Leistungsvergleich des DWA-Landesverbandes Nord 2014

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1 Leistungsvergleich des DWA-Landesverbandes Nord 2014 Dipl.-Ing. Georg Thielebein, Ahrensburg 1. Einleitung Jährlich werden über die DWA die wichtigsten Betriebsdaten der Kläranlagen erfasst und mittlerweile internetbasiert archiviert. Die Betreiber von 858 norddeutschen Kläranlagen im Landesverband Nord können sich mit Hilfe dieser Datenbasis in Ihren 37 Kläranlagennachbarschaften über das Internet bzw. online vergleichen und intern benchmarken. Die von der DWA dazu zur Verfügung gestellten Werkzeuge erlauben es auch dem Anfänger, Potentiale aufzudecken. Mittels weiterführender Diskussionen auf den Nachbarschaftstagen können eigene Ergebnisse richtig eingeschätzt und Optimierungen angeschoben werden. 2. Beteiligung am Leistungsvergleich 2014 Legt man die Ausbaugröße der norddeutschen Kläranlagen von rd. 25 Mio. EW (Einwohnerwerte) zu Grunde, ergibt sich die Beteiligung am Leistungsvergleich für 2014 zu rund 82%. Hier gilt es im Landesverband Nord, zukünftig noch besser zu werden. 3. Abwassermengen Das Diagramm 1 zeigt für das Wirtschaftsjahr 2014 die behandelten Abwassermengen der norddeutschen Kläranlagen, welche am Leistungsvergleich teilgenommen haben. Diagramm 1: Jahresabwassermengen 2014 in den Größenklassen 1 bis 5 In der Summe ergibt sich die Jahresabwassermenge im Landesverband Nord zu JAM (2014) = 770 Mio. m³/a 1

2 Damit ergibt sich, wird als Leitparameter die spezifische CSB Schmutzfracht von 120 g/(ew*d) zugrunde gelegt, die spezifische Abwassermenge zu rd. 135 l/(ew*d). Im Vorjahr wurde diese Menge zu 144 l/(ew*d) bestimmt. Die spezifische Schmutzwassermenge beträgt im Landesverbandsmittel 118 l/(ew*d). Der Fremdwasseranteil beläuft sich im Mittel auf 19%, wobei hier die Quelldaten unvollständig ausfallen. 4. Zu und Ablaufkonzentrationen Die folgenden Diagramme zeigen die Rohabwasserqualität sowie die Qualität des gereinigten Abwassers, jeweils getrennt erfasst für die Größenklassen 1 bis 5. In den Clustern sind gewichtete Mittelwerte dargestellt. Diagramm 2: Chemischer Sauerstoffbedarf im Zu- und Ablauf der Kläranlagen Diagramm 3: Gesamt Stickstoff im Zu- und Ablauf der Kläranlagen 2

3 Mit dem Diagramm 3 sind jeweils die Summen der Verbindungsformen Ammonium-, Nitrit- und Nitratstickstoff sowie Stickstoff in organischer Bindung im Abwasser erfasst (die hier gezeigten Konzentrationen entsprechen somit dem gesamten gebundenem Stickstoff, englisch: Total nitrogen bound oder abgekürzt TN b ). Diagramm 4 gibt für die betrachteten Größenklassen eine Aufschlüsselung der in Diagramm 3 lediglich in Summe gezeigten Stickstoffverbindungen im Ablauf der Kläranlagen. Diagramm 4: Stickstoffverbindungen im Ablauf der Kläranlagen Ab Größenklasse 3 aufwärts wird annähernd vollständig nitrifiziert, die Denitrifikation erfolgt jedoch unterschiedlich weitreichend. Der Anteil des Stickstoffes in organischer Bindung (die Differnz zwischen den Säulen Stickstoff gesamt (anorganisch) und Gesamt Stickstoff) beträgt auch messtechnisch über alle Größenklassen hinweg im Schnitt rund 2 mg/l. Diagramm 5: Phosphor, gesamt, im Zu- und Ablauf der Kläranlagen 3

4 Das Diagramm 5 zeigt die Konzentrationen des Parameters Phosphor, gesamt, im Zuund Ablauf der betrachteten Kläranlagen. Erfasst sind jeweils die Summen von ortho- Phosphat-Phosphor, Phosphor in kondensierter sowie in organischer Bindung. Die Diagramme 2 bis 5 zeigen deutlich, dass die norddeutschen Kläranlagen im Mittel erheblich besser reinigen, als die Vorgaben der Abwasserverordnung dies vorsehen. Auch die kleineren Kläranlagen erreichen im Mittel Ergebnisse, welche sich nur mit gezielter Stickstoffentfernung und P-Elimination umsetzen lassen. 5. Schmutz- und Nährstofffrachten Die folgenden Graphiken zeigen die Schmutz- und Nährstofffrachten für 2014, welche den Kläranlagen zugeflossen sind, mittels Reinigungsprozess abgebaut wurden sowie die Frachten, welche in die Gewässer eingeleitet wurden. Diagramm 6: Rohabwasser-, eliminierte und eingeleitete Schmutzfracht Diagramm 7: Stickstofffrachten (Gesamt N)

5 Diagramm 8: Phosphorfrachten (P gesamt) in Tonnen pro Jahr aus Wirkungsgrade Das folgende Diagramm zeigt die erreichten Abbaugrade für Schmutz- und Nährstoffe in 2014, untergliedert in die Größenklassen 1 bis 5 sowie über alle teilnehmenden Kläranlagen im Landesverband Nord. Diagramm 9: Erzielte Wirkungs- bzw. Abbaugrade in 2014 Die folgende Tabelle 1 gibt einen Überblick zu den erzielten Abbaugraden: Tabelle 1: Parameter LV Nord, 2013 LV Nord, 2014 Bund 2014 CSB 95% 96% 95% Gesamt Stickstoff 87% 88% 83% Phosphor, gesamt 94% 95% 91% Diese Ergebnisse belegen noch einmal deutlich die Leistungsfähigkeit der norddeutschen Kläranlagen. 5

6 7. Schlammanfall Der auf den Kläranlagen anfallende Klärschlamm stellt die Nährstoff-, aber auch die Schadstoffsenke der Abwasserreinigung dar. Insbesondere die Frage nach der zukunftssicheren Verwertung unter ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten erhitzt momentan die Gemüter. Zum 6. Mal in Folge wurden die Klärschlammmengen in kg TM/a bei den Betreibern abgefragt. Die sich ergebenden Schwankungen sind erheblich, umgerechnet auf den Einwohnerwert im Ist Zustand ergibt sich im gewichteten Mittel ein spezifischer Schlammanfall von 17,5 kg TM/(EW*a). Dies entspricht einer zu entsorgenden Klärschlammtrockenmasse von rd. 48 g TM/(EW*d). Gegenüber dem Vorjahr ist der spezifische Schlammanfall um rund 6% angestiegen. 8. Faulgasmengen Spezifische Faulgasmengen wurden von 89 Betreibern mit anaerober Schlammstabilisierung angegeben. Die Schwankungen sind erheblich und reichen von 3,7 bis 26 m³/(ew*a). Im Mittel ergibt sich ein spezifischer Faulgasanfall von 10,7 m³/(ew*a). Gegenüber dem Vorjahr ist hier ein Anstieg um 7% zu verzeichnen. 9. Stromverbrauch Das Diagramm 10 zeigt den spezifischen elektrischen Energieeinsatz der Jahre 2012 bis Insbesonders für die Größenklasse 1 erscheint die Datenbasis nicht ausreichend groß genug zu sein. Diagramm 10: Spezifischer elektrischer Energieeinsatz der Jahre 2012 bis 2014 Im gewichteten Landesverbandsmittel ergibt sich der spezifische elektrische Energieeinsatz zu 32,3 kwh/(ew*a). Dieser Wert liegt rund 8% niedriger als im Vorjahr. 6

7 10. Zusammenfassung Die Auswertung der Betriebsdaten zum Leistungsvergleich 2014 belegt die hohe Leistung der norddeutschen Kläranlagen. Die spezifische Abwassermenge ist von 144 l/(ew*d) in 2013 auf 135 l/(ew*d) in 2014 gesunken. Dabei sind die Wirkungsgrade für den Schmutzstoffabbau, gemessen über den chemischen Sauerstoffbedarf, sowie Gesamt-Stickstoff und Phosphor leicht angestiegen. Der spezifische Klärschlammanfall ist gegenüber dem Vorjahr leicht angestiegen, ebenso wie die spezifischen Klärgasmengen. Hier wird ein Zusammenhang mit der verstärkten Co-Vergärung auf den Kläranlagen vermutet. Weiterhin ist der spezifische elektrische Energieeinsatz im Vergleich zum Vorjahr rückläufig. Übergeordnetes Ziel der Abwasserreinigung ist es, möglichst hohe Wirkungs- bzw. Abbaugrade für die Schmutz- und Nährstoffentfernung bei gleichzeitig niedrigem Energieeinsatz zu bewirken. Insofern liegt ein sehr erfolgreiches Wirtschaftsjahr 2014 hinter den Betreibern der norddeutschen Kläranlagen. 7