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37. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen in Baden-Württemberg (2010) durchgeführt vom DWA-Landesverband Baden-Württemberg Betriebspersonal Wasserbehörden Lehrer und Obleute der Kläranlagen-Nachbarschaften Dipl.-Ing. Dagmar Untereiner Dipl.-Ing. Gert Schwentner. - PowerPoint PPT Presentation
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Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
37. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen in Baden-Württemberg (2010)
durchgeführt vom DWA-Landesverband Baden-Württemberg
BetriebspersonalWasserbehördenLehrer und Obleute der Kläranlagen-Nachbarschaften
Dipl.-Ing. Dagmar Untereiner Dipl.-Ing. Gert Schwentner
Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
1. Beteiligung am Leistungsvergleich
2. Zusammensetzung des zu behandelnden Abwassers
3. Kennwerte im Ablauf / Landesergebnisse
4. Phosphorauswertungen
5. Stromverbräuche
6. Zusammenfassung und Folgerungen
37. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen in Baden-Württemberg (Betriebsjahr 2010)
Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
1. Beteiligung am Leistungsvergleich
Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
1. Beteiligung am Leistungsvergleich
21,4 Mio. EW
21,0 Mio. EW
20,4 Mio. EW
21,5 Mio. EW
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
Au
sbau
grö
ße
in M
io.
EW
992Anlagen
892Anlagen
672 Anlagen
507Anlagen
alle AnlagenPhosphor-elimination
Stickstoff-elimination
Stickstoff-oxidation
Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
36 30 30 32 34 40
3063
45 38 35 21
37 m³/(EW*a)
45 m³/(EW*a)
54 m³/(EW*a)
54 m³/(EW*a)
55 m³/(EW*a)
43 m³/(EW*a)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Alle GK 1 GK 2 GK 3 GK 4 GK 5
beh
and
elte
s A
bw
asse
r in
m³/
(EW
*a) Regenwasser
FremdwasserSchmutzwasser
2. Zusammensetzung des behandelten Abwassers
GK 1 und 2 : behandeltes Abwasser eher überschätzt. Bei relativ zutreffender Schmutzwassermenge ergeben sich zu
hohe Fremdwasser- und Regenwassermengen
FWA45%
FWA68%
FWA60%
FWA54%
FWA51%
FWA34%
Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
2007Landeswert
41 %
2008Landeswert
41 %
2009Landeswert
42%
2. Zusammensetzung des behandelten Abwassers
2010Landeswert
45%
Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Au
sbau
grö
ße
in M
io.
EW
2006
2004
2008
2010
2006
2004
2008
2010
2006
2004
2008
2010
bis 25% 25 % und 50% größer 50%
Fremdwasseranteil
241
383
224
182
392
395 34
3 352
391
269
431 44
7
Anzahl der Kläranlagen:
2. Zusammensetzung des behandelten Abwasserszeitliche Entwicklung des Fremdwasseranteils
Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
Beispiel Böblingen - Sindelfingenmit einer versiegelten Fläche rd. 12,8 Mio. m² (incl. Grundstücke und Straßen)
und einer Niederschlagshöhe 681 mm im Jahr 2010 ergibt sich ein maximales Niederschlagsabflussvolumen von rd. 8.700.000 m³ (abzgl. Verdunstung).
Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
Beispiel Böblingen - Sindelfingenmit einer versiegelten Fläche rd. 12,8 Mio. m² (incl. Grundstücke und Straßen)
und einer Niederschlagshöhe 681 mm im Jahr 2010 ergibt sich ein maximales Niederschlagsabflussvolumen von rd. 8.700.000 m³ (abzgl. Verdunstung).
auf der Kläranlage mitbehandeltes
Regenwasser 6,7 Mio. m³/a
Fremdwasser 3,2 Mio. m³/a
Schmutzwasser 6,0 Mio. m³/a
direkt entlastetes Regenwasser; 2,0
Mio. m³/a
direkt entlastetes Regenwasser (abzgl. Verdunstung)
2,0 Mio. m³/a
Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
Beispiel Böblingen - Sindelfingen
Im Klärwerk behandeltes Abwasser ist 8mal höher als die direkte Einleitung ins Gewässer!
Wenn über die Regenüberläufe die gleichen Schmutzfrachten in die Gewässer eingeleitet werden würden, müßten die Schmutzkonzentrationen im Überlauf also mindestens das 8fache der Kläranlagenabläufe betragen ????
auf der Kläranlage mitbehandeltes
Regenwasser 6,7 Mio. m³/a
Fremdwasser 3,2 Mio. m³/a
Schmutzwasser 6,0 Mio. m³/a
direkt entlastetes Regenwasser; 2,0
Mio. m³/a
direkt entlastetes Regenwasser (abzgl. Verdunstung)
2,0 Mio. m³/a
mit einer versiegelten Fläche rd. 12,8 Mio. m² (incl. Grundstücke und Straßen)
und einer Niederschlagshöhe 681 mm im Jahr 2010 ergibt sich ein maximales Niederschlagsabflussvolumen von rd. 8.700.000 m³ (abzgl. Verdunstung).
Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
3. Kennwerte im Ablauf / Landesergebnisse
2006 2007 2008 2009 2010
Kennwerte derSauerstoff zehrenden Stoffe
CSB [mg/l] 26 23 22 22 21
NH4-N [mg/l] 1,3 0,9 1,0 1,0 0,8
Kennwerte der Nährstoffe
Nanorg [mg/l] 8,7 8,4 8,6 8,4 7,8
Nges [mg/l] 11,1 10,3 10,4 10,2 9,4
Pges [mg/l] 0,7 0,8 0,7 0,7 0,7
Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
CSB-Abbaugrade
Zulauf AblaufAbbau-
grad
Alle 698.000 t 36.000 t 95 %
GK 1 4.000 t 330 t 92 %
GK 2 32.000 t 1.800 t 94 %
GK 3 43.000 t 2.300 t 95 %
GK 4 324.000 t 17.000 t 95 %
GK 5 294.000 t 14.000 t 95 %0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
70 75 80 85 90 95 100
CSB Abbaugrad in %
% d
er A
nla
gen
Größenklasse 1Größenklasse 2Größenklasse 3Größenklasse 4Größenklasse 5
3. Kennwerte im Ablauf / Landesergebnisse
Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 20 40 60 80 100
Nges Abbaugrad in %
% d
er A
nla
gen
Größenklasse 1Größenklasse 2Größenklasse 3Größenklasse 4Größenklasse 5
Nges-Abbaugrade70 % Abbaugrad
Zulauf AblaufAbbau-
grad
Alle 67.000 t 16.000 t 76 %
GK 1 500 200 t 64 %
GK 2 3.700 t 900 t 76 %
GK 3 4.500 t 1.000 t 78 %
GK 4 32.000 t 8.000 t 74 %
GK 5 27.000 t 6.000 t 78 %
10 Anlagen
93 Anlagen
3. Kennwerte im Ablauf / Landesergebnisse
Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 20 40 60 80 100
Pges Abbaugrad in %
% d
er A
nla
gen
Größenklasse 1Größenklasse 2Größenklasse 3Größenklasse 4Größenklasse 5
Pges-Abbaugrade Abbaugrad 95 %(Bodenseerichtlinie)
Abbaugrad 80 %(ROKA)
Zulauf AblaufAbbau-
grad
Alle 10.500 t 1.170 t 89 %
GK 1 76 t 28 t 63 %
GK 2 524 t 147 t 72 %
GK 3 656 t 153 t 77 %
GK 4 4.975 t 563 t 89 %
GK 5 4.246 t 281 t 93 %
3. Kennwerte im Ablauf / Landesergebnisse
Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
CSB = 945 mg/lNges= 83,1 mg/lPges= 14,0 mg/l
CSB = 596 mg/lNges= 54,6 mg/lPges= 8,2 mg/l
CSB = 534 mg/lNges= 48,1 mg/lPges= 9,9 mg/l
CSB = 881 mg/lNges= 72,6 mg/lPges= 11,6 mg/l
CSB = 393 mg/lNges= 38,0 mg/lPges= 5,6 mg/l
CSB = 475 mg/lNges= 46,9 mg/lPges= 7,5 mg/l
CSB = 442 mg/lNges= 42,0 mg/lPges= 6,5 mg/l
Nges
75%
79%
81%
83%
87%
87%
79%
Pges
89%
90%
87%
89%
96%
94%
91%
CSB95%
95%
95%
95%
96%
95%
93%93%
79%
93%
79%
93%
95%
79%
93%
Betriebsjahr 2009
Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Nges im Zulauf in mg/l
Ng
es A
bb
aug
rad
in
%
Größenklasse 1Größenklasse 2Größenklasse 3Größenklasse 4Größenklasse 5
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,0 4,0 8,0 12,0 16,0
Pges im Zulauf in mg/l
Pges
Abb
augr
ad in
%
Größenklasse 2Größenklasse 3Größenklasse 4Größenklasse 5
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
0 200 400 600 800 1000
CSB im Zulauf in mg/l
CSB
Abba
ugrad
in %
Größenklasse 1Größenklasse 2Größenklasse 3Größenklasse 4Größenklasse 5
Streubreite der Abbaugrade ist bei kleineren Zulaufkonzentrationen höher.
Abbaugrade sind bei kleineren Zulaufkonzentrationen häufiger kleiner, es gibt aber auch Anlagen die trotz kleiner Zulaufkonzentrationen noch hohe Abbaugrade erreichen.
Einfluss der Zulaufkonzentration und die Streubreite ist beim Stickstoffabbaugrad besonders hoch.
3. Kennwerte im Ablauf / Landesergebnisse
Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
y = 26,615x0,2768
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Nges im Zulauf in mg/l
Ng
es A
bb
aug
rad
in
%
Größenklasse 1Größenklasse 2Größenklasse 3Größenklasse 4Größenklasse 5
1. alle Kläranlagen haben einen Fremdwasseranteil von kleiner 25%
die Zulaufkonzentrationen steigen, Abbaugrad nimmt zu,
die eingeleitete Nges-Fracht sinkt von 16.000 t/a um rd. 2.800 t/a ab,
der Abbaugrad steigt von 76 % auf 80 % !!
2. keine Mitbehandlung von Regenwasser auf der Kläranlage (Trennsystem)
die Zulaufkonzentrationen steigen, Abbaugrad nimmt zu,
die eingeleitete Nges-Fracht sinkt von 16.000 t/a um rd. 7.300 t/a ab,
der Abbaugrad steigt von 76 % auf 87 % !!
Grenzbetrachtung für Nges Abbaugrad: ??
3. Kennwerte im Ablauf / Landesergebnisse
Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
Anteile der Größenklassen an den eingeleiteten Frachten
5,1 % 5,6 %12,5 %6,5 % 6,3 %
13,1 %
47,5 % 51,1 %
48,0 %
40,1 % 35,8 %24,0 %
0,9 % 1,2 % 2,4 %0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
CSB Stickstoff Phosphor
pro
zen
tual
er A
nte
il d
er G
röß
enkl
asse
n
an d
en e
ing
elei
tete
n F
rach
ten
Größenklasse 5Größenklasse 4Größenklasse 3Größenklasse 2Größenklasse 1
3. Kennwerte im Ablauf / Landesergebnisse
Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Pges im Ablauf in mg/l
% d
er A
nla
gen
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
70 75 80 85 90 95 100
Pges Abbaugrad in %
% d
er A
nla
gen
Filteranlagen (36 Anlagen)GK 5 (32 Anlagen)GK 4 (281 Anlagen)GK 3 (67 Anlagen)GK 2 (76 Anlagen)
Anlagen mit gezielten Maßnahmen zur Phosphorelimination
0,7 mg/l0,5 mg/l0,3 mg/l 96 %89 % 93 %
4. Phosphorauswertungen
Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
4. Phosphorauswertungen
insgesamt 46 Datensätze:
19 Datensätze von Anlagen mit Bio-P (9.200 EW – 1.200.000 EW)
27 Datensätze von Anlagen ohne Bio-P1.100 EW – 700.000 EW
z.T. Unplausibilitäten (z.B. Wirksubstanzgehalt kleiner 0,1 mol/kg; ß<1, usw.)
spez. Fällmittelkosten, keine Gesamtkostenbetrachtung (Faulgasreinigung, Schlammentwässerung)
Auswertungen aus der P-Arbeitshilfe (Prof. Hoffmann)
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1
Pges im Ablauf in mg/l
ß-W
ert
Bio-P; MischproduktBio-P; EisenBio-P; AluminiumMischproduktEisenAluminium
Nachfällung (0,14 mg/l)
Nachfällung (0,13 mg/l)
Nachfällung (0,14 mg/l)
Nachfällung (0,13 mg/l)
0
2
4
6
8
10
12
14
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1
Pges im Ablauf in mg/l
€ je
kg
gef
ällt
em P
ho
sph
or
Bio-P; Mischprodukt
Bio-P; Eisen
Bio-P; Aluminium
Mischprodukt
Eisen
Aluminium
Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
5. Stromverbräuche
33,1
34,3
36,1 35,835,3
33,933,2
33,8 34,0
0
100
200
300
400
500
600
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Str
om
verb
rau
ch in
Mio
. kW
h/a
30
32
34
36
38
40
42
mit
tler
er s
pez
ifis
cher
Str
om
verb
rau
ch in
kW
h/(
EW
*a)
Stromverbrauch
mittlerer spezifischer Stromverbrauch
14,3 Mio.EW
16,3 15,5 15,1 16,0 16,0 16,0 16,1 15,9
Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
6. Zusammenfassung und Folgerungen
• Der Abwasseranfall liegt bei rd. 110 m³/(EW*a).
• Der Fremdwasseranteil steigt auf 45 %.
• Fremdwasser und Regenwasser beeinflussen die Reinigungsleistungen !
• Abbaugrade bei Stickstoff liegen bei einer größeren Anzahl von Kläranlagen der Größenklassen 4 und 5 noch unter 70% !
• Durch eine flächendeckende P-Elimination (GK 2 und 3) und durch eine optimierte Fällung können die Pges-Einleitungen deutlich vermindert werden!
• Stromverbräuche z.T. auf hohem Niveau
Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
• starke Unterschiede in den N-Abbaugraden:- Belastungssituationen?- Verfahrenstechniken ?- Betriebsweisen ?
• starke Unterschiede in den P-Abbaugraden:- Verfahrenstechniken (GK2 und 3) ?- Betriebsweisen ?- Fällmitteleinsatz/Dosierstrategie ?
• Stromeinsparpotentiale aufzeigen
6. Zusammenfassung und Folgerungen