Besprechung der Lehrer und Obleute der Kanal- und Kläranlagen-Nachbarschaften „40 Jahre Kanal- und Kläranlagen-Nachbarschaften in Bayern“ Entfernung von.

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1 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

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

3 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

4 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

5 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

6 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> l/s Zulauf Kläranlage: 14,4 Mio m³/a Zulauf PAC Anlage: 12,2 Mio m³/a Zufluss Adsorptionsstufe bis L/s ergibt 85 % vom Zufluss Klärwerk Januar Feb. März April Mai Juni Juli Aug. Sep. Okt. Nov. Dez. Folie 3

7 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= m³) Sedimentationsbecken ( V= m³; A = m²) NKB 3 und 4 zum Gewässer Folie 4

8 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> l/s Gewässer  Alle Zielvorgaben können vom Betriebspersonal stabil eingestellt werden! Folie 6

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

10 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

11 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 bei einer Aktivkohledosierung von 10 mg/L Folie 9

12 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

13 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

14 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) : kg/d 2010 (mit Filter) : kg/d 2012 (mit PAC) : kg/d Fällmittelmenge hat sich nach Inbetriebnahme der PAC-Anlage sogar geringfügig vermindert! Folie 12

15 4. Reinigungsleistungen
Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 4. Reinigungsleistungen Schlammbilanz (Auswertung vom – ) Schlammanfall kg/d + ca. 287 kg/d = ca kg/d davon: PAC Dosierung kg/d Fe-Schlamm 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

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

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

18 5. Kosten / Betriebskosten
Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 5. Kosten / Betriebskosten Aktivkohle (135 t/a mit ca €/t) €/a Polymer (4 t/a mit ca €/t) €/a Strom ( kWh/a mit 0,169 €/kWh) €/a Mehrschlammanfall (680 t/a mit 90 €/t) € Personal (0,65 Stellen mit €/a) € 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) € € Folie 16

19 5. Kosten / Betriebskosten
Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 5. Kosten / Betriebskosten Aktivkohle (135 t/a mit ca €/t) €/a Polymer (4 t/a mit ca €/t) €/a Strom ( kWh/a mit 0,169 €/kWh) €/a Mehrschlammanfall (680 t/a mit 90 €/t) € Personal (0,65 Stellen mit €/a) € 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) € € Stromverbräuche: Aktivkohleadsorption kWh/a = ,5 kWh/(EW*a) Flockungsfiltration kWh/a = ,0 kWh/(EW*a) „konventionelle Kläranlage“ incl. Schlammbehandlung) kWh/a = 30,6 kWh/(EW*a) kWh/a = 35,1 kWh/(EW*a) Folie 16b

20 5. Kosten / Betriebskosten
Zweckverband Kläranlage Böblingen-Sindelfingen 5. Kosten / Betriebskosten Aktivkohle (130 t/a mit ca €/t) €/a Polymer (4 t/a mit ca €/t) €/a Strom ( kWh/a mit 0,169 €/kWh) €/a Mehrschlammanfall (680 t/a mit 90 €/t) €/a Personal (0,65 Stellen mit €/a) €/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(?) €/a €/a Folie 16c

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

22 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 ,3 Cent/m³ bzw. +0,51 €/(EW*a) Gebührenberechnung: €/ m³ = 5,7 Cent/m³ gebührenfähige Abwassermenge Folie 18 Folie 18

23 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

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

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

26 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

27 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

28 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

29 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

30 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

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