Angewandte Forschung in der Energie- & Umwelttechnik. EUTEC Fachbereich Technik, Hochschule Emden/Leer Constantiaplatz 4, D Emden
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- Helge Bruhn
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1 Angewandte Forschung in der Energie- & Umwelttechnik Energieeffizienter Betrieb des Gesamtsystems Abwasserreinigung und Klärgasfaulung am Beispiel des Hauptklärwerkes Emden W. Lindenthal 1 *, F. Uhlenhut 1, S. Steinigeweg 1, A. Borchert 1 1 EUTEC Fachbereich Technik, Hochschule Emden/Leer Constantiaplatz 4, D Emden K. Wellbrock, M. von Grafenstein, M. Grottker Fachhochschule Lübeck Mönkhofer Weg Lübeck *verantwortlicher Autor, lindenthal@hs-emden-leer.de Dr. Wolfgang Lindenthal
2 Gliederung Bestandserfassung HKW Emden Energiebilanz HKW Emden Simulation des HKW Emden (SIMBA 6.6) Einsparpotenziale (Energie im HKW Emden) Simulation des HKW Emden (SIMBA #)
3 Bestandserfassung HKW Emden
4 Energiebilanz HKW Emden Verbrauch elektrische Energie: Jahr / , , ,54 kwh/a 29,66 32,68 32,95 kwh/(a*ew) , , ,20 kwh/a von Stadtwerken , , ,72 kwh/a aus BHKW Gewinnung elektrische Energie BHKW: , ,44 kwh/a aus Klärgas m 3 (simuliert: m 3 ) , ,28 kwh/a aus Erdgas ins Netz: , , ,10 kwh/a eingekauft , , ,48 selbst erzeugt , , ,44 Anteil [%] eingekauft 68,01% 56,72% 68,23% Anteil [%] selbst erzeugt 31,53% 42,96% 31,38%
5 Energiebilanz HKW Emden HKW Emden: Vergleich der selbst erzeugten und von den Stadtwerken gelieferten elektrischen Energie zum Verbrauch der KA (Tages-Summe) Jahresverlauf 2011/
6 Energiebilanz HKW Emden HKW Emden: Vergleich der selbst erzeugten und von den Stadtwerken gelieferten elektrischen Energie zum Verbrauch der KA (Tages-Summe) Jahresverlauf
7 Simulation des HKW Emden Simulation der Kläranlage mit ASM3 (Belebung) und ADM1 (Faulung) unter Simba6 - Online-Daten der Kläranlage Emden erfassen - Datenermittlung mit Labormessungen (Tagesgang, CSB, NH 4+, NO 3-, O 2, PO 4 3- ) - Einführen von Energieblöcken - Messungen mit dem Stromzangenamperemeter - Energieblöcke verifizieren bzw. neu definieren - Kopplung von Belüftung und Umwälzung in Belebungsbecken HKW Emden, Überwachungswerte m 3 /d
8 Simulation des HKW Emden unter SIMBA
9 Änderung der Belüftungsintervalle in Belebungszone II KA_Emd_999_0001_0207_0208_ _T10001_T010002_USS_90015k
10 Gehalts- und Verbrauchswerte bei 16 C Sauerstoff-Gehalt [mg/l] Ammonium- N [mg/l] Nitrat-N [mg/l] Sauerstoff [mg/l] Verbrauch/a [kwh] BHKW/a [kwh] Einkauf/a [kwh] % von 2,0 / 2,0 Einsparung [%] BB Z1 BB Z2 Ausgang Ausgang Ausgang 2,00 2,00 0,26 18,05 1, ,00% 0,00% 2,00 2,00 0,57 14,25 1, ,00% 4,00% 2,00 1,50 0,59 13,35 0, ,18% 6,82% 1,80 2,00 0,56 13,60 1, ,62% 6,38% 1,80 1,50 0,58 12,90 0, ,01% 10,99% 1,50 2,00 0,58 12,70 1, ,17% 9,83% 1,50 1,80 0,58 12,40 1, ,01% 10,99% 1,50 1,50 0,60 7,86 0, ,30% 12,70% 1,30 2,00 0,57 11,95 1, ,88% 12,12% 1,30 1,80 0,58 11,70 1, ,72% 13,28% 1,30 1,50 0,60 11,30 0, ,00% 15,00% 1,30 1,30 0,62 10,70 0, ,86% 16,14% 1,30 1,00 0,65 10,00 0, ,09% 17,91% 1,00 1,50 0,61 9,70 0, ,48% 18,52% 1,00 1,30 0,63 9,30 0, ,34% 19,66% 1,00 1,00 0,66 9,05 0, ,56% 21,44% 0,80 1,00 0,64 10,15 0, ,57% 18,43% 0,80 0,80 0,65 9,55 0, ,85% 20,15% 0,80 0,50 0,72 8,70 0, ,80% 21,20% 0,80 0,30 0,83 6,95 0, ,68% 23,32% 0,80 0,20 0,95 5,60 0, ,09% 24,91% 0,50 1,30 0,65 8,20 0, ,94% 20,06% 0,50 1,00 0,65 8,35 0, ,50% 21,50% 0,50 0,80 0,68 7,90 0, ,04% 22,96% 0,50 0,50 0,75 6,70 0, ,82% 25,18% 0,50 0,30 0,84 4,95 0, ,55% 27,45% 0,30 0,80 0,71 5,55 0, ,77% 26,23% 0,30 0,50 0,78 4,75 0, ,60% 28,40% 0,30 0,30 0,88 3,55 0, ,57% 30,43% 0,30 0,20 0,97 5,50 0, ,02% 31,98% 0,30 0,10 1,41 1,38 0, ,52% 37,48% 0,20 0,80 0,79 4,25 0, ,92% 28,08% 0,20 0,50 0,84 3,55 0, ,66% 30,34% 0,20 0,30 0,99 2,65 0, ,26% 32,74% 0,20 0,20 1,07 2,00 0, ,85% 34,15% 0,20 0,10 1,66 0,81 0, ,72% 37,28% 0,10 0,30 1,35 2,38 0, ,57% 35,43% 0,10 0,20 1,65 1,65 0, ,52% 37,48% Treffen 0,10 Technische 0,10 2,91 Chemie 0,61 Emden - 0,06 Oldenburg ,38% 41,62% Einsparpotenzial bei 0,75 g/m 3 NH % Einsparpotenzial bei 0,99 g/m 3 NH %
11 Einsparpotenzial bei 16 C 1,94% 1,94% 1,17% 1,27% 10,73% 6,25% 16 C Norm. 2,0 / 2,0 Gesamtverbrauch /Tag Gesamt 6.396,79 BHKW/Tag 1.965,35 Gesamtverbrauch Gesamt /Jahr ,07 BHKW/Jahr ,01 22,86% 53,61% Verbrauch/a [kwh] BHKW/a [kwh] Einkauf/a [kwh] % von 2,0 Einsparung / 2,0 [%] ,00% 0,00% 13,89% 8,08% 16 C 0,2 / 0,3 2,50% 2,50% 1,56% 1,57% 23,94% 45,65% Gesamtverbrauch/ Tag Gesamt 4.945,21 BHKW/Tag 1.964,64 Gesamtverbrauch/ Jahr Gesamt ,95 BHKW/Jahr ,12 Verbrauch/a [kwh] BHKW/a [kwh] Einkauf/a [kwh] % von 2,0 Einsparung / 2,0 [%] ,26% 32,74%
12 Simulation des HKW Emden unter SIMBA # HKW Emden Norm_Excel6_04_04_a ungeregelt, intermittierend über Petri-Netz 1:00 1:00 0:20 0:
13 Simulation des HKW Emden unter SIMBA # HKW Emden Norm_Excel6_04_04_a ungeregelt O2 Straßenvereinigung NH Straßenvereinigung NO Straßenvereinigung Energie-Verbrauch Einsparung 1, , , ,90 0,00% 0, , , ,48-28,10%
14 Simulation des HKW Emden unter SIMBA # HKW Emden Norm_Excel6_20_20_a Puls_Regelung_intermitt_3_NO3_7_PID_8c_27aFaul_13, Regelung O 2, Regelung RS
15 Simulation des HKW Emden unter SIMBA #
16 Simulation des HKW Emden unter SIMBA # HKW Emden Norm_Excel6_20_20_a Puls_Regelung_intermitt_3_NO3_7_PID_8c_27aFaul_13 geregelt O2 Gesamt- Ablauf NH Gesamt- Ablauf NO Gesamt-Ablauf Energie-Verbrauch Energie-Ertrag Brutto Einsparung Gesamt-Einsp. 1, , , , , ,41 0,00% 0,00% 0, , , , , ,66-6,55% -14,09%
17 Hauptverbraucher des HKW Emden unter SIMBA # Abwasserhebewerk Abwasser- Ablauf Rohschlamm Pumpe Schlammpumpe in Faulturm b1/umwälzpumpe Faulturm b1/umwälzpumpe Faulturm1 Aerzener Aerzener1 Energie RSPumpe USSPumpe Energie pro d 658,22 518,74 0,41 102,18 1,80 4,07 293,37 293, ,89 869, ,64 und Straße Energie pro d 658,22 518,74 0,83 204,36 3,60 4,07 293,37 293, , , ,64 beide Straßen Energie pro a , ,87 301, , , , , , , , ,13 beide Straßen Brutto ,79 Netto ,66 11,11% 8,76% 0,01% 3,45% 0,06% 0,07% 4,95% 4,95% 37,28% 29,35% -32,72% Anteil
18 Hauptverbraucher des HKW Emden unter SIMBA # 11,11% Abwasserhebewerk 29,35% 8,76% 0,01% 3,45% 0,06% 0,07% 4,95% 4,95% Abwasser-Ablauf Rohschlamm Pumpe RSPumpe USSPumpe Schlammpumpe in Faulturm Umwälzpumpe Faulturm Umwälzpumpe Faulturm1 Aerzener Aerzener1 37,28%
19 Angewandte Forschung in der Energie- & Umwelttechnik
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