KOMMUNALE ABWASSERBEHANDLUNG

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1 WasserWirtschafts-Kurse KOMMUNALE ABWASSERBEHANDLUNG November 2012, Kassel Kommunale Abwasserbehandlung Handlungsbedarf?

2 Die Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V. (DWA) setzt sich intensiv für die Entwicklung einer sicheren und nachhaltigen Wasserwirtschaft ein. Als politisch und wirtschaftlich unabhängige Organisation arbeitet sie fachlich auf den Gebieten Wasserwirtschaft, Abwasser, Abfall und Bodenschutz. In Europa ist die DWA die mitgliederstärkste Vereinigung auf diesem Gebiet und nimmt durch ihre fachliche Kompetenz bezüglich Regelsetzung, Bildung und Information der Öffentlichkeit eine besondere Stellung ein. Die rund Mitglieder repräsentieren die Fachleute und Führungskräfte aus Kommunen, Hochschulen, Ingenieurbüros, Behörden und Unternehmen. Impressum: Herausgeber und Vertrieb: DWA Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V. Theodor-Heuss-Allee Hennef, Deutschland Tel Fax: Internet: Satz: DWA Druck: Druckhaus Köthen, Köthen ISBN: Gedruckt auf 100 % Recyclingpapier DWA Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V., Hennef 2012 Alle Rechte, insbesondere die der Übersetzung in andere Sprachen, vorbehalten. Kein Teil dieser Publikation darf ohne schriftliche Genehmigung des Herausgebers in irgendeiner Form durch Fotokopie, Digitalisierung oder irgendein anderes Verfahren reproduziert oder in eine von Maschinen, insbesondere von Datenverarbeitungsmaschinen, verwendbare Sprache übertragen werden. 2 DWA 2012

3 Vorwort Auch wenn in den vergangenen Jahren nahezu flächendeckend in der Bundesrepublik Deutschland die Klärwerke auf die Ziele der weitergehenden Abwasserreinigung ausgebaut worden sind, haben sich Technik und Regelwerk weiterentwickelt. Dies ist Gegenstand der Veranstaltung. Darüber hinaus ist es heute bereits notwendig, vielerorts Anlagen, die als erste für die Reinigungsziele Nitrifikation/Denitrifikation sowie Phosphorelimination ausgebaut wurden, zu erneuern bzw. zu überarbeiten, sodass hier dann auch die neuesten Erkenntnisse einfließen können. Der DWA-WasserWirtschafts-Kurs O/2 Kommunale Abwasserbehandlung enthält sowohl die neuesten Bemessungsgrundlagen für den Neu- und Umbau von kommunalen Kläranlagen, als auch Beiträge für den Betrieb und die Instandhaltung bestehender Anlagen. Ausgehend von der für eine wirtschaftliche Lösung notwendigen Grundlagenermittlung werden die Teilprozesse der mechanischen und biologischen Abwasserbehandlung ausführlich behandelt. Auf verschiedene Varianten, Verfahren und Ausrüstung der Anlagen wird anschließend eingegangen. Auswirkungen der Prozessbelastung, der Einsatz der Mess-, Steuer- und Regeltechnik sowie die dynamische Simulation runden den Inhalt des Kurses ab. Sowohl auf technische als auch betriebliche Lösungen von Problemen (z. B. Bläh- und Schwimmschlamm, u. a.) wird zudem eingegangen. In diesem Kursprogramm wurden bewährte und neue Beiträge und Referenten, nach Anregung der Teilnehmer und Mitglieder des zuständigen DWA-Fachausschusses BIZ-7 Fort- und Weiterbildung von Führungskräften, aufgenommen und ergänzt, sodass das fachlich anspruchsvolle und ausgewogene Programm für Planer, Betreiber und Fachbehörden als Grundlage für einen regen Erfahrungsaustausch dienen kann. Ich danke allen Referenten und Referentinnen für die mühevolle Ausarbeitung ihrer Manuskripte, Frau Renate Teichmann für die gute Kursorganisation sowie den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern der Bundesgeschäftsstelle der DWA für die Erarbeitung des hier vorliegenden Bandes und für ihre Hilfe bei der Durchführung der Veranstaltung. Prof. Dr.-Ing. N. Dichtl DWA

4 Inhalt Vorwort... 3 Bemessung, Dienstag, 13. November 2012 Abwasserzusammensetzung und erforderliche Grundlagenermittlung zur Bemessung Norbert Jardin, Essen... 6 Leistungsfähigkeit biologischer Abwasserreinigung Burkhard Teichgräber, Anne Becker, Lars Günther, Peter Jagemann, Essen Grundlagen und Verfahren der Bemessung von Belebungsbecken Thomas Dockhorn, Braunschweig Nachklärung, Funktion, Bemessung und Leistungsnachweis bestehender Becken Frank-Wolfgang Günthert, Neubiberg Ausrüstung, Sanierung und Optimierung bestehender Nachklärbecken Winfried Born, Vellmar Leistung und Bemessung von Belüftungseinrichtungen Martin Wagner, Stephan Sander, Darmstadt Verfahrensvarianten, Mittwoch, 14. November 2012 Biofilmverfahren, Bemessung und Leistungsfähigkeit Harald Horn, Karlsruhe SBR-Verfahren Hinweise zur Bemessung und zum Betrieb Dieter Schreff, Rita Hilliges, Irschenberg Leistung und Kosten des Membran-Bioreaktor-Verfahrens (MBR-Verfahren) Franz-Bernd Frechen, Wernfried Schier, Kassel Grundlagen und Anwendung der dynamischen Simulation Marc Wichern, Bochum DWA 2012

5 Mischwasserbehandlung in Belebungsanlagen Markus Ahnert, Volker Kühn, Thomas Schalk, Dresden Optimierung der Energiebilanz von Kläranlagen Johannes Pinnekamp, Aachen Automatisierungslösungen zur Optimierung der Nährstoffelimination Peter Baumann, Pforzheim Betrieb und Optimierung, Donnerstag, 15. November 2012 Optimierungsansätze für das System Kanal, Kläranlage, Gewässer Karl-Heinz Rosenwinkel, Hannover Konzepte zur Anpassung von Abwasseranlagen an die demografische Entwicklung Holger Scheer, Essen Weitergehende Behandlung von Kläranlagenabläufen Peter Cornel, Gregor Knopp, Astrid Bischoff, Sebastian Petze, Darmstadt Berücksichtigung betrieblicher Bläh- und Schwimmschlammprobleme bei Planung und Betrieb (inkl. Einsatz von Additiven) Hilde Lemmer, München DWA

6 Abwasserzusammensetzung und erforderliche Grundlagenermittlung zur Bemessung Prof. Dr.-Ing. Norbert Jardin, Ruhrverband, Essen 1 Einleitung Die in den letzten Jahren zum Teil rasant gestiegenen Kosten und Gebühren für die Abwasserreinigung haben den Ruf nach noch wirtschaftlicherer Planung von abwassertechnischen Anlagen immer lauter werden lassen, sodass heute eine kostenoptimierte Planung mehr denn je im Vordergrund der Betrachtung steht. Verschiedene Analysen möglicher Kosteneinsparpotenziale zeigen immer wieder, dass insbesondere in den frühen Planungsphasen, in denen die Bemessungsgrundlagen und erste verfahrenstechnische Konzepte festgelegt werden, die größten Einsparmöglichkeiten bestehen. Vor allem der Festlegung einer angemessenen Ausbaugröße für die abwassertechnische Anlage einschließlich der Berücksichtigung einer mit Augenmaß gewählten Kapazitätsreserve kommt in diesem Zusammenhang eine entscheidende Bedeutung zu. Wurden in der Vergangenheit große Kläranlagen teilweise noch unter Ansatz einwohnerspezifischer Schmutzfrachten bemessen, so hat sich inzwischen die Erkenntnis durchgesetzt, dass eine wirtschaftliche Optimierung nur dann gelingt, wenn bereits bei der Ermittlung der Bemessungswerte eine differenzierte Betrachtung der unterschiedlichen Einflussfaktoren erfolgt. Hierzu gehört vor allem die angemessene Festlegung der bemessungsrelevanten Frachten und Konzentrationen sowie der zugehörigen Zuflüsse. In Zukunft wird dies aber nicht mehr alleine auf die individuelle Betrachtung von Kläranlagen oder Niederschlagswasserbehandlungsanlagen beschränkt bleiben, sondern es wird vielmehr notwendig sein, beide Teilsysteme mit ihren Wechselwirkungen gemeinsam zu betrachten, um optimale wirtschaftliche Lösungen zu finden. Im vorliegenden Beitrag werden die wesentlichen Schritte, die zur Festlegung der Bemessungsgrößen für abwassertechnische Anlagen erforderlich sind, beschrieben und anhand von Beispielen das Vorgehen erläutert. Hierbei wird im Wesentlichen auf das Arbeitsblatt ATV-DVWK-A 198 Vereinheitlichung und Herleitung von Bemessungswerten für Abwasseranlagen [2] zurückgegriffen, auf das auch im Sinne einer weiteren Vertiefung der Thematik ausdrücklich verwiesen wird. 6 DWA 2012