Erläuterungsbericht. Bauentwurf vom 31 März 2017

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2 Unterlage 1 Erläuterungsbericht Bauentwurf vom 31 März 2017 Abwasseranlage Emskirchen Wasserrechtsverfahren Gemeindewerke Emskirchen Kläranlage Emskirchen Aufgestellt und genehmigt:

3 Inhalt 1. Vorhabensträger Vorbemerkung Name und Sitz des Vorhabensträgers Abwassersatzung der Marktgemeinde Emskirchen Veranlassung, Zweck und Ergebnis des Vorhabens Veranlassung der Maßnahme Umfang der Antragsunterlagen Ausbaugröße der bestehenden Anlage sowie Auslastung Anforderungen an die Kläranlage sowie Ausgangswerte zur Bemessung Zukünftige Anforderungen an die Kläranlage Emskirchen Bestehende Verhältnisse Räumliche Lage / verkehrstechnische Anbindung Bestehender Flächennutzungsplan Gemeindestruktur / Fremdenverkehr Bestehende Trinkwasserversorgung Verwendete Arbeits- und Merkblätter zu den einschlägigen Nachweisen Jahresniederschlag; Niederschlagsmenge Bestehende / geplante Abwasseranlage Trinkwasserverbrauch Bodenkundliche Grundlagen Gewässerbenutzungen Lage und Beschreibung des Vorhabens Lage der Kläranlage Beschreibung der Anlage Bauwerke der Kläranlage Art und Umfang des Vorhabens Abwasseruntersuchung - Kläranlagenaufzeichnungen Fremdwasser Prognose und zukünftige Kläranlagengröße Zukünftige Entwicklung: Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 2 von 23

4 6.2 Ausblick Rechtsverhältnisse Notwendige öffentliche Verfahren Beweissicherungsverfahren Unterhaltspflicht des Vorflutgrabens Privatrechtliche Regelungengen Kostenzusammenstellung Kläranlage Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 3 von 23

5 1. Vorhabensträger 1.1 Vorbemerkung Die Kläranlage Emskirchen ist Teil der zugehörigen Abwasseranlagen Marktgemeinde Emskirchen. Betreiber der Anlagen sind die Gemeindewerke Emskirchen. Aufgrund der auslaufenden wasserrechtlichen Erlaubnis wird die Anlage einschließlich der Ortskanalisation neu überrechnet. Mit dem WWA Ansbach wurde besprochen, dass das Wasserrechtsverfahren der Kläranlage getrennt zur Ortskanalisation im separaten Verfahren durchgeführt werden kann. Mit dem Entwurf vom 31 März 2017, wird die Kläranlage für die Einleitung in die mittlere Aurach überprüft und neu berechnet. Gemäß Anhang 1 der AbwV unterliegt die Anlage bei der bestehenden Ausbaugröße der Größenklasse 3 mit 7500 EW. Dies wurde mit der Überrechnung vom16.dezember 2012 nachgewiesen, siehe hierzu Anlage 2d zur hydraulischen Überrechnung. Aurach Markt Emskirchen Kläranlage Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 4 von 23

6 1.2 Name und Sitz des Vorhabensträgers Vorhabensträger dieser Maßnahme sind die Gemeindewerke Emskirchen, Landkreis Neustadt / Aisch Bad Windsheim mit folgender Anschrift: Gemeindewerke Emskirchen Erlanger Str Emskrichen 1.3 Abwassersatzung der Marktgemeinde Emskirchen Die Marktgemeinde Emskirchen, vertreten durch die Gemeindewerke Emskirchen, besitzt eine rechtsgültige Abwassersatzung. 2. Veranlassung, Zweck und Ergebnis des Vorhabens 2.1 Veranlassung der Maßnahme Mit dem vorliegendem Entwurf, vom 31 März 2017, beantragten die Gemeindewerke Emskirchen das Wasserrechtsverfahren (gehobene Erlaubnis nach 15 WHG) der vorhandenen Abwasseranlage Ortsteil Emskirchen. Der Tag der Antragstellung für die wasserrechtliche Erlaubnis der Abwasseranlage Emskirchen ist der. 2.2 Umfang der Antragsunterlagen Unterlagenverzeichnis Unterlage 1 Erläuterungsbericht nach 5 WPBV Unterlage 2 Hydraulische Berechnung mit Anhang und Auswertung Unterlage 3a Übersichtskarte nach 6 WPBV M = 1: Unterlage 3b Übersichtslageplan nach 7 WPBV M = 1:10000 Unterlage 4 Betriebstagebuch der Kläranlage Unterlage 4 Bestandlageplan der Kläranlage M = 1: 100; 250 Unterlage 6 Bestandslängsschnitte der Kläranlage, Auslauf M = 1:250/ 100 Unterlage 8 Bestandspläne der Kläranlage M = 1:100, 50 Unterlage 9 Verzeichnis der Einleitungen nach REWA Stand 01/2005 Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 5 von 23

7 Der Umfang der Unterlagen wurde mit dem zuständigen Wasserwirtschaftsamt Ansbach abgesprochen. Es sind folgende Unterlagen für den Nachweis nach dem Arbeitsblatt 131 vorzulegen: Erläuterungsbericht. zukünftige Ausbaugröße der Kläranlage Emskirchen. Bemessung der Kläranlage nach den einschlägigen DWA Arbeits- und Merkblättern, siehe hierzu Pkt. 3.5, sowie den Merkblättern des Bayerischen Landesamtes für Umwelt. Durchführung der Bemessung nach den oben genannten Richtlinien unter Verwendung eines Bemessungsprogrammes für Kläranlagen (Belebungs-Expert). 2.3 Ausbaugröße der bestehenden Anlage sowie Auslastung Die bestehende Ausbaugröße der Kläranlage Emskirchen beträgt EW. Dies wurde durch die Überrechnung der Kläranlage mit Datum vom nachgewiesen. Die Überrechnung der Kläranlage, mit Anschluss der Ortsteile Elgersdorf und Gunzendorf, liegt als Anhang dem Erläuterungsbericht bei. Durch die Überrechnung der bestehenden Kläranlage mit allen seinen Anlagenteilen ist eine maximale Belastung von EW erreichbar. Dadurch ändert sich die Größenklasse der Kläranlage von GK 2 (bis 300 kg/d BSB5 roh) auf GK 3 bis 600 kg/d BSB5 roh). Der zum Zeitpunkt der Beantragung des Wasserrechtes beantragte Anschlusswert von 5000EW (Größenklasse 2) ist nach den Erhebungen nach Groche zum jetzigen Zeitpunkt mit ca. 90% ausgereizt. 2.4 Anforderungen an die Kläranlage sowie Ausgangswerte zur Bemessung Die gegenwärtigen Anforderungen an die Ablaufwerte der Kläranlage sind: Ausbau und Betrieb mit Nitrifikation und Denitrifikation sowie simultane aerobe Schlammstabilisierung und Phosphor - Simultanfällung. Anforderungswerte nach Wasserrechtsbescheid vom Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB) Biochemischer Sauerstoffbedarf (BSB 5 ) Ammonium Stickstoff (NH 4 -N) v Stickstoff gesamt (N ges ) Phosphor gesamt (P ges ) 75 mg/l 15 mg/l 5 mg/l 18 mg/l 2 mg/l Abfiltrierbare Stoffe 20 Nach gültigem Bescheid vom beatragten die Gemeindewerke Emskirchen strenger Ablaufwerte. Diese werden bei der Überprüfung der Anlage nicht herangezogen. Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 6 von 23

8 2.5 Zukünftige Anforderungen an die Kläranlage Emskirchen Die Mindestanforderungen an die Ablaufwerte der Kläranlage sind: Chemischer Sauerstoffbedarf: CSB 75 mg/l Biochemischer Sauerstoffbedarf: BSB 5 15 mg/l Ammoniumstickstoff: NH 4 -N 5 mg/l Gesamtstickstoff im Ablauf Nges. 18 mg/l Maßgebend sind die Überwachungswerte entsprechend der Erklärung des Einleiters. Für Ammoniumstickstoff und Stickstoff gesamt sind die Ablaufwerte der Kläranlage Emskirchen für den Zeitraum vom 01. Mai bis 30. Oktober einzuhalten. Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 7 von 23

9 3. Bestehende Verhältnisse 3.1 Räumliche Lage / verkehrstechnische Anbindung Die Marktgemeinde Emskirchen liegt ca. 15 km westlich der Stadt Herzogenaurach im Landkreis Neustadt/A.- Bad Windsheim. Der Kläranlagenstandort befindet sich im östlichen Bereich, außerhalb des Marktes, direkt am Wasserlauf der mittleren Aurach. Kläranlage Abbildung 1: Marktgemeinde Emskirchen, Kläranlage 3.2 Bestehender Flächennutzungsplan Die Marktgemeinde Emskirchen besitzt für ihr gesamtes Gemeindegebiet einen Flächennutzungsplan der von den Gemeinderäten am beschlossen und somit rechtsgültig ist. 3.3 Gemeindestruktur / Fremdenverkehr Im Markt Emskirchen sind zum Zeitpunkt der Antragstellung Einwohner gemeldet. An die gemeindliche Kläranlage sind zum Zeitpunkt der Antragstellung (2017) Einwohner angeschlossen, siehe dazu nachstehende Auflistung. Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 8 von 23

10 In der nachfolgenden Auflistung sind die Einwohnerzahlen von 2016 bis 2011 nach Betriebstagebuch der Kläranlage aufgelistet: Einwohner an die Kläranlage angeschlossen Einwohner an die Kläranlage angeschlossen Einwohner an die Kläranlage angeschlossen Einwohner an die Kläranlage angeschlossen Einwohner an die Kläranlage angeschlossen Einwohner an die Kläranlage angeschlossen Folgend Ortsteile mit den zugehörigen Einwohnern sind zur Antragsstellung 2017 an die Kläranlage angeschlossen: - Altschauerberg 42 E - Neuschaurberg 74 E - Bottenbach 39 E - Emskirchen Hauptort 3348 E - Flugshof 83 E - Rennhofen 114 E Gesamt 3700 E Aus Gewerbegebietsbetrieb nach Erhebungen Gesamtanschluss nach Einwohnermeldebehörde 500 EW EW Dies deckt sich mit dem im Betriebsbuch der Kläranlage ausgewiesenen Einwohnerwerten. Es wird davon ausgegangen, dass in den nächsten Jahren mit keinem übermäßigen Anstieg der Bevölkerung zu rechnen ist. Eine geringe Zunahme der Einwohner erfolgt durch Baugebietsausweisung und Baulückenerschließung. Diese kann für den Zentralort auf ca. 150 E beziffert werden. Eine Prognose aus den Gewerbegebieten zu ziehen, bezogen auf dem Zuwachs der Einwohnergleichwerte, ist momentan nicht genau möglich. Aus vergleichbaren Vergangenheitszahlen der letzten 10 Jahre, kann mit ca. 100 EW gerechnet werden. Unter Berücksichtigung der zur laufenden Anschlussarbeiten für die Ortsteile Elgersdorf und Gunzendorf werden im Jahr 2017 noch ca. 220 EW zusätzlich angeschlossen. Im Konzept zur Bemessung sollte noch der Ortsteil Brunn und Hohholz bei einem möglichen Anschluss berücksichtigt werden. Zurzeit sind hier 620 EW gemeldet. Bedeutsame abwasserintensive oder belastende Industrie- oder Gewerbebetriebe sind im Einzugsbereich der Kläranlage nicht angesiedelt. Der Fremdenverkehr spielt im Markt Emskirchen eine untergeordnete Rolle. Saisonale Einflüsse, welche sich auch auf die Kläranlage auswirken können, sind hier nicht vorhanden. Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 9 von 23

11 Prognose: - Anschlusszahl E - Aus zusätzliche Baugebiete 150 E - Aus Anschluss Elgersdorf und Gunzendorf 220 E - Aus Gewerbegebietszuwachs 100 E - Aus Anschluss Brunn und Hoholz 620 E Prognose E Insgesamt kann prognostiziert werden, dass für den Zeitraum des Wasserrechtes eine Anschlusszahl von E erreicht werden können. Die Kläranlage ist auf 7500E ausgelegt, und somit für die Aufnahme der Prognosezahl ausreichend ausgelegt 3.4 Bestehende Trinkwasserversorgung Die Marktgemeinde Emskirchen hat eine eigene Trinkwasserversorgungsanlage. Lieferant ist die Fernwasserversorgung Franken (FWF). Betreiber der Anlage sind die Gemeindewerke Emskirchen. 3.5 Verwendete Arbeits- und Merkblätter zu den einschlägigen Nachweisen ATV-DVWK A 198 vom April 2003; Vereinheitlichung und Herleitung von Bemessungs-parametern für Abwasseranlagen ATV-DVWK A 131 vom Mai 2000; Bemessung von einstufigen Belebungsanlagen Merkblatt Nr. 4.4/12 vom 21. Juli 2011; Bemessung, Begutachtung und Beratung beim Ausbau von Kläranlagen Merkblatt Nr. 4.4/22 vom 01. Oktober 2008; Anforderungen an Einleitungen von häuslichem und kommunalem Abwasser, sowie an Einleitungen aus Kanalisationen. 3.6 Jahresniederschlag; Niederschlagsmenge Durch eine Messstelle in unmittelbarer Umgebung, die sich in der Gemeinde Wilhelmsdorf befindet, wurden folgende Jahresniederschlagsmengen gemessen mm mm mm mm mm mm Ein Nachweis des Trockenwetterzuflusses im Vergleich zum Niederschlag erfolgt nicht. Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 10 von 23

12 3.7 Bestehende / geplante Abwasseranlage Das Entwässerungsnetz besteht zu einem großen Teil aus dem Mischsystem. Neuere Baugebiete wurden bzw. werden im Trennsystem erstellt. Weiterhin befinden sich im Entwässerungsnetz, Pumpwerk sowie Speicher und Entlastungsbecken. Der Nachweis er Ortsentwässerung erfolgt im eigenständigen Entwurf. 3.8 Trinkwasserverbrauch Trinkwasserverbrauch einschließlich der angeschlossenen Ortsteile an der Kläranlage Täglicher Wasserverbrauch Nach hydraulischer Berechnung unter Pkt. 1.4 ist ein Wasserverbrauch von 100l/(E*d) als angemessen anzusehen. Der Wasserverbrauch bezieht zum größten Teil auf dem Frischeasserverkauf. Der Nachweis erfolgt im Anhang 2c der Unterlage 2. Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 11 von 23

13 3.9 Bodenkundliche Grundlagen Im Bereich der bestehenden Kläranlage Emskirchen wurden Bodenprofile entnommen. Durch die Nähe des Ortsteiles Gunzendorf können diese hier übernommen werden. Die Bohrpfahlbohrung wurde von der Firma Bögl im Zuge der Erbauung der neuen Bahnbrücke erstellt. Durchwegs besteht der Boden, im Bereich bis 4,00 m Tiefe, aus Schwemmlehm durchsetzt,mit steinigem Material. Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 12 von 23

14 3.10 Gewässerbenutzungen Das gereinigte Abwasser der Kläranlage Emskirchen wird in die mittler Aurach eingeleitet. Die mittlere Aurach (Gewässer II. Ordnung) hat folgende gewässerspezifischen Daten: Einzugsgebiet im Bereich der Kläranlage A EO = 10,0 km² Mittlerer Niedrigwasserabfluss MNQ = 10 l/s Jährlicher Hochwasserabfluss bei Gunzendorf HQ 1 = 5,7 m³/s Hundertjähriger Hochwasserabfluss bei Gunzendorf HQ 100 = 42 m³/s Einleitungsstelle Kläranlage Emskirchen Flur-Nr. 759 der Gemarkung Emskirchen. Die Einleitungsstelle hat die Koordinaten: x = ,66 m ü. NN Y = ,10 m ü. NN Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 13 von 23

15 4. Lage und Beschreibung des Vorhabens 4.1 Lage der Kläranlage Die Kläranlage Emskirchen befindet sich auf der Fl.- Nr. 759 der Gemarkung Emskirchen 4.2 Beschreibung der Anlage Schreiber Kläranlage: Die eigentliche Anlage beginnt mit dem Rohwasserpumpwerk, der den Betriebspunkt der Kläranlage kennzeichnet. Von hier aus, fliest das Abwasser über die Rechenanlage mit dem nachgeschalteten Sandfang bis zum Belebungsbecken. Das Nachklärbecken einschließlich der Venturi Meßrinne vervollständigen die Anlage. Der auf der Übersicht angelegte Schönungsteich wird aufgelassen. Über eine Rohrleitung wird das gereinigte Abwasser der mittleren Aurach direkt zugeführt. Auf der Kläranlage ist ein Betriebsgebäude vorhanden. Das Gebäude ist mit einem Labor zur Auswertung der genommenen Abwasserproben ausgestattet. Des W6weiteren sind im westlichen Teil der Kläranlage drei Schlammsilos vorhanden. Die Abfuhr des Klärschlammes erfolgt zweimal jährlich durch einen Subunternehmer. Das anfallende Schlammwasser wird vor dem Betriebspunkt über einen vorhandenen Abwasserschacht eingeleitet. Der Rücklaufschlamm wird unmittelbar vor dem Belebungsbecken über eine Schneckenpumpe im Kreislauf der Kläranlage eingeleitet. Bei Probenentnahmen vor dem Belebungsbecken, wird die Zuführung des Rücklaufschlammes rechtzeitig unterbrochen, so dass hier keine Fehlmessungen erfolgen können. Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 14 von 23

16 4.3 Bauwerke der Kläranlage Rohwasserpumpwerk (Zulauf Kläranlage) zwei Rohr-Schneckenpumpen mit jeweils 25 l/s Fördermenge Rechen mit Rechengutpresse Gerinnebreite 50 cm, mechanischer Feinrechen mit Rechenguträumung und Rechengut Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 15 von 23

17 presse Belüfteter Sand- und Fettfang Sandfanglänge 20 m, Kammerbreite 1,0 m, Fettkammerbreite 0,8 m, Sandsammelrinne 1,60 m³ Belebungsbecken (System Firma Schreiber) Durchmesser 24 m, Wassertiefe 4 m, Volumen m³ Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 16 von 23

18 Nachklärbecken Rundbecken mit Rundräumer, Durchmesser 20 m, Wassertiefe 3,70 m, Volumen m³, Wasserfläche 314 m² Rücklaufschlammpumpwerk mit Eindicker Rohrschneckenpumpe mit einer max. Fördermenge von 60 l/s, Volumen Eindicker 40 m³ Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 17 von 23

19 Ablaufmessung (Venturi) Ablaufmessung (Venturi) der Kläranlage mit Probeentnahmegerät im Hintergrund Schlammstapelbehälter (3 Stück) insgesamt 3 Behälter mit 2 * 500 m³ (Durchmesser 12m, Füllhöhe 4,40 m) und umgebautes Klärwerk mit 1 * 500 m³, also insgesamt m³ Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 18 von 23

20 Schönungsteich kein Bild, da hier nicht relevant (Wasserfläche m²) Das gereinigte Abwasser durchfließt den Schönungsteich. Die Ablaufmessung der Kläranlage erfolgt vor dem Schönungsteich im Anschluss nach dem Nachklärbecken. Um eine Verbesserung der Ablaufwerte zu erzielen, wird vor dem Schönungsteich gemessen. Der Schönungsteich wird aufgelassen und das Abwasser direkt zur mittleren Aurach geführt. Betriebsgebäude Mit Schaltwarte, Labor, Umkleide/Dusche, WC, Aufenthaltsraum, Werkstatt, Gebläsestation (2 Gebläse mit 720 m³/h, siehe Punkt 8. Belüftung / Belebungsbecken) und P-Fällung (Fällmitteltank V = 20 m³, Fällmittel: Eisenaluminiumchlorid) kein Bild, da hier nicht relevant. Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 19 von 23

21 5. Art und Umfang des Vorhabens 5.1 Abwasseruntersuchung - Kläranlagenaufzeichnungen Infolge des Betriebsbuches mit den aufgezeichneten Daten werden zur Überrechnung und Bemessung der Kläranlage folgende Grunddaten herangezogen: biologischer Sauerstoffverbrauch BSB 5, chemischer Sauerstoffverbrauch CSB, Leitfähigkeit, ph-wert, tägliche Abwassermenge (Schmutz- und Fremdwasser) Folgende Ergebnisse liegen vor: Die Auswertung erfolgte nach Groche mit der 85% Fraktile: Belastung BSB 5 : EW Q d (4.182 EW) = 663 m³/d Q f = 259 m³/d BSB kg/d CSB 424 kg/d gel. CSB 297 kg/d TKN 46 kg/d NH 4 -N 32 kg/d abfilt. Stoffe 293 kg/d Nitratstickstoff 0 kg/d Phosphor 7 kg/d Säurekapazität 6 mmol/ l Die Auswertung ergab eine Kläranlagenbelastung von 251 kg BSB 5 /d (4.281 E 60 ), wobei 85% aller Werte unterhalb der 4182 E liegen (85% Wert nach Groche). Die Leitfähigkeit wurde im Mittel mit 1.100µS/cm gemessen. Der ph-wert im Zulauf der Kläranlage wurde im Mittel mit rund 8,00 gemessen. Der minimale Wert wurde mit 7,0, der maximale Wert mit 9,00 gemessen. Alle Werte befinden sich im Bereich zwischen 6,5 und 9. Der Trockenwetterzulauf (Schmutz- und Fremdwasser) liegt im Mittel bei rund 663 m³ pro Tag. Der Zufluss wird über die automatische Messanlage gemessen. Der Mittelwert des Fremdwassers beträgt ca. 39 %. Der Fremdwasseranteil im Abwasser unterliegt im Jahresverlauf gewissen Schwankungen. Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 20 von 23

22 Nachweis der CSB, BSB 5 und TKN Verhältnisse: CSB / BSB 5 : 2,15 Empfehlung: ~ 2 TKN / BSB 5 : Vorhanden: 43,2 / 314,1 ~ 0,14 Empfehlung: 0,25 Der angegebene Wert ist aus Stichproben des letzten Jahres ermittelt worden. Der TKN wurde nicht regelmäßig gemessen. Die Kriterien werden eingehalten. 5.4 Fremdwasser Die Ermittlung des gemessenen Fremdwassers auf der Kläranlage beträgt im Mittelwert ca. 17 %. Im Vergleich zum Frischwasserverbrauch werden rechnerisch 39% ermittelt. Dieser Wert geht in die hydraulische Berechnung ein. 6. Prognose und zukünftige Kläranlagengröße 6.1 Zukünftige Entwicklung: Die zukünftige Kläranlagenbelastung, hochgerechnet auf EW, wurde über die ermittelte aktuelle Kläranlagenbelastung im Verhältnis von derzeit rund EW auf EW hochgerechnet: Ausbaugröße EW Q d (3.318 EW) = 332 m³/d Gesamt Q d (7.500 EW) = 995 m³/d BSB kg/d CSB 760 kg/d gel. CSB 532 kg/d TKN 82 kg/d NH 4 -N 57 kg/d abfilt. Stoffe 525 kg/d Nitratstickstoff 0 kg/d Phosphor 13 kg/d Säurekapazität EW EW = EW 6 mmol/ l EW * 100 l/ew*d = 330 m³/d Trinkwasser (Frischwasserbezug / Prognose) Gesamtzuflussmenge bei EW: Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 21 von 23

23 6.2 Ausblick Auf der Grundlage der durchgeführten Berechnungen und der angenommen weiteren Entwicklung der Marktgemeinde Emskirchen für die nächsten 15 bis 25, im Mittel 20 Jahre, ist die Kläranlage Emskirchen für eine maximale Belastung von EW ausgebaut. Es können zum Zeitpunkt der Erstellung des Wasserrechtes noch ca E angeschlossen werden. Der maximale Mischwasserzufluss zur Kläranlage ist auf 50 l/s gegrenzt. Siehe hierzu Pkt. 1.5 der hydraulischen Berechnung. Auflistung: Mischwasserzufluss aus Bestand Q m =41,3 l/s Anschluss Gunzendorf Q m =0,35 l/s Anschluss Brunn Hoholz 620 E ca. Q m = 8 10 l/s Hinweis: Bei Anschluss der Ortsteile Brunn/ Hohholz (Direktanschluss) ist bei der Berechnung der Mischwasserrückhaltung im Ortsnetz Emskirchen nach ATV A128 auf die max. Abflussmenge zu achten. Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 22 von 23

24 - 7. Rechtsverhältnisse 7.1 Notwendige öffentliche Verfahren Für den vorliegenden Entwurf wird von der Marktgemeinde Emskirchen die gehobene Erlaubnis, nach 15 WHG, zum Einleiten von geklärtem Abwasser aus Mischwasserkanälen aus dem Einzugsgebiet in den Vorfluter, beantragt. 7.2 Beweissicherungsverfahren Entfällt 7.3 Unterhaltspflicht des Vorflutgrabens Die Unterhaltspflicht des Vorflutgrabens obliegt der Marktgemeinde Emskirchen. 7.4 Privatrechtliche Regelungengen Entfallen. 8. Kostenzusammenstellung Kläranlage Die Erneuerung eine Sandwaschanlage kann mit ca ,00 beziffert werden. Ingenieurbüro Hans Eichler, 31. März Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 23 von 23

25 Unterlage 2 Hydraulische Berechnung Bauentwurf vom 31 März 2017 Abwasseranlage Emskirchen Wasserrechtsverfahren Gemeindewerke Emskirchen Kläranlage Emskirchen Aufgestellt und genehmigt:

26 Inhalt 1. Überrechnung der Kläranlage Emskirchen Anforderungen an die Kläranlage, Ausgangswerte zur Bemessung Verwendete Arbeits- und Merkblätter zu den Nachweisen Auswertung des Betriebstagebuches der Kläranlage Bestandswerte der Kläranlage Emskirchen Zukünftige Entwicklung, Hochrechnung auf EW Zukünftige Kläranlagebelastung (Frachten), Hochrechnung auf EW: Überrechnung Belüftung / EW Überrechnung Belebungsanlage EW Überschussschlammanfall Zusammenfassung Anlage Berechnung Belebungsbecken durch Firma Schreiber...22 Anlagen: Anlage 2a Nachweise nach ATV A 131 Anlage 2b Auswertung nach Groche Anlage 2c Fremdwasserauswertung und Einwohnerverzeichnis 2016 Anlage 2d Überrechnung der Kläranlage vom Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 2 von 23

27 1. Überrechnung der Kläranlage Emskirchen 1.1 Anforderungen an die Kläranlage, Ausgangswerte zur Bemessung Die gegenwärtigen Anforderungen an die Ablaufwerte der Kläranlage sind: Ausbau EW EW Zulauf BSB 5 -Fracht 300 kg/d Fracht je Einwohner 60 g/e * d ph-wert min. 6,5 ph-wert max. 9 Trockenwetterzufluß Q t (l/s) 30 l/s Mischwasserzufluß Q m (l/s) 50 l/s wasserrechtliche Erlaubnis vom wasserrechtliche Erlaubnis bis Art der Durchflußmeßeinrichtung Venturi Oberer Meßbereich der Durchflußmeßeinrichtung 100 l/s Kanaleinzugsgebiet A EK (ha) Ortsentwässerung - A red Faktor q (0,3-0,5 l/s pro 1000 EW) für Fremdwasserabzug 0,3 Grenzwert Fremdwasseranteil 25 % CSB-Bemessungsschmutzfracht 600 kg/d Ausbau und Betrieb mit Nitrifikation und Denitrifikation sowie simultane aerobe Schlammstabilisierung und Phosphor - Simultanfällung. Anforderungswerte nach Wasserrechtsbescheid vom Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB) Biochemischer Sauerstoffbedarf (BSB 5 ) Ammonium Stickstoff (NH 4 -N) v Stickstoff gesamt (N ges ) Phosphor gesamt (P ges ) Abfiltrierbare Stoffe 75 mg/l 15 mg/l 5 mg/l 18 mg/l 2 mg/l 20 mg/l Nach gültigem Bescheid vom beantragten die Gemeindewerke Emskirchen strengere Ablaufwerte. Diese Werte werden bei der Überprüfung der Anlage nicht herangezogen. Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 3 von 23

28 Anforderungswerte nach AbwV Anhang 1 Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 4 von 23

29 1.2 Verwendete Arbeits- und Merkblätter zu den Nachweisen ATV-DVWK - A 198 vom April 2003; Vereinheitlichung und Herleitung von Bemessungsparametern für Abwasseranlagen ATV-DVWK - A 131 vom Juni 2016; Bemessung von einstufigen Belebungsanlagen Merkblatt Nr. 4.4/12 vom 21. Juli 2011; Bemessung, Begutachtung und Beratung beim Ausbau von Kläranlagen Merkblatt Nr. 4.4/22 vom Februar 2013; Anforderungen an Einleitungen von häuslichem und kommunalem Abwasser, sowie an Einleitungen aus Kanalisationen 1.3 Auswertung des Betriebstagebuches der Kläranlage Für die Auswertung der Betriebsdaten wurde das Betriebstagebuch der Kläranlage Emskirchen herangezogen. Die Auswertungen der benötigten Parameter erfolgte tabellarisch nach Groche (85% Wert). Weiterhin wurde das neue Arbeitsblatt 131 für die Berechnung und Nachrechnung von Belebungsanlagen (Durchflussanlage), hier mit Schlammstabilisierung berücksichtigt. Fehlende Werte oder Parameter im Betriebsbuch wurden durch Literaturwerte ergänzt. 1.4 Bestandswerte der Kläranlage Emskirchen Fremdwasser: Fremdwasser wird über die Jahresschmutzwassermenge und der verkauften Trinkwassermenge ermittelt. In der Trinkwassermenge sind die natürlichen Einwohner sowie Industrie und Gewerbe mit enthalten. mittlere Jahresschmutzwassermenge der Jahre : mittlerer Trinkwasserbezug der Jahre : m³/a m³/a mittlere Fremdwassermenge der Jahre : 3,11 l/s, gerundet somit ca. 3,0 l/s Nachweis: ( m³/a / m³/a) / 365d / 86,4 = 3,11 l/s ~ 3,0 l/s vorhandene Zulaufmenge: Q t = 663 m³/d (aus beiliegender Groche Auswertung, Mittelwert) Fremdwasseranteil: 3,0 l/s * 86,4 / 663 m³/d = 39% Fremdwasseranteil ca. 39% Q f = 3,0 l/s = 259 m³/d Schmutzwasser: Q s = 663 m³/d 259 m³/d = 404 m³/d angeschlossene Einwohner lt. Groche Auswertung über den Frachtanteil: EW auf BSB 5 Basis Q s = 404 m³/d / EW = 96,6 l/ew*d ~ 100 l/ew*d incl. Industrie und Gewerbe. Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 5 von 23

30 1.5 Zukünftige Entwicklung, Hochrechnung auf EW vorhandene Kläranlagenbelastung (85% Wert nach Groche): EW Ausbaugröße der Kläranlage: EW möglicher Zuwachs an natürlichen Einwohnern, Industrie und Gewerbe: EW Daraus resutierende zukünftige Kläranlagenbelastung: Q t = 663 m³/d (aktuelle Zulaufmenge) Q s = 404 m³/d und Q f = 259 m³/d Hochrechnung auf EW: EW * 100 l/ew*d = 331,8 m³/d ~ 332 m³/d Täglicher Trockenwetterzufluss: Q s(7.500 EW) = 404 m³/d m³/d = 736 m³/s Q f = 259 m³/d (Fremdwassermenge bleibt gleich) Q t = 736 m³/d m³/d = 995 m³/d Mischwasserzufluss zur Kläranlage: f s, am = 4,5 bis 7,5 gemäß Bild 1, Arbeitsblatt 198 Q s = 736 m³/s = 8,52 l/s Q f = 3,0 l/s Q m (fs = 4,5) = 4,5 * 8,52 l/s + 3,0 l/s = 41,3 l/s Q m (fs = 7,5) = 7,5 * 8,52 l/s + 3,0 l/s = 66,9 l/s Gewählt Q m (fs = 4,5) = 4,5 * 8,52 l/s + 3,0 l/s = 41,3 l/s ~ 45 l/s < 50 l/s (180 m³/h) Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 6 von 23

31 Spitzenzufluss zur Kläranlage: Spitzenzufluss Q 2h.max max. Q 2h = 18,72 l/s max. Q 2h = 67,39 m³/h Q s = 9 l/s Q f = 3,0 l/s x = 13 h/d Gewählter zukünftiger Spitzenzufluss (Q max.2h ) zur Kläranlage: 70 m³/h 1.6 Zukünftige Kläranlagebelastung (Frachten), Hochrechnung auf EW: aktueller Bestand mit EW: Belastung BSB 5 : EW Q d (4.182 EW) = 663 m³/d Q f = 259 m³/d BSB kg/d CSB 424 kg/d gel. CSB 297 kg/d TKN 46 kg/d NH 4 -N 32 kg/d abfilt. Stoffe 293 kg/d Nitratstickstoff 0 kg/d Phosphor 7 kg/d Säurekapazität 6 mmol/l Die zukünftige Kläranlagenbelastung, hochgerechnet auf EW, wurde über die ermittelte aktuelle Kläranlagenbelastung im Verhältnis von derzeit rund EW auf EW hochgerechnet: Ausbaugröße EW Q d (3.318 EW) = 332 m³/d Gesamt Q d (7.500 EW) = 995 m³/d BSB kg/d CSB 760 kg/d gel. CSB 532 kg/d TKN 82 kg/d NH 4 -N 57 kg/d abfilt. Stoffe 525 kg/d Nitratstickstoff 0 kg/d Phosphor 13 kg/d Säurekapazität 6 mmol/l Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 7 von 23

32 2. Überrechnung Belüftung / EW Die Sauerstoffeintrags- und Belebungsbeckenberechnung erfolgte teilweise durch die Firma Schreiber, Langenhagen: Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 8 von 23

33 3. Überrechnung Belebungsanlage EW Anmerkung: Da keine Stoßfaktoren gemessen bzw. berechnet werden, werden die Stoßfaktoren der A 131 für den Sauerstoffverbrauch übernommen. Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 9 von 23

34 Überrechnung der Kläranlage Emskirchen mit EW und mit TS AB = 5,5 kg/m³ Lastfälle TS AB = 5,5 kg/m³, Temperatur: 12; 20; 10 C Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 10 von 23

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36 Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 12 von 23

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39 Überrechnung der Kläranlage Emskirchen mit EW und mit TS AB = 6,0 kg/m³ Lastfälle TS AB = 6,0 kg/m³, Temperatur: 12; 20; 10 C Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 15 von 23

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44 4. Überschussschlammanfall Die tägliche Schlammproduktion (ÜS d ) beträgt rund 400 kg/d für die beiden unterschiedlichen TS BB (5,5 bzw. 6 kg/m³). Der Feststoffanteil des Schlammes wird mit rund 0,7% angenommen. Die täglich anfallende Menge an Überschussschlamm (ÜS d ) beträgt für die Kläranlage Emskirchen: ÜS d ~ 400 kg/d (0,7% Feststoffgehalt) Bei 0,7% Feststoffgehalt (400 kg/d) beträgt der Wasseranteil ca. 99,3%. Dies entspricht einen ungefähren Wasseranteil von m³/d. Erfolgt eine Eindickung des Schlammes über den bestehenden Eindicker, so wird der Wassergehalt auf ca. 97% reduziert. Dies entspricht einem Feststoffgehalt von ca. 3%. Dies entspricht einen Schlammwasseranteil von ca m³/d und einen Feststoffanteil von ca. 400 kg/d (ca. 3%). Der eingedickte Überschussschlamm wird in die Stapelbecken gepumpt. In den Stapelbecken erfolgt weiterhin eine statische Eindickung des Schlammes. Das Trübwasser wird in bestimmten Abständen abgesaugt und dem Kläranlagenzulauf zugeleitet. Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 20 von 23

45 5. Zusammenfassung Die Sanierung der Kläranlage Emskirchen erfolgte im Jahr 1996 auf eine Ausbaugröße von EW. Zum damaligen Zeitpunkt wurde bereits das Belebungsbecken für eine Schmutzfracht von EW ausgelegt. Der Markt Emskirchen beabsichtigt kurzfristig verschiedene Gewerbe- und Baugebiete auszuweisen. Die Gemeindewerke Emskirchen haben die Absicht das volle Kontingent der Kläranlage auszuschöpfen, um für die geplanten Maßnahmen ausreichend Kapazitäten vorhalten zu können. Auf der Grundlage der vorhandenen Datenbasis erfolgte eine Analyse der aktuell bestehenden Kläranlagenbelastung. Die aktuelle Belastung wurde mit ca EW (85% Perzentilwert, nach Groche) ermittelt. Auf Basis der ermittelten Belastungswerte erfolgte eine Prognoseberechnung auf einen Anschlussgrad von EW. Die beiliegenden Berechnungen nach dem DWA Arbeitsblatt 131 zeigen, dass die Kläranlage in der Lage ist, die vermehrte hydraulische Belastung, sowie die zusätzliche Schmutzfracht von ca EW aufzunehmen. Die vorhandene Gebläseeinrichtung ist rechnerisch in der Lage den erforderlichen Sauerstoff in das Belebungsbecken einzutragen. Das vorhandene zweistrassige Schneckenpumpwerk mit einer Gesamtfördermenge von 2 * 25 l/s (180 m³/h) bedarf keiner Anpassung. Wie bereits erwähnt wurde das Belebungsbecken seinerzeit auf eine Schmutzfrachtbelastung von EW ausgebaut. Das Nachklärbecken ist ebenfalls in der Lage die erhöhten hydraulischen Belastungen für eine Ausbaugröße von bis zu EW aufzunehmen. Als Ergänzung befindet sich im Anhang noch eine Berechnung für das Belebungsbecken mit einer Ausbaugröße von EW, erstellt von der Firma Schreiber. Die Zusammenstellung der einzelnen Frachten erfolgte hier jedoch nur nach sogenannten Literaturwerten. Ingenieurbüro Hans Eichler Gemeindewerke Emskirchen Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 21 von 23

46 6. Anlage Berechnung Belebungsbecken durch Firma Schreiber Ausbaugröße Belebungsbecken: EW, Berechnung auf BSB - Basis Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße Aurachtal Seite 22 von 23

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48 - 1 - DWA-Regelwerk Projekt: Kläranlage Emskirchen, EW Belebungs-Expert Berechnung von einstufigen Belebungsanlagen nach dem DWA-Arbeitsblatt A131(2016) bearbeitet von: Hans Eichler berechnet am: Anlagenkonfiguration: Reinigungsziele: Belebungsbecken Nachklärung Denitrifikationsverfahren: intermittierende Denitrifikation Fällmittel: dreiwertiges Eisen Abbau des org. Kohlenstoffs Nitrifikation Denitrifikation Simultane aerobe Schlammstabilisierung Phosphor-Simultanfällung Nachklärung: Beckentyp Rundbecken, Strömung horizontal, Räumertyp Schildräumer Lastannahmen: Größenklasse: 760 kg CSB/d Berechnete Lastfälle: Lastfall 1: Bemessung Lastfall 3: Ermittlung des Sauerstoffbedarfs bei höchster Temperatur Lastfall 4: Sonderlastfall Zulaufmenge: Lastfall Abwassermenge Q d m 3 /d Zulaufkonzentrationen: Q t m 3 /h CSB C CSB,ZB mg/l Gelöster CSB S SCSB,ZB mg/l Abfiltrierbare Stoffe X TS,ZB mg/l Kjeldahl-Stickstoff C KN,ZB 82,4 82,4 82,4 mg/l Ammoniumstickstoff S NH4,ZB 57,3 57,3 57,3 mg/l Nitratstickstoff S NO3,ZB 0,0 0,0 0,0 mg/l Phosphor C P,ZB 13,1 13,1 13,1 mg/l Säurekapazität S KS,ZB 10,00 10,00 10,00 mmol/l Zulauffrachten: CSB B d,csb kg/d Gelöster CSB B d,scsb kg/d Abfiltrierbare Stoffe B d,xts kg/d Kjeldahl-Stickstoff B d,kn 82,0 82,0 82,0 kg/d Ammoniumstickstoff B d,nh4 57,0 57,0 57,0 kg/d Nitratstickstoff B d,no3 0,0 0,0 0,0 kg/d Phosphor B d,p 13,0 13,0 13,0 kg/d Emskirchen EW 2017 TSBB=5,5.gde BelebungsExpert Version 3.00

49 - 2 - Belebungsbecken, Lastfall 1: Temperatur im Belebungsbecken T 12,0 Grad C Stickstoffbilanz: Zulauf: C KN + S NO3 C N 82,4 mg/l im Schlamm gebunden X orgn,bm 6,9 mg/l Ammonium im Ablauf S NH4,AN 0,3 mg/l organischer Stickstoff im Ablauf S orgn,an 1,0 mg/l nitrifizierter Stickstoff S NO3,N 70,8 mg/l Nitrat im Ablauf (Sollwert) S NO3,AN 2,5 mg/l zu denitrifizierendes Nitrat S NO3,D 68,3 mg/l Gewählter Denitrifikationsanteil V D /V BB 0,52 - vorhandene Denitrifikationskapazität S NO3,D 68,2 mg/l denitrifiziertes Nitrat S NO3,D 68,2 mg/l Nitrat im Ablauf (vorhanden) S NO3,AN 2,5 mg/l Maximale Taktzeit t T 0,93 h Phosphorelimination: Phosphor im Zulauf C P,ZB 13,1 mg/l Im Schlamm gebunden (normale Aufnahme) X P,BM 3,8 mg/l Im Schlamm gebunden (erhöhte Aufnahme) X P,BioP 0,0 mg/l Phosphor im Ablauf (vorhanden) S PO4,AN 1,0 mg/l Phosphor im Ablauf (Sollwert) S PO4,AN 1,0 mg/l gefällter Phosphor X P,Fäll 8,2 mg/l Fällmittel: Dreiwertiges Eisen Fällmittelbedarf FM 22,2 kg Me/d Schlammtrockensubstanz im Belebungsbecken: Zulässige Schlammtrockensubstanz im Ablauf BB TS AB 4,20 kg/m 3 Gewählte Schlammtrockensubstanz im Ablauf BB TS AB 5,50 kg/m 3 Schlammalter und Belastungskennwerte: Erforderliches Schlammalter erf.t TS 25,0 d Erforderliches Volumen V BB 1752 m 3 Gewähltes Volumen V BB 1810 m 3 Vorhandenes Schlammalter t TS 25,9 d Schlammproduktion: Schlamm aus Kohlenstoffelimination ÜS d,c 327 kg/d Schlamm aus biol. P-Elimination ÜS d,biop 0 kg/d Schlamm aus P-Fällung ÜS d,f 55 kg/d Schlammproduktion gesamt ÜS d 382 kg/d Sauerstoffverbrauch: aus Kohlenstoffelimination OV d,c 498 kg/d aus Nitrifikation OV d,n 303 kg/d aus C-Elimination durch Denitrifikation OV d,d -194 kg/d Täglicher Sauerstoffverbrauch OV d 606 kg/d Stoßfaktor für C-Elimination f C 1,10 - Stoßfaktor für Nitrifikation f N 1,50 - Maximaler stündl. Sauerstoffverbrauch OV h 65,8 kg/h Säurekapazität: Emskirchen EW 2017 TSBB=5,5.gde BelebungsExpert Version 3.00

50 - 3 - Säurekapazität im Ablauf SKS AN 4,74 mmol/l Emskirchen EW 2017 TSBB=5,5.gde BelebungsExpert Version 3.00

51 - 4 - Belebungsbecken, Lastfall 2: Temperatur im Belebungsbecken T 20,0 Grad C Stickstoffbilanz: Zulauf: C KN + S NO3 C N 82,4 mg/l im Schlamm gebunden X orgn,bm 4,1 mg/l Ammonium im Ablauf S NH4,AN 0,3 mg/l organischer Stickstoff im Ablauf S orgn,an 1,0 mg/l nitrifizierter Stickstoff S NO3,N 73,2 mg/l Nitrat im Ablauf (Sollwert) S NO3,AN 2,5 mg/l zu denitrifizierendes Nitrat S NO3,D 70,7 mg/l Gewählter Denitrifikationsanteil V D /V BB 0,51 - vorhandene Denitrifikationskapazität S NO3,D 71,1 mg/l denitrifiziertes Nitrat S NO3,D 71,1 mg/l Nitrat im Ablauf (vorhanden) S NO3,AN 2,0 mg/l Maximale Taktzeit t T 0,72 h Phosphorelimination: Phosphor im Zulauf C P,ZB 13,1 mg/l Im Schlamm gebunden (normale Aufnahme) X P,BM 3,8 mg/l Im Schlamm gebunden (erhöhte Aufnahme) X P,BioP 0,0 mg/l Phosphor im Ablauf (vorhanden) S PO4,AN 1,0 mg/l Phosphor im Ablauf (Sollwert) S PO4,AN 1,0 mg/l gefällter Phosphor X P,Fäll 8,2 mg/l Fällmittel: Dreiwertiges Eisen Fällmittelbedarf FM 22,2 kg Me/d Schlammtrockensubstanz im Belebungsbecken: Zulässige Schlammtrockensubstanz im Ablauf BB TS AB 4,20 kg/m 3 Gewählte Schlammtrockensubstanz im Ablauf BB TS AB 5,50 kg/m 3 Schlammalter und Belastungskennwerte: Vorhandenes Schlammalter t TS 27,7 d Schlammproduktion: Schlamm aus Kohlenstoffelimination ÜS d,c 304 kg/d Schlamm aus biol. P-Elimination ÜS d,biop 0 kg/d Schlamm aus P-Fällung ÜS d,f 55 kg/d Schlammproduktion gesamt ÜS d 359 kg/d Emskirchen EW 2017 TSBB=5,5.gde BelebungsExpert Version 3.00

52 - 5 - Sauerstoffverbrauch: aus Kohlenstoffelimination OV d,c 529 kg/d aus Nitrifikation OV d,n 313 kg/d aus C-Elimination durch Denitrifikation OV d,d -202 kg/d Täglicher Sauerstoffverbrauch OV d 640 kg/d Stoßfaktor für C-Elimination f C 1,10 - Stoßfaktor für Nitrifikation f N 1,50 - Maximaler stündl. Sauerstoffverbrauch OV h 67,7 kg/h Säurekapazität: Säurekapazität im Ablauf SKS AN 4,78 mmol/l Emskirchen EW 2017 TSBB=5,5.gde BelebungsExpert Version 3.00

53 - 6 - Belebungsbecken, Lastfall 3: Temperatur im Belebungsbecken T 10,0 Grad C Stickstoffbilanz: Zulauf: C KN + S NO3 C N 82,4 mg/l im Schlamm gebunden X orgn,bm 7,7 mg/l Ammonium im Ablauf S NH4,AN 0,3 mg/l organischer Stickstoff im Ablauf S orgn,an 1,0 mg/l nitrifizierter Stickstoff S NO3,N 70,0 mg/l Nitrat im Ablauf (Sollwert) S NO3,AN 2,5 mg/l zu denitrifizierendes Nitrat S NO3,D 67,5 mg/l Gewählter Denitrifikationsanteil V D /V BB 0,53 - vorhandene Denitrifikationskapazität S NO3,D 68,1 mg/l denitrifiziertes Nitrat S NO3,D 68,1 mg/l Nitrat im Ablauf (vorhanden) S NO3,AN 1,9 mg/l Maximale Taktzeit t T 0,69 h Phosphorelimination: Phosphor im Zulauf C P,ZB 13,1 mg/l Im Schlamm gebunden (normale Aufnahme) X P,BM 3,8 mg/l Im Schlamm gebunden (erhöhte Aufnahme) X P,BioP 0,0 mg/l Phosphor im Ablauf (vorhanden) S PO4,AN 1,0 mg/l Phosphor im Ablauf (Sollwert) S PO4,AN 1,0 mg/l gefällter Phosphor X P,Fäll 8,2 mg/l Fällmittel: Dreiwertiges Eisen Fällmittelbedarf FM 22,2 kg Me/d Schlammtrockensubstanz im Belebungsbecken: Zulässige Schlammtrockensubstanz im Ablauf BB TS AB 4,20 kg/m 3 Gewählte Schlammtrockensubstanz im Ablauf BB TS AB 5,50 kg/m 3 Schlammalter und Belastungskennwerte: Vorhandenes Schlammalter t TS 25,4 d Schlammproduktion: Schlamm aus Kohlenstoffelimination ÜS d,c 335 kg/d Schlamm aus biol. P-Elimination ÜS d,biop 0 kg/d Schlamm aus P-Fällung ÜS d,f 55 kg/d Schlammproduktion gesamt ÜS d 391 kg/d Sauerstoffverbrauch: aus Kohlenstoffelimination OV d,c 488 kg/d aus Nitrifikation OV d,n 300 kg/d aus C-Elimination durch Denitrifikation OV d,d -194 kg/d Täglicher Sauerstoffverbrauch OV d 593 kg/d Stoßfaktor für C-Elimination f C 1,10 - Stoßfaktor für Nitrifikation f N 1,50 - Maximaler stündl. Sauerstoffverbrauch OV h 65,9 kg/h Säurekapazität: Säurekapazität im Ablauf SKS AN 4,79 mmol/l Emskirchen EW 2017 TSBB=5,5.gde BelebungsExpert Version 3.00

54 - 7 - Nachklärung Beckentyp: Rundbecken Art der Durchströmung: horizontal Räumertyp: Schildräumer Maßgebende Wassermenge Q m 180 m 3 /h Schlammindex, Eindickzeit, Rücklaufverhältnis: Schlammindex, gewählt ISV 90 l/kg Eindickzeit des Schlammes, gewählt te 2,0 h Schlammtrockensubstanz an der Beckensohle TS BS 14,0 kg/m 3 Gewähltes Verhältnis TS RS /TS BS 0,70 - Schlammtrockensubstanz im Rücklaufschlamm TS RS 9,8 kg/m 3 Rücklaufverhältnis bei RW, gewählt RV 0,75 - Zulässige Schlammtrockensubstanz im Zulauf TS AB 4,20 kg/m 3 Gewählte Schlammtrockensubstanz im Zulauf TS AB 5,50 kg/m 3 Beckenoberfläche, Anzahl und Abmessungen: Zulässige Schlammvolumenbeschickung qsv 500 l/(m 2 *h) Zulässige Flächenbeschickung qa 1,60 m/h Erf. Gesamt-Beckenoberfläche A NB 178 m 2 Anzahl der Becken a 1 Erforderlicher Durchmesser D NB 17,66 m Gewählter Durchmesser D NB 20,00 m Durchmesser des Mittelbauwerks D MB 2,60 m Vorhandene Beckenoberfläche A NB 309 m 2 Vorhandene Schlammvolumenbeschickung qsv 288 l/(m 2 *h) Vorhandene Flächenbeschickung qa 0,58 m/h Beckentiefe: Klarwasserzone h 1 0,90 m Übergangs- und Pufferzone h 23 1,47 m Eindick- und Räumzone h 4 0,80 m Maßgebende Beckentiefe h ges 3,17 m Einlaufbauwerk: Tiefe des Einlaufs unter WSP h e 2,10 m Volumen der Einlaufkammer V E 10,9 m 3 Höhe des Einlaufschlitzes hs E 0,20 m Querschnittsfläche des Zulauf(düker)s A ZD 0,13 m 2 Eintrittsgeschwindigkeit in die Zulaufkammer v ZD 0,69 m/s In die Zulaufkammer eingetragene Leistung P E 21 Nm/s Turbulente Scherbeanspruchung G 39,4 1/s Densimetrische Froude-Zahl Fr D 0,893 - Emskirchen EW 2017 TSBB=5,5.gde BelebungsExpert Version 3.00

55 - 1 - DWA-Regelwerk Projekt: Kläranlage Emskirchen, EW Belebungs-Expert Berechnung von einstufigen Belebungsanlagen nach dem DWA-Arbeitsblatt A131(2016) bearbeitet von: Hans Eichler berechnet am: Anlagenkonfiguration: Reinigungsziele: Belebungsbecken Nachklärung Denitrifikationsverfahren: intermittierende Denitrifikation Fällmittel: dreiwertiges Eisen Abbau des org. Kohlenstoffs Nitrifikation Denitrifikation Simultane aerobe Schlammstabilisierung Phosphor-Simultanfällung Nachklärung: Beckentyp Rundbecken, Strömung horizontal, Räumertyp Schildräumer Lastannahmen: Größenklasse: 760 kg CSB/d Berechnete Lastfälle: Lastfall 1: Bemessung Lastfall 3: Ermittlung des Sauerstoffbedarfs bei höchster Temperatur Lastfall 4: Sonderlastfall Zulaufmenge: Lastfall Abwassermenge Q d m 3 /d Zulaufkonzentrationen: Q t m 3 /h CSB C CSB,ZB mg/l Gelöster CSB S SCSB,ZB mg/l Abfiltrierbare Stoffe X TS,ZB mg/l Kjeldahl-Stickstoff C KN,ZB 82,4 82,4 82,4 mg/l Ammoniumstickstoff S NH4,ZB 57,3 57,3 57,3 mg/l Nitratstickstoff S NO3,ZB 0,0 0,0 0,0 mg/l Phosphor C P,ZB 13,1 13,1 13,1 mg/l Säurekapazität S KS,ZB 10,00 10,00 10,00 mmol/l Zulauffrachten: CSB B d,csb kg/d Gelöster CSB B d,scsb kg/d Abfiltrierbare Stoffe B d,xts kg/d Kjeldahl-Stickstoff B d,kn 82,0 82,0 82,0 kg/d Ammoniumstickstoff B d,nh4 57,0 57,0 57,0 kg/d Nitratstickstoff B d,no3 0,0 0,0 0,0 kg/d Phosphor B d,p 13,0 13,0 13,0 kg/d Emskirchen EW 2017 TSBB=6.gde BelebungsExpert Version 3.00

56 - 2 - Belebungsbecken, Lastfall 1: Temperatur im Belebungsbecken T 12,0 Grad C Stickstoffbilanz: Zulauf: C KN + S NO3 C N 82,4 mg/l im Schlamm gebunden X orgn,bm 6,3 mg/l Ammonium im Ablauf S NH4,AN 0,3 mg/l organischer Stickstoff im Ablauf S orgn,an 1,0 mg/l nitrifizierter Stickstoff S NO3,N 71,2 mg/l Nitrat im Ablauf (Sollwert) S NO3,AN 2,5 mg/l zu denitrifizierendes Nitrat S NO3,D 68,7 mg/l Gewählter Denitrifikationsanteil V D /V BB 0,52 - vorhandene Denitrifikationskapazität S NO3,D 69,0 mg/l denitrifiziertes Nitrat S NO3,D 69,0 mg/l Nitrat im Ablauf (vorhanden) S NO3,AN 2,2 mg/l Maximale Taktzeit t T 0,79 h Phosphorelimination: Phosphor im Zulauf C P,ZB 13,1 mg/l Im Schlamm gebunden (normale Aufnahme) X P,BM 3,8 mg/l Im Schlamm gebunden (erhöhte Aufnahme) X P,BioP 0,0 mg/l Phosphor im Ablauf (vorhanden) S PO4,AN 1,0 mg/l Phosphor im Ablauf (Sollwert) S PO4,AN 1,0 mg/l gefällter Phosphor X P,Fäll 8,2 mg/l Fällmittel: Dreiwertiges Eisen Fällmittelbedarf FM 22,2 kg Me/d Schlammtrockensubstanz im Belebungsbecken: Zulässige Schlammtrockensubstanz im Ablauf BB TS AB 4,20 kg/m 3 Gewählte Schlammtrockensubstanz im Ablauf BB TS AB 6,00 kg/m 3 Schlammalter und Belastungskennwerte: Erforderliches Schlammalter erf.t TS 25,0 d Erforderliches Volumen V BB 1606 m 3 Gewähltes Volumen V BB 1810 m 3 Vorhandenes Schlammalter t TS 28,6 d Schlammproduktion: Schlamm aus Kohlenstoffelimination ÜS d,c 323 kg/d Schlamm aus biol. P-Elimination ÜS d,biop 0 kg/d Schlamm aus P-Fällung ÜS d,f 55 kg/d Schlammproduktion gesamt ÜS d 379 kg/d Sauerstoffverbrauch: aus Kohlenstoffelimination OV d,c 504 kg/d aus Nitrifikation OV d,n 305 kg/d aus C-Elimination durch Denitrifikation OV d,d -196 kg/d Täglicher Sauerstoffverbrauch OV d 612 kg/d Stoßfaktor für C-Elimination f C 1,10 - Stoßfaktor für Nitrifikation f N 1,50 - Maximaler stündl. Sauerstoffverbrauch OV h 66,4 kg/h Säurekapazität: Emskirchen EW 2017 TSBB=6.gde BelebungsExpert Version 3.00

57 - 3 - Säurekapazität im Ablauf SKS AN 4,76 mmol/l Emskirchen EW 2017 TSBB=6.gde BelebungsExpert Version 3.00

58 - 4 - Belebungsbecken, Lastfall 2: Temperatur im Belebungsbecken T 20,0 Grad C Stickstoffbilanz: Zulauf: C KN + S NO3 C N 82,4 mg/l im Schlamm gebunden X orgn,bm 3,8 mg/l Ammonium im Ablauf S NH4,AN 0,3 mg/l organischer Stickstoff im Ablauf S orgn,an 1,0 mg/l nitrifizierter Stickstoff S NO3,N 73,4 mg/l Nitrat im Ablauf (Sollwert) S NO3,AN 2,5 mg/l zu denitrifizierendes Nitrat S NO3,D 70,9 mg/l Gewählter Denitrifikationsanteil V D /V BB 0,51 - vorhandene Denitrifikationskapazität S NO3,D 71,6 mg/l denitrifiziertes Nitrat S NO3,D 71,6 mg/l Nitrat im Ablauf (vorhanden) S NO3,AN 1,8 mg/l Maximale Taktzeit t T 0,64 h Phosphorelimination: Phosphor im Zulauf C P,ZB 13,1 mg/l Im Schlamm gebunden (normale Aufnahme) X P,BM 3,8 mg/l Im Schlamm gebunden (erhöhte Aufnahme) X P,BioP 0,0 mg/l Phosphor im Ablauf (vorhanden) S PO4,AN 1,0 mg/l Phosphor im Ablauf (Sollwert) S PO4,AN 1,0 mg/l gefällter Phosphor X P,Fäll 8,2 mg/l Fällmittel: Dreiwertiges Eisen Fällmittelbedarf FM 22,2 kg Me/d Schlammtrockensubstanz im Belebungsbecken: Zulässige Schlammtrockensubstanz im Ablauf BB TS AB 4,20 kg/m 3 Gewählte Schlammtrockensubstanz im Ablauf BB TS AB 6,00 kg/m 3 Schlammalter und Belastungskennwerte: Vorhandenes Schlammalter t TS 30,4 d Schlammproduktion: Schlamm aus Kohlenstoffelimination ÜS d,c 301 kg/d Schlamm aus biol. P-Elimination ÜS d,biop 0 kg/d Schlamm aus P-Fällung ÜS d,f 55 kg/d Schlammproduktion gesamt ÜS d 356 kg/d Emskirchen EW 2017 TSBB=6.gde BelebungsExpert Version 3.00

59 - 5 - Sauerstoffverbrauch: aus Kohlenstoffelimination OV d,c 533 kg/d aus Nitrifikation OV d,n 314 kg/d aus C-Elimination durch Denitrifikation OV d,d -204 kg/d Täglicher Sauerstoffverbrauch OV d 643 kg/d Stoßfaktor für C-Elimination f C 1,10 - Stoßfaktor für Nitrifikation f N 1,50 - Maximaler stündl. Sauerstoffverbrauch OV h 68,1 kg/h Säurekapazität: Säurekapazität im Ablauf SKS AN 4,79 mmol/l Emskirchen EW 2017 TSBB=6.gde BelebungsExpert Version 3.00

60 - 6 - Belebungsbecken, Lastfall 3: Temperatur im Belebungsbecken T 10,0 Grad C Stickstoffbilanz: Zulauf: C KN + S NO3 C N 82,4 mg/l im Schlamm gebunden X orgn,bm 7,2 mg/l Ammonium im Ablauf S NH4,AN 0,3 mg/l organischer Stickstoff im Ablauf S orgn,an 1,0 mg/l nitrifizierter Stickstoff S NO3,N 70,5 mg/l Nitrat im Ablauf (Sollwert) S NO3,AN 2,5 mg/l zu denitrifizierendes Nitrat S NO3,D 68,0 mg/l Gewählter Denitrifikationsanteil V D /V BB 0,53 - vorhandene Denitrifikationskapazität S NO3,D 69,0 mg/l denitrifiziertes Nitrat S NO3,D 69,0 mg/l Nitrat im Ablauf (vorhanden) S NO3,AN 1,5 mg/l Maximale Taktzeit t T 0,54 h Phosphorelimination: Phosphor im Zulauf C P,ZB 13,1 mg/l Im Schlamm gebunden (normale Aufnahme) X P,BM 3,8 mg/l Im Schlamm gebunden (erhöhte Aufnahme) X P,BioP 0,0 mg/l Phosphor im Ablauf (vorhanden) S PO4,AN 1,0 mg/l Phosphor im Ablauf (Sollwert) S PO4,AN 1,0 mg/l gefällter Phosphor X P,Fäll 8,2 mg/l Fällmittel: Dreiwertiges Eisen Fällmittelbedarf FM 22,2 kg Me/d Schlammtrockensubstanz im Belebungsbecken: Zulässige Schlammtrockensubstanz im Ablauf BB TS AB 4,20 kg/m 3 Gewählte Schlammtrockensubstanz im Ablauf BB TS AB 6,00 kg/m 3 Schlammalter und Belastungskennwerte: Vorhandenes Schlammalter t TS 28,1 d Schlammproduktion: Schlamm aus Kohlenstoffelimination ÜS d,c 330 kg/d Schlamm aus biol. P-Elimination ÜS d,biop 0 kg/d Schlamm aus P-Fällung ÜS d,f 55 kg/d Schlammproduktion gesamt ÜS d 386 kg/d Sauerstoffverbrauch: aus Kohlenstoffelimination OV d,c 494 kg/d aus Nitrifikation OV d,n 302 kg/d aus C-Elimination durch Denitrifikation OV d,d -196 kg/d Täglicher Sauerstoffverbrauch OV d 599 kg/d Stoßfaktor für C-Elimination f C 1,10 - Stoßfaktor für Nitrifikation f N 1,50 - Maximaler stündl. Sauerstoffverbrauch OV h 66,5 kg/h Säurekapazität: Säurekapazität im Ablauf SKS AN 4,82 mmol/l Emskirchen EW 2017 TSBB=6.gde BelebungsExpert Version 3.00

61 - 7 - Nachklärung Beckentyp: Rundbecken Art der Durchströmung: horizontal Räumertyp: Schildräumer Maßgebende Wassermenge Q m 180 m 3 /h Schlammindex, Eindickzeit, Rücklaufverhältnis: Schlammindex, gewählt ISV 90 l/kg Eindickzeit des Schlammes, gewählt te 2,0 h Schlammtrockensubstanz an der Beckensohle TS BS 14,0 kg/m 3 Gewähltes Verhältnis TS RS /TS BS 0,70 - Schlammtrockensubstanz im Rücklaufschlamm TS RS 9,8 kg/m 3 Rücklaufverhältnis bei RW, gewählt RV 0,75 - Zulässige Schlammtrockensubstanz im Zulauf TS AB 4,20 kg/m 3 Gewählte Schlammtrockensubstanz im Zulauf TS AB 6,00 kg/m 3 Beckenoberfläche, Anzahl und Abmessungen: Zulässige Schlammvolumenbeschickung qsv 500 l/(m 2 *h) Zulässige Flächenbeschickung qa 1,60 m/h Erf. Gesamt-Beckenoberfläche A NB 194 m 2 Anzahl der Becken a 1 Erforderlicher Durchmesser D NB 18,33 m Gewählter Durchmesser D NB 20,00 m Durchmesser des Mittelbauwerks D MB 2,60 m Vorhandene Beckenoberfläche A NB 309 m 2 Vorhandene Schlammvolumenbeschickung qsv 315 l/(m 2 *h) Vorhandene Flächenbeschickung qa 0,58 m/h Beckentiefe: Klarwasserzone h 1 0,69 m Übergangs- und Pufferzone h 23 1,61 m Eindick- und Räumzone h 4 0,87 m Maßgebende Beckentiefe h ges 3,17 m Einlaufbauwerk: Tiefe des Einlaufs unter WSP h e 2,10 m Volumen der Einlaufkammer V E 10,9 m 3 Höhe des Einlaufschlitzes hs E 0,20 m Querschnittsfläche des Zulauf(düker)s A ZD 0,13 m 2 Eintrittsgeschwindigkeit in die Zulaufkammer v ZD 0,69 m/s In die Zulaufkammer eingetragene Leistung P E 21 Nm/s Turbulente Scherbeanspruchung G 39,4 1/s Densimetrische Froude-Zahl Fr D 0,855 - Emskirchen EW 2017 TSBB=6.gde BelebungsExpert Version 3.00

62 - 1 - DWA-Regelwerk Projekt: Kläranlage Emskirchen, EW Belebungs-Expert Berechnung von einstufigen Belebungsanlagen nach dem DWA-Arbeitsblatt A131(2016) bearbeitet von: Hans Eichler berechnet am: Anlagenkonfiguration: Reinigungsziele: Belebungsbecken Nachklärung Denitrifikationsverfahren: intermittierende Denitrifikation Fällmittel: dreiwertiges Eisen Abbau des org. Kohlenstoffs Nitrifikation Denitrifikation Simultane aerobe Schlammstabilisierung Phosphor-Simultanfällung Nachklärung: Beckentyp Rundbecken, Strömung horizontal, Räumertyp Schildräumer Lastannahmen: Größenklasse: 900 kg CSB/d Berechnete Lastfälle: Lastfall 1: Bemessung Lastfall 3: Ermittlung des Sauerstoffbedarfs bei höchster Temperatur Lastfall 4: Sonderlastfall Zulaufmenge: Lastfall Abwassermenge Q d m 3 /d Zulaufkonzentrationen: Q t m 3 /h CSB C CSB,ZB mg/l Gelöster CSB S SCSB,ZB mg/l Abfiltrierbare Stoffe X TS,ZB mg/l Kjeldahl-Stickstoff C KN,ZB 82,9 82,9 82,9 mg/l Ammoniumstickstoff S NH4,ZB 57,3 57,3 57,3 mg/l Nitratstickstoff S NO3,ZB 0,0 0,0 0,0 mg/l Phosphor C P,ZB 13,6 13,6 13,6 mg/l Säurekapazität S KS,ZB 10,00 10,00 10,00 mmol/l Zulauffrachten: CSB B d,csb kg/d Gelöster CSB B d,scsb kg/d Abfiltrierbare Stoffe B d,xts kg/d Kjeldahl-Stickstoff B d,kn 82,5 82,5 82,5 kg/d Ammoniumstickstoff B d,nh4 57,0 57,0 57,0 kg/d Nitratstickstoff B d,no3 0,0 0,0 0,0 kg/d Phosphor B d,p 13,5 13,5 13,5 kg/d gde BelebungsExpert Version 3.00

63 - 2 - Belebungsbecken, Lastfall 1: Temperatur im Belebungsbecken T 12,0 Grad C Stickstoffbilanz: Zulauf: C KN + S NO3 C N 82,9 mg/l im Schlamm gebunden X orgn,bm 8,1 mg/l Ammonium im Ablauf S NH4,AN 1,0 mg/l organischer Stickstoff im Ablauf S orgn,an 2,0 mg/l nitrifizierter Stickstoff S NO3,N 67,5 mg/l Nitrat im Ablauf (Sollwert) S NO3,AN 3,0 mg/l zu denitrifizierendes Nitrat S NO3,D 64,5 mg/l Gewählter Denitrifikationsanteil V D /V BB 0,44 - vorhandene Denitrifikationskapazität S NO3,D 67,6 mg/l denitrifiziertes Nitrat S NO3,D 67,5 mg/l Nitrat im Ablauf (vorhanden) S NO3,AN 0,0 mg/l Maximale Taktzeit t T 0,00 h Phosphorelimination: Phosphor im Zulauf C P,ZB 13,6 mg/l Im Schlamm gebunden (normale Aufnahme) X P,BM 4,5 mg/l Im Schlamm gebunden (erhöhte Aufnahme) X P,BioP 0,0 mg/l Phosphor im Ablauf (vorhanden) S PO4,AN 1,0 mg/l Phosphor im Ablauf (Sollwert) S PO4,AN 1,0 mg/l gefällter Phosphor X P,Fäll 8,0 mg/l Fällmittel: Dreiwertiges Eisen Fällmittelbedarf FM 21,7 kg Me/d Schlammtrockensubstanz im Belebungsbecken: Zulässige Schlammtrockensubstanz im Ablauf BB TS AB 3,21 kg/m 3 Gewählte Schlammtrockensubstanz im Ablauf BB TS AB 5,95 kg/m 3 Schlammalter und Belastungskennwerte: Erforderliches Schlammalter erf.t TS 25,0 d Erforderliches Volumen V BB 1765 m 3 Gewähltes Volumen V BB 1810 m 3 Vorhandenes Schlammalter t TS 25,7 d Schlammproduktion: Schlamm aus Kohlenstoffelimination ÜS d,c 363 kg/d Schlamm aus biol. P-Elimination ÜS d,biop 0 kg/d Schlamm aus P-Fällung ÜS d,f 54 kg/d Schlammproduktion gesamt ÜS d 417 kg/d Sauerstoffverbrauch: aus Kohlenstoffelimination OV d,c 583 kg/d aus Nitrifikation OV d,n 289 kg/d aus C-Elimination durch Denitrifikation OV d,d -192 kg/d Täglicher Sauerstoffverbrauch OV d 680 kg/d Stoßfaktor für C-Elimination f C 1,10 - Stoßfaktor für Nitrifikation f N 1,50 - Maximaler stündl. Sauerstoffverbrauch OV h 61,3 kg/h Säurekapazität: gde BelebungsExpert Version 3.00

64 - 3 - Säurekapazität im Ablauf SKS AN 4,99 mmol/l gde BelebungsExpert Version 3.00

65 - 4 - Belebungsbecken, Lastfall 2: Temperatur im Belebungsbecken T 20,0 Grad C Stickstoffbilanz: Zulauf: C KN + S NO3 C N 82,9 mg/l im Schlamm gebunden X orgn,bm 4,8 mg/l Ammonium im Ablauf S NH4,AN 1,0 mg/l organischer Stickstoff im Ablauf S orgn,an 2,0 mg/l nitrifizierter Stickstoff S NO3,N 70,3 mg/l Nitrat im Ablauf (Sollwert) S NO3,AN 3,0 mg/l zu denitrifizierendes Nitrat S NO3,D 67,3 mg/l Gewählter Denitrifikationsanteil V D /V BB 0,44 - vorhandene Denitrifikationskapazität S NO3,D 72,0 mg/l denitrifiziertes Nitrat S NO3,D 70,3 mg/l Nitrat im Ablauf (vorhanden) S NO3,AN 0,0 mg/l Maximale Taktzeit t T 0,00 h Phosphorelimination: Phosphor im Zulauf C P,ZB 13,6 mg/l Im Schlamm gebunden (normale Aufnahme) X P,BM 4,5 mg/l Im Schlamm gebunden (erhöhte Aufnahme) X P,BioP 0,0 mg/l Phosphor im Ablauf (vorhanden) S PO4,AN 1,0 mg/l Phosphor im Ablauf (Sollwert) S PO4,AN 1,0 mg/l gefällter Phosphor X P,Fäll 8,0 mg/l Fällmittel: Dreiwertiges Eisen Fällmittelbedarf FM 21,7 kg Me/d Schlammtrockensubstanz im Belebungsbecken: Zulässige Schlammtrockensubstanz im Ablauf BB TS AB 3,21 kg/m 3 Gewählte Schlammtrockensubstanz im Ablauf BB TS AB 5,95 kg/m 3 Schlammalter und Belastungskennwerte: Vorhandenes Schlammalter t TS 27,6 d Schlammproduktion: Schlamm aus Kohlenstoffelimination ÜS d,c 335 kg/d Schlamm aus biol. P-Elimination ÜS d,biop 0 kg/d Schlamm aus P-Fällung ÜS d,f 54 kg/d Schlammproduktion gesamt ÜS d 389 kg/d gde BelebungsExpert Version 3.00

66 - 5 - Sauerstoffverbrauch: aus Kohlenstoffelimination OV d,c 621 kg/d aus Nitrifikation OV d,n 301 kg/d aus C-Elimination durch Denitrifikation OV d,d -200 kg/d Täglicher Sauerstoffverbrauch OV d 721 kg/d Stoßfaktor für C-Elimination f C 1,10 - Stoßfaktor für Nitrifikation f N 1,50 - Maximaler stündl. Sauerstoffverbrauch OV h 64,9 kg/h Säurekapazität: Säurekapazität im Ablauf SKS AN 4,99 mmol/l gde BelebungsExpert Version 3.00

67 - 6 - Belebungsbecken, Lastfall 3: Temperatur im Belebungsbecken T 10,0 Grad C Stickstoffbilanz: Zulauf: C KN + S NO3 C N 82,9 mg/l im Schlamm gebunden X orgn,bm 9,2 mg/l Ammonium im Ablauf S NH4,AN 1,0 mg/l organischer Stickstoff im Ablauf S orgn,an 2,0 mg/l nitrifizierter Stickstoff S NO3,N 66,6 mg/l Nitrat im Ablauf (Sollwert) S NO3,AN 3,0 mg/l zu denitrifizierendes Nitrat S NO3,D 63,6 mg/l Gewählter Denitrifikationsanteil V D /V BB 0,44 - vorhandene Denitrifikationskapazität S NO3,D 66,2 mg/l denitrifiziertes Nitrat S NO3,D 66,2 mg/l Nitrat im Ablauf (vorhanden) S NO3,AN 0,3 mg/l Maximale Taktzeit t T 0,13 h Phosphorelimination: Phosphor im Zulauf C P,ZB 13,6 mg/l Im Schlamm gebunden (normale Aufnahme) X P,BM 4,5 mg/l Im Schlamm gebunden (erhöhte Aufnahme) X P,BioP 0,0 mg/l Phosphor im Ablauf (vorhanden) S PO4,AN 1,0 mg/l Phosphor im Ablauf (Sollwert) S PO4,AN 1,0 mg/l gefällter Phosphor X P,Fäll 8,0 mg/l Fällmittel: Dreiwertiges Eisen Fällmittelbedarf FM 21,7 kg Me/d Schlammtrockensubstanz im Belebungsbecken: Zulässige Schlammtrockensubstanz im Ablauf BB TS AB 3,21 kg/m 3 Gewählte Schlammtrockensubstanz im Ablauf BB TS AB 5,95 kg/m 3 Schlammalter und Belastungskennwerte: Vorhandenes Schlammalter t TS 25,2 d Schlammproduktion: Schlamm aus Kohlenstoffelimination ÜS d,c 372 kg/d Schlamm aus biol. P-Elimination ÜS d,biop 0 kg/d Schlamm aus P-Fällung ÜS d,f 54 kg/d Schlammproduktion gesamt ÜS d 425 kg/d Sauerstoffverbrauch: aus Kohlenstoffelimination OV d,c 571 kg/d aus Nitrifikation OV d,n 285 kg/d aus C-Elimination durch Denitrifikation OV d,d -188 kg/d Täglicher Sauerstoffverbrauch OV d 667 kg/d Stoßfaktor für C-Elimination f C 1,10 - Stoßfaktor für Nitrifikation f N 1,50 - Maximaler stündl. Sauerstoffverbrauch OV h 60,2 kg/h Säurekapazität: Säurekapazität im Ablauf SKS AN 4,97 mmol/l gde BelebungsExpert Version 3.00

68 - 7 - Nachklärung Beckentyp: Rundbecken Art der Durchströmung: horizontal Räumertyp: Schildräumer Maßgebende Wassermenge Q m 180 m 3 /h Schlammindex, Eindickzeit, Rücklaufverhältnis: Schlammindex, gewählt ISV 103 l/kg Eindickzeit des Schlammes, gewählt te 2,0 h Schlammtrockensubstanz an der Beckensohle TS BS 12,2 kg/m 3 Gewähltes Verhältnis TS RS /TS BS 0,70 - Schlammtrockensubstanz im Rücklaufschlamm TS RS 8,6 kg/m 3 Rücklaufverhältnis bei RW, gewählt RV 0,60 - Zulässige Schlammtrockensubstanz im Zulauf TS AB 3,21 kg/m 3 Gewählte Schlammtrockensubstanz im Zulauf TS AB 5,95 kg/m 3 Beckenoberfläche, Anzahl und Abmessungen: Zulässige Schlammvolumenbeschickung qsv 500 l/(m 2 *h) Zulässige Flächenbeschickung qa 1,60 m/h Erf. Gesamt-Beckenoberfläche A NB 221 m 2 Anzahl der Becken a 1 Erforderlicher Durchmesser D NB 19,36 m Gewählter Durchmesser D NB 20,00 m Durchmesser des Mittelbauwerks D MB 2,60 m Vorhandene Beckenoberfläche A NB 309 m 2 Vorhandene Schlammvolumenbeschickung qsv 357 l/(m 2 *h) Vorhandene Flächenbeschickung qa 0,58 m/h Beckentiefe: Klarwasserzone h 1 0,54 m Übergangs- und Pufferzone h 23 1,72 m Eindick- und Räumzone h 4 0,91 m Maßgebende Beckentiefe h ges 3,17 m Einlaufbauwerk: Tiefe des Einlaufs unter WSP h e 2,00 m Volumen der Einlaufkammer V E 10,0 m 3 Höhe des Einlaufschlitzes hs E 0,20 m Querschnittsfläche des Zulauf(düker)s A ZD 0,13 m 2 Eintrittsgeschwindigkeit in die Zulaufkammer v ZD 0,63 m/s In die Zulaufkammer eingetragene Leistung P E 16 Nm/s Turbulente Scherbeanspruchung G 36,0 1/s Densimetrische Froude-Zahl Fr D 0, gde BelebungsExpert Version 3.00

69 gegenwärtige Belastung der Kläranlage Emskirchen Zeitraum 2014 bis 2016 Zulaufwerte Trockenwetter (1+2) Konzentrationen Frachten Nährstoffverhältnisse Datum Wochentag Wetter Abwasser Temperatur BSB5 CSB NH4-N Nges. Pges. TSBB ISV ph- Wert BSB5 CSB NH4-N Nges. Pges. CSB/BSB5 TKN/BSB5 P/BSB5 (-) (m³/d) Grad (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (g/l) (mg/l) (-) (kg/d) (kg/d) (kg/d) (kg/d) (kg/d) (-) (-) (-) Freitag , Samstag , Sonntag , Sonntag , Montag , Mittwoch , Freitag , Mittwoch , Donnerstag , Freitag , Dienstag ,9 6,5 98, Dienstag , Samstag , Sonntag , Montag , Dienstag ,7 6,7 99, Samstag , Sonntag , Montag , Dienstag , Mittwoch ,5 6,7 93, Donnerstag , Freitag , Samstag , Sonntag , Montag ,7 7, Dienstag , Mittwoch , Donnerstag ,0 6,8 97, Freitag , ,8 7,2 231,9 399,7 31,4 6,7 1,7 0, Sonntag , Montag , Montag ,0 6,3 102, Dienstag , Mittwoch , Donnerstag ,7 6,4 103, Freitag , Samstag , Sonntag , Montag ,7 6,3 105, Dienstag , Mittwoch ,2 6,7 93, Donnerstag , Freitag , Samstag , Sonntag , Mittwoch , Donnerstag ,9 6,8 94, Freitag , Samstag , Sonntag , Dienstag , ,3 7,2 229,7 367,5 31,3 6,6 1,6 0, Montag , Samstag , Montag , Dienstag , Mittwoch , Donnerstag , Freitag , Dienstag , Mittwoch , ,3 6,8 96,0 7,2 268,0 420,8 32,2 6,9 1,6 0, Donnerstag , Freitag , Samstag , Sonntag , Montag , Freitag , Samstag , Montag , Dienstag ,1 6,8 97, Mittwoch , Samstag , Samstag , Sonntag ,3

70 Montag , Freitag , Samstag , Sonntag , Montag , Donnerstag ,2 6,6 85, Freitag ,3 7, Samstag , Sonntag , Montag ,5 6,3 85, Mittwoch ,4 6,4 87, Donnerstag , Freitag , Samstag , Sonntag , Montag , Donnerstag , Freitag , Dienstag ,9 6,3 86, Mittwoch , Donnerstag , Freitag , Samstag , Mittwoch , Donnerstag ,3 5,9 116, Freitag , Samstag , Mittwoch ,0 5,8 97, Donnerstag , Freitag , Samstag , Donnerstag , Freitag , Freitag , Samstag , Dienstag , Montag ,6 5,9 88, Dienstag , Mittwoch ,4 6,0 90, Donnerstag , Freitag , ,8 7,6 86,9 167,0 9,7 3,0 1,9 0, Donnerstag , Freitag , Mittwoch , Donnerstag , Freitag , Samstag , Dienstag ,0 6,1 85,0 7, Mittwoch , ,3 7,6 165,4 294,9 6,0 7,8 1,8 0, Montag , Dienstag , Mittwoch , Donnerstag ,2 7, Mittwoch ,1 6,4 116, Donnerstag ,5 6,5 111, Freitag , ,1 7,2 212,0 360,3 28,0 6,1 1,7 0, Samstag , Sonntag , Dienstag ,2 6,7 101, Mittwoch , Donnerstag , Freitag , Samstag , Sonntag , Montag , Donnerstag ,8 7,0 94, Samstag , Sonntag , Sonntag , Sonntag , Montag , Dienstag ,8 6,2 132, Mittwoch , Donnerstag , Freitag , Samstag , Sonntag , Montag , ,0 7,3 209,6 366,1 24,2 5,2 1,7 0, Dienstag ,1 6,5 117, Montag ,8 5,9 122, Dienstag , ,5 7,2 286,2 468,4 38,4 7,3 1,6 0, Mittwoch ,8 6,7 119, Donnerstag , Freitag ,1

71 Samstag , Sonntag , Montag ,9 6,8 118, Freitag , Samstag , Sonntag , Montag , Dienstag , Mittwoch , Donnerstag , ,2 6,8 132,0 7,2 116,0 370,5 15,8 4,5 3,2 0, Freitag , Samstag , Sonntag , Montag , Dienstag , Samstag , Donnerstag , Donnerstag ,6 7,6 87, Freitag , Samstag , Sonntag , Montag ,6 7,5 91, Dienstag , Mittwoch , ,0 7,2 241,3 434,3 30,2 0,0 6,8 1,8 0, Donnerstag ,6 7,6 82, Freitag , Mittwoch , Donnerstag , ,2 7,7 86,0 7,2 220,4 367,6 29,5 0,0 5,8 1,7 0, Freitag , Donnerstag ,0 6,7 96, Freitag , ,0 7,2 198,9 374,1 24,3 0,0 6,1 1,9 0, Samstag , Sonntag , Montag , ,3 7,2 166,1 259,5 22,5 0,0 5,7 1,6 0, Donnerstag ,3 7, Freitag ,2 7,3 90, Montag ,1 7,1 99, Dienstag ,4 7,5 91, Mittwoch ,9 7,0 103, Donnerstag , Freitag ,1 7,4 92, Samstag , Sonntag , Montag , Dienstag , Mittwoch , ,0 7,5 88,0 7,3 212,0 384,5 27,6 0,0 5,8 1,8 0, Samstag , Sonntag , Montag , Dienstag , Mittwoch , Donnerstag ,5 7,4 97, Freitag , Samstag , Sonntag , Montag , Dienstag , Mittwoch , Freitag , Samstag , Sonntag , Montag , Dienstag , ,9 7,5 99,0 7,3 119,2 194,3 14,5 0,0 3,5 1,6 0, Mittwoch , Donnerstag , Freitag , Mittwoch , ,3 7,2 115,6 239,5 14,7 0,0 3,4 2,1 0, Donnerstag , ,7 8,7 74,0 7,3 134,0 162,9 16,3 0,0 4,0 1,2 0, Freitag , Samstag , Sonntag , Montag ,7 7, Donnerstag , Freitag , Samstag , Sonntag , Mittwoch , Donnerstag , Freitag , ,6 7,5 125,4 168,0 13,3 0,0 4,8 1,3 0, Samstag , Sonntag , Mittwoch , Donnerstag ,3 10,3 78, Montag ,8 8,8 80,0

72 Dienstag , Mittwoch , Donnerstag , Freitag ,6 8,1 84, Mittwoch ,1 8,1 79, Donnerstag , Freitag , Samstag , Sonntag , Montag , Dienstag , ,0 7,3 85,0 7,6 163,5 279,6 18,5 0,0 4,9 1,7 0, Mittwoch , Freitag , Samstag , Donnerstag , Freitag , Montag , Dienstag , Mittwoch , Donnerstag ,5 6,4 78, Freitag , Samstag , Sonntag , Montag , Donnerstag , Freitag , Samstag , Sonntag , Dienstag , Mittwoch ,3 5,3 103, Donnerstag , Freitag , Samstag , Sonntag , Montag , Dienstag ,4 5,3 91, Donnerstag , Freitag ,9 4,9 98, Samstag , Montag ,0 6,4 81, Dienstag , Donnerstag ,7 5,8 86, Freitag , Samstag , Sonntag , Montag ,7 6,2 81, Dienstag , Mittwoch ,4 5,3 94, Donnerstag , Freitag , ,8 7,2 135,5 264,5 12,4 3,7 2,0 0, Samstag , Sonntag , Montag , Dienstag , Mittwoch , Donnerstag ,4 7, Mittwoch , Donnerstag , Freitag , Samstag , Donnerstag , Freitag , Samstag , Sonntag , Montag , Mittwoch ,1 5,4 93, Freitag , Mittwoch ,5 5,2 96, Donnerstag , Freitag , Samstag , Dienstag ,5 7, Freitag , Samstag , Sonntag , Montag , Freitag , Samstag , Sonntag , Montag ,9 6,8 79, Dienstag , Mittwoch , Donnerstag , Freitag ,6

73 Freitag , Samstag , Sonntag , Montag ,6 5,5 109, Dienstag , Mittwoch , Samstag , Sonntag , Montag ,6 6,4 72, Dienstag , Mittwoch , Freitag , Samstag , Sonntag , Montag , Dienstag ,7 5,8 97, Mittwoch , Donnerstag ,9 5,8 97, Sonntag , Montag , ,2 7,3 106,6 251,3 14,3 3,5 2,4 0, Dienstag ,2 6,2 84, Mittwoch , Donnerstag , Mittwoch , Donnerstag ,1 2,8 143,0 7, Freitag , Samstag , Sonntag , Montag , Dienstag ,8 7,6 53,0 7, Donnerstag ,8 6,8 71, Freitag , Montag , Dienstag ,7 7,1 68, Samstag , Sonntag , Dienstag , Mittwoch ,0 5,1 86, Donnerstag , Freitag , Samstag , Sonntag , Montag , Dienstag ,5 6,2 81, Mittwoch , Montag , Dienstag ,4 6, Mittwoch , Donnerstag , ,8 7,2 113,3 194,7 15,9 0,0 4,1 1,7 0, Dienstag , Mittwoch ,9 3,5 109, Dienstag , Mittwoch ,7 4,1 83, Donnerstag , Montag , ,5 89,0 7,3 146,5 246,6 23,7 0,0 0,0 1,7 0, Donnerstag , Samstag , Sonntag , Dienstag ,0 6,1 72, Mittwoch , Donnerstag , Freitag , Samstag , Sonntag ,0 6,3 70, Mittwoch , Donnerstag , ,1 5,3 83,0 8,7 265,3 284,6 17,7 0,0 5,7 1,1 0, Freitag , Sonntag , Montag , Dienstag , Mittwoch , Freitag , Samstag , Sonntag , Montag , Dienstag ,2 8,8 64, Mittwoch , Donnerstag , Donnerstag ,8 11,0 53, Freitag , Sonntag , Montag , Dienstag ,3 8,9 67, Mittwoch ,6

74 Donnerstag , Freitag , Samstag , Sonntag ,0 9,3 84, Montag , Dienstag , Mittwoch , Donnerstag , Mittwoch ,9 9,9 65, Freitag , Samstag , Sonntag , Dienstag , Mittwoch , Donnerstag , Freitag , Samstag , Sonntag ,8 8,8 80, Montag , Freitag , Sonntag , Montag , Donnerstag ,5 8,8 100, Freitag , Sonntag , Montag ,7 8,2 88, Samstag , Sonntag , Montag ,8 7,6 82, Dienstag ,3 8,5 75, Mittwoch ,8 7,6 89, Hontag , Montag ,7 5,7 109, Samstag , Sonntag , Montag ,8 7,8 90, Mittwoch ,9 7,7 78, Samstag , Sonntag , Montag , Dienstag ,2 8,3 96, Mittwoch ,3 7, Donnerstag ,1 8,2 100, Freitag , Montag , Dienstag ,0 6,8 103, Mittwoch ,3 6,8 103, Donnerstag ,5 6,3 108, Freitag , ,7 7,3 73,9 172,5 17,1 22,3 3,5 2,3 0, Samstag ,8 5,4 149, Sonntag , Montag , Dienstag , Mittwoch , Donnerstag ,5 7,3 96, Freitag , Samstag , Montag ,2 6,8 103, Dienstag ,8 7,5 91, Mittwoch , Donnerstag ,9 7, Freitag , Samstag , Sonntag , Montag , ,5 7,3 85,0 7,2 110,8 229,4 14,3 18,8 3,6 2,1 0, Dienstag , Mittwoch ,7 6,8 94, Donnerstag , Freitag ,7 6,7 93, Donnerstag ,0 7, Freitag , Samstag ,0 6,3 98, Sonntag , Montag ,0 6,6 91,0 27, Dienstag , ,2 7,1 156,5 333,8 29,4 35,0 6,1 2,1 0, Mittwoch , Donnerstag , Freitag , Samstag ,3 5,6 82, Sonntag , Mittwoch , Freitag , Samstag , Sonntag ,8

75 Montag ,6 5,5 95, Dienstag , Mittwoch , ,2 5,4 100,0 7,2 120,8 289,9 13,8 20,9 3,4 2,4 0, Donnerstag , Freitag ,5 6,1 82, Samstag , Sonntag , Donnerstag , ,3 7,1 152,6 285,3 21,1 34,0 6,0 1,9 0, Freitag , Samstag , Sonntag , Montag , Donnerstag , Freitag , Montag ,0 7,2 78, Sonntag , Montag ,3 7, Dienstag , Mittwoch , Donnerstag ,2 7,2 72, Freitag , Samstag , Sonntag , Montag , ,4 7,4 70,0 7,2 92,5 119,0 14,5 19,8 2,9 1,3 0, Dienstag , Mittwoch , Donnerstag ,3 7,4 70, Samstag , Sonntag , Montag , Dienstag ,3 7, Mittwoch ,4 8,3 70, Donnerstag , Freitag , Samstag , Montag ,3 6,1 89, Donnerstag , Freitag , Samstag , Montag , Dienstag ,8 6,6 76, Mittwoch , Dienstag , Mittwoch , ,3 6,7 72,0 7,2 119,5 228,9 13,8 0,0 3,3 1,9 0, Donnerstag ,1 6,8 71, Freitag , Samstag ,0 Minimum ,1 0,00 0,000 Maximum ,2 0,00 0,048 Quantil 85% Quantil 90% Quantil 95% Quantil 100% Mittelwert f() 95%/mw 1,24 1,54 1,39 1,58 1,36 1,37 1,30 1,30 1,62 1,48 1,55 4,52 1,46 Anzahl Daten Standartabw.GG 140,77 75,76 123,42 10,39 9,36 1,84 1,22 16,50 57,94 90,07 7,82 12,10 1,66 Standartabw. SP 140,90 77,01 125,46 10,56 10,25 1,87 1,23 16,57 58,89 91,56 7,95 12,41 1,69 u(1-g) u(1-a) K't - Faktor 1,040 1,040 1,040 1,040 1,040 1,040 1,040 1,040 1,040 1,040 1,040 1,040 1,040 1,645 1,645 1,645 1,645 1,645 1,645 1,645 1,645 1,645 1,645 1,645 1,645 1,645 1,13 1,47 1,47 1,47 2,51 1,48 1,24 1,24 1,47 1,47 1,47 1,60 1,47 T 95/15 = 85%-Wert Fracht g / (EW*d Kläranlagenauslastung (EW) EW EW EW

76

77 Fremdwasserermittlung über Jahresschmutzwassermenge und Trinkwasserbezug Jahr Jahresdurchfluss JSM Trinkwasserbezug ~ Schmutzwassermenge Fremdwasser = JSM - Trinkwasserverkauf Fremdwasser (a) (m³/a) (m³/a) (m³/a) (m³/a) (l/s) , , , , , ,1 Fremdwasserermittlung über Jahresschmutzwassermenge und Fremdwassermessung auf Kläranlage Jahr JSM Fremdwasseranteil aus Messprotokoll Fremdwassermenge Fremdwassermenge Fremdwassermenge (a) (m³/a) (%) (m³/a) (m³/d) (l/s) , , , , , , , , , , ,1

78 Gemeindewerke Emskirchen Überrechnung der Kläranlage Emskirchen auf EW - Kurzerläuterung - - Überrechnung nach Arbeitsblatt Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße 7/ Aurachtal

79 Inhaltsverzeichnis 1. Vorhabensträger Name und Sitz des Vorhabensträgers Abwassersatzung der Gemeindewerke Emskirchen Veranlassung, Zweck und Ergebnis Umfang der Berechnung- und Planunterlagen Zukünftige Ausbaugröße der Kläranlage Emskirchen gegenwärtige Anforderungen an die Kläranlage Emskirchen Gewässer Arbeits- und Merkblätter aktuelle Kläranlagenbelastung Zufluss zur Kläranlage (Prognose) Dokumentation der Bauwerke Lageplan der Kläranlage Bauwerke der Kläranlage Grundlagen der Kläranlagenüberrechnung Überrechnung Belüftung / Belebungsbecken Überrechnung Nachklärbecken Überschussschlammanfall Zusammenfassung Anlage Berechnung Belebungsbecken durch Firma Schreiber Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße 7/ Aurachtal Seite 2 von 21

80 1. Vorhabensträger 1.1 Name und Sitz des Vorhabensträgers Vorhabensträger sind die Gemeindewerke Emskirchen im Landkreis Neustadt / Aisch - Bad Windsheim. Die Anschrift lautet: Gemeindewerke Emskirchen Erlanger Straße Markt Emskirchen 1.2 Abwassersatzung der Gemeindewerke Emskirchen Die Gemeindewerke Emskirchen besitzen eine rechtsgültige Abwassersatzung in der Fassung vom Veranlassung, Zweck und Ergebnis Die Kläranlage Emskirchen nahm nach einer umfangreichen Sanierung im Mai 1996 den geregelten Betrieb wieder auf. Die Kläranlage hat gegenwärtig eine Ausbaugröße von EW. Der Markt Emskirchen beabsichtigt in nächster Zeit verschiedene Gewerbe- und Bauflächen auszuweisen. Durch die geplanten Maßnahmen erhöht sich die Kläranlagenbelastung von gegenwärtig rund EW auf ca EW. Der vorliegende Bericht mit Nachweisen nach dem Arbeitsblatt 131 der DWA kommt zu dem Ergebnis, dass die vorhandenen Bauwerke (Belebungs- und Nachklärbecken) der Kläranlage Emskirchen die Mehrbelastung von EW auf EW bewältigen können. Das Belebungsbecken wurde bereits bei der Sanierung der Kläranlage 1996 auf eine maximale Tagesfracht von EW ausgelegt. 2.1 Umfang der Berechnung- und Planunterlagen Der Umfang der Unterlagen wurde mit dem zuständigen Wasserwirtschaftsamt Ansbach abgesprochen. Es sind folgende Unterlagen für einen Nachweis nach dem Arbeitsblatt 131 vorzulegen: Erläuterungsbericht zukünftige Ausbaugröße der Kläranlage Emskirchen Bemessung der Kläranlage nach den einschlägigen DWA Arbeits- und Merkblättern, sowie den Merkblättern des Bayerischen Landesamtes für Umwelt Durchführung der Bemessung nach den oben genannten Richtlinien unter Verwendung eines Bemessungsprogrammes für Kläranlagen (BelebungsExpert). Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße 7/ Aurachtal Seite 3 von 21

81 2.2 Zukünftige Ausbaugröße der Kläranlage Emskirchen Die zukünftige Ausbaugröße der Kläranlage Emskirchen beträgt EW. Durch die Erhöhung der Belastung von EW auf EW ändert sich die Größenklasse der Kläranlage von GK 2 (bis 300 kg/d BSB 5 roh) auf GK 3 bis 600 kg/d BSB 5 roh). 2.3 gegenwärtige Anforderungen an die Kläranlage Emskirchen Die gegenwärtigen Anforderungen an die Ablaufwerte der Kläranlage sind: Ausbau EW EW Zulauf BSB 5 -Fracht 300 kg/d Fracht je Einwohner nach Vorklärung 60 g/d ph-wert min. 6,5 ph-wert max. 9 Trockenwetterzufluß Q t l/s oder m³/h 30 l/s Mischwasserzufluß Q m l/s oder m³/h 50 l/s Wasserrechtliche Erlaubnis vom Wasserrechtliche Erlaubnis bis Fabrikat der Durchflußmeßeinrichtung Venturi Oberer Meßbereich der Durchflußmeßeinrichtung 100 l/s Kanaleinzugsgebiet A EK 6700 A red Faktor q (0,3-0,5 l/s pro 1000 EW) für Fremdwasserabzug 0,3 Grenzwert Fremdwasseranteil 25 % CSB-Bemessungsschmutzfracht 600 kg/d Ausbau und Betrieb mit Nitrifikation und Denitrifikation sowie simultane aerobe Schlammstabilisierung und Phosphor - Simultanfällung. 2.4 Gewässer Das gereinigte Abwasser der Kläranlage Emskirchen wird in die mittlere Aurach - Gewässer dritter Ordnung- eingeleitet. Einleitungsstelle Kläranlage Emskirchen: Flur-Nr. 767 der Gemarkung Emskirchen Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße 7/ Aurachtal Seite 4 von 21

82 3. Arbeits- und Merkblätter ATV-DVWK A 198 vom April 2003; Vereinheitlichung und Herleitung von Bemessungsparametern für Abwasseranlagen ATV-DVWK A 131 vom Mai 2000; Bemessung von einstufigen Belebungsanlagen Merkblatt Nr. 4.4/12 vom 21. Juli 2011; Bemessung, Begutachtung und Beratung beim Ausbau von Kläranlagen Merkblatt Nr. 4.4/22 vom 01. Oktober 2008; Anforderungen an Einleitungen von häuslichem und kommunalem Abwasser, sowie an Einleitungen aus Kanalisationen Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße 7/ Aurachtal Seite 5 von 21

83 4. aktuelle Kläranlagenbelastung Der tägliche Trockenwetterzufluss beträgt ca. Q d = 788 m³/d. Die Kläranlage wird mit ca EW BSB5 ~ EW BSB5 belastet. Nachweis der CSB, BSB 5 und TKN Verhältnisse: CSB / BSB 5 : Vorhanden: 565,9 / 314,1 ~ 1,8 Empfehlung: ~ 2 TKN / BSB 5 : Vorhanden: 43,2 / 314,1 ~ 0,14 Empfehlung: 0,25 Die Kriterien werden eingehalten. Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße 7/ Aurachtal Seite 6 von 21

84 5. Zufluss zur Kläranlage (Prognose) Täglicher Trockenwetterzufluss: Q d = 788 m³/d Fremdwasseranteil bei rund 22% nach Angabe des Klärwärters. 788 m³/d * 0,22 = 173,4 m³/d ~ 173 m³/d Die tägliche Fremdwassermenge beträgt im Schnitt des Messzeitraumes ( ) rund 173 m³/d. Entsprechend der Jahreszeit kann die Fremdwassermenge nach oben oder nach unten variieren. Aus dem täglichen Trockenwetterzufluss, abzüglich des Fremdwassers, kann die tägliche Schmutzwassermenge ermittelt werden: 788 m³/d m³/d = 615 m³/d Aus der täglichen Schmutzwassermenge und der aktuellen Kläranlagenbelastung kann hilfsweise der tägliche Trinkwasserbezug (Frischwasserbezug) ermittelt werden. 615 m³/d / EW ~ 117 l/ew*d Der tägliche Trinkwasserbezug (Frischwasserbezug) beträgt inkl. Gewerbe und Industrie ca. 117 l/ew*d. Dieser Wert wird ebenfalls als Schmutzwasserabfluss angesetzt. Der ermittelte Wert ist realistisch. Hochrechnung des täglichen Schmutzwasserzuflusses zur Kläranlage bei einer Ausbaugröße von EW (Prognose): EW EW = EW EW * 117 l/ew*d = 265 m³/d Trinkwasser (Frischwasserbezug / Prognose) Gesamtzuflussmenge bei EW: 615 m³/d m³/d m³/d = m³/d Bei ca EW werden der Kläranlage im Schnitt täglich m³/d Schmutz- und Fremdwasser zufließen. Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße 7/ Aurachtal Seite 7 von 21

85 6. Dokumentation der Bauwerke 6.1 Lageplan der Kläranlage 6.2 Bauwerke der Kläranlage Rohwasserpumpwerk (Zulauf Kläranlage) zwei Rohr-Schneckenpumpen mit jeweils 25 l/s Fördermenge Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße 7/ Aurachtal Seite 8 von 21

86 Rechen mit Rechengutpresse Gerinnebreite 50 cm, mechanischer Feinrechen mit Rechenguträumung und Rechengutpresse Belüfteter Sand- und Fettfang Sandfanglänge 20 m, Kammerbreite 1,0 m, Fettkammerbreite 0,8 m, Sandsammelrinne 1,60 m³ Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße 7/ Aurachtal Seite 9 von 21

87 Belebungsbecken (System Firma Schreiber) Durchmesser 24 m, Wassertiefe 4 m, Volumen m³ Nachklärbecken Rundbecken mit Rundräumer, Durchmesser 20 m, Wassertiefe 3,70 m, Volumen m³, Wasserfläche 314 m² Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße 7/ Aurachtal Seite 10 von 21

88 Rücklaufschlammpumpwerk mit Eindicker Rohrschneckenpumpe mit einer max. Fördermenge von 60 l/s, Volumen Eindicker 40 m³ Ablaufmessung (Venturi) Ablaufmessung (Venturi) der Kläranlage mit Probennahmengerät im Hintergrund Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße 7/ Aurachtal Seite 11 von 21

89 Schlammstapelbehälter (3 Stück) insgesamt 3 Behälter mit 2 * 500 m³ (Durchmesser 12m, Füllhöhe 4,40 m) und umgebautes Klärwerk mit 1 * 500 m³, also insgesamt m³ Schönungsteich kein Bild, da hier nicht relevant (Wasserfläche m²) Das gereinigte Abwasser durchfließt den Schönungsteich. Die Ablaufmessung der Kläranlage erfolgt vor dem Schönungsteich im Anschluss nach dem Nachklärbecken. Um eine Verbesserung der Ablaufwerte zu erzielen, wird vor dem Schönungsteich gemessen. Betriebsgebäude Mit Schaltwarte, Labor, Umkleide/Dusche, WC, Aufenthaltsraum, Werkstatt, Gebläsestation (2 Gebläse mit 720 m³/h, siehe Punkt 8. Belüftung / Belebungsbecken) und P-Fällung (Fällmitteltank V = 20 m³, Fällmittel: Eisenaluminiumchlorid) kein Bild, da hier nicht relevant Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße 7/ Aurachtal Seite 12 von 21

90 7. Grundlagen der Kläranlagenüberrechnung täglicher Abwasseranfall: mittlerer täglicher Trockenwetterzufluss zur Kläranlage ~ 1.053m³/d mittlerer täglicher Frischwasserbezug im Einzugsbereich der Kläranlage ~ 880 m³/d mittlere Fremdwassermenge im Zulauf der Kläranlage ~ 173 m³/d täglicher Frischwasserbezug pro Einwohnerwert (inkl. Gewerbe und Industrie): 880 m³/d / EW ~ 117 l/ew *d Bemessung nach Arbeitsblatt 198 (2003) Bild 1 der A 198: Faktor fs; Q M für Mittelstädte Formel : Q M = f s,qm * Q s;am + Q f;am Q s ; am = 880 m³/d ~ 10,2 l/s ; (am = Jahresmittel) Q f ; am = 173 m³/d ~ 2,0 l/s, Q M ~ 4,7 * Q s; am + Q f ; am Q M = 4,7 * 10,2 l/s + 2,0 l/s = 49,94 l/s ~ 50 l/s Das bestehende Rohwasserpumpwerk mit einer Förderleistung von 2 * 25 l/s = 50 l/s kann beibehalten werden und muss nicht vergrößert werden. Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße 7/ Aurachtal Seite 13 von 21

91 8. Überrechnung Belüftung / Belebungsbecken Die Sauerstoffeintrags- und Belebungsbeckenberechnung erfolgte teilweise durch die Firma Schreiber, Langenhagen: Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße 7/ Aurachtal Seite 14 von 21

92 Berechnung erfolgt auf CSB - Basis: Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße 7/ Aurachtal Seite 15 von 21

93 Das Belebungsbecken ist für die Erweiterung auf EW geeignet. Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße 7/ Aurachtal Seite 16 von 21

94 9. Überrechnung Nachklärbecken Das Nachklärbecken ist für die Erweiterung auf EW geeignet. Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße 7/ Aurachtal Seite 17 von 21

95 10. Überschussschlammanfall Die tägliche Schlammproduktion (ÜS d ) beträgt rund 412 kg/d. Der Feststoffanteil des Schlammes wird mit rund 0,7% angenommen. Die täglich anfallende Menge an Überschussschlamm (ÜS d ) beträgt für die Kläranlage Emskirchen: ÜS d ~ 412 kg/d (0,7% Feststoffgehalt) Bei 0,7% Feststoffgehalt (412 kg/d) beträgt der Wasseranteil ca. 99,3%. Dies entspricht einen ungefähren Wasseranteil von m³/d. Erfolgt eine Eindickung des Schlammes über den bestehenden Eindicker, so wird der Wassergehalt auf ca. 97% reduziert. Dies entspricht einem Feststoffgehalt von ca. 3%. Dies entspricht einen Schlammwasseranteil von ca. 14 m³/d und einen Feststoffanteil von ca. 412 kg/d (ca. 3%). Der eingedickte Überschussschlamm wird in die Stapelbecken gepumpt. In den Stapelbecken erfolgt weiterhin eine statische Eindickung des Schlammes. Das Trübwasser wird in bestimmten Abständen abgesaugt und dem Kläranlagenzulauf zugeleitet. Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße 7/ Aurachtal Seite 18 von 21

96 11. Zusammenfassung Die Sanierung der Kläranlage Emskirchen erfolgte im Jahr 1996 auf eine Ausbaugröße von EW. Zum damaligen Zeitpunkt wurde bereits das Belebungsbecken für eine Schmutzfracht von EW ausgelegt. Der Markt Emskirchen beabsichtigt kurzfristig verschiedene Gewerbe- und Baugebiete auszuweisen. Die Gemeindewerke Emskirchen haben die Absicht das volle Kontingent der Kläranlage auszuschöpfen, um für die geplanten Maßnahmen ausreichend Kapazitäten vorhalten zu können. Auf der Grundlage der vorhandenen Datenbasis erfolgte eine Analyse der aktuell bestehenden Kläranlagenbelastung. Die aktuelle Belastung wurde mit ca EW (85% Perzentilwert, nach Groche) ermittelt. Die mittlere Kläranlagenbelastung wurde 2011 mit ca EW, und im Jahr 2012, Stand November mit ca EW ermittelt (Quelle: Betriebstagebuch der Kläranlage Emskirchen). Auf Basis der ermittelten Belastungswerte erfolgte eine Prognoseberechnung auf einen Anschlussgrad von EW. Die beiliegenden Berechnungen nach dem DWA Arbeitsblatt 131 zeigen, dass die Kläranlage in der Lage ist, die vermehrte hydraulische Belastung, sowie die zusätzliche Schmutzfracht von ca EW aufzunehmen. Das vorhandene zweistraßige Schneckenpumpwerk mit einer Gesamtfördermenge von 2 * 25 l/s (180 m³/h) bedarf keiner Anpassung. Wie bereits erwähnt wurde das Belebungsbecken seinerzeit auf eine Schmutzfrachtbelastung von EW ausgebaut. Das Nachklärbecken ist ebenfalls in der Lage die erhöhten hydraulischen Belastungen für eine Ausbaugröße von bis zu EW aufzunehmen. Als Ergänzung befindet sich im Anhang noch eine Berechnung für das Belebungsbecken mit einer Ausbaugröße von EW, erstellt von der Firma Schreiber. Die Zusammenstellung der einzelnen Frachten erfolgte hier jedoch nur nach sogenannten Literaturwerten. Ingenieurbüro Hans Eichler, Marktgemeinde Emskirchen 16. Dezember Dezember Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße 7/ Aurachtal Seite 19 von 21

97 12. Anlage Berechnung Belebungsbecken durch Firma Schreiber Ausbaugröße Belebungsbecken: EW, Berechnung auf BSB - Basis Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße 7/ Aurachtal Seite 20 von 21

98 Ingenieurbüro Hans Eichler - Lange Straße 7/ Aurachtal Seite 21 von 21