Innovationen für Ihr Kanalnetz

Transkript

1

2 Vorstellung UNITECHNICS Kontrastwerkstatt-Fotolia.com E N G I N E E R I N G P R O D U C T S Seit 1990 Seit 2000

3 Vorstellung UNITECHNICS

4 Dron-Fotolia.com Geruch und biogene Korrosion sonstige Kanalbetriebsthemen Wochenblatt Ecktal-Fotolia.com Fremdwasser Ingenieurleistungen Fotomek-Fotolia.com Indirekteinleiter Vitalii Hulai-Fotolia.com Contrastwerkstatt-Fotolia.com

5 1. Grundlagen Geruch und biogener Korrosion im Kanalbetrieb 2. Pragmatische Ursachenanalyse - H 2 S-Messkampagne 3. Planerische Ursachenanalyse - Sulfidbilanzierung 4. NEUHEIT: Sulfidbilanzierung durch Sie! - SULFIDUS 5. NEUHEIT: UNITECHNICS Testanhänger für Geruchsvermeidungskonzepte

6 Grundlagen von Geruch und biogener Korrosion Foto: EnBW Entwicklung des personenbezogenen WasserVERGEbrauchs in Litern pro Einwohner und Tag in Deutschland Dron-Fotolia.com

7 Grundlagen von Geruch und biogener Korrosion Oft treten Geruchsbelästigung und biogene Korrosion gemeinsam auf. Foto:

8 Grundlagen von Geruch und biogener Korrosion Desulfurikation - Sulfidbildung - H 2 S-Bildung Biogene Schwefelsäurekorrosion Haupteinflussfaktoren: Sulfatgehalt Temperatur organische Verschmutzung Anlagerung zu elementarem Schwefel Sauerstoffgehalt / Nitrat Sielhaut ph-wert (H 2 S) (S 2- ) Rückoxidation zu SO 4 (Schwefelsäure) Schwefelsäure löst sich wieder in H 2 O auf Fliessgeschwindigkeit Bakterien veratmen SO 4 zu S 2- Fliesszeit Betriebsweise/ -systeme u.w.

9 Grundlagen von Geruch und biogener Korrosion Schwellen- und Grenzwerte 3 Aspekte der Anfaulung von Abwasser GERUCH: anerkannte Geruchsschwelle für Schwefelwasserstoff 0,1 ppm ARBEITSSICHERHEIT: MAK-Wert in der Luft 10 (5,0) ppm BIOGENE KORROSION: starke biogene Korrosionserscheinungen ursächlich durch Schwefelwasserstoff (Durchschnittswert) 0,5 ppm

10 Grundlagen von Geruch und biogener Korrosion Korrosionsrate [mm/jahr] Korrosionsrate in Abhängigkeit der H 2 S Konzentration durchschnittl. H 2 S-Konzentration [ppm] (Quelle: Korrosionsrate von Beton in Abhängigkeit der H 2 S-Konzentration in der Umgebungsluft bei Dauerbegasung / Weissenberger Norwegen 2002)

11 Grundlagen von Geruch und biogener Korrosion Entwässerungsnetz als System von Druckleitungen und Sammlern: Hauptsammler Pumpwerk Druckrohrleitung Hauptsammler Druckrohrleitung Kläranlage Pumpwerk Pumpwerk Hauptsammler Teilentwässerungsgebiet

12 Grundlagen von Geruch und biogener Korrosion H 2 S-Ausgasungen nach fast JEDER Druckrohrleitung Teilentwässerungsgebiet im Schnitt 1. H 2 S Ausgasung mitunter bereits im Pumpwerk 2. H 2 S Ausgasung über 1-3 km nach der Druckrohrleitung 3. Die größte H 2 S Belastung ist nicht am DU-Schacht, sondern einige Schächte später 4. Geruch als Indikator biogener Korrosion 5. Lebensdauerreduktion auf teilweise nur noch 5-15 Jahre (!!!)

13 Grundlagen von Geruch und biogener Korrosion Biogene Schwefelsäurekorrosion in Pumpwerken

14 Grundlagen von Geruch und biogener Korrosion Biogene Schwefelsäurekorrosion in Schächten

15 1. Grundlagen Geruch und biogener Korrosion im Kanalbetrieb 2. Pragmatische Ursachenanalyse - H 2 S-Messkampagne 3. Planerische Ursachenanalyse - Sulfidbilanzierung 4. NEUHEIT: Sulfidbilanzierung durch Sie! - SULFIDUS 5. NEUHEIT: UNITECHNICS Testanhänger für Geruchsvermeidungskonzepte

16 Ursachenanalyse Pragmatische Ursachenanalyse H 2 S-Messkampagne

17 Ursachenanalyse Schachtzustände (zunehmende Korrosionsschäden in Fließrichtung) 1. Schacht 5. Schacht 9. Schacht 13. Schacht 15. Schacht 19. Schacht

18 Ursachenanalyse H2S Messung z.b. Odalog 2/3 der Schachttiefe 2/3 of manhole depth

19 Ursachenanalyse Beispiel Emissionsstrecke ( Q d ca m 3 /d) ca m ca. 700 m ca. 250 m Druckrohrleitung (Länge ca m)

20 Ursachenanalyse Beispiel Emissionsstrecke ( Q d ca m 3 /d) M 1 DU-Schacht ca m ca. 700 m ca. 250 m Druckrohrleitung (Länge ca m)

21 Ursachenanalyse Beispiel Emissionsstrecke ( Q d ca m 3 /d) M 1 DU-Schacht M 2 Fließweg ca. 250 m ca m ca. 700 m ca. 250 m Druckrohrleitung (Länge ca m)

22 Ursachenanalyse Beispiel Emissionsstrecke ( Q d ca m 3 /d) M 1 DU-Schacht M 2 Fließweg ca. 250 m ca m ca. 700 m ca. 250 m Druckrohrleitung (Länge ca m) M 3 Fließweg ca. 700 m

23 Ursachenanalyse Beispiel Emissionsstrecke ( Q d ca m 3 /d) M 1 DU-Schacht M 2 Fließweg ca. 250 m ca m ca. 700 m ca. 250 m Druckrohrleitung (Länge ca m) M 3 Fließweg ca. 700 m M 4 Fließweg ca m

24 Ursachenanalyse Beispiel Übersicht Emissionsstrecke ( Q d ca m 3 /d)

25 1. Grundlagen Geruch und biogener Korrosion im Kanalbetrieb 2. Pragmatische Ursachenanalyse - H 2 S-Messkampagne 3. Planerische Ursachenanalyse - Sulfidbilanzierung 4. NEUHEIT: Sulfidbilanzierung durch Sie! - SULFIDUS 5. NEUHEIT: UNITECHNICS Testanhänger für Geruchsvermeidungskonzepte

26 Sulfidbilanzierung Zentrale Fragen zur Dimensionierung von Lösungen 1. Wie hoch ist die geruchs- und korrosionsauslösende Sulfidfracht im Abwasser? 2. Wie weit reicht die Ausgasungsstrecke nach einer Druckrohrleitung?

27 Sulfidbilanzierung Sulfidbilanzierung unsere Leistungen Analyse von Abwassernetzen hinsichtlich gefährdeter Bereiche Sulfidberechnungen für Neubauplanung und Bestand Sulfidberechnungen Druckleitungen und Freispiegelkanäle bis in die KA Maßnahmenplanungen Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen

28 Sulfidbilanzierung Wozu braucht man eine Sulfidbilanzierung? Dauerhaftigkeit? Belastbarkeit? Durchbiegung? Standsicherheit? Statik!

29 Sulfidbilanzierung Wozu braucht man eine Sulfidbilanzierung? H 2 S Geruch? Korrosion? Kundenzufriedenheit? Betriebssicherheit? Sulfidbilanzierung!

30 Sulfidbilanzierung Was ist eine Sulfidbilanz? Berechnung von H 2 S im Entwässerungssystem durch Berechnung der biochemischen Prozesse Einbeziehung der hydraulischen Randbedingungen Einbeziehung der maßgeblichen Abwasserparameter Einteilung des Entwässerungssystems in Abschnitte ( Finite Elemente ) Berechnung für unterschiedliche Lastfälle (z. B. Winter Sommer) Q+ dq dl +dq dt CSB+ dcsb dt H 2 S+ dh 2S dt Berechnungen von Ist- und Prognosezuständen möglich Sensitivitätsanalysen erhöhen Aussagekraft l Q CSB SO 4 NOx H 2 S Sulfid

31 Sulfidbilanzierung Was sind die wesentlichen Ergebnisse einer Sulfidbilanz? Sulfidfrachten an den relevanten Stellen Kritische Fließzeiten Emissionsstrecken im Entwässerungssystem Belastete Abluftmengen Sauerstoffbedarf in den Druckleitungen Daraus lassen sich ableiten: - Maßnahmen zur Vermeidung/Verminderung von Geruch und Korrosion - Optionale Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen unterstützen die Entscheider

32 Sulfidbilanzierung Die Sulfidbilanz bringt: Erarbeitung von Entscheidungsgrundlagen Optimierung der Wirtschaftlichkeit Lösungen zur Vermeidung der Geruchsbelästigung von Anwohnern Verbesserung der Betriebssicherheit Verbesserung der Arbeitssicherheit Reduktion der Betriebsrisiken Verlängerung der Lebensdauer von Anlagen Sulfidbilanz ist ein unverzichtbarer Planungsbestandteil!

33 Sulfidbilanzierung Projektschritte

34 Sulfidbilanzierung Arbeitsschritte Festlegung Bearbeitungsumfang Modellbildung Messkampagne Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen Berechnungen Ergebnisse Ableitung von Maßnahmen

35 Sulfidbilanzierung Sulfidbilanzierung Schritt 1: Erfassung des Problembereichs / Festlegen des Bearbeitungsumfangs Verantwortungsbereich UNITECHNICS Verantwortungsbereich Auftraggeber Problemstellung darlegen, Zuarbeit Übersichtspläne Sichtung Pläne, Zusammentragen der Leitungsabschnitte, erster Vorschlag zum Bearbeitungsumfang Ortstermin mit Diskussion offener Fragen, Konkretisierung des Bearbeitungsumfangs Grobmodell aufstellen Leitungsabschnitten für H 2 S-Berechnung Konkretes Angebot erstellen Angebotspräsentation

36 Sulfidbilanzierung Erfassung des Problembereichs PW PW Hofener Weg Druckleitung L = ca. 3,7 km Freispiegel kanal KA PW PW Erfassung der Einflüsse über Abwasserparametermessungen Sulfidbilanzierungsraum

37 Sulfidbilanzierung Sulfidbilanzierung Schritt 2: Modellierung des Abwassernetzes mittels UNITECHNICS Sulfidbilanz, Datenerhebung und Messkamapgne Verantwortungsbereich UNITECHNICS Auswertung der vorliegenden Unterlagen Zuordnung der Daten, Zusammenstellen erforderlicher Messdaten und Parameter (Checkliste), Ortsbegehung Modellierung des Abwassernetzes (Druckleitungen, Kanäle, Hauptsammler) Zuordnung der Daten zum Leitungsabschnitt (Länge, Nennweite, Abwassermenge, Abwasserparameter) Einarbeiten netzspezifischer Besonderheiten Modellierung der Betriebsweise H 2 S-Messkampagne Verantwortungsbereich Auftraggeber Zusätzliche Unterlagen und Messdaten bereitstellen, Abwasserparameter aktuell erfassen (z.b. CSB / BSB, Sulfat, ph- Wert, Sulfidvorbelastung)

38 Sulfidbilanzierung Sulfidbilanzierung Schritt 3: Erstellen der Sulfidbilanz Verantwortungsbereich UNITECHNICS Verantwortungsbereich Auftraggeber Berechnung Sulfidentwicklung, H 2 S-Potenzial, Sauerstoffbedarf Ermittlung der H 2 S-Emission, Abluftmengen, Sulfidfracht Berechnung der H 2 S-Emissionsstrecke und Darstellung der betroffenen Bereiche Erarbeiten von Lösungsansätzen unter Berücksichtigung bereits vorh. Lösungen Bereitstellen von Daten zu bereits umgesetzten Lösungen Ergebnispräsentation der H 2 S-Berechnungen mit Darstellung der Auslegungsgrößen für die erarbeiteten Lösungsansätze (bauliche Dimensionierung, zu berücksichtigende Parameter, Bedarf an Betriebsmitteln wie z.b. Dosiermengen oder Energiebedarf) Wirtschaftlichkeitsvergleich

39 Sulfidbilanzierung Ausgangsdaten und Ergebnisse Einzugsgebiet PW Hofener Weg Druckleitung L = ca. 3,7 km Freispiegel kanal KA Abwasserparameter: - BSB - Sulfat - Abwassertemperatur - ph-wert - O 2 -Gehalt - gewerbliche Einleiter - Sulfideinleitung -... Druckleitung - Leitungsgeometrie - Abwassermengen - Abwasserparameter Druckleitungsabschnitt - Sulfidentstehung - Sulfidzuleitung - O 2 -Bedarf - Kritische Fließzeit - Sulfidfracht -... Kanalnetz - H 2 S-Emission - Geruchspotenzial - Korrosionspotenzial - Emissionsstrecke - Abluftmengen - H 2 S-Fracht

40 Sulfidbilanzierung Lösungsansätze Einzugsgebiet PW Hofener Weg Druckleitung L = ca. 3,7 km Freispiegel kanal KA Im Bereich Zuleitung PW - Abwasservorbehandlung Indirekteinleiter - O 2 -Anreicherung -... Im Einflussbereich der Druckleitung - Dosierstrategie (Fällmittel) - Kompressoreinsatz - Sauerstoffeinsatz(Abwasser auffrischen) - Kombinationslösungen -... Im Bereich Freispiegelkanal - Abluftbehandlung - Bauliche Anpassungen - Geruchsdämpfungssystem - Kombinationslösungen auch mit Maßnahmen im Bereich der Druckleitung -...

41 Sulfidbilanzierung Sulfidbilanzierung Schritt 5: Wirtschaftlichkeitsberechnung Verantwortungsbereich UNITECHNICS Zusammenstellen der finanzmathematischen Daten Konkretisierung der Lösungen und Ermittlung der Kosten für die zu betrachtenden Lösungen (Investition, Betriebskosten) Berechnung der Jahreskosten, Barwert usw. auf Basis der Empfehlung zu Kostenvergleichsrechnungen nach LAWA Verantwortungsbereich Auftraggeber Bereitstellen von Daten (z.b. AfA-Sätze, kalk. Zinsen, Kostensätze für Wartung usw.) Zuarbeit zu bevorzugten Lösungsansätzen Ergebnispräsentation der Wirtschaftlichkeitsberechnung und Empfehlung zur Umsetzung der ermittelten Lösungen

42 Sulfidbilanzierung Wirtschaftlichkeitsberechnung Einzugsgebiet PW Hofener Weg Druckleitung L = ca. 3,7 km Freispiegel kanal KA Im Bereich Zuleitung PW - Abwasservorbehandlung - O 2 -Anreicherung -... Im Einflussbereich der Druckleitung - Dosierstrategie (Fällmittel) - Kompressoreinsatz - Sauerstoffeinsatz - Kombinationslösungen -... Im Bereich Freispiegelkanal - Abluftbehandlung - Bauliche Anpassungen - Geruchsdämpfungssystem - Kombinationslösungen auch mit Maßnahmen im Bereich der Druckleitung -... Parameter / Kosten: - AfA Teilleistungen - Investitionskosten Teilleistungen, - Betriebskosten - Zinsen - Wartung - Energiebedarf - Verbrauchsmaterial Ergebnis: - Jahreskosten der Investition - Barwert - Kosten von Kombinationslösungen - Handlungsempfehlung

43 1. Grundlagen Geruch und biogener Korrosion im Kanalbetrieb 2. Pragmatische Ursachenanalyse - H 2 S-Messkampagne 3. Planerische Ursachenanalyse - Sulfidbilanzierung 4. NEUHEIT: Sulfidbilanzierung durch Sie! - SULFIDUS 5. NEUHEIT: UNITECHNICS Testanhänger für Geruchsvermeidungskonzepte

44

45

46 MODELL INPUT THROUGHPUT OUTPUT

47 SULFIDUS Datei Bearbeiten Hilfe 100 %

48 Datei Bearbeiten Hilfe SULFIDUS Schacht A Schacht - Parameter Titel Anzahl Vorgänger Anzahl Nachfolger Vorgänger 1 Vorgänger 2 Nachfolger Sohlhöhe [mnn] SOK [mnn] Schacht A ,3 424,8 100 %

49 Datei Bearbeiten Hilfe SULFIDUS Schacht A Schacht C Schacht B Schacht D Schacht E 100 %

50 Datei Bearbeiten Hilfe SULFIDUS Schacht A Schacht C Schacht B Schacht D Schacht E Datei Leitung hinzufügen 100 %

51 Datei Bearbeiten Hilfe SULFIDUS Schacht A Schacht C Schacht B Schacht E Schacht D Leitung hinzufügen Titel Freigefälleleitu Startpunkt Schacht A Endpunkt Schacht C Leitungsart Freigefälleleit Durchmesser [mm] 100 Abwassermenge [m 3 /d] 95 CSB [mg/l] 600 Sulfat [mg/l] 80 Abwassertemperatur [ C] 18 ph-wert [-] 7,7 Abwasseralter [h] 4,5 100 %

52 Datei Bearbeiten Hilfe SULFIDUS Schacht A Schacht E Rechtsklick auf Leitung Leitung bearbeiten Schacht D Schacht C Leitung bearbeiten Titel Druckleitung A Startpunkt Schacht C Endpunkt Schacht D Leitungsart Druckleitung Durchmesser [mm] 100 Abwassermenge [m 3 /d] 155 CSB [mg/l] 650 Sulfat [mg/l] 85 Abwassertemperatur [ C] 18 ph-wert [-] 7,7 Abwasseralter [h] 4,5 Schacht B 100 %

53 Datei Bearbeiten Hilfe SULFIDUS Schacht A Schacht C Schacht B Schacht D Schacht E Fertiges Leitungsnetz Datei Berechnen 100 %

54 MODELL INPUT THROUGHPUT OUTPUT Generierung: Einfache und übersichtliche Tabelle Übersicht aller Werte

55 MODELL INPUT THROUGHPUT OUTPUT

56 MODELL INPUT THROUGHPUT OUTPUT

57 Datei Bearbeiten Hilfe SULFIDUS Schacht A O 2 = 8,0 mg/l Schacht E O 2 = 0,8 mg/l Schacht D O 2 = 0,0 mg/l Schacht C O 2 = 5,5 mg/l Schacht B O 2 = 7,5 mg/l Sauerstoffkonzentration in mg/l 100 %

58 Datei Bearbeiten Hilfe SULFIDUS Schacht A NO 3 = 1,2mg/l Schacht D NO 3 = 0,0 mg/l Schacht E NO 3 = 0,0 mg/l Schacht C NO 3 = 0,3 mg/l Schacht B NO 3 = 0,8 mg/l Nitratkonzentration in mg/l 100 %

59 SULFIDUS Datei Bearbeiten Hilfe Sulfidfracht mg/l Schacht A S 2- = 0,0mg/l Schacht E S 2- = 0,8 mg/l Schacht D S 2- = 2,5 mg/l Schacht C S 2- = 0,0 mg/l Schacht B S 2- = 0,0 mg/l Sulfidkonzentration in mg/l 100 %

60 Datei Bearbeiten Hilfe SULFIDUS Schacht A S 2- = 0,0 kg/d Schacht E S 2- = 0,6 kg/d Schacht D S 2- = 2,5 kg/d Schacht C S 2- = 0,0 kg/d Schacht B S 2- = 0,0 kg/d Sulfidfracht in kg/d 100 %

61 Datei Bearbeiten Hilfe SULFIDUS Schacht A V = 0 m³/h Schacht E V = 580 m³/h Schacht D V = m³/h Schacht C V = 0 m³/h Schacht B V = 0 m³/h Abluftmengen (0,1 ppm) in m³/h 100 %

62 Übersicht: Ausgasungsraten und Frachten über den Fließweg (Emscherkanal) MODELL INPUT THROUGHPUT OUTPUT = Sulfidfracht in g/d = H 2 S in g/d

63 1. Grundlagen Geruch und biogener Korrosion im Kanalbetrieb 2. Pragmatische Ursachenanalyse - H 2 S-Messkampagne 3. Planerische Ursachenanalyse - Sulfidbilanzierung 4. NEUHEIT: Sulfidbilanzierung durch Sie! - SULFIDUS 5. NEUHEIT: UNITECHNICS Testanhänger für Geruchsvermeidungskonzepte

64 UNI- Testmobil UNI-Testmobil, die Probefahrt für Ihre technische Lösung. Flexibel, Schnell und Effektiv

65 UNI- Testmobil Alternative 2: Anwendungsgebiet UNI-Testmobil? Technische Lösungen, die in Frage kommen Abluftbehandlung Dosierung Druckluftspülung Photoionisations Herausforderungen Die Lösung: UNI-Testmobil Kann ich das ausprobieren bevor ich es kaufe? Welche Kosten kommen auf mich zu? Wie lange brauche ich, bis ich Lösung vor Ort bekomme?% Herausforderung = Funktioniert das technisch überhaupt? Welche Lösung ist die richtige für mein Problem?

66 UNI- Testmobil Die Lösung im Detail am Beispiel einer Dosieranlage Der Aufbau des UNI-Testmobils 1000 Liter Behälter für Dosiermittel Digital gesteuerte Dosierpumpe GMTS/3G Verbindung zur Online- Überwachung Kontrollparameter während der Testphase Moderne Steuerungssoftware: Konfiguration der Pumpzyklen Exakte Einstellung und ständige Kontrollmöglichkeit der tageszeitabhängigen Dosiermengen per Fernzugriff

67 UNI- Testmobil Die Lösung im Detail am Beispiel einer Abluftanlage Der Aufbau des UNI-Testmobils Behälter mit unterschiedlichem Filltermaterial- und mengen Digital gesteuerter Lüfter für Ablaufmengen bis ca. XY m³/h Bei Bedarf: Bewässerungseinrichtung zum Anfeuchten des Filtermaterials GMTS/3G Verbindung zur Online-Überwachung Kontrollparameter während der Testphase

68 UNI- Testmobil Zusammengefasst Vorteile durch das UNI-Testmobil: Test der technischen Lösung mit einem Ergebnis über die Wirksamkeit Dimensionierung der technischen Lösung bevor eine feste Installation vorgesehen wird Schneller vorrübergehenden Einsatz vor Ort (z.b. nur in den Sommermonaten bei Geruchsproblemen) Kostenersparnis durch Vermeidung von Fehlplanungen Herbeiführung von Entscheidungen Hohe Flexibilität bei der Standortauswahl

69 Geruch Fremdwasser Ingenieurleistungen UNITECHNICS Hauptsitz Werkstraße 717 D Schwerin Fon: Fax: UNITECHNICS NL Stuttgart / Mötzingen Siemensstraße 9 D Mötzingen UNITECHNICS ist auch bei YouTube und bei Facebook! Fon: Fax: info@unitechnics.de