43. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen DWA-Landesverband Baden-Württemberg (Betriebsjahr 2016)

Transkript

1 43. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen DWA-Landesverband Baden-Württemberg (Betriebsjahr 2016) Gemeinschaftsarbeit: Betriebspersonal Wasserbehörden Lehrer und Obleute der Kläranlagen-Nachbarschaften Dipl.-Ing. Dagmar Steiert Dipl.-Ing. Gert Schwentner

2 43. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen DWA-Landesverband Baden-Württemberg (Betriebsjahr 2016) 1. Beteiligung am Leistungsvergleich 2. Abwassermengen und Fremdwasseranteile 3. Kennwerte im Ablauf/Abbaugrade 4. o-po 4 -P im Ablauf 5. Mischwasserbeaufschlagung 6. Stromverbräuche / Energiecheck Stromverbrauch Belüftung / Faulgasanfall 7. Zusammenfassung / Ausblick

3 1. Beteiligung am Leistungsvergleich Lehrer-Obmann-Tag

4 1. Beteiligung am Leistungsvergleich Lehrer-Obmann-Tag

5 1. Beteiligung am Leistungsvergleich Lehrer-Obmann-Tag

6 2. Abwassermengen und Fremdwasser CSB: 431 mg/l t 441 mg/l t 444 mg/l t 409 mg/l t 486 mg/l t 451 mg/l t 386 mg/l t 437 mg/l t 485 mg/l t 438 mg/l t

7 Lehrer-Obmann-Tag Abwassermengen und Fremdwasser 39 m³/ (E*a) 28 m³/ (E*a) 34 m³/ (E*a)

8 2. Abwassermengen und Fremdwasser Lehrer-Obmann-Tag

9 2. Abwassermengen und Fremdwasser Betriebsjahr 2015 Betriebsjahr 2016 große Anzahl von Kläranlagen mit hohen Fremdwasseranteilen > 50% Anzahl der Kläranlagen mit hohen Fremdwasseranteilen > 50% deutlich gestiegen!

10 2. Abwassermengen und Fremdwasser 2015 Landeswert 41 % 2016 Landeswert 45 %

11 3. Kennwerte und Abbaugrad Kennwerte der Sauerstoff zehrenden Stoffe CSB [mg/l] NH 4 -N [mg/l] 0,9 1,0 1,0 0,8 0,8 0,8 0,6 0,6 0,6 0,65 Kennwerte der Nährstoffe N anorg [mg/l] 8,4 8,6 8,4 7,8 8,2 7,8 7,6 7,8 8,0 7,8 N ges [mg/l] 10,3 10,4 10,2 9,4 10,0 9,6 9,2 9,1 9,4 9,1 P ges [mg/l] 0,8 0,7 0,7 0,7 0,7 0,6 0,6 0,58 0,54 0,48 Abbaugrade CSB [%] N ges [%] P ges [%]

12 4. o-po 4 -P und P ges im Ablauf - erstmals Erhebung von o-po 4 -P im Ablauf! - 95 Anlagen mit gezielter P-Elimination (100 Datensätze insgesamt) - Medianwerte 0,23 mg/l bzw. 0,30 mg/l - 20% der Anlagen unterschreiten < 0,15 mg/l (Fremdwasser? mitbehandeltes Regenwasser?)

13 4. o-po 4 -P und P ges im Ablauf kleiner 0,20 mg/l - Differenz: P ges - o-po 4 -P = ca. 0,2 mg/l - d.h. P partikulär + P nicht fällbar = 0,2 mg/l - in den AFS bis ca. 4% P ergibt ca. 5 mg/l AFS im Ablauf! - P nicht fällbar nur selten größer 0,1 mg/l

14 Bandbreite für GK1 bis 4 5. Mischwasserbeaufschlagung Q M = 2 * Q s,max,85 + Q F,aM Q M : zulässiger Mischwasserabfluss Q S,max,85 : max. stündl. Schmutzwasserabfluss (85%Wert) Q F,pM : Fremdwasserabfluss Mittelwert einer Periode oder Jahresmittel (ATV-DVWK-A 131) Q M = f S,QM * Q s,am + Q F,pM Q M : zulässiger Mischwasserabfluss Q S,aM : mittl. jährl. Schmutzwasserabfluss Q F,pM : Fremdwasserabfluss Mittelwert einer Periode oder Jahresmittelwert (ATV-DVWK-A 198) GK 1 bis 4: f S,QM zwischen 6 und 9 f S,QM bei den meisten Kläranlagen der GK1 4 ist f S,QM größer 9

15 Bandbreite für GK 5 Bandbreite für GK1 bis 4 5. Mischwasserbeaufschlagung Q M = 2 * Q s,max,85 + Q F,aM Q M : zulässiger Mischwasserabfluss Q S,max,85 : max. stündl. Schmutzwasserabfluss (85%Wert) Q F,pM : Fremdwasserabfluss Mittelwert einer Periode oder Jahresmittel Q M = f S,QM * Q s,am + Q F,pM (ATV-DVWK-A 131) Q M : zulässiger Mischwasserabfluss Q S,aM : mittl. jährl. Schmutzwasserabfluss Q F,pM : Fremdwasserabfluss Mittelwert einer Periode oder Jahresmittelwert (ATV-DVWK-A 198) GK 1 bis 4: f S,QM zwischen 6 und 9 GK 5: f S,QM zwischen 3 und 6 f S,QM bei mehr als 70% der Kläranlagen der GK 5 ist f S,QM größer 6 bei den meisten Kläranlagen der GK1 4 ist f S,QM größer 9

16 Bandbreite für GK 5 Bandbreite für GK1 bis 4 5. Mischwasserbeaufschlagung Q M = 2 * Q s,max,85 + Q F,aM Hohe Mischwasserbeaufschlagungen führen zu: - Q M quantitative : zulässiger und qualitative Mischwasserabfluss Spitzen im Q S,max,85 Zulauf, : max. stündl. Schmutzwasserabfluss z.b. durch Verdrängung (85%Wert) von Q F,pM Trockenwetterverschmutzungen : Fremdwasserabfluss Mittelwert aus der Vorklärung einer mit Periode hoher oder hydraulischer Jahresmittel Beaufschlagung (z.t. (ATV-DVWK-A > 10-fache!) 131) - unvermeidbare (kurzfristige) Q M NH = 4 f-n S,QM Spitzen * Q s,am im Ablauf + Q F,pM durch Überlastung der Nitrifikation! Q M : zulässiger Mischwasserabfluss -Q S,aM P-Ablaufspitzen? : mittl. jährl. Schmutzwasserabfluss - Q F,pM Schlammverlagerung : Fremdwasserabfluss in Mittelwert die NKB, Gefahr einer von Periode Schlammabtrieb? oder Jahresmittelwert (ATV-DVWK-A 198) - geringere Überläufe an den RÜBs! GK 1 bis 4: f S,QM zwischen 6 und 9 GK 5: f S,QM zwischen 3 und 6 f S,QM bei mehr als 70% der Kläranlagen der GK 5 ist f S,QM größer 6 bei den meisten Kläranlagen der GK1 4 ist f S,QM größer 9

17 5. Mischwasserbeaufschlagung Kläranlagen mit einer Ausbaugröße von mehr als EW und NH4-N Jahresmittelwert 1,0 mg/l (rd. 80% der Kläranlagen) - wenig Fremdwasser? - geringe Abwassertemperaturen? - hohe Mischwasserbeaufschlagungen? Stundenspitze ca. 2,5 mg/l über der 24h-Sammelprobe!

18 6. Stromverbräuche/Stromerzeugung Stromverbrauchsdaten seit 15 Jahren beim Landesverband BaWü! Stromverbrauch (kwh/a) relativ konstant, trotz unterschiedlicher Witterungsverhältnisse! D.h. wechselnde Wassermengen haben keinen großen Einfluss. spezifischer Stromverbrauch sinkt wegen gestiegener EW Eigenstromerzeugung deckt rd. 38 % des Stromverbrauches ab!

19 6. Stromverbräuche/Energiecheck Stromverbräuche sehr unterschiedlich! Allerdings: verfahrenstechnische Ausstattung sehr unterschiedlich! Je kleiner die Kläranlage um so höher der Stromverbrauch (absoluter Verbrauch im Vergleich aber eher gering!) spez. Stromverbräuche von 894 Anlagen

20 6. Stromverbräuche/Energiecheck spez. Stromverbräuche von 894 Anlagen Belebungsanlagen ohne simultaner Schlammstabilisation

21 5. Stromverbräuche/Energiecheck ~16 ~12 Belebungsanlagen mit simultaner Schlammstabilisation Belebungsanlagen ohne simultaner Schlammstabilisation

22 5. Stromverbräuche/Energiecheck Medianwerte?? Gesamtstromverbrauch und Stromverbrauch der Belüftung bei Anlagen mit simultaner aerober Schlammstabilisation geringfügig höher!

23 5. Gasanfall/Energiecheck ~21 ~ Anlagen, davon 166 Anlagen ohne Co-Vergärung

24 5. Gasanfall/Energiecheck mit Co-Vergärung ab GK3; Median 29,9 L/(E*d) unplausibel? ~21 ~24 ~30 ~ Anlagen, davon 166 Anlagen ohne Co-Vergärung Ermittlung der ots-fracht zum Faulbehälter/ repräsentative Probenahme??

25 6. Stromerzeugung/Energiecheck unplausibel? Wirkungsgrad der Stromerzeugung zwischen 15% bis 45% (höhere Werte unplausibel?). Wirkungsgrad nimmt mit der Anschlussgröße ab. derzeit techn. machbar bis ca. 40%? ~27 ~35

26 7. Zusammenfassung 1) Anzahl der Kläranlagen nimmt weiter ab, qualitative Ausstattung steigt weiter an! 2) behandelte Wassermengen gestiegen durch mehr Regenwasser und Fremdwasser! Der Fremdwasseranteil steigt auf 45 % 3) Überwiegende Anzahl der Kläranlagen wird in der Praxis mit sehr hohen Mischwasserzuflüssen beaufschlagt! 4) Stromverbräuche sehr unterschiedlich und z.t. auf hohem Niveau. Größere Kläranlagen haben geringere Verbräuche und höhere Eigenstromerzeugung! 5) Stromverbrauch für die Belüftung bei rd. 12 kwh/(e*a) bei Belebungsanlagen ohne simultaner Schlammstabilisation und bei rd. 15 kwh/(e*a) mit aerober Schlammstabilisation. 6) Spezifischer Gasanfall bei rd. 21L/(E*a) und 500 L/(kg ots); große Schwankungsbreite! 7) Wirkungsgrad Faulgasverstromung rd. 28% (GK4) und rd. 35% (GK5).

27 7. Zusammenfassung /Ausblick Weiterentwicklung Leistungsvergleich: a) Energiecheck: Stromverbrauch der Belüftung Faulgasanfall / Effizienz Faulgasverstromung organische Trockenmasse zur Faulung guter Auftakt! Plausibilität erhöhen! b) Ausblick: Jahresberichte incl. Energiecheck für die Betreiber? c) Ausblick: Umstellung auf frachtgewichtete Kennwerte (mit der bisherigen Methode arithmetisches Mittel werden Konzentrationen überschätzt, insbesondere im Zulauf) Ziele im Auge behalten:! Eigenverantwortlichkeit und Kritikfähigkeit des Betriebspersonals stärken. Motivation und Ansporn für bestmöglichen Betrieb. Information für Politik und Bevölkerung. Nutzen für die Betreiber steigern! Arbeit unterstützen!

28 Herzlichen Dank für die Mitwirkung beim Leistungsvergleich! für das Engagement in den Nachbarschaften! für den persönlichen Einsatz über die beruflichen Verpflichtungen hinaus!

29 Lehrer-Obmann-Tag Kennwerte und Abbaugrad Betriebsjahr t/a t/a 808 t/a P ges im Ablauf = 0,36 mg/l bei 0,30 mg/l ca. 64 t/a P ges im Ablauf = 0,43 mg/l bei 0,40 mg/l ca. 80 t/a P ges im Ablauf = 0,68 mg/l bei 0,50 mg/l ca. 28 t/a P ges im Ablauf = 1,46 mg/l bei 0,60 mg/l ca. 72 t/a P ges im Ablauf = 2,02 mg/l

30 Lehrer-Obmann-Tag Kennwerte und Abbaugrad Betriebsjahr t/a t/a 808 t/a P ges im Ablauf = 0,36 mg/l bei 0,30 mg/l ca. 64 t/a P ges im Ablauf = 0,43 mg/l bei 0,40 mg/l ca. 80 t/a P ges im Ablauf = 0,68 mg/l bei 0,50 mg/l ca. 28 t/a P ges im Ablauf = 1,46 mg/l bei 0,60 mg/l ca. 72 t/a P ges im Ablauf = 2,02 mg/l

31 3. Kennwerte und Abbaugrad Leistungsvergleich 2015