H Y D R A U L I S C H E B E R E C H N U N G

Transkript

1 Anlage 9 Beilage 1 Stuttgarter Straße Roßtal Tel / Fax / info@christofori.de H Y D R A U L I S C H E B E R E C H N U N G zur Tekturplanung vom 16. Oktober 2018 zum Entwurf vom 27. Juli 2018 Markt Wilhermsdorf Landkreis Fürth Abwasseranlage Wilhermsdorf, Ortsteil Dippoldsberg Umbau einer Teichkläranlage in eine Rotationstauchkörperanlage Aufgestellt: Ingenieurbüro Christofori und Partner Roßtal, den 16. Oktober 2018 (Unterschrift)

2 Seite 2 1. Einwohnerzahlen E vorh E gepl. Gewerbe Gesamt Dippoldsberg 117 E 53 E 5 EGW 175 EW 2. Frachten und Einwohnerwerte Bemessungsgröße 175 EW Fremdwasseranteil 25 % Schmutzfracht bei 175 EW B d, BSB5 = EW x 0,06 kg/ew = 10,50 kg/d B d, CSB = EW x 0,12 kg/ew = 21,00 kg/d B d, TKN = EW x 0,011 kg/ew = 1,93 kg/d B d, P = EW x 0,0018 kg/ew = 0,32 kg/d B d, TS = EW x 0,070 kg/ew = 12,25 kg/d B d, NHu-N = EW x 0,011 x 0,75 kg/ew = 1,44 kg/d B d, CO2 = EW x 0,120 x 0,05 kg/ew = 1,05 kg/d B d, NO2-N = EW x 0,25/1000 kg/ew = 0,044 kg/d 3. Zukünftiger Abwasseranfall Q S, am = 175 EW á 125 l/e d = 21,88 m³/d = 0,25 l/s Fremdwasseranteil 25 % FWA = Q F, am/q T, am = 25 % Fremdwasserzuschlag FWZ = 1/(1 FWA) 1 = 33 % Q F, am = Q S, am FWZ = 0,08 l/s

3 Seite 3 Trockenwetterzufluss Mittlerer Trockenwetterzufluss Q T, am = Q S, am + Q F, am = 0,25 l/s + 0,08 l/s = 0,34 l/s = 1,22 m³/h Trockenwetterspitze Q T, max = 24 Q S, am/xq max + Q F, am = 24 0,25/9 + 0,08 = 0,76 l/s = 2,74 m³/h Maximalzufluss Q M = f S, QM Q S, am + Q F, am = 8 0,25 + 0,08 = 2,11 l/s = 7,60 m³/h 4. Hydraulische Belastung Absetzbecken Trockenwetterzufluss inkl. interne Rezirkulation Q T, am + Q Rezi = 0, ,34 = 1,02 l/s = 3,67 m³/h max. Trockenwetterzufluss inkl. interne Rezirkulation Q T, max + Q Rezi = 0,76 l/s + 2 0,34 = 1,44 l/s = 5,18 m³/h max. Mischwasserzufluss inkl. interne Rezirkulation Q M + Q Rezi = 2, ,34 = 2,79 l/s = 10,04 m³/h 5. Absetzbecken Geometrie A VKT Oberfläche des Vorklärteiches 114 m² V VKT Volumen Vorklärteich 114 m³ V Stauraum Volumen Stauraum Vorklärteich 75 m³ V VKT, Bestand Volumen VKT Bestand 213 m³ t VKB-TW, am TW-Verweilzeit = V VKT/(Q T, am + Q Rezi) 22,0 h t VKB-RW RW-Verweilzeit = V VKT+Stauraum/(Q m + Q Rezi) 18,8 h V spez V Schlammraum spez. Volumen VKT pro Einwohner V soll 0,50 m³/ew = V KT/EW = 0,65 m³/ew Volumen Schlammraum in Volumen Vorklärteich enthalten (V Schlamm + V Rezi) x EW = 52,5 m³ V Schlammraum 0,15 m³/e V Rezi 0,15 m³/e

4 Seite 4 Wasserstände im Becken A Sohle Fläche der Sohle 31,0 m² A WSP, Schlamm Fläche Wasserspiegel für Schlammraum 81,0 m² A WSP, VKT Fläche Wasserspiegel Vorklärung 114,0 m² A WSP, Einstau Fläche Wasserspiegel bei Einstau 157,0 m² h Schlamm Wassertiefe für Schlammraum 0,94 m h VKT Wassertiefe für Vorklärung 1,50 m h Einstau Wassertiefe bei Einstau 2,06 m h Freibord Höhe Freibord über max. Wasserspiegel 2,67 m 2,06 m = 0,61 m 6. Absetzbecken Ablauffrachten, t 2 h B d, BSB5 = EW x 0,04 kg/ew = 7,00 kg/d B d, CSB = EW x 0,08 kg/ew = 14,00 kg/d B d, TKN = EW x 0,01 kg/ew = 1,75 kg/d B d, P = EW x 0,0016 kg/ew = 0,28 kg/d B d, TSo = EW x 0,025 kg/ew = 4,38 kg/d 7. Schlammanfall ISV Schlammindex 100 ml/g TM FS= = B d, TS, ZU B d, TS, ab = 7,87 kg/d q A, VB = (Q T, am + Q Rezi)/A VB = 0,03 m/h 8. Schlammanfall 8.1 Frachten Ablauf VKT B d, CSB = 14,00 kg/d B d, BSB = 7,00 kg/d B d, TKN = 1,75 kg/d

5 Seite 5 B d, NH4-N = 1,44 kg/d B d, P = 0,28 kg/d B d, TSo = 4,38 kg/d 8.2 Wassermengen nach A 198 (vgl. Anhang) V Qt, am = 29,17 m³/d Q t, am = 1,22 m³/h = 0,34 l/s Q m = 7,60 m³/h = 2,11 l/s 8.3 Konzentrationen im Zulauf Scheibentauchkörper C ZB Chemischer Sauerstoffbedarf B d, CSB/V Qt, am = 480 mg/l C BSB BSB B d, BSB/V Qt, am = 240 mg/l S TKN Kjeldahl Stickstoff B d, TKN/V Qt, am = 60 mg/l S NH4-N Ammonium Stickstoff B d, NH4-N/V Qt, am = 49 mg/l S P Gesamt Phosphor B d, P/V Qt, am = 9,6 mg/l x TS Trockensubstanz B d, TSo/V Qt, am = 150 mg/l T Temperatur, angenommen = 12 C 8.4 Bemessung nach A 281 B A, BSB5, max. Maximal zulässige Flächenbelastung 10 g/(m² d) für BSB 5-Abbau gemäß ATV-A 281 B A, TKN, max. Maximal zulässige Flächenbelastung 2 g/(m² d) für TKN-Abbau gemäß ATV-A 281

6 Seite 6 Bei kleinen Kläranlagen wird wegen ausgeprägter Zufluss- bzw. Belastungsspitzen zwischen den Anschlussgrößen und 50 EW folgendermaßen linear abgemindert: 4-stufige Kaskaden EW B A, BSB 4 g/(m² d) 10 g/(m² d) B A, TKN 1,2 g/(m² d) 2 g/(m² d) Somit ergibt sich folgende zulässige Flächenbelastung: B A, BSB5 zulässige Flächenbelastung für 4,79 g/(m² d) BSB 5-Abbau bei 175 EW gemäß ATV-A 281 B A, TKN zulässige Flächenbelastung für 1,31 g/(m² d) TKN-Abbau bei 175 EW gemäß ATV-A 281 Erforderliche theoretische Oberfläche: A RT, C Theoretische Oberfläche des RTK s zur Kohlenstoffelimination B d, BSB /B A, BSB5 = m² A RT, N Theoretische Oberfläche des RTK s zur Nitrifikation B d, TKN 1.000/B A, TKN = m² A RT Erforderliche Bewuchsfläche A RT = A RT, C + A RT, N = m² A RT, effektiv gewählte effektive Bewuchsfläche m² Nachweis Aufenthaltszeit in RTK-Anlage V Trog geplantes Trogvolumen 11,5 m³ bei ca. 40 % Füllvolumen Q M + Q Rezi maximale AW-Menge 11,9 m³/h 8,20 m³/h + 3,7 m³/h t Aufenthalt Aufenthaltszeit in RTK-Anlage 0,97 h erf. 0,33 h t A = 11,5 m³/11,9 m³/h

7 Seite 7 Nachweis spezifisches Wasservolumen gemäß A 281 A RT, eff. gewählte effektive Bewuchsfläche m² V spez., RTK, min. min. spezifisches Volumen 4 l/m² RTK-Anlage V spez., RTK, gew. vorhandenes spezifisches Volumen 4,08 l/m² 4 l/m² l/2.821 m² 8.5 Gewählte Scheibentauchkörper Typ STK E Anzahl STK-Anlage 1 Anzahl Walzen 5 d Scheibe Durchmesser Scheiben 2,00 m A Scheibe Bewuchsfläche je Scheibe 2 ϖ d² Scheibe/4 = 6,28 m² n erf erforderliche Anzahl der Scheiben 446 A RT, eff./a Scheibe Scheibenabstand Scheibenstärke 15,0 mm 2,0 mm n BSB5 Scheiben für Kohlenstoffabbau A RT, C/A Scheibe = 232 n BSB5, eff. gewählte Anzahl Scheiben 233 A RT, C, eff. gewählte Scheibenfläche für Kohlenstoffabbau n BSB5, eff. A Scheibe = 233 6,28 m² = 1.464,0 m² n Nitri Scheiben für Nitrifikation A RT, C/A Scheibe = 214 n Nitri, eff. gewählte Anzahl Scheiben 4 Tröge: 214/4 = 53,5 gewählte Anzahl: 54 4 = 216

8 Seite 8 n 1 Anzahl Scheiben Stufe 1 54 St. n 2 Anzahl Scheiben Stufe 2 54 St. n 3 Anzahl Scheiben Stufe 3 64 St. n 4 Anzahl Scheiben Stufe 4 54 St. A RT, N, eff. gewählte Scheibenfläche für Nitrifikation n Nitri, eff. A Scheibe = 216 6,28 m² = m² A RT, eff. gewählte effektive Bewuchsfläche A RT, C, eff. + A RT, N, eff. = m² B A, BSB5 tatsächliche BSB 5-Belastung B d, BSB5/A RT, C, eff. = 4,78 g/(m² d) 4,79 g/(m² d) B A, TKN tatsächliche TKN-Belastung B d, TKN/A RT, N, eff. 1,28 g/(m² d) 1,31 g/(m² d) 9. Bemessung Siebanlage Rechengut 0,01 m³/a EW V Rechen Volumen Rechengut pro Jahr 1,75 m³/a 0,01 m³/a EW 175 EW Sandanfall 0,01 m³/a EW V Sandanfall Volumen Sandanfall pro Jahr 1,75 m³/a 0,01 m³/a EW 175 EW V Gesamt V Rechen + V Sandanfall 3,50 m³/a 0,0096 m³/d 1,

9 Seite Bemessung Nachklärbecken gemäß A 281 Nachklärbecken Q NB Zulauf Nachklärbecken Q NB = Q M (1 + Q Rezi) = 11,70 m³/h Nachklärteich V NB Volumen Nachklärbecken 286 m³ A NB Oberfläche Nachklärbecken 206 m² h NB Wassertiefe Nachklärbecken 2,00 m t R Mindestdurchflusszeit 1 d q A, NB Flächenbeschickung Nachklärbecken 0,06 m/h < 0,8 q A, NB Q NB/A NB t NB vorhandene Durchflusszeit 24,0 h 2,5 h t NB = V NB/Q NB Lamellenseparator F Fläche Lamellenseparator 24 m² Q NB Q T, am (1 + Q Rezi) = 11,70 m³/h q A, LS. zul. max. zulässige 0,8 m/h Oberflächenbeschickung q A, LS. vorh. vorhandene Oberflächenbeschickung q A, LS. vorh. = Q NB/F 0,48 < 0,8 11. Pumpwerk für Rezirkulation Q d zu fördernde Wassermenge 58,75 m³/d 0,68 l/s h Geo Geodätische Verlusthöhe 2,05 m h Zu Zuschlag zur Verlusthöhe 1,00 m h Leitung Verlusthöhe Leitung 1,20 m

10 Seite 10 h Gesamt Gesamthöhenverlust 3,25 m DN Druckleitung 80 mm l Leitungslänge 50,00 m t d Pumpenlaufzeit pro Tag 24 h/d Ƞ Ges Wirkungsgrad 0,80 P Pumpenleistung 0,10 kw

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