Effizienz- und Leistungssteigerung der Kläranlage Lollar

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1 Effizienz- und Leistungssteigerung der Kläranlage Lollar Dr. Martin Michel Lollar,

2 Organisatorische Einordnung HSG Zander, Neu-Isenburg HSG Zander International, Neu-Isenburg Ahr, Oberhausen EPM Assetis, Frankfurt Wolfferts, Köln Passavant- Geiger, Aarbergen Passavant- Roediger, Hanau Bilfinger Berger Remediation Services, Mannheim Seite 2

3 Historie 1884 Gründung der Passavant-Werke durch Samuel Passavant 1988 Gründung INTECH PEV GmbH 1998 Gründung INTECH BTS GmbH 1999 Umweltpreis der Bayerischen Landesstiftung 2004 INTECH BTS GmbH wird zu Passavant-Intech GmbH Juli 2009 Erweitert Bilfinger Berger Facility Services durch Passavant-Intech sein Leistungsspektrum um den Dienstleistungsbereich Energie- und Betriebsmanagement im kommunalen Sektor Passavant-Intech Ein Fazit: bisher über 330 AQUALOGIC -Installationen Tonnen CO 2 gespart kwh Strom gespart = 11 Mio.! Seite 3

4 Passavant Intech Ein interdisziplinäres Team Umwelttechnik Verfahrenstechnik Software- Entwicklung Effizienz- und Leistungssteigerung von Kläranlagen Elektrotechnik Biologie Biotechnologie Mess- und Regelungstechnik Seite 4

5 Leistungsspektrum AQUALOGIC ENERLOGIC Energieflussoptimierung Vertragsoptimierung Prozess-Optimierung Prozesstechnik Belüftungssysteme Rechen Eindicker Gebläse Pumpen Messsonden Schlammentwässerung Schlammtrocknung BHKW Mikro-Gas-Turbine Gasspeicher Elektrotechnik MSR-Technik Kompressorentechnik Klimatechnik Sanitärtechnik Lüftungstechnik Anlagentechnik Services Wartung & Revision TÜV-Prüfungen Instandhaltung Instandsetzung Abrechnungsdienste Benchmarks Konzeptionierung Finanzierung Betriebssicherheitsprüfungen Seite 5

6 Kostenoptimierung mit modernster Regelungstechnik AQUALOGIC Fuzzy-Logic basierte Reglersysteme für die belastungsabhängige intermittierende Belüftung von Kläranlagen Erhöhung der Reinigungsleistung und Betriebsstabilität bei gleichzeitiger Senkung von laufenden Betriebskosten Seite 6

7 Fuzzy-Logic zur Kontrolle der biologischen Prozesse AQUALOGIC trifft den Kern des Prozesses Seite 7

8 Verteilung des Stromverbrauchs einer Kläranlage 5 % Mech. Stufe 5 % Sonst. 14 % Schlammbehandlung 14 % Schlammrückführung, Nachklärung 62 % Belüftung, Umwälzung BB, Hebewerke Seite 8

9 Anforderungen Niedrigere, gleichmäßigere Ablaufwerte Senkung des Energieverbrauchs und somit auch der Energiekosten Einsparung von Zuschlagsstoffen wie z. B. Fällmittel Einsatz eines bedienerfreundlichen Systems mit einer guten Visualisierung aller relevanten Prozessparameter Automatische Anpassung an Zulaufschwankungen; eine manuelle Anpassung bei sich verändernden Rahmenbedingungen sollte möglich sein Einsatz hochwertiger, funktionaler Online-Messtechnik Anpassung der vorhandenen Leitsystem-Soft- und Hardware bisher mg/l angestrebt mg/l CSB Gesamtstickstoff 11 8 Phosphat 2 1 Seite 9

10 Optimierungsmaßnahmen Sauerstoffeintragsregelung mit optimaler Ansteuerung der Belüftungsaggregate Fällmitteldosierung in Abhängigkeit der Fracht und der Zulaufmenge Rezirkulation in Abhängigkeit der Denitrifikationsleistung und der Zulaufmenge Rücklaufschlammregelung in Abhängigkeit der Zulaufmengen mit der Vermeidung interner hydraulischer Spitzen Überschussschlammabzug in Abhängigkeit der Trockensubstanz im System Einbau neuer, kleinerer Gebläse für die Belebung 2 Neue Belüftermembranen Neue Messtechnik Seite 10

11 Systemaufbau Steuerbefehle Fremdaggregate z.b. - Belüftung - Fällmitteldosierung - Prozesswasserdosierung -usw. Rechner mit AQUALOGIC Fernwartung Steuerbefehle Messsignale SPS Messsignale Passavant-Intech Messung Seite 11

12 Leitstand Fremdaggregate z.b. - Belüftung - Fällmitteldosierung - Prozesswasserdosierung -usw. Seite 12

13 1,2 1,0 Ergebnisse 1,10 Pges Ablaufkonzentration [mg/l] 0,8 0,6 0,4 0,82 Pges Ablaufkonzentration 2009 [mg/l] Pges Ablaufkonzentration 2010 [mg/l] 0,2 0,0 Januar - Oktober Seite 13

14 Ergebnisse 8 7 6,69 Nanorg Ablaufkonzentration [mg/l] ,67 Nanorg Ablaufkonzentration 2009 [mg/l] Nanorg Ablaufkonzentration 2010 [mg/l] 1 0 Januar - Oktober Seite 14

15 Ergebnisse Abwassermenge [m³] Abwassermenge 2009 [m³] Abwassermenge 2010[m³] Januar - Oktober Seite 15

16 Ergebnisse Energieverbrauch Belebung [kwh] Energieverbrauch 2009 [kwh] Energieverbrauch 2010 [kwh] Januar - Oktober Seite 16

17 Ergebnisse Jahresenergieverbauch Gesamtanlage KA Lollar [kwh/a] Jahresenergieverbauch [kwh/a] * Seite 17

18 Ergebnisse Energieverbrauch pro EW kwh/ew/a kwh/ew/a kwh/ew/a Richtwert 45 kwh/ew/a Idealwert 36 kwh/ew/a Seite 18

19 Ergebnisse 0,420 0,410 Druckverlust im Belebungsbecken 1 0,412 0,400 0,390 0,380 0,385 Druck [mbar] 0,370 0,360 0,350 0,354 0,368 0,349 0,357 Gebläse 3 Gebläse 4 0,340 0,330 0,320 0, Seite 19

20 Ergebnisse 0,510 0,500 0,490 0,480 Druckverlust im Belebungsbecken 2 0,500 0,492 0,481 0,470 0,468 Druck [bar] 0,460 0,450 0,455 Gebläse 1 Gebläse 2 0,440 0,430 0,437 0,420 0,410 0, Seite 20

21 Grundlagen für die Rückverrechnung Gemeinde, Kommune, Verbände, private Betreiber Abwasserabgabegeset z 10 Abs. 3 Passavant- Intech Landrats- und Umweltamt, Wasserwirtschaftsamt Seite 21

22 Seite 22

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