Jahresbericht Zweckverband Kläranlage Pfungen

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2 Inhaltsverzeichnis 1 Zusammenfassung Abflussqualität Kanalnetz/Sonderbauwerke Abwasserbehandlung Schlammbehandlung Gas-Behandlung/Verwertung Gebäude, Infrastruktur Unterhalt Erneuerungen/Projekte Personal/Kommission Abwasserreinigung Gesamtbeurteilung Abwassermengen und Temperaturen... 6 Monatsmittelwerte:... 6 Zulaufmengen im Jahresverlauf:... 6 Abwassermengen, Niederschlag und Einwohner im Jahresvergleich:... 7 Ganglinien der Niederschläge in den 5 Jahresvergleichen: Frachten... 8 Monatliche Zu/Ablauffrachten kg BSB 5 :... 8 Monatliche Zu/Ablauffrachten kg CSB:... 8 Monatliche Zu/Ablauffrachten kg Phosphor (P tot ):... 9 Monatliche Zu/Ablauffrachten kg Ammonium (NH 4 -N): Abwasseranalytik Ablauf Nachklärung... 1 Biochemischer Sauerstoffbedarf (BSB 5 ):... 1 Gesamt Phosphor (P tot ):... 1 Ammonium Stickstoff (NH 4 -N):... 1 Nitrit Stickstoff (NO 2 -N): Auslastung der Kläranlage (Wasserstrasse) Hydraulische Auslastung: Organische Auslastung BSB 5 -Fracht: Organische Auslastung CSB-Fracht: Stickstoff Auslastung NH 4 -N Fracht:... 12

3 4 Betriebsparameter Biologie Trockensubstanz (TS): Frischschlamm Mengen im Jahresvergleich: Klärschlamm Analytik: Mengen im Jahresvergleich: Energie Energiewert BHKW`s Klärgasproduktion und Energiewert: Elektrische Energie Bezug und Produktion: Verbrauch im Jahresvergleich: Wärmeenergie Produktion und Ölverbrauch: Gasproduktion im Jahresvergleich: Entwicklung Betriebsrechnung... 16

4 1 Zusammenfassung Der Bericht umfasst die Beurteilung der ARA aus Sicht des ARA Betreibers sowie der Kontrollstelle des Kantons (AWEL). Beurteilt wird insbesondere die Einhaltung der Einleitbedingungen. Der Bericht der kantonalen Behörde AWEL, für das Betriebsjahr 212, erfolgt später und kann dem Jahresbericht 213 entnommen werden, im Anhang A befindet sich die Beurteilung des Betriebsjahres Abflussqualität Die organische Restverschmutzung (gemessen in BSB 5 ) des Abflusses, entspricht während der ganzen Berichtsperiode den Anforderungen an die Einleitbedingungen für kommunales Abwasser in die Gewässer (Töss) gemäss Gewässerschutzverordnung. Aktuell sind 13`99 Einwohner in den Verbandsgemeinden wohnhaft. Die Reinigungsleistung der Biologie in Bezug auf die organische Verschmutzung beträgt 94.7 % (Anforderung 85 %). Die teilweise erhöhten Nitritwerte in den Wintermonaten Januar bis März und Dezember sind auf die tiefen Abwassertemperaturen bei Schneeschmelze und grossem Zulauf bei längeren Regenwettern zurückzuführen. Die Nitrifikation (Umwandlung Ammonium Nitrit Nitrat) wird beurteilt bis Abwassertemperaturen > 1 C. Darunter ist die Biologie gehemmt und somit steigen die Nitrit-Werte an. Die chemische Phosphorelimination funktioniert einwandfrei. Die Reinigungsleistung beträgt 83 % (Anforderung 8 %). 1.2 Kanalnetz/Sonderbauwerke Im Berichtsjahr ist der Hauptkanalabschnitt 3 Neftenbach Hofstetten Neftenbach Tössallmend gespült worden. Zu den Vorbereitungsarbeiten gehört die Kontrolle der Schächte. Im oberen Teil liegen diese in der Schwemmzone des Näfbachs, dementsprechend mit Sedimenten überdeckt. Die Suche war ziemlich zeitaufwendig. Im September wurden die Spülarbeiten durch die Firma Mökah ausgeführt. Die Ablagerungen im Kanal waren gering. Mit im Spülzyklus sind die Sonderbauwerke, welche jährlich gereinigt werden. Der Aufwand beim Pumpwerk Tössallmend war wie erwartet hoch, aufgrund der grossen Kiesablagerungen im Staukanal und vor den Schneckenpumpen. Der Düker und die nachfolgende Strecke bis zur ARA sind ebenfalls gereinigt worden. Im Kanalabschnitt vor der ARA ist eine grosse Menge Kiesablagerungen abgesaugt worden. Hauptkanal Hettlingen Umlegung: Durch die geplante neue Überbauung auf dem Gelände des ehemaligen Restaurant Sonne in Hettlingen, musste der Hauptkanal näher an den Bach verlegt werden. Die Arbeiten sind durch das Ingenieurbüro Bachmann Stegemann und Partner betreut worden. Die Kosten belaufen sich auf ca. SFr. 165`.-. Sonderbauwerk Regenüberlauf Dättlikon: Die Sanierung und Umbauarbeiten sind noch im Gang, das vorgegebene Ziel mit Abschluss der Arbeiten im Dezember 212 ist nicht erreicht worden. Die Baukosten werden dadurch zum Teil der Investitionsrechnung 213 belastet. Sonderbauwerk Regenbecken Rutschwil: Das Bauprojekt steht und die Unterlagen sind zur Bewilligung eingereicht. 1.3 Abwasserbehandlung Die erwähnten Sofortmassnahmen in der letztjährigen Studie ARA 23 Kapazitätsabschätzung Biologie und Sofortmassnahmen wurden umgesetzt. Die gemeinsame Kollektorleitung wurde aufgetrennt und jedem Biologiebecken ein separates Gebläse zugeordnet. Die O 2 -Messung regelt über den Frequenzumformer das entsprechende Gebläse. Die mechanischen und elektrotechnischen Änderungen an Gebläse und Frequenzumformer wurden durch uns ausgeführt, die Softwareanpassung im ProzessLeitSystem (PLS) durch die Firma Rittmeyer. Die Umsetzung ist ein Erfolg, der O 2 -Wert von 1.8mg/l wird wieder erreicht, sodass die Biologie 1 stabil arbeitet. Bei der Biologie 2 knickt der O 2 - Wert jeweils bei der Umwälzung der Denitrifikationszonen ein. Eine Änderung wird bei der nächsten Sanierung im Projekt ARA 23 angestrebt. Im September wurde die Software für den Fernzugriff auf das PLS installiert damit ist die Überwachung der Anlage via Internet möglich. Die Betonsanierungsarbeiten der Wasserstrasse haben im Herbst begonnen. Die Arbeiten werden in zwei Etappen ausgeführt. Der erste Teil Wasserstrasse 2 wurde im Oktober mit leichter Verzögerung abgeschlossen. Teil 2 folgt im Frühjahr 213.

5 1.4 Schlammbehandlung Im Jahr 212 sind 2681 m 3 Klärschlamm (KS), was einer Fracht 182 t TS entspricht, in der ARA Hard Winterthur entsorgt worden. Mit der statischen Eindickung wurde ein Durchschnittswert von 6.8 % TS erreicht, Spitzenwert 7.6 %. Der Preis für die Schlammentsorgung ab 215 steht fest. Voraussichtlichen sinken die Kosten um ca. ¼ von jetzt SFr t/ts auf ca. SFr t/ts. Die Entwässerung des Klärschlamms erfolgt auf der ARA Winterthur, die Verbrennung auf der ARA Werdhölzli Zürich. Weitere Informationen zum Stand des Projekts KS-Entsorgung unter Der Abnahmevertrag mit der ARA Winterthur wird im Jahr 213 ausgehandelt. 1.8 Erneuerungen/Projekte - Wasserstrasse Betonsanierung 2. Etappe - Umbau Gasspeicher Neubau Gasfackel - Projektierung ARA 23 Ersatz Steuerung Anpassung Belüftung, Rechensteuerung - Neubau Regenüberlauf Rutschwil - Sanierung Regenüberlauf Worbgraben Hettlingen - Anschaffung Firmenfahrzeug 1.9 Personal/Kommission Ich danke den Kommissionsmitglieder, dem Sekretär und der Finanzverwaltung Pfungen für die angenehme Zusammenarbeit im vergangenen Jahr. 1.5 Gas-Behandlung/Verwertung Die beiden Gasmotoren (BHKW) haben dieses Jahr kwh elektrische Energie erzeugt. Die Eigenversorgung lag bei 52.1 % und liegt somit auf dem Niveau des Vorjahres. Details siehe Energiewert BHKW`s auf Seite 14. Energetische Sanierung Faulturm: Die Arbeiten wurden im September/Oktober ausgeführt. Die Baukosten konnten durch Eigenleistungen um ca. 2 % reduziert werden, gegenüber dem Budget von SFr. 1`.- auf SFr. 8`.-. Es zeichnet sich ab, dass der berechnete geringere Verbrauch an Wärmeenergie erreicht wird. 1.6 Gebäude, Infrastruktur Wärmeenergie: Die in die Jahre gekommene Heizungssteuerung musste ersetzt werden. Die Arbeiten sind durch die Firma Kieback und Peter ausgeführt worden. Die Planung und der Umbau erfolgten Termingerecht, speditiv und zu unserer Zufriedenheit. Kosten SFr. 22` Unterhalt Im Jahre 212 wurden zusätzlich zu den bereits erwähnten Arbeiten weitere verschiedene Unterhalts-, Revisions- und Reparaturarbeiten ausgeführt, sie können im Anhang A unter Bemerkungen zu speziellen Ereignissen entnommen werden. Nicht aufgeführt sind die periodisch wiederkehrenden Unterhaltsarbeiten. Zusätzlich zu den normalen Arbeitszeiten und den Wochenenddiensten ist das ARA-Personal zu fünf Piketteinsätzen ausgerückt. Meist nach Gewittern oder Netzausfällen. Pfungen im Januar 213 Der Klärwerkmeister Bruno Stadler ARA Pfungen Postfach Pfungen Tel.: Mail:ara-pfungen@bluewin.ch

6 2 Abwasserreinigung 2.1 Gesamtbeurteilung Die kantonalen Analysen zur Abwasserbehandlung sind im Anhang A beigelegt. Nachfolgend ist die Gesamtbeurteilung der Anlage aufgelistet. Parameter Ein- Anfor- Jahres Anzahl Überschreitungen Erfüllt Ja / heit derung Mittel Proben zulässlig effektiv Nein Gesamte ungelöste Stoffe GuS mg/l max Ja BSB 5 Konzentration mg/l max Ja Reinigungsleistung BSB 5 nur bio. Teil % min Ja CSB Konzentration mg/l Ja Reinigungsleistung CSB nur bio. Teil % Ja Phosphor P Total mg/l max Ja Reinigungsleistung P tot nur bio. Teil % min Ja Ammonium (NH 4-N) Konzentration mg/l max Ja Reinigungsleistung nur biologischer Teil % min Ja Nitrit (NO 2-N) Richtwert mg/l max Nein Snellen cm min Ja Die Beurteilung erfolgt gemäß Gewässerschutzverordnung. Nitritwerte welche überschritten wurden sind alle bei Abwassertemperaturen unter 1 C (siehe Grafik Seite 11)

7 2.2 Abwassermengen und Temperaturen Monatsmittelwerte: Datum Abwassermenge Abwassertemperaturen Monatsmittel Monatsmittel Monatsmittel minimum maximum minimum maximum m3/d l/s l/s C C Januar Februar März April Mai Juni Juli August September Oktober November Dezember Jahresmittel 4199 Jahressumme Standort Abwassermessung: Auslauf Standort Temperaturmessung: Zulauf Zulaufmengen im Jahresverlauf: 15 1 Menge inm3 5 Jan. Feb. März April Mai Juni Aug. Sept. Okt. Nov. Dez. Zulauf Menge in m3/d Auslegung Q Trockenwetteranfall Rote Linie (Trockenwetteranfall 5256 m 3 /Tag), dimensionierte Grösse der biologischen Reinigungsstufe.

8 Abwassermengen, Niederschlag und Einwohner im Jahresvergleich: Ganglinien der Niederschläge in den 5 Jahresvergleichen: Jan. Feb. März April Mai Juni Aug. Sept. Okt. Nov. Dez Niederschlag in mm Angeschlossene Einwohner Abwassermengen in m3 Niederschlagsmenge in mm In der Grafik zeichnet sich ab, dass normalerweise die Niederschlagsmenge bei ca. 115 l/m 2 liegt. Das Jahr 212 war Niederschlagsreich mit ca.1 l/m 2 über dem Durchschnitt ausgenommen 211 welches zu trocken war.

9 2.3 Frachten Monatliche Zu/Ablauffrachten kg BSB 5: (biologisch abbaubare Schmutzstoffe) kg BSB5 pro Monat 1 5 Jan. Feb. März April Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez. BSB5 Fracht Nachklärung BSB5 Fracht Ablauf Vorklärung Die Eleminationsrate der BSB 5 Fracht beträgt im Jahresschnitt 94.7 %, dies entspricht einer Jahresfracht von 95.9 t. Monatliche Zu/Ablauffrachten kg CSB: kg CSB pro Monat Jan. Feb. März April Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez. CSB Fracht Ablauf Nachklärung CSB Fracht Ablauf Vorklärung Die Eleminationsrate der CSB Fracht beträgt im Jahresschnitt 86 %, dies entspricht einer Jahresfracht von t.

10 Monatliche Zu/Ablauffrachten kg Phosphor (P tot): kg Phosphor pro Monat Jan. Feb. März April Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez. Ptot Fracht Ablauf Nachklärung Ptot Fracht Ablauf Vorklärung Die Eleminationsrate der Phosphor Fracht beträgt im Jahresschnitt 83.2 %, dies entspricht einer Jahresfracht von 4. t. Monatliche Zu/Ablauffrachten kg Ammonium (NH 4-N): kg Ammonium pro Monat Jan. Feb. März April Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez. NH4-N Fracht Ablauf Nachklärung NH4-N Fracht Ablauf Vorklärung Die Eleminationsrate der Ammonium-Stickstoff Fracht beträgt im Jahresschnitt 99. %, dies entspricht einer Jahresfracht von 27.1 t.

11 2.4 Abwasseranalytik Ablauf Nachklärung (aufgeschüttelt, teilweise filtriert) Biochemischer Sauerstoffbedarf (BSB 5): 2 Konz. in mg/l Jan. Feb. März April Mai Juni Aug. Sept. Okt. Nov. Dez Re in % BSB 5 Konzentration in mg/l Grenzwert Konzentration in mg/l BSB 5 Reinigungsleistung in % Grenzwert Reinigungsleistung in % September/Oktober Ausserbetriebssetzung Wasserstrasse 2 Betonsanierung ARA nur 5% der Anlage in Betrieb. Gesamt Phosphor (P tot): Konz. in mg/l Jan. Feb. März April Mai Juni Aug. Sept. Okt. Nov. Dez Re in % Ptot Konzentration in mg/l Grenzwert Konzentration in mg/l Ptot Reinigungleistung in % Grenzwert Reinigungsleistung in % Reinigungsleistung Januar bis Mai keine Daten Probenehmer Rohwasser defekt. Überschreitung Grenzwert im Februar Leitung verstopft Fällmittel, die Leitungen zu beiden Biologiebecken wurden ersetzt. Ammonium Stickstoff (NH 4-N): Konz. in mg/l Jan. Feb. März April Mai Juni Aug. Sept. Okt. Nov. Dez. NH4-N Konzentration in mg/l Grenzwert in mg/l Überschreitung der Grenzwerte jeweils bei Schneeschmelze grosse und kalte Abwassermengen. $

12 Nitrit Stickstoff (NO 2-N): Konz. in mg/l Jan. Feb. März April Mai Juni Aug. Sept. Okt. Nov. Dez C NO2-N Konzentration in mg/l Richtwert in mg/l Abwassertemperatur Mittel in C Temperatur 1 C Gemäss Gewässerschutzgesetz muss die Nitrifikation erst bei Abwassertemperaturen ab 1 C gewährleistet werden. September/Oktober Ausserbetriebssetzung Wasserstrasse 2 Betonsanierung ARA nur 5% der Anlage in Betrieb 3 Auslastung der Kläranlage (Wasserstrasse) Zur Beurteilung der Auslastung wird der 85 % Wert genommen, damit die Messwert- Ausreisser nach oben nicht mit berücksichtigt werden. Das heisst, alle Messungen eines bestimmten Parameters werden von unten nach oben dem Wert nach sortiert. Beispiel: bei 1 Messungen nimmt man den Wert der 85. Messung. Hydraulische Auslastung: Für die Beurteilung werden alle Trockenwettertage zugezogen. Die Regenwettertage und die 2 darauf folgenden Tage werden von der Beurteilung ausgeschlossen. Erst danach gilt der Zufluss wieder als normal Einwohner m3/d 85 % Wert Dimensionierungsgrösse 5256 m3/d Das Jahr 212 liegt mit 1255 l/m 2 Regen leicht über dem Durchschnitt, demensprechend ist der Zulauf an Fremdwasser aus Drainagen und befestigten Flächen auf die ARA höher.

13 Organische Auslastung BSB 5-Fracht: Einwohner BSB5 kg/d 85 % Wert Dimensionierungsgrösse 6 kg BSB5/d Organische Auslastung CSB-Fracht: Einwohner CSB kg/d 85% Wert Dimensionierungsgrösse 12 kg CSB/d Mit den beiden Parametern BSB 5 und CSB wird der biologisch abbaubare Kohlenstoff im Abwasser gemessen. Die organische Fracht im Jahr 212 mit 284 kg BSB 5 /d entspricht ca. 86 Einwohner. Da mittlerweile 1395 Einwohner angeschlossen sind, deutet dies darauf hin, dass die leicht abbaubaren organischen Stoffe bereits im Kanal und in der Vorklärung abgebaut werden Stickstoff Auslastung NH 4-N Fracht: Einwohner NH4 - N kg/d 85 % Wert Dimensionierungsgrösse 18 kg NH4 - N/d Vermutlich ist der Rückgang der Ammonium-Stickstoff Fracht auf die Landwirtschaft zurückzuführen. Dadurch dass die Düngemittel effizienter und gezielter eingesetzt werden (so viel Dünger wie die Kulturen binden und verwerten können).

14 4 Betriebsparameter 4.1 Biologie Trockensubstanz (TS): TS in g/l Jan. Feb. März April Mai Juni Aug. Sept. Okt. Nov. Dez. Schlammindex BB1 TS-Gehalt in g/l BB1 Schlammindex in ml/g BB2 TS-Gehalt in g/l BB2 Schlammindex in ml/g September/Oktober Ausserbetriebssetzung Wasserstrasse 2 Betonsanierung ARA nur 5% der Anlage in Betrieb. Durch das umpumpen der Biomasse in das Biologiebecken 1 stieg dort die TS massiv an, bei Inbetriebnahme von Biologiebecken 2 teilte sich die Biomasse wieder auf beide Becken auf. Die TS sollte nicht über 4,5 g/l liegen, da es sonst bei hohem Zufluss (Regenwetter) zu Schlammabtreibungen in die Töss kommt. 4.2 Frischschlamm Mengen im Jahresvergleich: Schlamm in m Frischschlamm Menge in m3 Ausbauziel Schlammbehandlung 11 m3 Der Frischschlamm dickte besser ein (Wasserabzug in den Voreindickern) darum sank die verarbeitete Menge in m 3. Die TS lag bei 4.5%, die Fracht 342 t diese Werte entsprechen ungefähr denen des Vorjahres.

15 4.3 Klärschlamm Analytik: Die kantonalen Untersuchungen zur Qualität des Klärschlamms sind im Anhang A beigelegt. Der Klärschlamm ist ein Indikator, um Rückschlüsse auf die gesellschaftliche Entwicklung in Bezug auf problematische Stoffe zu schliessen. Mengen im Jahresvergleich: 4 4 Schlamm m t TS Abgabeschlamm m3 Tonnen TS Im Jahr 212 ist die Menge an Klärschlamm gesunken, der TS Gehalt in % ist gestiegen (der Schlamm ist dicker). Daraus resultiert eine ungefähr gleichbleibende Fracht gegenüber Energie 5.1 Energiewert BHKW`s Klärgasproduktion und Energiewert: Produktion von Klärgas durch den Faulprozess ca. 143`714 m 3 Heizwert Klärgas ca. 23 MJ/m 3 Entspricht einem Energiegehalt ca Mio. MJ Die beiden Generatoren mit einer Wirkleistung von je max. 2 kw haben eine elektrische Energie produziert von Die Laufzeit beträgt Total BHKW 1+2 Gemessen am mittleren Strompreis von 8.8 Rp/kWh resultiert ein elektrischer Energiewert von kwh Std SFr. Die nutzbare Wärmeleistung aus Kühlwasser und Abgaswärmetauscher beträgt ca kwh Mit kwh/kg Heizöl, entspricht dies einer Menge von ca. 327 kg Heizöl Gemessen am Heizölpreis von 1.2Fr/kg resultiert daraus ein thermischer Energiewert von SFr. Total Energiekostenwert BHKW SFr.

16 5.2 Elektrische Energie Bezug und Produktion: 5.3 Wärmeenergie Produktion und Ölverbrauch: % % % % Eigenproduktion kwh (BHKW) Netzbezug kwh (EKZ) Eigenprodoktion kwh (BHKW) Fossile Energie kwh (Heizoel) Die Eigenproduktion liegt prozentual gleich wie im Vorjahr insgesamt ist der Verbrauch an elektrischer Energie leicht gesunken. Verbrauch im Jahresvergleich: Der Faulturm ist im 212 energetisch saniert worden die ersten Auswirkungen zeigen sich, der Verbrauch an Heizöl ist gegenüber dem Vorjahr leicht gesunken. Gasproduktion im Jahresvergleich: Verbrauch in kwh Gas Menge in m Gasproduktion in m3 Der Rückgang des Energie-Verbrauches im Jahr 29 ist auf die neuen Belüfter in der Biologie zurückzuführen. Die Angaben basieren auf dem Verbrauch der BHKW`s pro Betriebsstunde, da die Gasmessung infolge des hohen Feuchtigkeitsanteils im Gas ausser Betrieb war. Seit 21 ist die Gasmessung wieder eingebaut. Die Gasproduktion ist nochmals leicht gestiegen.

17 .6 Entwicklung Betriebsrechnung Laufende Rechnung Fr. Kosten pro Einwohner Fr. Die Unterschiede in der Laufenden Rechnung sind vielfältig. 29 Ersatz der Belüfter in der Biologie 8`.-. Übernahme Unterhalt Verbandskanal und Sonderbauwerke. Rechnung gegenüber 21 ausgeglichen. Durch den Zuwachs der Einwohner, geringere pro Kopf-Kosten. Die detaillierten Angaben können der Jahresrechnung entnommen werden.