Energieverbrauch von Rührwerken auf Belebungsanlagen

Ähnliche Dokumente
Energieverbrauch von Rührwerken auf Belebungsanlagen

Fragebogen zu Rührwerken auf Belebungsanlagen ("analoge" Verison)

FORSCHUNGSBERICHT AUS DEN MITTELN DER KLÄRANLAGEN- NACHBARSCHAFTEN

DWA-LEISTUNGSVERGLEICH KOMMUNALER KLÄRANLAGEN Energie und Faulgas. Lehrer-Obmann-Tag 15./ in Gera

23. ÖWAV Kläranlagenleistungsvergleich. Betriebsjahr 2015

Auf dem Weg zur Energieautarkie - Betriebsergebnisse der GKA Weilerbach

5. Internationale Kreislaufwirtschaftskonferenz Umwelt-Campus Birkenfeld. Innovation & Technologie als Erfolgsfaktor

20. ÖWAV Kläranlagenleistungsvergleich Rückblick Ergebnisse 2012

Einsparpotentiale bei abwassertechnischen Prozessen

Einsparungspotentiale, Betriebsoptimierung auf Abwasserreinigungsanlagen anhand von Beispielen

ZielElektrizitätsverbrauch von Klärwerken und Schlammverbrennungsanlage bis 2020

Energieautarke Kläranlagen als aktiver Beitrag zum Gewässerschutz

DWA-LEISTUNGSVERGLEICH KOMMUNALER KLÄRANLAGEN Energie und Faulgas. Lehrer-Obmann-Tag 15./ in Dresden

Kläranlagenleistungsvergleich. Bereich Energie. KAN - Sprechertag 2009

Energie- und Klimaschutzkonzept Lahn-Dill

Energieeffizienz in der Abwassertechnik

Energiebilanz auf kleinen und mittleren Kläranlagen - Den Energiefressern auf der Spur -

Praxis-Beispiele aus dem sächsischen Wettbewerb Energieeffiziente Kläranlage

Erarbeitung und Umsetzung des Energiekonzeptes der Kläranlage Ebersbach. Michael Kuba - SOWAG Zittau

Hocheffiziente Fermenter-Rührwerke mit unübertroffenem Wirkungsgrad. Fermenter-Rührwerke

Initiative Bayerischer Untermain 12. Arbeitstagung Wirtschaftsförderung. Energieautarke Kläranlagen. Aschaffenburg

Persönliche Daten. Energieoptimierung von Kläranlagen. Henninger&PartnerGmbH. Henninger&PartnerGmbH. Ing. Christian Schiessl

Membrantechnik als energieeffiziente, wirtschaftliche und zukunftsträchtige Technologie. Dr. Ing. Kinga Drensla, Dipl.- Ing.

Abwasserzweckverband Rheinfelden-Schwörstadt. Kläranlage Schwörstadt Studie 2012

Stadtwerke Idar-Oberstein. Erfahrungsbericht über Energieoptimierungen auf den städtischen Kläranlagen

Energieeffiziente Komponenten für die biologische Abwasserreinigung

Bayerisches Landesamt für Umwelt. Energieeffizienz

Besucherdelegation Ukrainischer Wasserverband Ukrvodokanalekologia

Branchenenergiekonzept Alten- und Pflegeheime NRW Energiekennzahlen

Umbau des Belüftungssystem Oktober November 2010

15. Informationsveranstaltung Wissenswertes rund um Kanalnetz und Gewässer 20. Juni 2012

Klimaschutz-Teilkonzept klimafreundliche Abwasserbehandlung für die Kläranlage Groß-Umstadt

Energiecheck und Energieanalysedas DWA A 216

RUDOLF MESSNER UMWELTTECHNIK RMU

Dienstleistungen für r Mensch und Umwelt

EKSH Energie Olympiade 2013 Fachtagung am Energieeffizienz im Klärwerk Bargteheide

DWA-A 216 Energieanalysen. Dipl.-Ing. Stefan Koenen TUTTAHS & MEYER

Energiebedarf von Verfahren zur Elimination von organischen Mikroschadstoffen

Energieeffizienz auf Kläranlagen in Mecklenburg - Vorpommern

Energieeinsparung durch Verfahrensumstellung der biologischen Reinigungsstufe. Am Beispiel der Kläranlage Kaiserslautern

ÖWAV-ABWASSER-BENCHMARKING

Rühren und hydraulische Verweilzeit im Biogasfermenter

KLARAS. Finanziert durch das Land Niederösterreich

Schlammbilanz für simultan aerobe und getrennt anaerobe Schlammstabilisierungsanlagen

Energiecheck und -analyse

Vorstellung des Abwasserverbandes Marburg Vorstellung der Kläranlage Marburg Cappel Energieeffizienzstudie für eine KA Leistungen des Auftraggebers

Energieoptimierung auf kommunalen Kläranlagen. - Zielwerte und Perspektiven. TUTTAHS & MEYER Ing.-GmbH. Markus Schröder, Aachen

Energieeffizienz-Kennzahlen in

Wiens Kläranlage wird zum Öko-Kraftwerk

Energieeffizienz und Ressourcenschutz im Abwassersektor

Klimacheck auf Kläranlagen Dr.-Ing. Manja Steinke Bochum

Klimaschutz-Teilkonzept

Der Feind im Abwasser - Fadenbakterien in kommunalen Kläranlagen -

Leitfaden und Regelwerke zur Energieeffizienz auf Kläranlagen. Dr.-Ing. Manja Steinke, Bochum

Von Die energieintelligente energieautarken. Kläranlage. zur energieintelligenten. Kläranlage. Prof. Dr.-Ing. Markus Schröder TUTTAHS & MEYER

Energieautarke Kläranlage Utopie oder Realität?

Trennen Reinigen Erhalten

Bemessungswerte für Fischaufstiegsanlagen. U. Dumont, Meiningen,

Erfahrungsbericht Trübwasserbehandlung Reinhalteverband Pinzgauer Saalachtal ARA Saalfelden

EINSATZ VON OBERFLÄCHENBELÜFTUNGSSYSTEMEN HEUTE WIEDER GERECHTFERTIGT?

I M P R E S S U M Medieninhaber und Herausgeber: Amt der NÖ-Landesregierung Abteilung Siedlungswasserwirtschaft Landhausplatz 1, A-3109 St.

STERNBURG BINGO STERNBURG BINGO UND SO FUNKTIONIERT S: MITMACHEN UND TOLLE PREISE GEWINNEN! RAUM FÜR EIGENE BEMERKUNGEN, GRÜSSE ETC.

BELEBUNGSBECKEN: ENERGIEVERBRAUCH FÜR DIE BELÜFTUNG UND DURCHMISCHUNG, ERFAHRUNGEN

Energieeffizienz auf Kläranlagen des Ruhrverbands

HINTERGRUND Februar 2012

Benchmarking: Grundlagen / Praxiserfahrungen

UIP-Projekt Kläranlage Schwalmstadt-Treysa: Vom Stromverbraucher zum Heizkraftwerk

Energieeffiziente Abwasserreinigung ZWT BIOCOS - Technik im Vergleich zu herkömmlichen Reinigungsverfahren

Aufbau und Struktur eines technisch organisierten Benchmark Modells im Abwasserbereich

Stromeffizienz in öffentlichen Gebäuden

Anaerobe Schlammstabilisierung kleiner Anlagen Pilotprojekt Bad Abbach

PROJEKT BIOGAS RHEINLAND. Energieverbrauch in Biogasanlagen

Klimaschutzteilkonzept Erstellung und Umsetzung auf der KA - Dessau

ENERGIEANALYSEN VON KLÄRANLAGEN ERGEBNISSE UND UMSETZUNG

Energetische Optimierung der kommunalen Membrankläranlage am Beispiel des Gruppenklärwerks Nordkanal. K. Drensla, A. Janot

Vor-Abbau organischer Fracht in langen Kanalnetzen

Leitfaden Energieeffizienz auf Kläranlagen

Martin Kaleß Wasserverband Eifel-Rur, Düren 50 Jahre Oswald Schulze-Stiftung , Münster

Messprogramm energetisch optimierter biologischer Reinigungsstufen auf ARA

Expertenworkshop Wirtschaft, St Pölten 22.Jänner Workshop Wirtschaftlichkeit. Hans Winkelmeier, Energiewerkstatt

Energieeffizienz auf Kläranlagen - Entwicklungen in Niedersachsen

Optimierung des Klärwerk - Bachgau mit einer dynamischen Simulation

Dynamische Schlammalterregelung mit Fuzzy-Logic DWA/VDI Tagung Mess- und Regelungstechnik in abwassertechnischen Anlagen Fulda 2011

WEG Musterstraße 12 in Musterhausen c/o Musterhausverwaltung Mustergasse Musterstadt. Musterhausen,

Ansätze für eine energieeffiziente Abwasserwirtschaft

Stickstoff- und Phosphorentfernung Entwicklungen in Österreich N. Matsché

Klärwerk Markt Bruckmühl EW. Ausbaugröße: Angeschlossen: ~ EW. Abwasseranfall: ~ m³/d

Energieanalysen auf Abwasseranlagen

Druckbelüftungssysteme: Optimierung von Bemessung und Betrieb. Kitzbüheler Wassersymposium Dr.-Ing. Tobias Günkel-Lange 13.

Hybridisierung und Downsizing für Langstrecken-LKW

EFES Primärenergieverbrauch für Wohnen und Mobilität von Wohnsiedlungen

Energieeffizienz in Kommunen

HINTERGRUND Februar 2012

Umweltinnovationsprogramm Energieeffiziente Abwasseranlagen

. ÖWAV. 15 Jahre Leistungsvergleich

Interdisziplinäres Projekt von Julian Cruciger

Aktuelle EFRE-Projekte P-ReDesign Wiesental auf der Kläranlage Steinen des Abwasserverbands Mittleres Wiesental

CO 2 als Zielwert Strategische Ansätze der Wohnungswirtschaft: Benchmarks, Prognose, offene Fragen

Windkraftanlage Lichtenegg Pesendorf

Transkript:

Institut für Wassergüte Ressourcenmanagement und Abfallwirtschaft Energieverbrauch von Rührwerken auf Belebungsanlagen Klemens Füreder, Karl Svardal, Jörg Krampe Institut für Wassergüte, TU Wien Hagenberg, 10.09.2015

Gliederung 1) Einleitung 2) Energieverbrauch Rührwerke 3) Leistungsdichte Rührwerke 4) Energiesparpotential bei Rührwerken 5) Zusammenfassung 2/21

Einleitung - Rührwerke in Österreich bisher noch kein zentraler Bereich der Energieoptimierung - Analyse der Leistungsdichten PR [W/m³] ZIELWERTE (BENCHMARKS) - Beckenvolumen - Rührwerkstyp - Beckengeometrie - etc. - Abschätzung Energiesparpotential bei Rührwerken in Ö 3/21

Einleitung 4/21

Einleitung Teilnehmer: mangelnde Datenqualität: auswertbare Daten: 393 Kläranlagen 168 Kläranlagen 225 Kläranlagen - gute Leistungsdaten (+ Beckenkubaturen) - suboptimale Energiedaten 5/21

Gliederung 1) Einleitung 2) Energieverbrauch Rührwerke 3) Leistungsdichte Rührwerke 4) Energiesparpotential bei Rührwerken 5) Zusammenfassung 6/21

Energieverbrauch Rührwerke (kwh/ew120/a) ca. 10 25 % der mechanisch biologischen Abwasserreinigung spez. elektr. Energieverbrauch [kwh/ew 120 /a] 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Median spez. elektr. EV mech.-biolog. Abwasserr. (Prozess 2 - Abwasserbenchmarking 2013 [5]) spez. elektr. Energieverbrauch Rührwerke (aus Umfragedaten) 0 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000 70.000 80.000 90.000 100.000 Belastung Kläranlage [EW 120 ] Median (Toleranzwert) spez. elektr. EV Rührwerke 25%Quantil (Zielwert) spez. elektr. EV Rührwerke Belastung Kläranlage Zielwert Energiebedarf EW 120 kwh/ew 120 /a 5.000 6,8 5.000-10.000 4,3 10.000-30.000 1,8 > 30.000 1,3 7/21

Gliederung 1) Einleitung 2) Energieverbrauch Rührwerke 3) Leistungsdichte Rührwerke 4) Energiesparpotential bei Rührwerken 5) Zusammenfassung 8/21

Leistungsdichte: Definitionen installierte Leistungsdichte: P,. [ ] R install Nennleistung Beckenvolumen W m³ Leistungsdichte: P [ ] R Leistungsaufnahme Beckenvolumen W m³ bei nur 15% der Becken angegeben P R W PR, install. 0,74 [ ] m³ mittlerer Energieverbrauch: W, P Laufzeit [ ] R mittel R kwh m³ d 9/21

Leistungsdichte P R, [W/m³] Leistungsdichte: Datenüberblick 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 y = 69,848x -0,468 R² = 0,50-227 belüftete Becken mit Rührwerken - 59 unbelüftete Becken mit Rührwerken - 15: Belüftung läuft ständig - 13: Belüftung läuft nicht ständig 0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000 Beckenvolumen [m³] Leistungsdichte (n=286) Pot.(Leistungsdichte (n=286)) Druckbelüftung ohne Rührwerke (n=28) 10/21

Leistungsdichte P R [W/m³] Leistungsdichte: Zielwerte (25%-Quantile) 1 W/m³ vsohle ~ 15-20 cm/s (ISV=100ml/g) keine Ablagerungen Leistungsdichten unterhalb der Zielwerte führen nicht zu 18 mehr Ablagerungen als Leistungsdichten 17 200m³ oberhalb 16 der Zielwerte 15 200-500m³ 14 Ablagerungen 13 in 500-1000m³ 12 11 10 9 8 7 6 5 Becken P R < Zielwert 4 Kontollsumme 3 100% 100% 2 1 Zielwerte sind ohne vermehrte 0 0 500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000 Beckenvolumen [m³] P R > Zielwert 1000-2000m³ keine 28% >2000m³ 25% wenig 66% 75%-Quantil 68% Toleranzwert (Median) erheblich 7% 7% Ablagerungen realisierbar! Zielwert (25%-Quantil) 11/21

Leistungsdichte: Zielwerte (25%-Quantile) Beckenvolumen TOLERANZWERT (Median) ZIELWERT (25%Quantile) Baumann et al. (2014) [4] m³ W/m³ W/m³ W/m³ 200 6,8 5,7-200 - 500 4,8 3,5 4,0-2,5 500-1.000 2,7 2,1 2,5-2,0 1.000-2.000 2,0 1,7 2,0-1,5 > 2.000 1,6 1,1 1,5 ca. 50 bis 75% der Becken sind hinsichtlich Energieverbrauch (Leistungsdichte) der Rührwerke optimierbar 12/21

Leistungsdichte: Belüftete vs. unbelüftete Becken Leistungsdichte W * R belüftete Becken (n ges. = 227 Becken) Volumen Anzahl rel. Anzahl 75%Quantil Median 25%Quantil Baumann et al. (2014) m³ n % W/m³ W/m³ W/m³ W/m³ 200 8 4 18,4 9,3 6,3-200 - 500 31 14 5,9 4,1 3,2 4,0-2,5 500-1000 76 33 4,0 2,8 2,1 2,5-2,0 1000-2000 61 27 2,7 2,1 1,7 2,0-1,5 > 2000 51 22 2,2 1,5 1,1 1,5 Leistungsdichte W * R unbelüftete Becken (n ges. = 59 Becken) Volumen Anzahl rel. Anzahl 75%Quantil Median 25%Quantil Baumann et al. (2014) m³ n % W/m³ W/m³ W/m³ W/m³ 200 12 20 10,6 6,5 5,1-200 - 500 23 39 6,6 5,3 4,2 4,0-2,5 500-1000 12 20 3,7 2,5 2,3 2,5-2,0 1000-3500 12 20 3,5 2,1 1,9 2,0-1,5 keine markanten Unterschiede; allerdings viel schmalere Datengrundlage bei unbelüfteten Becken 13/21

Leistungsdichte: Es konnte kein Einfluss von Beckengeometrie und Belüftungsart - Rechteckbecken - Druckbelüftung - Umlaufbecken - Mammutrotoren - Rund-/Kreisringbecken - unbelüftet auf Leistungsdichte festgestellt werden! 14/21

Leistungsdichte: Einfluss Rührwerkstyp horizontaler Anriebstwelle: schnelllaufender Propeller horizontaler Antriebswelle: langsamlaufender Propeller vertikale Antriebswelle: Hyperboloid-Rührer vertikale Antriebswelle: langsamlaufender Propeller Leistungsdichte W R * bei Becken < 1000m³ Rührwerkstyp 25%-Quantil W/m³ horizontale AW: schnelllaufend 5,2 horizontale AW: langsamlaufend 2,4 vertikale AW: Hyperboloidrührer 2,4 vertikale AW: langsamlaufend 2,4 Richtige Drehrichtung: von oben nach unten! 15/21

Gliederung 1) Einleitung 2) Energiebedarf Rührwerke 3) Leistungsdichte Rührwerke 4) Energiesparpotential bei Rührwerken 5) Zusammenfassung 16/21

W R,mittel [kwh/m³/ d] Einsparung durch Abschaltung von Rührwerken bei belüfteten Becken 0,22 0,21 0,20 0,19 0,18 0,17 0,16 0,15 0,14 0,13 0,12 0,11 0,10 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0,00 y = 27,722x -0,349 R² = 0,28 y = 31,57x -0,411 R² = 0,47 y = 15,62x -0,403 R² = 0,32 0 500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000 Beckenvolumen [m³] Impulsbelüftung: 0,7 h/d * 25 W/m³ Laufzeit Rührwerke 24h/d Laufzeit Rührwerke 14-22h/d Laufzeit Rührwerke 2-12h/d keine Rührwerke (Belüftung läuft nicht ständig) Pot.(Laufzeit Rührwerke 24h/d) Pot.(Laufzeit Rührwerke 2-12h/d) 0,018 kwh/m³/d (ISV=110ml/g) wenig Ablagerungen 17/21

Theoretisches Energiesparpotential Österreich Energiesparpotential Rührwerke Gesamt-Österreich Ausbaukapazität Österreich 2012 21.600.000 EWCSB 120 Faktor Kapazität Gesamt/Studie 3,60 - theoretisches Einsparpotential Rührwerke bei Senkung auf "Toleranzwert" theoretisches Einsparpotential Rührwerke bei Senkung auf "Zielwert" ~11 Mill. kwh/jahr ~19 Mill. kwh/jahr 18/21

Gliederung 1) Einleitung 2) Energiebedarf Rührwerke 3) Leistungsdichte Rührwerke 4) Energiesparpotential bei Rührwerken 5) Zusammenfassung 19/21

Zusammenfassung I Rührenergiebedarf ca. 10 25 % des Energiebedarfs der mech.-biologischen Abwasserreinigung ~ 50 bis 75% der Becken in Ö sind hinsichtlich Energieverbrauch der Rührwerke optimierbar Leistungsdichten von 1 W/m³ ohne Ablagerungen realisierbar großes Einsparpotential durch teilweiser Abschaltung von Rührwerken theoretisches Einsparpotential bei Senkung auf......toleranzwert (Median): ~25% der Rührenergie in Ö...Zielwert (25%-Quantil): ~40% der Rührenergie in Ö 20/21

Zusammenfassung II Zielwerte der Leistungsdichte sind ohne vermehrte Ablagerungen realisierbar! Beckenvolumen ZIELWERTE (25%Quantile) m³ W/m³ 200 5,7 200-500 3,5 500-1.000 2,1 1.000-2.000 1,7 > 2.000 1,1 Zielwerte spezifischer Rührenergiebedarf Belastung Kläranlage ZIELWERTE (25%-Quantil) EW 120 kwh/ew 120 /a 5.000 6,8 5.000-10.000 4,3 10.000-30.000 1,8 > 30.000 1,3 P R P Raum Leistungsaufnahme Beckenvolumen W [ ] m³ AUSRECHNEN UND VERGLEICHEN! AUSRECHNEN UND VERGLEICHEN! 21/21

DANKE FÜR IHRE AUFMERK- SAMKEIT! 22/21 22