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Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Abstimmung zwischen Kanalisation und Kläranlage zur.

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Präsentation zum Thema: "Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Abstimmung zwischen Kanalisation und Kläranlage zur."—  Präsentation transkript:

1 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Abstimmung zwischen Kanalisation und Kläranlage zur Gewässerentlastung Abwasser-Forum Otzenhausen

2 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Gliederung (1)Einführung in die integrierte Betrachtung von Netz und Kläranlage (2)Projekt EPIKUR (3)Vorgehensweise (4)Ergebnisse (5)Interpretation der Ergebnisse (6)Fazit

3 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Einführung in die Thematik

4 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Einführung Kanalnetze und Kläranlagen wurden bislang in der Regel statisch und weitgehend unabhängig voneinander bemessen und betrieben: Kanalnetz (z.B. DWA Arbeitsblätter A118, A128) Kläranlagen (z.B. A131, M210) Bindeglied: Drosselabfluss Q m =2Q sx +Q f (bzw. f S,QM *Q S,aM + Q F,aM ) Statische Betrachtungsweise kann dazu führen, dass Mischwasser entlastet wird, obwohl auf Kläranlage noch freie verfügbare Kapazitäten vorhanden sind Kläranlage bei Mischwasserzufluss an Grenzen stößt, obwohl im Netz noch Speichervolumina verfügbar sind

5 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Forderung (Gewässerschutz und aus Kostenaspekte): Integrierte Planung und integrierter Betrieb von Abwassersystemen (A198, BWK M3) Was versteht man unter integrierten Betrachtung? Aufeinander abgestimmte Planung und Betrieb von Kläranlage und Kanalisation in Abhängigkeit der aktuellen Leistungsfähigkeit / Reserven dieser beiden Teilsysteme, um ökonomische und/oder ökologische Verbesserungen zu erzielen

6 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Mischwasser- behandlung Kläranlage Gewässer Siedlung Kanal Überlauf =+ Gesamt- emission 2*Q sx +Q f x·Q s,aM +Q F,aM ?

7 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Probleme/Offene Fragen bei bisherigen Projekten Entweder Simulationen oder großtechnische Umsetzung Methodik der Untersuchungen sehr heterogen Tatsächliche (hydraulische) Randbedingungen häufig nicht angemessen berücksichtigt Praxisnäherer, nachvollziehbarer und systematischer Ansatz erforderlich!

8 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Grundideen des Projektes EPIKUR

9 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Projekt EPIKUR – Entwicklung und Erprobung eines integrierten Abwassermanagementsystems zur Emissions- und Kostenreduzierung Projekt im Auftrag des MUF Rheinland-Pfalz: 2002 – 2006 zwei Projektphasen: Simulation und großtechnische Umsetzung Ziel: Entwicklung eines Leitfadens für Planer, Betreiber und Behörden wann macht integrierte Betrachtung Sinn wie sollte hierbei vorgegangen werden (Methodik) welche Werkzeuge sollten hierbei genutzt werden (Simulation erforderlich?) Hinweise zu erforderlichen Messungen und Regelungen Projekt EPIKUR

10 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Vorgehensweise Auswahl von drei repräsentativen Einzugsgebieten und Kläranlagen Auswertung Betriebsdaten; ergänzendes Messprogramm Abbildung von Netz (KOSMO) und KA (SIMBA) als Modell Kopplung der Modelle über Schnittstelle (WINKOSMO) Simulation mit unterschiedlichen Drosselabflüssen Aufzeigen des Emissions- und Kostenminderungspotenzials Umsetzung in Großtechnik Ermittlung Potenzial in Rheinland-Pfalz Verifikation (Abgleich Simulation – Großtechnik)

11 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Referenzgebiete und - anlagen Im Hinblick auf Projektphase 2 (großtechnische Umsetzung) am besten geeignete Anlagen ausgewählt (Checkliste): Edenkoben: / EW (Weinbau) Wallhalben: EW (ländlich); t TS =25d Speichervolumen ca. 26m³/ha Zweibrücken: urban geprägtes Einzugsgebiet, 16m³/ha; lt. GEP Neubau von m³erforderlich; KA: EW; gemischte Denitrifikation; t TS =12d

12 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen E E E> E f SQ,M ZWWH Referenzanlagen Q M =f S,QM *Q S,aM + Q F,aM Q S,aM, Q F,aM : Abflüsse im Jahresmittel EK IST-Zustand:

13 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Leitparameter zur Beurteilung

14 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Langzeitsimulation mit Darmstädter Regenreihe (repräsentatives Niederschlagsjahr)

15 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Beispielhafte Ergebnisse: Zweibrücken - Kanalnetz % Entlastungsvolumen Entlastete CSB-Fracht f S,QM Langzeitsimulation

16 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Langzeitsimulation % Entlastete NH 4 -Fracht Entlastete AFS-Fracht

17 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Abschätzung der Emissionen aus Kanalnetz und Kläranlage - Ermittlung eines optimalen Drosselabflusses -

18 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Ergebnisse Zweibrücken – Ermittlung Q m,opt Q S,aM +Q F,aM jährliche Frachten CSB [kg] [%] Entlastungsfracht KNAblauffracht KAAblauffracht KA w. MW GesamtfrachtGesamtfracht w. MWproz. Gesamtfracht

19 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Integrierte Simulation mit ausgewählten Regenereignissen für Q m,opt

20 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Zweibrücken – integrierte Simulation R1...Landregen (hellblau): April R2...Gewitterregen (dunkelblau): Juli R3...starker Gewitterregen mit Vorregen (türkis): September

21 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen integrierte Simulation für ausgewählte Regenereignisse

22 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Fazit und Schlussfolgerungen

23 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Fazit Auswirkungen eines integrierten Betriebs aus Sicht Netz Erhöhte Drosselabflüsse wirken sich hinsichtlich aller betrachteter Entlastungsparameter positiv aus (Verminderung der Emissionen, Entlastungsdauer, -häufigkeiten,...) Abstimmung der Drosselabflüsse zwischen einzelnen Becken beinhaltet weiteres Potenzial In Abhängigkeit von Belastungssituation auf der Kläranlage: Möglichkeit der Einsparung von Investitionsvolumen bei der Mischwasserbehandlung (Verringerung Speichervolumen)

24 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Fazit Auswirkungen eines integrierten Betriebs aus Sicht KA Einhaltung der Überwachungsanforderungen kann unter bestimmten Umständen gefährdet sein Aerob stabilisierende Anlagen in der Regel unproblematisch Auswirkungen auf Nachklärung (AFS, CSB, P) abhängig vor allem von Absetzeigenschaften (ISV IST /ISV Bem. ) Häufig sind nicht vorhandene Beckenvolumina, sondern hydraulische Verhältnisse (verbindende Leistungen, Gerinne etc.) limitierend Überwachung/Regelung über Messgeräte

25 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Fazit Gesamtbetrachtung Frachtbezogenes Emissionsminderungspotenzial stark abhängig von Randbedingungen (insbesondere auch Regen) reine Betrachtung der Frachten jedoch nicht ausreichend, u.a.: - Art des emittierten CSB aus Netz und KA unterschiedlich - Einzelereignis- und Gewässer bezogene Betrachtung erforderlich

26 Zentrum für Innovative AbWassertechnologien an der Technischen Universität Kaiserslautern J. Hansen Fazit Erhebliches Potenzial integrierter Ansätze; formalisierte Vorgehensweise (Leitfaden) sowie weitere praktische Erfahrungen erforderlich Demonstrationsvorhaben des Landes (MUF 2005 – 2006)


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