Lehrerbesprechung 2014 der Kanal- und Kläranlagennachbarschaften

Präsentation zum Thema: "Lehrerbesprechung 2014 der Kanal- und Kläranlagennachbarschaften"—  Präsentation transkript:

1 Lehrerbesprechung 2014 der Kanal- und Kläranlagennachbarschaften 13. Februar 2014 Anaerobe Schlammstabilisierung kleiner Anlagen – Pilotprojekt Bad Abbach Prof. Dr.-Ing. Oliver Christ, Hochschule Weihenstephan-Triesdorf Dipl.-Ing. Detlef Wedi ATM Abwassertechnik, Braunschweig Prof. Dr.-Ing. O. Christ | Siedlungswasserbau

2 Situation in Bayern Grundsatzfrage
3.000 Kläranlagen insgesamt mit einem Stromverbrauch von 630 GWh entsprechend dem von Haushalten davon 300 Kläranlagen im Bereich von zwischen EW und EW mit aerob simultaner Schlammstabilisierung Grundsatzfrage Ab welcher mittleren Anschlussgröße ist die Umrüstung von Anlagen mit aerober Stabilisierung zur anaeroben Faulung wirtschaftlich? Prof. Dr.-Ing. O. Christ | Siedlungswasserbau

3 Verfahren Belebtschlamm-Verfahren mit aerober simultaner Schlammstabilisierung (derzeit bis EW) Belebtschlammverfahren mit anaerober Schlammstabilisierung (Faulung) (derzeit ab EW) Prof. Dr.-Ing. O. Christ | Siedlungswasserbau

4 Verfahrensunterschiede
Vorteile „aerobe Schlammstabilisierung“ einfacher Betrieb geringe Investitionen in die maschinentechnische Ausrüstung Vorteile „Faulung“ geringe Belebungsbeckenvolumina (- 40 bis 50 %) geringer Sauerstoffbedarf durch kurze Schlammalter (- 15 %) geringere Belastung der Belebung durch Primärschlammabtrennung (- 25 %) Eigenstromerzeugung geringerer Schlammanfall Prof. Dr.-Ing. O. Christ | Siedlungswasserbau

5 Energiebedarf im Vergleich Idealwerte
geringere BSB5-Fracht durch VKB niedrigeres Schlammalter nach: Handbuch „Energie in Kläranlagen“, 1999 Eigenstromerzeugung Prof. Dr.-Ing. O. Christ | Siedlungswasserbau

6 Schlammanfall im Vergleich
berechnet nach ATV-DVGW-M 368, 2003 Prof. Dr.-Ing. O. Christ | Siedlungswasserbau

7 Einsparpotenzial im Vergleich
Basis Strompreis: 0,20 €/kWh Schlammentsorgung: 60 €/m3 CO2-Äquivalent deutscher Strommix: 576 gCO2/kWh Transport-Emissionen: 104,4 gCO2/(to.km) und 50 km Entfernung Prof. Dr.-Ing. O. Christ | Siedlungswasserbau

8 Barwert des Einsparpotenzials
Anlagennutzungsdauer: n = 20 Jahren, Realzins: i = 3 % p.a. Preissteigerung inkl. Inflation: r = 2 % p.a. (bezogen auf Strom- und Schlammentsorgung) BW (r= 2 %) = 94,75 €/EW das heißt: Eine Investition zur Anlagenumrüstung von bis zu 95 € pro Einwohnerwert rechtfertigt unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten die erreichbare Kosteneinsparung. Bei gleicher Wirtschaftlichkeit steigt jedoch der Umweltnutzen, so dass dann die Umrüstung erfolgen sollte! Prof. Dr.-Ing. O. Christ | Siedlungswasserbau

9 Pilotprojekt Bad Abbach gefördert durch das StMUG
Fragestellungen Lässt sich das dargestellte theoretische Einsparpotenzial in der Praxis realisieren? Wie hoch sind die Kosten des Umbaus? Wo und unter welchen Randbedingungen liegt die Grenze der Umrüstung? Prof. Dr.-Ing. O. Christ | Siedlungswasserbau

10 Kläranlage Bad Abbach bis Sommer 2013
mittlere Belastung EW60: EW Strombedarf nach Austausch der Belüfter: 29 kWh/(EW.Jahr) Prof. Dr.-Ing. O. Christ | Siedlungswasserbau

11 Kläranlage Bad Abbach nach dem Umbau
künftige Ausbaugröße EW60: EW Strombedarf nach Umrüstung: ? kWh/(EW.Jahr) Eigenstromerzeugung nach Umrüstung ? kWh/(EW.Jahr) Inbetriebnahme nach der Umrüstung Herbst 2013 Prof. Dr.-Ing. O. Christ | Siedlungswasserbau

12 Baustellen-Impressionen I
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13 Baustellen-Impressionen II
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14 Realisierbares Einsparpotenzial? Fragestellung Nr. 1
kann erst im laufenden Betrieb ermittelt werden (direkter Vergleich vorher / nachher) Prof. Dr.-Ing. O. Christ | Siedlungswasserbau

15 Kosten des Umbaus? Fragestellung Nr. 2
Art des Faulbehälters Art der Ausrüstung Prof. Dr.-Ing. O. Christ | Siedlungswasserbau

16 Kosten des Umbaus? Fragestellung Nr. 2
System-Biogasanlage können bei der Beachtung folgender Punkte eingesetzt werden kürzere Nutzungsdauern Volumenzuschlag für Toträume infolge unzureichender Umwälzung Umwälzeinrichtungen müssen von Außen für Wartungs- und Reparaturzwecke zugänglich sein Umwälzeinrichtungen müssen eine auf den Faulschlamm angepasste Leistung aufweisen Prof. Dr.-Ing. O. Christ | Siedlungswasserbau

17 Kosten des Umbaus? Ausschreibungsergebnisse
Ausschreibungsergebnisse inkl. Baunebenkosten und MwSt. Gesamtinvestitionen: 1,300 Mio. € davon für Maschinentechnik: € Projektkostenbarwert: 1,554 Mio. € Prof. Dr.-Ing. O. Christ | Siedlungswasserbau

18 Kostenbilanz Geschätzte Kosten für die Erweiterung der Belebung auf EW > € Investitionen für die Umrüstung € Mehrkosten für die Umrüstung < € Einsparung von Strom- und Schlammentsorgungskosten (r=2 %; BW=94,75 €/EW) bei derzeitiger Belastung von EW € Wirtschaftlichkeit = Mehrkosten / Einsparung 0,71 < 1,0 ✔ Wirtschaftlichkeit ist gegeben! ohne die fälligen Erweiterungskosten wäre die Wirtschaftlichkeit hier nicht gegeben! Prof. Dr.-Ing. O. Christ | Siedlungswasserbau

19 Grenzen der Umrüstung? Fragestellung Nr. 3
EW EW EW Prof. Dr.-Ing. O. Christ | Siedlungswasserbau

20 Zusammenfassung Alle Kläranlagen ab EW sollten auf die spezifischen Umrüstungsoptionen überprüft werden. Hierzu gehören Berücksichtigung ohnehin fälliger Reinvestitionen, Prognose von künftigen Belastungswerten, Verfügbarkeit von Co-Substraten. System-Biogasanlagen können nach Modifikationen und veränderter Bewertungen (Nutzungsdauer, Rührwerkstechnik u.a.) auch auf Kläranlagen zur Schlammfaulung eingesetzt werden. Die uneinheitlichen Ausschreibungsergebnisse zeigen, dass insbesondere bei den Komponenten Faulbehälter und Gasverwertung noch Potenzial für Standardisierung gegeben ist, wodurch Kosten weiter gesenkt werden können. Energiereicher Klärschlamm sollte nicht länger kostenintensiv oxidiert werden sondern ist – wenn immer wirtschaftlich möglich – einer energetischen Verwertung durch Faulung und/oder thermischer Behandlung zuzuführen. Prof. Dr.-Ing. O. Christ | Siedlungswasserbau

21 Danksagung den Projektbeteiligten
Markt Bad Abbach Herrn Ersten Bürgermeister Wachs Herrn Brunner Herrn Holzhauser Herrn Krückl Herrn Fiedler Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Gesundheit Herrn LMR Dipl.-Ing. Englmann, Herrn LChemD Dr. Beck Bayerisches Landesamt für Umwelt Herrn BOR Dipl.-Ing. Bleisteiner Frau Dipl.-Ing. Reutelshöfer Wasserwirtschafsamt Landshut Herrn Dipl.-Ing. Haberl BBI Bauer Beratende Ingenieure GmbH Herrn Dr.-Ing. Weigel Herrn Dipl.-Ing. Christensen Prof. Dr.-Ing. O. Christ | Siedlungswasserbau