Besprechung der Lehrer und Obleute der Kanal- und Kläranlagen-Nachbarschaften „40 Jahre Kanal- und Kläranlagen-Nachbarschaften in Bayern“ Entfernung von Spurenstoffen mit Aktivkohle am Beispiel der Kläranlage Böblingen-Sindelfingen Einführung / Ausgangssituation Beschreibung der Kläranlage Erste Betriebserfahrungen Reinigungsleistungen Kosten Dipl.-Ing. Gert Schwentner Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen

1. Einleitung / Ausgangssituation Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 1. Einleitung / Ausgangssituation Kläranlage Böblingen-Sindelfingen, Ausbaugröße von 250.000 EW. Anteil des Kläranlagenablaufes im Gewässer rd. 80 % !  Inbetriebnahme einer Flockungsfiltration mit 600 m² Filterfläche (2007)  Beschluss der Verbandsversammlung zum Bau einer Aktivkohleadsorptionsstufe 21.06.2010 Spatenstich 25.10.2011 Erstbefüllung Einfahrphase ab Januar 2012 Betriebserfahrungen, Optimierungen bis 31.12.2012 Folie 1

Flockungs-filtration Schlammfaulung und Entwässerung Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 2. Beschreibung der Kläranlage Tropfkörper Flockungs-filtration Fällmittel Vorklärung Nachklärung C-Dosierung Gewässer Fäll- mittel nachgeschaltete DN (belebter Schlamm) Rezirkulation (Tropfkörperbeschickung) entwässerter Klärschlamm zur Verbrennung Schlammfaulung und Entwässerung Folie 2

2. Beschreibung der Kläranlage Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 2. Beschreibung der Kläranlage Aktivkohleanlage Reaktions-becken Sedimen- tation Aktivkohle-Dosierung Tropfkörper Flockungs- und Flockungshilfsmittel Flockungs-filtration Fällmittel Vorklärung Nachklärung C-Dosierung Gewässer nachgeschaltete DN (belebter Schlamm) Rezirkulation (Tropfkörperbeschickung) entwässerter Klärschlamm zur Verbrennung Schlammfaulung und Entwässerung Folie 2

Aktivkohle-Dosierung Flockungs-filtration Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 2. Beschreibung der Kläranlage Aktivkohleanlage Auslegung der Aktivkohleadsorption Reaktionsbecken: Aufenthaltszeit 0,5 Stunden Sedimentationsbecken: Aufenthaltszeit 2,0 Stunden Oberflächenbeschickung 2 m/h Reaktions-becken Sedimen- tation Aktivkohle-Dosierung Flockungs- und Flockungshilfsmittel Flockungs-filtration Auswertung 2012 Zulauf Kläranlage: 14,4 Mio m³/a Januar Feb. März April Mai Juni Juli Aug. Sep. Okt. Nov. Dez. Folie 3

Aktivkohle-Dosierung Flockungs-filtration Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 2. Beschreibung der Kläranlage Aktivkohleanlage Auslegung der Aktivkohleadsorption Reaktionsbecken: Aufenthaltszeit 0,5 Stunden Sedimentationsbecken: Aufenthaltszeit 2,0 Stunden Oberflächenbeschickung 2 m/h Reaktions-becken Sedimen- tation Aktivkohle-Dosierung Flockungs- und Flockungshilfsmittel Flockungs-filtration Fällmittel Auswertung 2012 Bypass> 1.000 l/s Zulauf Kläranlage: 14,4 Mio m³/a Zulauf PAC Anlage: 12,2 Mio m³/a Zufluss Adsorptionsstufe bis 1.000 L/s ergibt 85 % vom Zufluss Klärwerk Januar Feb. März April Mai Juni Juli Aug. Sep. Okt. Nov. Dez. Folie 3

2. Beschreibung der Kläranlage Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen Klärwerk I - Aktivkohlebehandlung 2. Beschreibung der Kläranlage NKB 1 Aktivkohle-Silo V = 125 m³ Einmisch- und Aggregationsbecken (12 m³ und 120 m³) NKB 2 Reaktionsbecken (V= 1.800 m³) Sedimentationsbecken ( V= 7.200 m³; A = 1.800 m²) NKB 3 und 4 zum Gewässer Folie 4

Aktivkohle-Dosierung Flockungs-filtration Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 3. Erste Betriebserfahrungen Aktivkohleanlage Reaktions-becken Sedimen- tation Zielvorgaben für den Betrieb Dosierung von 10 mg/L Pulveraktivkohle (Norit SAE Super) TS im Reaktionsbecken 4 g/L, ISV < 70 ml/g Dosierung 4 mg Fe/L in Zulauf Sedimentation (Ferrifloc FeClSO4) Dosierung 0,3 mg Polymer/L in Zulauf Sedimentation (Praestol 2540) Dosierung 1 mg Fe/L in Ablauf Sedimentation (Ferrifloc FeClSO4) Aktivkohle-Dosierung Flockungs- und Flockungshilfsmittel Flockungs-filtration Bypass> 1.000 l/s Gewässer  Alle Zielvorgaben können vom Betriebspersonal stabil eingestellt werden! Folie 6

3. Erste Betriebserfahrungen Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 3. Erste Betriebserfahrungen Absetzverhalten von Schlamm aus dem Reaktionsbecken (verdünnte Probe 1:2) Folie 7

4. Reinigungsleistungen Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 4. Reinigungsleistungen 64 Einzelparamter (z.T. unter der Bestimmungsgrenze). aufsummiert ergeben sich: - im Zulauf 6,26 kg/d - im Ablauf Nachklärbecken 2,39 kg/d - im Ablauf Filtration 0,62 kg/d Folie 8

4. Reinigungsleistungen / Erste Betriebsergebnisse Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 4. Reinigungsleistungen / Erste Betriebsergebnisse -12 % -33 % -95 % -49 % -91 % -86 % -76 % -88 % -92 % -95 % Auszug aus den Analysenergebnissen vom 19.4.2012 bei einer Aktivkohledosierung von 10 mg/L Folie 9

4. Reinigungsleistungen Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 4. Reinigungsleistungen homogenisierte Probe ! Im betrachteten Zeitraum wurden insgesamt 16 % des Zuflusses über den Bypass an der Adsorptionsstufe vorbei geführt! - 8 mg/l - 10 mg/l 19 mg/L Inbetriebnahme Filter vermindert CSB ! Inbetriebnahme Aktivkohleanlage vermindert CSB ! Unterschreitung von CSB 20 mg/L mit 10 g PAC/m³ unsicher !? Folie 10

4. Reinigungsleistungen Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 4. Reinigungsleistungen homogenisierte Probe ! Im betrachteten Zeitraum wurden insgesamt 16 % des Zuflusses über den Bypass an der Adsorptionsstufe vorbei geführt! - 1,4 mg/l - 9 mg/l 3 mg/L Inbetriebnahme Filter vermindert AFS ! Inbetriebnahme Aktivkohleanlage vermindert AFS ! weiteres Optimierungspotential !? Folie 11

4. Reinigungsleistungen Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 4. Reinigungsleistungen homogenisierte Probe ! Im betrachteten Zeitraum wurden insgesamt 16 % des Zuflusses über den Bypass an der Adsorptionsstufe vorbei geführt! - 0,17 mg/l - 0,7 mg/l 0,23 mg/L Fällmitteldosierung (FeClSO4): 2006 (mit NKB) : 7.151 kg/d 2010 (mit Filter) : 4.473 kg/d 2012 (mit PAC) : 4.142 kg/d Fällmittelmenge hat sich nach Inbetriebnahme der PAC-Anlage sogar geringfügig vermindert! Folie 12

4. Reinigungsleistungen Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 4. Reinigungsleistungen Schlammbilanz (Auswertung vom 1.1.2012 – 31.12.2012) Schlammanfall 1.088 kg/d + ca. 287 kg/d = ca. 1.375 kg/d davon: PAC Dosierung 345 kg/d Fe-Schlamm 268 kg/d AFS Ablauf NKB ca. 606 kg/d adsorbierte Stoffe ergibt: adsorbierte Stoffe ca. 156 kg/d Schlammalter in der Adsorptionsstufe ca. 5,2 d Folie 13

5. Kosten Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen Adsorptions- stufe Folie 14

5. Kosten / Investitionskosten (Kostenfeststellung Jan. 2013) Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 5. Kosten / Investitionskosten (Kostenfeststellung Jan. 2013) Rohbau 2.200.000 € Klärtechnische Einrichtungen (Rohrleitungen, Räumer, Pumpen) 1.050.000 € Dosieranlagen (Pulveraktivkohle, Polymer) 380.000 € Elektrotechnik (Schaltanlagen + Messgeräte) 190.000 € Objektplanung, Tragwerksplanung, Baugrundberatung, Verfahrenstechnische Beratung, Genehmigungen 480.000 € 4.300.000 € durchschn. Abschreibungen (30a) 176.000 €/a, Zinsen (3,5%) 78.000 €/a EU-Zuschüsse (Europäischer Fond für regionale Entwicklung EFRE) ca. - 2.000.000 € Auflösung Zuschuss - 65.000 €/a, gesparte Zinsen - 31.000 €/a Verrechnung mit der Abwasserabgabe (3 Jahre) - 792.000 € gesparte Abwasserabgabe - 26.000 €/a Folie 15

5. Kosten / Betriebskosten Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 5. Kosten / Betriebskosten Aktivkohle (135 t/a mit ca. 1.500 €/t) 195.000 €/a Polymer (4 t/a mit ca. 4.000 €/t) 16.000 €/a Strom (206.000 kWh/a mit 0,169 €/kWh) 35.000 €/a Mehrschlammanfall (680 t/a mit 90 €/t) 60.000 € Personal (0,65 Stellen mit 35.000 €/a) 23.000 € Instandhaltung Bauwerke (0,1 % von 3,4 Mio. €) 3.400 € Instandhaltung technische Anlagen (0,5 % von 1,3 Mio. €) 6.600 € Abwasserabgabe (Verminderung durch verbesserte Reinigungsleistungen -15 mg/l CSB und -0,3 mg/l Pges) -100.000 € 240.000 € Folie 16

5. Kosten / Betriebskosten Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 5. Kosten / Betriebskosten Aktivkohle (135 t/a mit ca. 1.500 €/t) 195.000 €/a Polymer (4 t/a mit ca. 4.000 €/t) 16.000 €/a Strom (206.000 kWh/a mit 0,169 €/kWh) 35.000 €/a Mehrschlammanfall (680 t/a mit 90 €/t) 60.000 € Personal (0,65 Stellen mit 35.000 €/a) 23.000 € Instandhaltung Bauwerke (0,1 % von 3,4 Mio. €) 3.400 € Instandhaltung technische Anlagen (0,5 % von 1,3 Mio. €) 6.600 € Abwasserabgabe (Verminderung durch verbesserte Reinigungsleistungen -15 mg/l CSB und -0,3 mg/l Pges) -100.000 € 240.000 € Stromverbräuche: Aktivkohleadsorption 206.000 kWh/a = 1,5 kWh/(EW*a) Flockungsfiltration 420.000 kWh/a = 3,0 kWh/(EW*a) „konventionelle Kläranlage“ incl. Schlammbehandlung) 4.300.000 kWh/a = 30,6 kWh/(EW*a) 4.926.000 kWh/a = 35,1 kWh/(EW*a) Folie 16b

5. Kosten / Betriebskosten Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 5. Kosten / Betriebskosten Aktivkohle (130 t/a mit ca. 1.500 €/t) 195.000 €/a Polymer (4 t/a mit ca. 4.000 €/t) 16.000 €/a Strom (206.000 kWh/a mit 0,169 €/kWh) 35.000 €/a Mehrschlammanfall (680 t/a mit 90 €/t) 60.000 €/a Personal (0,65 Stellen mit 35.000 €/a) 23.000 €/a Instandhaltung Bauwerke (0,1 % von 3,4 Mio. €) 3.400 €/a Instandhaltung technische Anlagen (0,5 % von 1,3 Mio. €) 6.600 €/a Abwasserabgabe (Verminderung durch verbesserte Reinigungsleistungen -10 mg/l CSB(?) und -0,3 mg/l Pges(?) -46.000 €/a 293.000 €/a Folie 16c

5. Kosten Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen Abwasserabgabe EU-Zuschuss (EFRE) Folie 18 Folie 17

5. Kosten Gebühr 5,7 Cent/m³ * 40 m³/(EW*a) ergibt ca. 2,27 €/(EW*a) Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 5. Kosten Gebühr Abwasserabgabe EU-Zuschuss (EFRE) 5,7 Cent/m³ * 40 m³/(EW*a) ergibt ca. 2,27 €/(EW*a) ohne Abwasserabgabe +0,96 Cent/m³ bzw. +0,38 €/(EW*a) ohne Fördermittel +1,3 Cent/m³ bzw. +0,51 €/(EW*a) Gebührenberechnung: 425.000 €/ 7.500.000 m³ = 5,7 Cent/m³ gebührenfähige Abwassermenge Folie 18 Folie 18

6. Zusammenfassung Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen Adsorptionsstufe ist betriebssicher, wenn die Vorgaben (TS-Gehalt, ISV) eingehalten werden. Verbesserung der Reinigungsleistung in Bezug auf Spurenstoffe und CSB sowie Pges (ohne Erhöhung der Fällmittelmenge) Die Investitionskosten betragen 4,3 Mio. €. Die Aktivkohle (jährlich ca. 130 Tonnen) hat den größten Anteil an den Betriebskosten. Energiekosten sind untergeordnet! Die Gebühr steigt um rd. 5,7 Cent je m³ bzw. um rd. 2,27 € je Einwohner im Jahr. Optimierungen ? Wie wichtig ist eine genaue Dosierung von Aktivkohle bei Trockenwetter und Regenwetter? Feststoffgehalt und Schlammalter? .............? Folie 19 Folie 1

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen Abwasserreinigung ist kein Selbstzweck sondern Daseinsvorsorge ! Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen Einmisch- und Aggregationsbecken, Reaktionsbecken und Sedimentationsbecken ca. 48 m ca. 54 m Rücklaufkohle-Pumpwerk Schnecke DN 1.600 H = 1,0 m - Q = 500 l/s Folie 5

3. Erste Betriebserfahrungen Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 3. Erste Betriebserfahrungen Dosiermenge PAC [kg/h] Zufluss KA [L/s] Dosiermenge PAC [mg/L] 10 g PAC /m³ Zufluss PAC [L/s] Dosiermenge Polymer [L/h] Folie 8

Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen AFS Ablauf NKB [mg/L] AFS Ablauf Sedimentation [mg/L] 20 mg/L CSB Ablauf FF [mg/L] 10 mg/L AFS Ablauf FF [mg/L] Folie 9

Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen TS-Gehalt im Reaktionsbecken 4,0 g/L 3,0 g/L Zufluss [L/s] Schlammspiegelhöhe im Sedimentationsbecken 60 cm 20 cm Zufluss PAC [L/s] Folie 6

PAC-Dosiertechnik im Zargenraum Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 3. Erste Betriebserfahrungen PAC-Dosiertechnik im Zargenraum (1) (2) 1- Silokonus 2- Zellenrad- schleuse (3) (4) 3- Förderschnecke 4- Vorlage- behälter 50 l (5) 5- Wäge- behälter 70 l (6) (7) 6- Vortex-Trichter 7- PAK- Entnahme über Treibstrahl- wasserpumpe Bildquelle: Kopf Anlagenbau GmbH Folie 7

PAC-Dosiertechnik im Zargenraum Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 3. Erste Betriebserfahrungen (3) (4) PAC-Dosiertechnik im Zargenraum 1- Silokonus (5) 2- Zellenrad- schleuse 3- Förderschnecke 4- Vorlage- behälter 50 l 5- Wäge- behälter 70 l 6- Vortex-Trichter 7- PAK- Entnahme über Treibstrahl- wasserpumpe Bildquelle: Kopf Anlagenbau GmbH Folie 7a

3. Erste Betriebserfahrungen Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 3. Erste Betriebserfahrungen Dosieranlage verstopft Folie 7b