von Bau und Betrieb 3

4 Siedlungswasserwirtschaft im Wandel Was stößt Entwicklungen an? veränderte Anforderungen der Zukunft konzeptionelle und technologische Defizite erkannte Fehlentwicklungen der Vergangenheit Erkenntnisse aus Wissenschaft und Forschung technologische Fortschritte und Entwicklungen Erkenntnisse aus Monitoring und Benchmarking Nachhaltigkeitsdebatte Zuwachs an Erwartungen und Anforderungen 4

5 Siedlungswasserwirtschaft im Wandel Neue Leitbilder Infragestellung und Abkehr von früheren Lösungsansätzen (z.b. Ableitungsprinzip, end-of-pipe-behandlung) Weiterentwicklung erfolgreicher Ansätze (z.b. Regenwasserbewirtschaftung) Entsorgungssicherheit nur einer von vielen Aspekten (früher Fokus, heute Ganzheitlichkeit gefragt) typische Leitbilder: der naturnahe Wasserhaushalt in der Stadt Abwasser als Ressource (energetisch, stofflich) die klimaangepasste Stadt nachhaltige Wasserwirtschaft zukunftsgerechte Infrastruktur 5

6 Nachhaltige Siedlungsentwässerung neue Ideen und mutige Akteure Skambraks (2015) 6

7 Nachhaltige Siedlungsentwässerung Beispiel: Jenfelder Au für Einwohner (Hamburg) 7

8 Nachhaltige Siedlungsentwässerung Beispiel: Jenfelder Au für Einwohner (Hamburg) 8

9 Nachhaltige Siedlungsentwässerung Beispiel: Jenfelder Au für Einwohner (Hamburg) 9

10 Nachhaltige Siedlungsentwässerung Beispiel: Jenfelder Au (Hamburg) Skambraks (2015) 10

11 Aktuelle Herausforderungen Siedlungsentwässerung integrale Siedlungsentwässerung naturnaher Wasserhaushalt Klimawandel und demografischer Wandel Überflutungsschutz/-vorsorge Verschmutzung von Niederschlagsabflüssen Regen- und Mischwasserbehandlung Instandhaltung und Kanalsanierung Grundstücksentwässerung Fremdwasser 11

12 Aktuelle Herausforderungen Abwasserreinigung Rückhalt anthropogener Spurenstoffe 4. Reinigungsstufe? Nährstoffrückhalt und Nährstoffrückgewinnung integrales Wasser-, Energie- und Stoffstrommanagement landwirtschaftliche Klärschlammverwertung energetische Optimierung Energiegewinnung, Co-Vergärung Weiterverbesserung Gewässerqualität Mikroplastik IT-Sicherheit kritischer Infrastruktur 12

13 Aktuelle Herausforderungen Ausgewählte Themenbeispiele ENERGIE ÜBERFLUTUNG 4. REINIGUNGSSTUFE 13

14 Aktuelle Schwerpunktthemen Herausforderungen Abwasserreinigung Kommunales Starkregen-Risikomanagement Handlungszyklus Risikomanagement 1. FC Überflutungsvorsorge 14

15 Aktuelle Schwerpunktthemen Herausforderungen Abwasserreinigung Energie: vom Großverbraucher zum Erzeuger Energieverbrauch Kläranlagen sind bislang größte kommunale Energieverbraucher verursacht hohe Kosten Klimaschutz: Beitrag zur Klimawende? Energieoptimierung Basis: Energieanalysen Förderung durch Länder Welche Aggregate verbrauchen am meisten? Was kann ersetzt und umgebaut werden? Umstellung Verfahrenstechnik? Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Beispiel ZKW Kaiserslautern Umbau der biolog. Reinigungsstufe und neue Aggregate Energieeinsparung: 50% bei Biologie, 30% KA Kosteneinsparung: ca /a Steigerung Eigenstromerzeugung von 45% auf 70% Verbesserung Ablaufwerte ( Abwasserabgabe) Investitionskosten: ca. 1,7 Mio. 15

16 Aktuelle Herausforderungen Energie: vom Großverbraucher zum Erzeuger Energieautarkie oder -gewinnung nutzbare Energie auf Kläranlagen: Wärme, organische Frachten und Wasserkraft Schlammfaulung (Gas, Wärme) statt Aerob-Stabilisierung Co-Vergärung Klärschlammverbrennung/-vergasung Stromerzeugung Energiespeicherung Speicherung größtes Energie-Problem (global) Faulschlamm bzw. Faulgas als Energiespeicher erste Ansätze und Verfahrenstechnik z.b. Power-to-Gas ( Gas Wärme/Strom) 16

17 Aktuelle Schwerpunktthemen Herausforderungen Abwasserreinigung 4. Reinigungsstufe zum Abbau von Spurenstoffen Neuartige Schadstoffe Vielzahl heterogener Mikroschadstoffe z.b. aus Arzneimittel, Industriechemikalien, Biozide, Reinigungsmittel, Röntgenkontrastmittel usw. inzwischen vielfach in Gewässern nachgewiesen Problem kaum Abbau in konventionellen Kläranlagen Belastung von Gewässern und Trinkwasser Stoffe / Substanzen rechtlich kaum geregelt (Umweltqualitätsnorm für 33 Stoffe) verschiedene Eintragspfade über Wirkung ist wenig bekannt 17

18 Aktuelle Herausforderungen 4. Reinigungsstufe zum Abbau von Spurenstoffen Kläranlagenausbau mit 4. Reinigungsstufe? Forderung UBA: Nachrüstung großer Anlagen (GK 5, ca. 240) und bei besonderer Gewässerbelastung aktuell kontroverse Diskussion: Relevanz, Kosten, Aufwand-Nutzen, Energie,? Verfahrenstechnik verschiedene Verfahren in variierender Anordnung & Kombination derzeit am weitesten verbreitet: Aktivkohlefiltration und Ozonung erste großtechnische Erfahrungen einige Großanlagen in Planung oder Bau (z.b. Karlsruhe, Stuttgart, ) unterschiedliche Reinigungsgrade Pulveraktivkohle mit Filtration (z.b. KA Mannheim) Ozonung analog der Trinkwasseraufbereitung 18

19 Zusammenfassung Die Siedlungswasserwirtschaft ist permanent im Wandel ist mit vielfältigen Herausforderungen konfrontiert muss mit veränderten Anforderungen umgehen können darf mit dem Erreichten nie zufrieden sein braucht auch neue Lösungen 19

20 Thematische Einführung 16. Fachtagung Emmelshausen: Weitergehende Abwasserreinigung Prof. Dr.-Ing. Marc Illgen 20

21 21

22 Defizite bei Wasser-/Abwasserinfrastruktur 22

23 Wassermangel wird sich global verschärfen 23

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