Wie lassen sich kleine Kläranlagen sanieren bzw. ertüchtigen?

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1 Qualitätssicherung der ländlichen Abwasserentsorgung Baulicher Erhalt und Sanierung von Kläranlagen, Klärschlammentsorgung Wie lassen sich kleine Kläranlagen sanieren bzw. ertüchtigen? Dipl. Ing. Andrea Albold OtterWasser GmbH Travemünder Allee Lübeck Tel.: Fax.: Kronshagen

2 INHALT 1. Einführung 2. Wann entsteht Handlungsbedarf 3. Herangehensweise 4. Optimierung von kleinen Kläranlagen 5. Fazit

3 1. Einführung Abgrenzung: Untere Grenze zu Kleinkläranlagen (Anlagen im Trennverfahren bis zu 8 m³/d) Auch Anlagen im Mischsystem < 8 m³/d oder bei Fremdwasserzulauf Es ist nicht abschließend festgelegt, wo die Obergrenze zu Kleinen Kläranlagen liegt, in der Regel bis EW

4 1. Einführung Technische Anlagen: Belebungsanlagen Festbettanlagen SBR Anlagen Tropfkörper. Naturnahe Anlagen: Unbelüftete (natürlich belüftete)teichanlagen Belüftete Teichanlagen Teichanlagen im langjährigen Bestand, kaum Neubau Bepflanzte Bodenfilter Kläranlagen älter als 30 Jahre, keine oder veraltete Dokumentation

5 1. Einführung Gültige Arbeitsblätter: GK Auslegung E > E > E > E Standard- Anforderungen biologische Grundreinigung biologische Reinigung mit Nitrifikation Mit N- und P- Elimination Verfahren Teiche, Bodenfilter, Tauchkörper, Tropfkörper, Festbett Wirbelbett SBR SBR, aerobe Schlammstabilisierung, belüftete Teiche, Tauchkörper, Tropfkörper aerobe Schlammstabilisierung Belebungsverfahren und Faulung, aerobe Schlammstabilisierung (bis E) DWA Arbeitsblätter A 222, A 201, A 262, M 210, M 227 A 226, A 201, A 262, A 281, M 210, M 227 A 226, A 131, A 281, M 227 A 131, M 227

6 2. Wann besteht Handlungsbedarf Verbesserungen im Betrieb der Anlagen: Mischwasserzulauf bei Starkregenereignissen Schwankende Ablaufwerte bei Sommer-/Winterbetrieb (z.b. Eisdecke bei Teichanlagen) Abkopplung Regenwasser (Trennsystem), angepasste Belüftung im Winterbetrieb Energiemanagement Einsatz neuer Belüftungstechnik, Optimierung von Belüftungszeiten, neue Betriebskonzepte Klärschlammproblematik Wohin wird es zukünftig gehen, Kostenbetrachtung Entsorgungsmöglichkeiten

7 2. Wann besteht Handlungsbedarf Handlungsbedarf bei kleinen Kläranlagen: Bauliche Mängel / Sanierungsbedarf: Anlage 1:1 wiederherstellen Alternative Verfahrenstechnik prüfen Anschluss an benachbarte Kläranlage prüfen Demographischer Wandel im ländlichen Raum (Zuwanderung in Ortslagen in Großstadtnähe, Abwanderung in ländlichen Räumen) Reduzierung/ Erweiterung von Anlagen

8 Erweiterung von kleinen Kläranlagen Nach Erweiterung der belüfteten Teichfläche Reduzierung der Abwasserabgabe

9 2. Wann besteht Handlungsbedarf Handlungsbedarf bei kleinen Kläranlagen: Überschreitung von Ablaufwerte Kontrolle auf ordnungsgemäßen Betrieb / Zusätzliche Reinigungsstufe Neue Anforderungen durch neu festgesetzte Einleitwerte Erweiterung der Anlage / zusätzliche Reinigungsstufe oder Umbau

10 Erweiterung von kleinen Kläranlagen Fallbeispiel Bayern (E.Engelmann, Bay Min. für Umwelt und Verbraucherschutz) EW Umbau zum SBR Verfahren Neuer Ausweichbodenfilter für Starkregenereingisse P-Fällungsanlage Mechanische Überschussschlammeindickung

11 3. Herangehensweise bei Handlungsbedarf Grundlegende Betrachtungen und vorausgehende Untersuchungen: Kontrolle der Auslegung gemäß gültigen anerkannten Regeln der Technik (Sauerstoffeintrag, Beckengrößen usw.) Zulaufwerte prüfen (SÜVO) Prüfung der Kläranlage auf ordnungsgemäßen Betrieb (Baumängel, technische Einrichtungen wie Belüfter, Belüfterzeiten, zerstörte Rohrleitungen, Verstopfungen von Rohrleitungen, Ablaufdrossel u.ä., Hydraulik) Zukünftige Situation berücksichtigen

12 4. Optimierung von kleinen Kläranlagen Abkopplung Regenwasser, ggf. Verwendung freiwerdendes Volumen für weitere Reinigung Verbesserung der Belüftung

13 4. Optimierung von kleinen Kläranlagen Einfügen einer weiteren technischen Reinigungsstufe (Erweiterung der Anlage) Entlastungsfällungen

14 4. Optimierung von kleinen Kläranlagen Einbindung von Ausgleichsbehältern bei technischen Anlagen

15 4. Optimierung von natürlich belüfteten Teichanlagen Belüftung ggf. verbessern (Strauchschnitt o.ä.) Umbau in eine belüftete Teichanlagen Aber bauliche Randbedingungen betrachten (Teichtiefe ist oftmals nicht vorhanden) Nutzung der bestehenden Teiche als Feststoffabscheidung, Nachrüstung mit einer weiteren biologischen Stufe (technische Anlage)

16 Zusätzliche Reinigungsstufe Nachrüstung einer Vorklärung

17 Umbau von Anlagen Umbau in eine Aufstauanlage: CWSBR (Homepage G.A.A. Gesellschaft für Abwasser- und Abfalltechnik)

18 Umbau von Anlagen (Homepage Rotaria Energie und Umwelttechnik) Umbau in eine Aufstauanlage: Prinzip Rotaria Wechselnder Wasserstand im 1. Teich Nach Abschluss der Sedimentationsphase wird das Klarwasser in den anschließenden Teich geleitet Belebtschlamm verbleibt in Teich 1, Überschussschlamm wird im 2. Teich oder separat gelagert

19 Ertüchtigung bei gehobenen Anforderungen an die Reinigungsleistung Errichtung einer zusätzlichen Nitrifikationsstufe als externe technische Stufe

20 4. Ertüchtigung bei gehobenen Anforderungen an die Reinigungsleistung Nitrifikation auch im Winter Temp ph Regen NH4-N mg/l NO2-N mg/l NO3-N mg/l Datum mm (2d) Zulauf STK Ablauf STK Ablauf KA gezulauf STK Ablauf STK Ablauf KA ge Zulauf STK Ablauf STK Ablauf KA ge ,4 7,12 17,0 11 0,24 3,6 0,1 0,24 0,27 0, , ,6 7,5/7,7 19,0 8,7 0,5 0,45 0,26 1, ,45 4,5 9,1 0,64 0,33 0, ,2 7,8 0,7 10,2 3,4 3,69 0,4 0,37 0,28 8,49 16,2 14, ,4 7,3 0,2 13,8 5,34 5,13 0,77 1,56 0,56 8, , ,9 7,6 0, ,4 7,69 0,29 0,17 0,14 9,7 16,8 9, ,8 7,7 2,5 15 5,12 6,32 0,39 0,25 0,44 3,82 12,5 9, ,5 17,0 5,5 0,02 0,12 2,29 0,26 0,82 4,27 9,76 7, ,9 7,4 0,0 11,3 0,82 1,51 0,31 0,13 0,23 0,71 10,2 3, ,5 7,5 30,0 13 0,17 1,17 0,02 0,37 0,48 <0,05 14,8 4, ,4 7,5 8,0 17,3 0,12 0,94 2,08 0,2 0,54 0,82 18,9 11,6 Daten Untere Wasserbehörde Herzogtum Lauenburg

21 Zusätzliche Reinigungsstufe Nachrüstung einer Nitrifikationsstufe Bepflanzter Bodenfilter Ettenbüttel Bild DBU Verbundprojekt

22 Ertüchtigung bei gehobenen Anforderungen an die Reinigungsleistung Nachrüstung einer P-Fällung in den Anlagenverlauf (Durchmischung beachten, Absetzvolumen notwendig) Einfügen einer Rezirkulation zur möglichen Denitrifikation Nachrüstung zur Reduktion von Betriebskosten: Nachrüsten von Schlammeindickern Nachrüsten von Vererdungsbeeten

23 Ertüchtigung zur Energieeinsparung Zur Energieoptimierung: Ermittlung der größten Verbraucher der Anlage, Optimierung Verfahrensumstellung auf Schlammfaulung Einsparung durch kleinere Volumina Nutzung von Faulgas Faulbehälter EW, Engelmann Grenze der Wirtschaftlichkeit muss genau betrachtet werden (zw EW?)

24 5. FAZIT/AUSBLICK Vielzahl von Möglichkeiten zur Optimierung von kleinen Kläranlagen, abhängig von der betreffenden Kläranlage, deren Problemstellung und den gegebenen Randbedingungen Sehr wichtig ist eine umfassende Bestandserhebung, Fehleranalyse und Ursachenforschung bevor hohe Investitionen für eine Nachrüstung getätigt werden. Gegebenenfalls ist ein Anschluss an eine zentrale Anlage zu prüfen

25 5. FAZIT / AUSBLICK Frühzeitige Zusammenarbeit mit der zuständigen Wasserbehörde bringt Verständnis gerade bei Überschreitung der Ablaufwerte Kostenoptimierung und Energetische Optimierung Schlammmanagement (ggf. überregional) überdenken DWA Themenband zur Schlammfaulung oder gemeinsamer aerober Stabilisierung bei Kläranlagen kleiner und mittlerer Größe, 2014

26 Ende /