Wärmenutzung aus Abwasser

Präsentation zum Thema: "Wärmenutzung aus Abwasser"—  Präsentation transkript:

1 Wärmenutzung aus Abwasser

2 Thomas Müller, Siedlungsentwässerung
Bauing. FH/STV Seit 1. August 2006 Wohnort: Pfyn Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

3 Aktualität: Wärmenutzung aus Abwasser
Gesteigerte Nachfrage nach alternativen Energien CO2 – Abgabe ab 2008 (Heizöl 3 Rp./Liter, Erdgas 2 Rp./Liter) Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

4 Potenzial von Abwasserwärmenutzungen
Aus einem Kubikmeter Abwasser kann durch Abkühlung um 1ºC pro Stunde 1,16 kW Wärme gewonnen werden Mit einer Wärmepumpe kann daraus eine Leistung von 1,55 kW erzeugt werden (Fremdenergie ca. 25%) über 5% unseres Heizbedarfs könnte aus Abwasser gewonnen werden, ca. 400‘000 Wohnungen 1°C Wärmentnahme der Stadt Zürich ergäbe eine Leistung von 10 MW, genügt für ca. 1‘000 EFH (EAWAG) In der Schweiz laufen ca. 40 Anlagen Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

5 Standorte der Wärmeentnahmen
Variante Fredi Lier, zur Erwärmung im BB Im Bereich privater Kanalisationen In öffentlichen Kanälen, Gemeinde oder AV, (Begrenzung infolge Reinigungsleistung ARA) Im Ablauf der ARA (Einleitbedingungen Gewässer) Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

6 Funktionsweise Wärmenutzung im ARA-Zulauf
Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

7 Thomas Müller, Siedlungsentwässerung
Wärmetauscher Einbau mit Kanalerstellung Einbau in best. Anlagen Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

8 Auswirkungen auf die ARA (Wärmenutzung im Zulauf)
Einfluss der Abwassertemperatur: Von der Vielzahl der Prozesse in der ARA am stärksten temperaturabhängig ist die Nitrifikation: Umwandlung von Ammonium in Nitrat je tiefer Temp., desto tiefer die Wachstumsrate der Nitrifikanten Einleitbedingung für Ammonium in den Vorfluter: Konzentration im Ablauf < 2 mg/L Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

9 Thomas Müller, Siedlungsentwässerung
Auswirkungen auf die ARA Summenhäufigkeit von Ammonium im Ablauf (Quelle EAWAG): Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

10 Erfahrung Wärmeentnahme im Zulauf der ARA
Die Wärmeentnahme ist unproblematisch, solange • die Zulauftemperatur in den Wintermonaten ≥ 10 ºC • die Abkühlung im Zulauf < 0,5 ºC Können diese Bedingungen nicht eingehalten werden, ist eine detaillierte Untersuchung des Einflusses der Wärmeentnahme auf den Kläranlagenbetrieb erforderlich. Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

11 Wärmeentnahme im ARA - Ablauf
grosse und ‚konstante‘ Wassermenge grosse nutzbare Temperaturdifferenz Anlage weniger anfällig auf Verschmutzung 3°C Minimale Einleit- Temperatur 3°C Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

12 Thomas Müller, Siedlungsentwässerung
Standpunkt AfU Nutzung aus dem ARA – Ablauf ist sinnvoll Eher zurückhaltend bei Nutzung im ARA – Zulauf, Ausserbetriebnahme bei Temperaturen < 10°C Projekte müssen die Auswirkungen auf die Abwassertemp. aufzeigen Auf die Hydraulik resp. den Unterhalt dürfen die Wärmetauscher keine nachteiligen Auswirkungen haben Auch für die Wärmeentnahme besteht eine gewässerschutzrechtliche Bewilligungspflicht (Amt für Umwelt) Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

13 Temperaturen im ARA – Zulauf (Thurgauer ARA)
Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

14 Überlegung zur Rentabilität
Bei Anlagen ab 5‘000 EW prüfenswert Abfluss -Tagesmittel bei Trockenwetter ≥ 15 l/s = 55 m3/h Kanalisationsrohr – Durchmesser ≥ 800 mm CO2 Abgabe ab 2008 (Heizöl 3 Rp./Liter, Erdgas 2 Rp.Liter) Kosten aus der Praxis für eine 45 KW monovalente Anlage (Mehrpreis für Wärmetauscher zu normalen Rohr): ca. Fr. 4‘500 / KW ca. Fr. 4‘500 / m Monovalente Anlage muss auf eine sehr tiefe Abwassertemp. ausgelegt werden, da keine Spitzenabdeckung vorhanden (bivalent) Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

15 Monovalent – Bivalente Anlagen
Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

16 Thomas Müller, Siedlungsentwässerung
Ausblick Längerfristig werden vermehrt Anfragen erfolgen Einfaches Energiekonzept ‚Wärmenutzung aus Abwasser‘: Mögliche Kanäle bestimmen, welche genug Wasser führen Bestimmung der maximal nutzbaren Energie im Zulauf, damit die Reinigungsleistung der ARA die Anforderungen erfüllt (individuell) Maximal nutzbare Energie im ARA - Ablauf in Berücksichtigung der Nutzung im Zulauf und der Einleitbedingungen Bei konkreten Projekten: ausarbeiten von Verträgen, Musterverträge bestehen bereits Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

17 Verteilnetz ab Wärmetauscher
Wassertemp. bis ca. 17°C Dezentrale WP Flexible Temp. Kleine Wärme-verluste Einfache Erweiterung Günstige Leitungen Wassertemp °C Zentrale WP Spezifischen Kosten kleiner günstigere Wartung Thomas Müller, Siedlungsentwässerung

18 Vertriebsmöglichkeiten
Private, Betrieb einer eigenen Anlage auf Privatareal Gemeinden / Abwasserverbände Eigenbedarf (Heizung öff. Gebäude, Schlammtrocknung ARA) Versorgung von Dritten Contracting Erstellung, Betrieb, Unterhalt und Vertrieb durch ein spezialisiertes Unternehmen Thomas Müller, Siedlungsentwässerung