Benchmarking in der Abwasserbeseitigung auf der …...Benchmarking in der Abwasserbeseitigung auf der Basis technisch-wirtschaftlicher Kennzahlensysteme Antragsteller: Emschergenossenschaft

Benchmarking in der

Abwasserbeseitigung auf der Basis

technisch-wirtschaftlicher

Kennzahlensysteme

gefördert durch das BMBF

Förderkennzeichen 02WI9913/9

Abschlussbericht

Mai 2001

Antragsteller:

Emschergenossenschaft / Lippeverband

Kooperationspartner:

Aggerverband

RINKE Unternehmensberatung GmbH

Institut für Wasserwesen der Universität der Bundeswehr München

Benchmarking in der Abwasserbeseitigung

auf der Basis technisch-wirtschaftlicher Kennzahlensysteme

Antragsteller:

Emschergenossenschaft/

Lippeverband

Kronprinzenstraße 24

45128 Essen

Tel.: 02 01/ 104 -0, Fax: -26 29

Dr.-Ing. A. Schulz (Projektleiter)

Dipl.-Oec. J. Schön

Dipl.-Ing. U. Hülser

Dipl.-Ing. (FH) S. Gottschall

Tel.: 02 01/ 1 04 – 27 23; Fax: - 26 29

E-mail: [email protected]

Kooperationspartner: Kooperationspartner 1: Aggerverband Dipl.-Ing. Graf Dipl.-Ing. Schauerte Dipl.-Ing. B. Egerland B. Zimmer Sonnenstraße 40 51645 Gummersbach Tel.: 0 22 61/ 36 - 202, Fax: - 8202 E-mail: [email protected] Kooperationspartner 2: RINKE Unternehmensberatung GmbH Dipl.-oec. W. Averkamp Int. Dipl.-Betrw. S. Conzelmann Dipl.-Ing. S. Grzeschista Wall 39 42103 Wuppertal Tel: 02 02/ 24 96 - 205, Fax: - 206 E-Mail: [email protected] Kooperationspartner 3: Universität der Bundeswehr München Institut für Wasserwesen Prof. Dr.-Ing. F.W. Günthert Dipl.-Ing. E. Reicherter Werner-Heisenberg-Weg 39 85577 Neubiberg Tel: 0 89/ 60 04 - 21 56, Fax: - 38 58 E-Mail: [email protected]

Benchmarking in der Abwasserbeseitigung auf der Basis technisch-wirtschaftlicher Kennzahlensysteme

BMBF - Förderkennzeichen 02WI9913/9

Inhaltsverzeichnis Seite I

Inhaltsverzeichnis Seite

Abbildungsverzeichnis IV

Tabellenverzeichnis V

Abkürzungsverzeichnis VI

1. BEGRIFFE UND DEFINITIONEN....................................................................................1

2. EINLEITUNG...................................................................................................................3

3. AUFGABENSTELLUNG DES FORSCHUNGSVORHABENS ........................................4

4. STAND VON WISSENSCHAFT UND TECHNIK .............................................................6

4.1. Benchmarking .........................................................................................................6 4.1.1. Definition............................................................................................................6 4.1.2. Entwicklung des Benchmarking..........................................................................7 4.1.3. Phasen des Benchmarking ................................................................................8

4.2. Benchmarking in der Abwasserentsorgung........................................................10 4.3. Kostenstellenhierarchie in der Abwasserentsorgung ........................................11 4.4. Investitionskosten der Abwasserentsorgung .....................................................11

5. PROJEKTBESCHREIBUNG .........................................................................................13

5.1. Benchmarking-Partner..........................................................................................13 5.2. Projektvereinbarungen .........................................................................................16 5.3. Arbeitsfelder ..........................................................................................................16

5.3.1. Arbeitsfeld 1 (Übertragung der Methodik auf alle

Abwasserbehandlungsanlagen der Kooperationspartner) ................................17 5.3.2. Arbeitsfeld 2 (Entwicklung effizienter Strategien, wie andere Betreiber

einbezogen werden können) ............................................................................17 5.3.3. Arbeitsfeld 3 (Entwicklung von Ansätzen zur Beurteilung von Planungen in

technisch-ökonomischer Hinsicht aus dem entwickelten Benchmarking -

System)............................................................................................................18 5.3.4. Arbeitsfeld 4 (Entwicklung der Methodik für andere Bereiche der

Abwasserbeseitigung) ......................................................................................19 6. ARBEITSFELD 1...........................................................................................................20

6.1. Vorbereitung der Datenerhebung ........................................................................20 6.2. Datenerhebung......................................................................................................21 6.3. Teilprozesse der Abwasserreinigung ..................................................................21 6.4. Allgemeiner Steckbrief..........................................................................................23 6.5. Kenngrößen...........................................................................................................25

6.5.1. Allgemeines .....................................................................................................25 6.5.2. Kaufmännische Erhebungsbögen ....................................................................25 6.5.3. Investitionskosten.............................................................................................26 6.5.4. Personenjahre..................................................................................................28



Inhaltsverzeichnis Seite II

6.5.5. Energie ............................................................................................................28 6.5.6. Aufteilung der Kosten der biologischen Reinigung ...........................................29 6.5.7. Technische Erhebungsbögen...........................................................................32

6.6. Plausibilitätsprüfung der Daten ...........................................................................36 6.7. Ermittlung der Bestwerte......................................................................................36 6.8. Kennzahlen............................................................................................................38 6.9. Streudiagramme....................................................................................................39

6.9.1. Gesamtjahreskosten ........................................................................................39 6.9.2. Normierte, indizierte Investitionskosten (Abschreibung und Verzinsung)..........40 6.9.3. Betriebskosten .................................................................................................40

6.10. Ursachenanalyse...................................................................................................41 6.11. Maßnahmenplan....................................................................................................43 6.12. Suchraum und Verbesserungspotenzial .............................................................44

7. ARBEITSFELD 2...........................................................................................................47

7.1. Einführung.............................................................................................................47 7.2. Motivation zur Beteiligung an einem Projekt ......................................................47 7.3. Herstellung der Vergleichbarkeit .........................................................................48

7.3.1. Kaufmännische Kenngrößen............................................................................48 7.3.2. Investitionskosten.............................................................................................49 7.3.3. Strombezugskosten .........................................................................................49 7.3.4. Energienebenrechnung ....................................................................................49 7.3.5. Personenjahre..................................................................................................50 7.3.6. Technische Kenngrößen ..................................................................................50 7.3.7. Aufteilung der Kosten der Biologischen Reinigung ...........................................51

7.4. Projektdurchführung.............................................................................................51 7.4.1. Benchmarking von Kläranlagen........................................................................51 7.4.2. Benchmarking von Kläranlagen - Kurzversion..................................................53

8. ARBEITSFELD 3...........................................................................................................56

8.1. Datengrundlage.....................................................................................................56 8.2. Vergleich der unterschiedlichen Belüftungssysteme in den

Belebungsbecken..................................................................................................56 8.3. Phosphor-Abbau in Anlagen mit biologischer und chemischer Phosphor-

Elimination.............................................................................................................57 8.4. Vergleich der Jahreskosten der aerob und anaerob stabilisierenden

Anlagen..................................................................................................................58 8.5. Vergleich der Eliminationskosten für Kohlenstoff- und Stickstoff-Abbau

der Anlagen mit vorgeschalteter Denitrifikation und

Kaskadendenitrifikation........................................................................................61 9. ARBEITSFELD 4...........................................................................................................63

9.1. Teilprozesse ..........................................................................................................63 9.2. Technische Kenngrößen.......................................................................................64 9.3. Ergebnisse.............................................................................................................65



Inhaltsverzeichnis Seite III

9.4. Mögliche Kennzahlen............................................................................................66 9.5. Weiteres Vorgehen................................................................................................66

10. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK.....................................................................68

11. Literatur ........................................................................................................................71

12. ANHANG.......................................................................................................................72

12.1. Ursachen bei zehn charakteristischen Kläranlagen ...........................................72 12.2. Maßnahmenplan für zehn charakteristische Kläranlagen .................................83



Inhaltsverzeichnis Seite IV

Abbildungsverzeichnis Seite

Abbildung 1: Definition Benchmarking .............................................................................6 Abbildung 2: Entwicklung des Benchmarking (Gabler-Verlag, [6]) ...................................7 Abbildung 3: Hierarchie der Kostenstruktur (Kostenstellenhierarchie) (ATV-

DVWK [1]).................................................................................................11 Abbildung 4: Vorgehensweise Arbeitsfeld 1 [14]. ...........................................................20 Abbildung 5: Teilprozesse inklusive Unterprozesse (Anlagenteile).................................22 Abbildung 6: Allgemeiner Steckbrief ..............................................................................24 Abbildung 7: Kennzahlenbildung....................................................................................25 Abbildung 8: Kaufmännischer Erhebungsbogen ............................................................26 Abbildung 9: Berechnung der kalkulatorischen Kosten ..................................................27 Abbildung 10: Beispiel für die Ermittlung des 85%-Wertes...............................................32 Abbildung 11: Technischer Erhebungsbogen (Teil 1).......................................................34 Abbildung 12: Technischer Erhebungsbogen (Teil 2).......................................................35 Abbildung 13: Gesamtjahreskosten pro Einwohnerwert (EW85%-CSB-IST, Stand 1998)...........39 Abbildung 14: Normierte indizierte Investitionskosten pro Einwohnerwert (EW85%-

CSB-IST, Stand 1998) ......................................................................................40 Abbildung 15: Betriebskosten pro Einwohnerwert (EW85%-CSB-IST, Stand 1998).....................40 Abbildung 16: Durchführung der Ursachenanalyse ..........................................................41 Abbildung 17: Verteilung der zu untersuchenden Abweichungen von Bestwerten

auf dieTeilprozesse...................................................................................42 Abbildung 18: Vorgehensweise bei Aufstellung des Maßnahmenplanes..........................44 Abbildung 19: Ergebnis und Vorgehensweise von Benchmarking....................................45 Abbildung 20: Benchmarking-Prozess .............................................................................52 Abbildung 21: Projektplan „Benchmarking Kläranlagen“ ..................................................53 Abbildung 22: Projektplan „Kurzversion“ ..........................................................................55 Abbildung 23: Jahreskosten des Teilprozesses biologische Reinigung

unterschieden nach Druckluft- und Oberflächenbelüftung.........................56 Abbildung 24: Kosten für Phosphorabbau bei Anlagen mit und ohne Biologischer

P-Elimination.............................................................................................57 Abbildung 25: Summe der Jahreskosten der Teilprozesse Biologische Reinigung,

Schlammstabilisierung und Schlammentsorgung für aerob und anaerob stabilisierende Kläranlagen .........................................................58

Abbildung 26: Jahreskosten des Teilprozesses Biologische Reinigung für aerob und anaerob stabilisierende Kläranlagen ..................................................59

Abbildung 27: Eliminationskosten für C-Abbau bei aerob und anaerob stabilisierenden Anlagen...........................................................................60

Abbildung 28: Eliminationskosten für N-Abbau bei aerob und anaerob stabilisierenden Anlagen...........................................................................60

Abbildung 29: Eliminationskosten für Kohlenstoff (nach CSB) für vorgeschaltete DN und Kaskadendenitrifikation. ...............................................................61

Abbildung 30: Eliminationskosten für Stickstoff für vorgeschaltete DN und Kaskadendenitrifikation. ............................................................................62

Abbildung 31: Technische Kenngrößen Arbeitsfeld 4 (Teil 1)...........................................64 Abbildung 32: Technische Kenngrößen Arbeitsfeld 4 (Teil 2)...........................................65



Inhaltsverzeichnis Seite V

Tabellenverzeichnis Seite

Tabelle 4.1: Benchmarkingprojekte in Deutschland (nach ATV-DVWK [3])...................10 Tabelle 6.1: Einteilung der Kläranlagen nach Größenklassen.......................................21 Tabelle 6.2: Aufteilung der Kosten der biologischen Reinigung ....................................30 Tabelle 6.3: Gewählte Kenngrößen zur Kennzahlenbildung für die

Durchführung von Ursachenanalyse und Maßnahmenplanung. ................38 Tabelle 6.4: Verteilung der ermittelten Ursachen (Hypothesen) auf die

Kennzahlen...............................................................................................43 Tabelle 12.1: Ursachen bei zehn charakteristischen Kläranlagen ...................................72 Tabelle 12.2: Maßnahmenplan für zehn charakteristische Kläranlagen ..........................83



Inhaltsverzeichnis Seite VI

Abkürzungsverzeichnis

a Jahr

A-B-Verfahren Adsorptions-Belebungsverfahren

AbwAG Abwasserabgabengesetz

AbwV Abwasserverordnung

AFS Abfiltrierbare Stoffe

AT Aerob Thermophil

ATV-DVWK Abwassertechnische Vereinigung

Au undurchlässige Fläche

AV Aggerverband

BB Belebungsbecken

BHKW Blockheizkraftwerk

Bio-P Biologische Phosphorelimination

BL Betriebsleiter

BSB5 Biochemischer Sauerstoffbedarf in 5 Tagen

bzw. beziehungsweise

C Kohlenstoff

CSB Chemischer Sauerstoffbedarf

d Tag

DM Deutsche Mark

DN Normdurchmesser

E Einwohner

EG Emschergenossenschaft

EGW Einwohnergleichwert

el elektrisch

EU Europäische Union

EW Einwohnerwert

Faul. Faulung

FB Faulbehälter

FU Frequenzumrichter

FWM Frischwassermenge

GKV Gemeinschaftskontenrahmen für Versorgungs- und

Verkehrsunternehmen

ha Hektar

ISV Schlammindex

JAM Jahresabwassermenge

JK Jahreskosten

JSM Jahresschmutzwassermenge



Inhaltsverzeichnis Seite VII

KA Kläranlage

kalk. kalkulatorisch

kg Kilogramm

km Kilometer

Ks Säurekapazität

kWh Kilowattstunde

l Liter

LUFA Landwirtschaftliche Untersuchungs- und

Forschungsanstalt

LV Lippeverband

m³ Kubikmeter

M+R Mess- und Regeltechnik

mech mechanisch

mg Milligramm

MURL Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirt-

schaft und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein

Westfalen

N Stickstoff

Nanorg-N anorganischer Stickstoff

NED Nacheindicker

Nges Gesamtstickstoff

NH4-N Ammoniumstickstoff

NK Nachklärung

Nm³ Normkubikmeter

NO3-N Nitratstickstoff

Norg organischer Stickstoff

NRW Nordrhein Westfalen

Pges Gesamtphosphor

PO4-P Orthophosphat

oTR organischer Trockenrückstandsgehalt

oTS organischer Trockensubstanzgehalt

OV-C täglicher Sauerstoffverbrauch für C-Elimination

OV-N täglicher Sauerstoffverbrauch für Nitrifikation

PDV Prozessdatenverarbeitung

Q Abwasserzufluss

Qm Mischwasserzufluss

Qt Trockenwetterzufluss

Rezi Rezirkulation



Inhaltsverzeichnis Seite VIII

RINKE Rinke Unternehmensberatung GmbH (vormals RTG)

RS Rücklaufschlamm

RÜB Regenüberlaufbecken

SBR Sequenzing-Batch-Reaktor

SF Sandfang

SPS Speicherprogrammierbare Systeme

StUA Staatliches Umweltamt

SüwV Selbstüberwachungs-Verordnung

SüwKan Selbstüberwachungs-Verordnung Kanal

t Tonne

TKN, KN Total-Kjeldahl-Stickstoff

TR Trockenrückstandsgehalt

TS Trockensubstanzgehalt

TSBB Trockensubstanzgehalt im Belebungsbecken

TW Trockenwetter

UniBwM Universität der Bundeswehr München

ÜSS Überschussschlamm

V Volumen

VED Voreindicker

VK Vorklärung

vorg. vorgeschaltet

wD spezifischer Schmutzwasseranfall pro Einwohner

und Tag

Zul. Zulauf

5 %-Wert 5-Percentil-Wert (Ermittlung analog zum 85 %-Wert)

85 %-Wert 85-Percentil Wert

Danksagung

Die Ergebnisse dieses Berichtes stammen aus den Untersuchungen des

Forschungsvorhabens "Benchmarking in der Abwasserbeseitigung auf der Basis

technisch-wirtschaftlicher Kennzahlensysteme". Die Verfasser bedanken sich

beim Bundesministerium für Bildung und Forschung für die Förderung und

Unterstützung des Projektes. Ebenfalls möchten wir uns für die Unterstützung und

Mitarbeit aller Beteiligter bedanken, die bei der Durchführung mitgewirkt und zum

Gelingen des Projektes beigetragen haben.



Begriffe und Definitionen Abschlussbericht Seite 1

1. BEGRIFFE UND DEFINITIONEN

Für die Durchführung des Projektes haben die Kooperationspartner nachstehende

Begriffe und Definitionen aus [3] verwendet. Abweichungen hiervon sind kursiv

dargestellt. Die Phasen des Benchmarking sind in Kapitel 4.1.3 detailliert

beschrieben. Die technischen und kaufmännischen Begriffe sind in den Kapiteln

6.5.2 (kaufmännische Kenngrößen) und Kapitel 6.5.7 (technische Kenngrößen) im

Einzelnen näher erläutert.

Abweichung Ergebnis des Kennzahlenvergleichs (gegebenenfalls nach

Normierung) als Differenz von Einzelkennzahlen zum

gesetzten Benchmark.

Benchmark Bestwert als Ergebnis des bewerteten Kennzahlen-

vergleichs: Einzelwert eines – des besten – Teilnehmers

als realistisch erreichbare Größe gemäß gemein-

schaftlicher Abstimmung (im Rahmen dieses Projektes

5%-Wert je Größenklasse)

Benchmarking-Objekt Prozess, (Dienst-)Leistung oder sonstiges Produkt, das

Gegenstand des Benchmarkings ist und mit eindeutigen

Schnittstellen gegeneinander und von nicht untersuchten

Objekten abgegrenzt ist, z.B. Abwasserreinigung,

Abwasserableitung

Einflussgröße Ursachen für Abweichungen der Kennzahlen ver-

schiedener Benchmarkingpartner, die durch Normierung

ausgeglichen werden können, z.B. Anschlussgröße oder

Auslastung der Kläranlage.

Kenngröße Allgemeine, technische oder kaufmännische Größe zur

Beschreibung des Benchmarking-Objektes (z.B. Energie

in kWh/a, CSB in kg/a)

Kennzahl Beziehung zwischen Objektaufwand und Objektziel als

metrische Größe, z.B. [DM/E, kWh/E, DM/m³, DM/t N, etc.]

Kennzahlensystem Zusammenstellung von Kennzahlen (quantitative

Variablen), die insgesamt auf ein gemeinsames, über-

geordnetes Ziel oder Benchmarking-Objekt ausgerichtet

sind, z.B. Energieaufwand für die biologische Reinigung

bezogen auf die Ausbaugröße der Kläranlage, der



Begriffe und Definitionen Abschlussbericht Seite 2

Abwasserzufluss, die mittlere CSB- und die mittlere

Stickstofffracht

Objektaufwand Aufwendungen für die Erreichung des Objektzieles

(„Input“), vorzugsweise als metrische Größe (Kenngröße)

[DM/a, kWh/a, Mitarbeiter, etc.]

Objektziel Ergebnis (Zielgröße) des Benchmarking-Objekts (z.B. des

Prozesses), vorzugsweise als metrische Größe (Kenn-

größe), z.B. Abwasserreinigung als Abwassermenge

[m³/a] oder entfernte Frachten von Abwasserinhaltsstoffen

[t CSB/a, t N/a].

Prozessstruktur Modellhafte Beschreibung des Benchmarking-Objektes in

Form von Prozessen und Teilprozessen

Verbesserungspotenzial Durch gezielte Maßnahmen ausgleichbare Abweichung

der eigenen Kennzahl vom Benchmark, gelegentlich als

Effizienzpotenzial bezeichnet, vielfach als Einspar-

potenzial anzusehen



Einleitung Abschlussbericht Seite 3

2. EINLEITUNG

Kommunale Eigenbetriebe und -gesellschaften unterliegen einem zunehmenden Be-

gründungs- und Rechtfertigungszwang bei der Gestaltung ihrer Preis- und

Gebührenpolitik. Die Akzeptanz für Preis- und Gebührenerhöhungen ist rückläufig.

Öffentliche Unternehmen befanden sich bisher i.d.R. in einer Monopolsituation.

Mangels funktionierender Marktmechanismen fehlten insofern auch die Impulse des

unmittelbaren Wettbewerbs und damit die immanente Vermutung wirtschaftlichen

Handelns. Aufgrund der sehr dezentralen Entsorgungsstruktur in Deutschland,

insbesondere in ländlichen Regionen, fehlen häufig Synergieeffekte beim Betrieb der

Anlagen. Nunmehr drängen zunehmend private Anbieter in den Markt. Damit sind

kommunale Unternehmen - mehr oder weniger vorbereitet - dem Preis- und

Leistungswettbewerb ausgesetzt. Die Notwendigkeit, vorhandene Wirtschaftlichkeits-

potenziale zu erkennen und auszuschöpfen sowie diese Zusammenhänge trans-

parenter zu machen, wird damit dringender denn je.

Die Idee des Benchmarking ist es, nachvollziehbar und objektiv Leistungen und

Kosten in Beziehung zu setzen, um durch Vergleiche untereinander Verbesserungs-

potentiale sowohl in technischer als auch in wirtschaftlicher Hinsicht zu erkennen, zu

quantifizieren und auszuschöpfen. Das Vorhaben soll also die Voraussetzungen

schaffen, um in Zukunft nicht nur technische oder wirtschaftliche Entscheidungs-

grundlagen nebeneinander zu stellen, sondern in Kombination beider Aspekte

unmittelbar eine technisch-wirtschaftliche Optimierung bei Planung, Bau und Betrieb

von Anlagen vornehmen zu können.

Die Elemente der technisch-wirtschaftlichen Entscheidungsgrundlagen für das

Handeln und der klaren Handlungssystematik tragen gemeinsam dazu bei, dass die

Abwasserbeseitigungspflicht sicher, nachvollziehbar und wirtschaftlich erfüllt wird.

Die drei genannten Begriffe stehen für Sicherheit des Personals, Stabilität des

Anlagenbetriebes, Nachweis der Sorgfalt im Falle von außergewöhnlichen Betriebs-

zuständen und sparsamem treuhänderischen Umgang mit den Finanzmitteln.



AUFGABENSTELLUNG DES FORSCHUNGSVORHABENS Abschlussbericht Seite 4

3. AUFGABENSTELLUNG DES FORSCHUNGSVORHABENS

Ziel des Benchmarking ist es, die Wirtschaftlichkeit des Handelns durch systema-

tische Vergleiche zwischen Unternehmensbereichen bzw. Unternehmen zu prüfen

und zu verbessern. Dazu ist es erforderlich, vergleichbare Handlungsfelder z.B. in

Form von Prozessen zu identifizieren, Vergleichsmaßstäbe zu entwickeln, Vergleiche

durchzuführen, die Bestmarken (Benchmarks) zu ermitteln, die Ursachen für die

Unterschiede zu finden und schließlich die Handlungen (Prozesse) der jeweils

besten, d.h. wirtschaftlichsten Handlungsweise/Prozessführung zu übernehmen.

In dem hier durchgeführten Vorhaben wurden im Unterschied zu bereits bekannten

ähnlichen Initiativen bzw. Rankings oder Kennzahlenvergleichen über den Ergebnis-

vergleich bzw. die empirische Betrachtung hinaus analytische Zusammenhänge

ermittelt und auf diese Weise Ursachen für Kostenunterschiede aufgezeigt. In Mittel-

punkt des Vorhabens stand somit die Wirtschaftlichkeit der Aufgabenerledigung in

der Abwasserbeseitigung.

Ein wesentliches Problem in der Abwasserbeseitigung ist es, die Vergleichbarkeit

von technischen Lösungen und die damit verbundenen Kosten bei unterschiedlichen

Randbedingungen herzustellen. Diese können natürlichen, historischen, technischen

oder auch gesetzgeberischen Ursprungs sein und beeinflussen z.B. die zu wählende

technische Lösung. Insbesondere im Bereich der Abwasserreinigung hat man bisher

nur versuchen können, ähnliche Anlagen zu finden und zu vergleichen.

In den letzten Jahren sind beim Antragsteller und Kooperationspartnern Ansätze

unternommen worden, Abwasserbehandlungsanlagen vollständig technisch-

wirtschaftlich zu beschreiben. In einer vor diesem Projekt durchgeführten Phase

haben Emschergenossenschaft / Lippeverband und Aggerverband - unterstützt durch

die RINKE Unternehmensberatung GmbH - am konkreten Beispiel Vorarbeiten

bezüglich der Erhebbarkeit erforderlicher Daten sowie deren Aussagekraft bzw.

Interpretationsfähigkeit im Hinblick auf konkrete Verbesserungsmaßnahmen im

Anlagenbetrieb und der Anlagenplanung geleistet.

Wesentliches Merkmal des Vorhabens war die Normierung der Beurteilungsmaß-

stäbe. Die beeinflussbaren Kosten sollten unabhängig von Standortfaktoren darge-

stellt werden, die grundsätzlich nicht vom Unternehmer beziehungsweise

Betriebsverantwortlichen beeinflusst werden können. Mit dem durchgeführten

Vorhaben konnten aus der Fülle der theoretisch möglichen Kennzahlen diejenigen



AUFGABENSTELLUNG DES FORSCHUNGSVORHABENS Abschlussbericht Seite 5

ermittelt werden, die signifikant für die Prozesskosten sind und aus denen kurzfristig

umsetzbare Handlungsempfehlungen zur Realisierung deutlicher

Kosteneinsparungen abgeleitet werden können. (Aus anderen Branchen wird von

realisierten Einsparungen bis zu 20 % berichtet.)

Grundsätzliches Ziel ist das Herausarbeiten der optimalen Prozessführung (Ver-

fahrenstechnik, Organisation, Planung, Bauabwicklung, Betriebsführung), bei dessen

Umsetzung Einsparungen entstehen. Schwerpunkte des Forschungsvorhabens

werden in den Bereichen Verfahrenstechnik und Betriebsführung / Organisation

gesehen. Die Größe der Einsparung im einzelnen Unternehmen hängt grundsätzlich

davon ab, inwieweit die einzelnen Prozesse bereits optimal geführt werden. In

Summe der Abwasserbeseitigungspflichtigen in Deutschland und darüber hinaus ist

allerdings zu erwarten, dass durchaus nicht alle Unternehmen bzw. Unter-

nehmensbereiche gleich optimal handeln, so dass - bei einem konsequenten Lern-

prozess von den Verfahrensbesten - signifikante Einsparungen erwartet werden

können.

Neben der Entwicklung von Strategien wie andere Betreiber von Kläranlagen in die

Methodik des Benchmarkings eingebunden werden können und der Entwicklung von

Ansätzen zur Beurteilung von Planungen in technisch-ökonomischer Hinsicht ist die

Übertragung der Methodik des Benchmarkings auf andere Bereiche der Abwasser-

beseitigung ein wesentliches Ziel dieses Forschungsvorhabens.



Stand von Wissenschaft und Technik Abschlussbericht Seite 6

4. STAND VON WISSENSCHAFT UND TECHNIK

4.1. Benchmarking

4.1.1. Definition

Benchmarking ist ein in der Privatwirtschaft entwickeltes und anerkanntes

Instrument, um Wirtschaftlichkeitspotentiale in Unternehmen aufzufinden, zu

bewerten und die Ergebnisse in Aktionen umzusetzen. Der Begriff „Benchmark“ hat

seinen Ursprung in der Landvermessung und bedeutet Vermessungspunkt.

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Benchmarking

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Abbildung 1: Definition Benchmarking

Benchmarking bedeutet Bestmarkenvergleich von Produkten, Prozessen und Ver-

fahren, Methoden und betrieblichen Funktionen. Orientierungspunkt sind die Spitzen-

werte und nicht die Durchschnittswerte. Die deutlich ablesbaren

Leistungsunterschiede werden einer Ursachenanalyse unterzogen. Ziel ist es, ein

realisierbares Verbesserungspotential aufzuzeigen und einen Maßnahmenplan zu

erarbeiten.

Die Wirtschaftlichkeit und Orientierung am Bestwert steht eindeutig im Mittelpunkt der

Untersuchungen. Dies ist einer der wesentlichen Unterschiede zu den im

kommunalen Bereich sonst üblichen Rankings und Vergleichsringen.

Benchmarking setzt einen kontinuierlichen Prozess in Gang. Ein festgestellter

Leistungsunterschied zu einer Bestmarke eröffnet die Möglichkeit stetiger




Verbesserungen, die häufig zu einem Unterschreiten der ursprünglich festgestellten

Bestwerte führen.

4.1.2. Entwicklung des Benchmarking

Der Begriff im engeren Sinne wurde vom Unternehmen Rank Xerox 1979 geprägt.

Auslöser war die Feststellung des Unternehmens, dass die japanische Konkurrenz

Kopierer zu einem Preis verkaufte, der unter den Produktionskosten bei Xerox lag. In

dem daraufhin durchgeführten Konkurrenz-Benchmarking wurden die Herstellungs-

kosten, Design und andere Merkmale der auf dem Markt befindlichen Kopierer

analysiert und radikale Ziele abgeleitet. Der Erfolg dieses Projektes war der Auslöser

für die Anwendung dieser Methode in allen Geschäftsbereichen des Unternehmens.

Die wesentlichen Schritte bei der Entwicklung und Verbreitung der Methode

Benchmarking ist in der nachfolgenden Abbildung 2 dargestellt [1].

1979 1981 1989 1994

* Benchmarking: The Search for Industry Best Practices that lead to superior Performance

Die Entwicklung des Benchmarking

Zeit

Entwicklung und Verbreitungdes Benchmarking

Verbreitung desBenchmarking

weltweit

Buch vonRobert* Camp

Rank Xeroxerster Einsatz

des Benchmarking

Das Tool wird unternehmensweit

eingesetzt(L.L.Bean-Fall)

Abbildung 2: Entwicklung des Benchmarking (Gabler-Verlag, [6])

Das Benchmarking-Projekt im Bereich Logistik/ Distribution mit der Firma L.L. Bean

liefert im Jahre 1981 den endgültigen Beweis, dass die Methode nicht nur in




Produktionsprozessen anwendbar ist und die Benchmarking-Partner aus

unterschiedlichen Branchen stammen können.

Erst mit dem Erscheinen des Buches von Robert Camp „Benchmarking: The Search

for Industry Best Practices that lead to superior Performance“ im Jahre 1989 setzte

eine Verbreitung der Methodik in den USA ein. In Deutschland geschah dies erst in

den 90er Jahren. In einer aus den USA bekannten Anwendung wurden ca. 200

Kläranlagen in detaillierter Weise gebenchmarkt (Olstein, [11]).

4.1.3. Phasen des Benchmarking

Ein Benchmarking-Prozeß besteht aus den folgenden Phasen:

Planung:

Die Ziele des Benchmarkingprojektes werden definiert, um auf dieser Basis die

geeigneten Benchmarkingpartner zu suchen und in das Projekt zu integrieren. Nach

gemeinsamer Festlegung des Benchmarkingbereichs sowie Art und Umfang der

Datenerhebung (Systematik) einschließlich der notwendigen Verständigung auf

gemeinsame Definitionen beginnt die Datensammlung. Parallel sind Berichts- und

Auswertungssystematik festzulegen.

Analyse:

Auffälligkeiten werden vor dem Hintergrund möglicher Ursachen einer genaueren

Analyse unterzogen. Am Ende der Ursachenanalyse stehen Maßnahmenvorschläge

zur Ausschöpfung der deutlich gewordenen Wirtschaftlichkeitspotenziale. Ebenso

stehen die Benchmarks (Bestwerte) für den untersuchten Bereich fest.

Integration:

Die gewonnenen Erkenntnisse werden in einen Maßnahmenkatalog umgesetzt, der

die „eigenen“ spezifischen Gegebenheiten berücksichtigt. Wichtig ist in diesem

Zusammenhang die Akzeptanz der Mitarbeiter zu gewinnen, die die anschließenden

Maßnahmen in den Unternehmensprozess integrieren müssen.

Aktion:

Die geplanten Maßnahmen werden in die täglichen Arbeitsabläufe mit Hilfe von

konkreten Projektplänen integriert. Im Rahmen der Kontrolle des Umsetzungs-

prozesses werden die Maßnahmen weiter angepasst.




Reife:

Die deutlich gewordenen Probleme sind beseitigt und die neu integrierten Prozesse

sollten von den Beteiligten angenommen und praktiziert werden. Sie werden zur

Routine im Tagesgeschäft.

Wichtig ist, dass der Benchmarkingprozess nicht nur einmalig vorgenommen wird. Er

sollte als kontinuierlicher Verbesserungsprozess in den Unternehmensabläufen

verankert werden. Nur dadurch ist es möglich, die begonnene Optimierung im

Unternehmen lebendig zu erhalten und nicht - zwar auf neuem Wirtschaftlich-

keitsniveau - zum Stillstand kommen zu lassen.




4.2. Benchmarking in der Abwasserentsorgung

In den letzten Jahren sind in Deutschland mehrere Benchmarkingprojekte in der

Abwasserentsorgung gestartet worden. Um die Erfahrungen zu bündeln, hat die

Abwassertechnische Vereinigung (ATV) sich deshalb dazu entschlossen eine Ad-

hoc-Arbeitsgruppe zu diesem Thema zu installieren. Der Name der Arbeitsgruppe

lautet WI-00.1 „Benchmarking“. Der Sprecher der Arbeitsgruppe ist Dr.-Ing. A. Schulz

von der Emschergenossenschaft/Lippeverband aus Essen. Als weiterer Vertreter des

vom BMBF geförderten Projektes ist Herr Graf vom Aggerverband in dieser

Arbeitsgruppe vertreten. Eine Kurzfassung der Aktivitäten in Deutschland ist in der

Dezemberausgabe der KA (12/2000) abgedruckt (ATV-DVWK [3]). Eine ausführliche

Fassung ist seit Februar 2001 in der Hauptgeschäftsstelle der ATV-DVWK erhältlich.

Folgende wesentliche Projekte werden hierbei angeführt.

Tabelle 4.1: Benchmarkingprojekte in Deutschland (nach ATV-DVWK [3]) Projektleitung / Beteiligte Benchmarking-Objekt Aggerverband, Emschergenos-

senschaft/ Lippeverband und

RINKE Unternehmensberatung

GmbH

Beginn 1996

- Abwasserbehandlung auf technisch-wirtschaftlicher und

organisatorischer Ebene

- Ausgehend von je zwei EG/LV- bzw. AV-Kläranlagen

derzeit routinemäßige Umsetzung bei mehr als 100

weiteren Anlagen (das hier durchgeführte BMBF-Projekt mit

der Universität der Bundeswehr München) der beiden

Verbände und 18 weiteren nationalen und internationalen

Partnern

Berliner Wasserbetriebe u.a. Beginn 1998

Untersuchung auf technisch-wirtschaftlicher und

organisatorischer Ebene

- „Kanalnetz renovieren, erneuern, erweitern“ mit 270

Kanalbauprojekten

- „Material beschaffen, verwalten, entsorgen“ mit 125

materialwirtschaftlichen Vorgängen

- „Kanalnetz betreiben“

Umweltministerium NRW

(Auftraggeber)

Beginn 1998

Energetische Optimierung kommunaler Kläranlagen

Umweltaktion Niedersachsen Beginn 1999

- Abwasserableitung und –behandlung

- 85 Abwasserentsorgungsbetriebe mit Kanalnetzen und

Kläranlagen

Verband kommunaler

Unternehmen

Beginn 1999

- Abwasserentsorgung, Verwaltungskostenstellen, Hilfs-

betriebe

- 16 Abwasserentsorgungsbetriebe




4.3. Kostenstellenhierarchie in der Abwasserentsorgung

Um Kenngrößen und Kennzahlen für einen Kostenvergleich bzw. für ein

Benchmarking bilden zu können müssen geeignete Kostenstrukturen und –stellen

bei den Unternehmen vorhanden sein. Hierzu hat die Abwassertechnische

Vereinigung (ATV-DVWK) Vorschläge für eine Kostenstrukturierung veröffentlicht. Mit

dieser Struktur ist es möglich die während der Projektlaufzeit als Investitions- und

Betriebskosten anfallenden Beträge (Kostenwerte) in einheitlichen Kostenstellen für

unterschiedliche Auswertungen zur Verfügung zu stellen (ATV [1]). Für die Kosten-

ermittlung-, -verfolgung und -strukturierung werden die in Abbildung 3 aufgeführten

Ebenen eins bis fünf von der ATV-DVWK als hinreichend angesehen. Die Verbände

Emschergenossenschaft/Lippeverband und Aggerverband haben ihr

Rechnungswesen seit Mitte der 90er Jahre vom kameralen auf das kaufmännische

System umgestellt und vergleichbare Kostenstrukturen geschaffen.

Abbildung 3: Hierarchie der Kostenstruktur (Kostenstellenhierarchie) (ATV-DVWK

[1]).

4.4. Investitionskosten der Abwasserentsorgung

Als wichtige Voraussetzung für eine langfristig kostengünstige Abwasserentsorgung

müssen u.a. zu erwartende Investitionskosten für neue und zu sanierende

Abwasseranlagen möglichst frühzeitig und wirklichkeitsnah abgeschätzt werden.

Kommunen können so ihre Haushalte richtig und vorausschauend planen, Planer

durch Variantenvergleich günstige Vorschläge entwickeln sowie Prüfer durch

kritische Wertung auf zweckmäßige und wirtschaftliche Lösungen dringen. Um die

Grundlagen hierfür auf den neusten Stand zu bringen, wurde das Institut für




Wasserwesen der Universität der Bundeswehr München vom Bayer. Landesamt für

Wasserwirtschaft im Auftrag des Freistaates Bayern beauftragt, in dem Vorhaben

„Spezifische Investitionskosten bei kommunalen Kläranlagen- und Kanalbauteilen“

aktuelle Daten zu ermitteln.

In der Untersuchung wurden abgerechnete Investitionskosten aus in den letzten

Jahren durchgeführten Baumaßnahmen von Kläranlagen, Kanalneubau- und -

sanierungsmaßnahmen, Abwasserpumpwerken und Regenwasserbehandlungs-

anlagen erhoben, auf spezifische Kosten umgerechnet und einen einheitlichen

Kostenstand von 1999 gebracht. Dabei wurden die Investitionskosten von ca. 370

Projekten ausgewertet. Die Gesamtsumme der Investitionskosten aller untersuchten

Projekte betrug über 420 Mio. DM. Die Ergebnisse sind als Mittelwerte mit ihrem

Schwankungsbereich in Kurven und Funktionen dargestellt. Es sind Hinweise

angegeben, wie die Daten auf einen anderen, zukünftigen Kostenstand prognostiziert

werden können. Damit liegt nun eine umfangreiche, praxisbezogene, aktuelle

Zusammenstellung wichtigster Kostengrößen von kommunalen Abwasseranlagen

vor, die interessierten Kommunen und Fachleuten zur Verfügung gestellt werden

kann. Die Daten sind in [9] erschienen.



PROJEKTBESCHREIBUNG Abschlussbericht Seite 13

5. PROJEKTBESCHREIBUNG

5.1. Benchmarking-Partner

Projektbeteiligte sind die nachfolgenden, kurz vorgestellten Partner:

Emschergenossenschaft/Lippeverband (Antragsteller)

Die Emschergenossenschaft wurde am 14. Dezember 1899 als erster deutscher

Wasserwirtschaftsverband in Bochum gegründet. Dieses Modell stand Pate für eine

ganze Reihe weiterer Wasserverbände - darunter den am 18. Januar 1926 ge-

gründeten Lippeverband. Emschergenossenschaft und Lippeverband haben von

Anfang an eng kooperiert und arbeiten unter dem Dach einer einheitlichen Unter-

nehmensstruktur zusammen.

Als selbstverwaltete Körperschaften des öffentlichen Rechts werden die beiden

Verbände durch ihre Mitglieder - Städte, Wirtschaft und Bergbau - getragen und

finanziert. Über die jährlichen Versammlungen und die Verbandsräte wirken die

Mitglieder bei der Meinungsbildung und den Entscheidungen mit.

Die wichtigsten Aufgaben von Emschergenossenschaft und Lippeverband sind

Abwasserreinigung, Sicherung des Abflusses, Hochwasserschutz und Gewässer-

unterhaltung. Dazu werden derzeit 65 Kläranlagen, 151 Pumpwerke, 103 km

Abwasserkanäle und 694 km Wasserläufe betrieben bzw. unterhalten. Die

Gesamtkapazität der Abwasserreinigung beträgt ca. 6,5 Mio. Einwohnerwerte. Die

beiden Verbände haben eine Gebietsgröße von ca. 4.100 km².

Aggerverband

Der Aggerverband ist ein Wasserverband in Nordrhein-Westfalen mit Sitz in

Gummersbach. Der Aggerverband wurde 1923 als Aggertalsperren-Genossenschaft

gegründet. Eine Vielzahl kleinerer Genossenschaften betreute seinerzeit die

Wasserläufe. Sie waren jedoch nicht in der Lage, die Gewässer ausreichend zu

unterhalten und einen wirksamen Hochwasserschutz zu gewährleisten. Die

bestehenden Wasser-Genossenschaften konnten darüber hinaus kein hygienisch

einwandfreies Trinkwasser garantieren, erst recht nicht in ausreichenden Mengen.

So entstand der Gedanke, einen Wasserwirtschaftsverband zu schaffen. Er sollte

"das Gut Wasser" von der Trinkwasser-Versorgung über die Abwasserreinigung bis

zur Gewässerunterhaltung und dem Hochwasserschutz betreuen. Am 1. April 1943




erfolgte daher die Umbildung der Aggertalsperren-Genossenschaft in den

Aggerverband.

Zu den Hauptaufgaben des Aggerverbandes zählt:

- die Bewirtschaftung des Wasserschatzes zur Wasserkraftnutzung und Bereit-

stellung von Trink- und Brauchwasser

- die Verhinderung schädlicher, nicht geklärter Abwassereinflüsse aus Gemeinden

und Industrie

- die Beseitigung von Schäden an den Gewässern sowie die Schaffung neuen

Hochwasserschutzraumes.

Damit war die Grundlage für eine umfassende Wasserwirtschaft geschaffen, die

Modellcharakter für weitere Verbandsgründungen besaß. Im Jahre 1993 erhielt der

Aggerverband als einer der großen Wasserverbände in Nordrhein-Westfalen ein

eigenes Gesetz und damit auch weitere Aufgaben. Diese neue rechtliche Basis

berücksichtigt die gesellschaftlichen Entwicklungen seit 1943 und sichert die Arbeit

des Verbandes für die Zukunft.

Zum Geschäftsbereich Abwasser des Aggerverbandes gehören 38 Kläranlagen im

Verbandsgebiet und im Einzugsgebiet der Wahnbachtalsperre. Die Gesamtkapazität

der Abwasserreinigung beträgt ca. 450.000 Einwohnerwerte. Darüber hinaus werden

10 Pumpanlagen, 150 Regenüberlaufbecken und 100 km Kanal betrieben und

instandgehalten. Der Verband hat eine Gebietsgröße von 1.100 km².

Der Aggerverband betreibt in seinem Einzugsgebiet fünf Talsperren (Aggertalsperre,

Genkeltalsperre, Wiehltalsperre, Stauweiher Osberghausen und Bieberstein) und

zwei Überleitungsbecken (Sülz und Badinghagen). Die Wiehltalsperre liefert

gemeinsam mit der Genkeltalsperre das Rohwasser für die Trinkwasserversorgung.

Es wird in den Werken Auchel und Erlenhagen zu Trinkwasser aufbereitet und an die

örtlichen Wasserversorgungsunternehmen geliefert. Durchschnittlich werden so fast

500.000 Menschen versorgt - mit insgesamt rund 25 Millionen m³ Wasser pro Jahr.

RINKE Unternehmensberatung GmbH (ehemals RTG)

Die Rinke Treuhand Gruppe ist eine mittelständische Unternehmensgruppe,

bestehend aus mehreren Beratungsgesellschaften mit komplementären

Geschäftsfeldern. Die Unternehmensgruppe ist auf folgenden Fachgebieten tätig:

Wirtschaftsprüfung/Steuerberatung




- Rechtsberatung

- Unternehmensberatung (mittelständischer Unternehmen aus Industrie,

Dienstleistung und Handel)

- Kommunalberatung

- Branchenspezifische Beratung für Medienwirtschaft

Die Unternehmensgruppe beschäftigt ca. 200 Mitarbeiter. Neben dem Stammhaus in

Wuppertal ist die Gruppe an den Standorten Essen, Dresden, Berlin und Düsseldorf

vertreten. Durch den internationalen Kooperationsverbund mit Moore Stephens ist

die RINKE Unternehmensberatung in der Lage, Ihre Interessen in 65 Ländern der

Welt an 240 Standorten wahrzunehmen.

Die RINKE Unternehmensberatung umfaßt die Bereiche Unternehmensberatung und

Kommunalberatung.

Im kommunalen Bereich bietet das Unternehmen folgende Leistungen an:

- Gebäudemanagement

- Benchmarking von Kläranlagen als Arbeitsgemeinschaft mit der Emscher

Gesellschaft für Wassertechnik GmbH und der AV Aggerwasser GmbH

- Benchmarking Gebäudewirtschaft

- Verwaltungsorganisation/ -modernisierung

- E-Government

- Finanzsteuerung

- Stadtmarketing

Institut für Wasserwesen, Universität der Bundeswehr München

Das Institut für Wasserwesen der Universität der Bundeswehr München besteht aus

den drei Professuren Hydromechanik und Hydrologie (mit konstruktivem

Ingenieurbau), Wasserwirtschaft und Ressourcenschutz und Siedlungs-

wasserwirtschaft und Abfalltechnik. Die Professur Siedlungswasserwirtschaft und

Abfalltechnik bearbeitet Forschungsprojekte in den Themenbereichen Trinkwasser,

Abwasser und Abfall. Dazu zählen Forschungsprojekte wie z.B. „Einsatz der

Ultrafiltration in der Trinkwasseraufbereitung von trübstoffhaltigen und

mikrobiologisch belasteten Grund- und Quellwässern“, „Kostengünstige Ertüchtigung

bestehender einstufiger Tropfkörper-Kläranlagen durch eine zusätzliche kaskadierte




Belebungsstufe“ und „Klärschlammminimierung durch Zellaufschluss mit Hilfe von

Ultraschall“.

Das Institut führte im Auftrag des Freistaates Bayern (Staatsministerium für

Landesentwicklung und Umweltfragen) ein Forschungsvorhaben mit dem Titel „Er-

mittlung von spezifischen Investitionskosten bei kommunalen Kläranlagen- und

Kanalbauteilen“ in Bayern durch [12]. Dabei wurden u.a. die Investitionskosten von

44 Kläranlagen und 260 Kanalisationsprojekten aufgenommen und ausgewertet [9].

Des weiteren werden zwei Forschungsprojekte “Untersuchungsvorhaben zum

Einsparen von Kosten in der Trinkwasserversorgung” und "Kostengünstiger Bau von

Trinkwasserleitungen in ländlichen Gebieten" durchgeführt.

5.2. Projektvereinbarungen

Zwischen den Kooperationspartnern wurden für die Durchführung des Projektes

folgende Vereinbarungen getroffen:

- innerhalb des Forschungsprojektes werden alle Daten transparent für alle Partner

behandelt

- eine Weitergabe bzw. Veröffentlichung der Daten bedarf der Zustimmung der

Kooperationspartner

- als Grundlage für die Datenerhebung wurde das Geschäftsjahr 1998 festgelegt.

- die Investitionskosten werden auf das Jahr 1998 indiziert.

- die Zinsen wurden einheitlich mit 6 % berücksichtigt.

5.3. Arbeitsfelder

Das Projekt gliederte sich in vier Arbeitsfelder. Die Arbeitsfelder lauten im einzelnen:

Arbeitsfeld 1: Übertragung der Methodik auf alle Abwasserbehandlungs-

anlagen der Kooperationspartner

Arbeitsfeld 2: Entwicklung effizienter Strategien, wie andere Betreiber ein-

bezogen werden können

Arbeitsfeld 3: Entwicklung von Ansätzen zur Beurteilung von Planungen in

technisch-ökonomischer Hinsicht aus dem entwickelten

Benchmarking - System

Arbeitsfeld 4: Entwicklung der Methodik für andere Bereiche der Abwasser-

beseitigung




5.3.1. Arbeitsfeld 1 (Übertragung der Methodik auf alle Abwasserbehandlungs-

anlagen der Kooperationspartner)

In einem 1996 gestarteten Pilotprojekt von Emschergenossenschaft / Lippeverband,

Aggerverband und RINKE Unternehmensberatung wurden Möglichkeiten eines

Benchmarking für Abwasserbehandlungsanlagen der Größenklasse 4 (10.000 -

100.000 EW) ermittelt. Dies geschah beispielhaft für vier Anlagen. Die hierbei

gewonnenen Erkenntnisse wurden im Rahmen dieses Forschungsvorhabens durch

die Kooperationspartner ergänzt und auf die Gesamtheit aller Anlagen der beteiligten

Verbände übertragen. Dabei wurden die zu ermittelnden Kenngrößen (allgemein,

technisch und kaufmännisch) festgelegt. Danach wurde die Datenerhebung für die

über 100 Kläranlagen durchgeführt. Nach der Berechnung der Kennzahlen wurde die

Ursachenanalyse durchgeführt und anschließend Maßnahmen benannt, mit denen

die Wirtschaftlichkeit weiter verbessert werden kann.

Die wesentlichen Inhalte dieses Arbeitsfeldes waren:

• Einteilung der Kläranlagen nach Größenklassen entsprechend der Abwasser-

verordnung

• Festlegung der zu erhebenden Daten (z.B. allgemeiner Steckbrief, technische und

kaufmännische Kenngrößen) für die Teilprozesse und die Gesamtanlage

• Bestimmung von kaufmännischen und technische Kenngrößen /-zahlen

• Festlegung der Benchmarks (Bestwerte)

• Ermittlung der Ursachen für Abweichungen zum Bestwert

• Erarbeitung von Maßnahmen zur Verbesserung der Effizienz (z. B. Kosten,

Betriebssicherheit).

5.3.2. Arbeitsfeld 2 (Entwicklung effizienter Strategien, wie andere Betreiber ein-

bezogen werden können)

Im Arbeitsfeld 1 wurde die Systematik unter Berücksichtigung der Randbedingungen

und Datengrundlage von EG/ LV und AV entwickelt. Diese war relativ ähnlich. Ziel

des Arbeitsfeld 2 war es, Strategien zu entwickeln, auch Betreibern von Kläranlagen

mit anderer Datengrundlage und anderen Randbedingungen die Möglichkeit zu

geben, am Benchmarking-Prozess teilzunehmen. Dazu flossen die Erfahrungen des

ersten Arbeitsfeldes und die Erkenntnisse, die bei den anderen nationalen und

internationalen Projekten gesammelt wurden, ein.




5.3.3. Arbeitsfeld 3 (Entwicklung von Ansätzen zur Beurteilung von Planungen in

technisch-ökonomischer Hinsicht aus dem entwickelten Benchmarking -

System)

Das Benchmarking ist grundsätzlich auf die Unternehmen ausgerichtet, die Anlagen

betreiben. Dies bedeutet jedoch nicht, dass nur Erkenntnisse für den Anlagenbetrieb

Ziel des Vorhabens sein sollen. Da die Kosten wesentlich durch planerische

Entscheidungen beeinflusst werden, sollen sie auch so aufbereitet werden, dass

Bauherren Hinweise erhalten, wie sie die Qualität einer Planung in wirtschaftlicher

und technischer Hinsicht prüfen und verbessern können.

Ein wirtschaftlicher Betrieb errechnet sich aus der Kombination von Betriebs- und

Investitionskosten. Im Arbeitsfeld 1 und 2 wurden die Vorgehensweisen für die

Optimierung des Betriebs aufgezeigt. In Arbeitsfeld 3 soll auf die Beurteilung von

Planungen eingegangen werden.

Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens können an mehreren Zeitpunkten einer

Projektentwicklungsphase eingebracht werden. Neben den Ergebnissen (Daten-

material) stehen dem Planer in den Projektentwicklungsphasen der Vor-, Entwurfs-

und Genehmigungsplanung Handlungsanleitungen und Erfahrungen aus

vorangegangenen Projekten zur Verfügung. Diese sind die wichtigsten Phasen, in

denen der Planer noch Einfluss auf die später entstehenden Kosten hat. Hier kann

der Planer noch alle Einsparpotenziale nutzen.

Die Ergebnisse des Arbeitsfeldes 1 in Verbindung mit den Ergebnissen aus

Arbeitsfeld 2 fließen in die Kostenermittlung mit ein. Gerade in den Phasen der

Kostenschätzung und -berechnung ist die möglichst genaue Kenntnis von

spezifischen Investitions- und Betriebskosten von enormer Bedeutung für die spätere

Entwicklung der Kosten. Bei unklarer bzw. unsicherer Berechnung der Kosten

(Investitions- und Betriebskosten) könnten vermeintlich günstigere Varianten

bevorzugt werden, die im ersten Augenblick wirtschaftlich erscheinen, aber bei einem

Vorhandensein von detaillierterem Datenmaterial, nicht zum Zuge gekommen wären.

Grobe Kostenkennwerte, deren einzelne Kostenbestandteile nur ungenau bekannt

sind, liefern zu hohe Unschärfen in den Ergebnissen, so dass

Variantenentscheidungen unter Kostengesichtspunkten nicht möglich sind. Einmal in

der Vorplanung gemachte Fehler können später kaum mehr ausgeglichen werden.

Mit einer fundierten Datengrundlage und einer klaren Kostengliederung kann der

Planer die einzelnen Varianten unter Kostengesichtspunkten genau bewerten und so

die wirtschaftlichste Variante auswählen.

Ziel dieses Arbeitsfeldes ist es, anhand der Ergebnisse der Arbeitsfelder 1 und 2

festzustellen inwieweit diese Bestmarken neben der Optimierung des Betriebes auch




auf planerische Lösung und Ausführung zurückzuführen sind. Hieraus sollen für neue

Planungen Entscheidungshinweise und Handlungsanleitungen erarbeitet werden.

5.3.4. Arbeitsfeld 4 (Entwicklung der Methodik für andere Bereiche der Abwasser-

beseitigung)

Die Abwasserbehandlung ist nur ein Teil der Abwasserbeseitigung. Grundsätzliches

Ziel der Antragsteller ist die Erarbeitung des Benchmarkinginstrumentariums für die

Gesamtaufgabe der Abwasserbeseitigung. Für die anderen Bereiche wie z.B. den

Bereich der Abwasserableitung wird entsprechend der Darstellung in Arbeitsfeld 1

vorgegangen. Hier galt es zunächst andere Bereiche der Abwasserbeseitigung zu

definieren. Die einheitliche Darstellung aller Elemente der Abwasserbeseitigung in

einem technisch-wirtschaftlichen Kennzahlensystem ermöglicht nicht nur den

Vergleich einzelner Verfahrensschritte, sondern die Optimierung eines

Gesamtsystems. So können bei Investitionsentscheidungen nicht nur

Verfahrensschritte gegeneinander abgewogen werden, sondern auch

Entscheidungen für Kläranlagenerweiterungen, -überleitungen oder Standort-

optimierungen auch von Regenwasserbehandlungsanlagen und Pumpwerken

unterstützt werden. Diese Gesamtoptimierung ist bei den am Projekt beteiligten

Verbänden Bestandteil der Verbandslösung und wird in Zukunft vor dem Hintergrund

der europäischen Regelungen unter dem Stichwort Flussgebietsmanagement an

Bedeutung gewinnen.

Mit der Integration von unterschiedlichen Aufgaben in ein gemeinsames Projekt

können weitere Einsparpotentiale durch die komplexen Zusammenhänge zwischen

einzelnen Gebieten ermittelt werden. Hier kann als Beispiel das Zusammenwirken

zwischen Kläranlagen, Kanalnetz und Regenwasserbewirtschaftung gesehen

werden. Erst durch eine komplexe Betrachtung ergeben sich neue noch

wirtschaftlichere Lösungen.

Aus dieser Vorgehensweise ergeben sich für dieses Arbeitsfeld folgende Ziele:

Integration der bisherigen Ergebnisse und vorliegenden Kennzahlen der UniBwM

(vgl. z.B.: [10], [12], [13]) in die bestehenden Benchmarkingsystematik, insbesondere

Kennzahlen für Kanäle. Soweit möglich sollen Aktivitäten Dritter (z.B. ATV,

Großstädte) mit einbezogen werden.



ARBEITSFELD 1 Abschlussbericht Seite 20

6. ARBEITSFELD 1

6.1. Vorbereitung der Datenerhebung

Die Vorgehensweise zur Übertragung der Methodik auf alle Abwasser-

behandlungsanlagen der Kooperationspartner erfolgt wie in der nachfolgenden

Abbildung 4 dargestellt in 4 Schritten.

I. Festlegung derRahmenbedingungen und In-halte des Benchmarking

II. Datenerhebung

III. TestlaufBenchmarking

IV. DurchführungBenchmarking

Datenerhebung,-aufbereitung,

Plausibilitätsprüfung

Ziel- u. Prozeßdefinition,Kenngrößen- u. Kenn-

zahlenfestlegung

“Benchmarks”UrsachenanalyseMaßnahmenplan

Überprüfung Ergebnis-tiefe, ergänzendeDatenerhebung

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Abbildung 4: Vorgehensweise Arbeitsfeld 1 [14].

Die Vorbereitung der Datenerhebung wird in Schritt I durchgeführt. Die wesentlichen

Inhalte dieses Schrittes sind:

• Einteilung der Kläranlagen in Größengruppen :

Da bei der Betrachtung der Jahreskosten mit einer Bezugsgröße

Einwohnerwert von einem degressiven Verlauf ausgegangen werden kann

(vgl. [8]), werden die Kläranlagen nach den Größenklassen der Abwasser-

verordnung in Gruppen zusammengefasst, um für den weiteren Vergleich

ähnliche wasserrechtliche Anforderungen zu haben.




Tabelle 6.1: Einteilung der Kläranlagen nach Größenklassen Größenklasse 1 KA < 1.000 EW Größenklasse 2 1.000 EW ≤ KA ≤ 5.000 EW Größenklasse 3 5.000 EW < KA ≤ 10.000 EW Größenklasse 4 10.000 EW < KA ≤ 100.000 EW Größenklasse 5 100.000 EW < KA

• Festlegung des allgemeinen Steckbriefs für die Beschreibung der

unterschiedlichen Kläranlagen:

Um Abweichungen bei den Kennzahlen besser interpretieren zu können, wurde für

jede Kläranlage ein allgemeiner Steckbrief (siehe Kapitel 6.4) zur Beschreibung

der wesentlichen Parameter, Prozesse, Rahmenbedingungen und vor allem

Besonderheiten erstellt.

• Festlegung der zu erhebenden kaufmännischen und technischen Kenngrößen für

die Teilprozesse (siehe auch Arbeitsfeld 2) und Gesamtanlage der Kläranlagen

• Festlegung kaufmännischer und technischer Kennzahlen

• Bewertung der Kennzahlen (Relevanz, Vergleichbarkeit, Beeinflussbarkeit etc.)

6.2. Datenerhebung

• Für alle 104 Kläranlagen der drei Verbände Emschergenossenschaft/ Lippe-

verband und Aggerverband erfolgte im Jahre 1999 für das Geschäftsjahr 1998 die

Datenerhebung. Sowohl die technischen als auch die kaufmännischen Daten

bezogen sich alle auf das Jahr 1998. Auf Daten von Kläranlagen, die 1998 erst

fertiggestellt worden sind, wurde verzichtet, da ansonsten die Vergleichbarkeit

nicht gegeben wäre. Abschreibungen wurden dabei auf das Jahr 1998 indiziert.

Außerdem wurde ein einheitlicher kalkulatorischer Zinssatz festgelegt. Die

Datenerhebung erfolgte zentral über die einzelnen Abteilungen (z.B. Stabstelle für

Technisches Controlling bei der Emschergenossenschaft/ Lippeverband) der

Verbände. Die Datenerhebung wurde in dem allgemeinen Steckbrief und über

technische bzw. kaufmännische Erhebungsbögen durchgeführt.

6.3. Teilprozesse der Abwasserreinigung

Für das Benchmarking wurde der Prozess Abwasserreinigung in folgende

Teilprozesse gegliedert:




• Mechanische Reinigung

• Biologische Reinigung

• Weitergehende Reinigung

• Schlammstabilisierung

• Schlammverwertung / -entsorgung

• Sonstiges

Zur Herstellung der Vergleichbarkeit wurden die Anlagenteile, die sich in den

Unterprozessen wiederfinden, den Teilprozessen eindeutig zugeordnet und eine

Schnittstellendefinition vorgenommen. Dem Teilprozess Sonstiges wurden nur

solche Anlagenteile zugewiesen, die für den Kläranlagenbetrieb notwendig sind, aber

keinem der anderen Teilprozesse zugeteilt werden können (z.B. Betriebsgebäude).

Nachfolgend sind die Teilprozesse mit den zugehörigen Unterprozessen in Abbildung

5 dargestellt.

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Abbildung 5: Teilprozesse inklusive Unterprozesse (Anlagenteile)

Dabei wurden folgende Vereinbarungen für die gegenseitige Abgrenzung der

Teilprozesse zueinander getroffen:

- der Schlammabzug wird der jeweiligen Reinigungsstufe zugeordnet,

- die Förderung wird innerhalb des Kreislaufs der jeweiligen Reinigungsstufe

zugerechnet,




- der jeweilige Prozess endet an der Stelle, an der der nächste

Behandlungsschritt beginnt (z. B. Abgrenzung Teilprozess mechanische

Reinigung und Schlammstabilisierung: die mechanische Reinigung endet

unmittelbar vor dem Voreindicker),

- zum Prozess „Sonstige“ gehören die Installationskanäle, d.h. die Kanäle

mit allen Wartungsaufwendungen, soweit sie nicht den einzelnen

Behandlungsschritten zugeordnet werden; Ausnahmen bilden die

Leitungen, die sich direkt einem Prozess zuordnen lassen.

6.4. Allgemeiner Steckbrief

Im allgemeinen Steckbrief wurden Angaben zur Kläranlage wie z.B. Reinigungs-

verfahren, Anzahl der Becken, Beckenvolumina, Schlammalter, Art der Schlamm-

behandlung gesammelt. Dieser Steckbrief dient als kurzer Überblick über die

jeweilige Kläranlage. Nachfolgend ist der allgemeine Steckbrief abgebildet.




Abbildung 6: Allgemeiner Steckbrief




6.5. Kenngrößen

6.5.1. Allgemeines

Die Daten, die über die Erhebungsbögen ermittelt wurden, werden als Kenngrößen

bezeichnet. Aus diesen Kenngrößen wurden für Beurteilung der Prozesse

Kennzahlen gebildet. Bei den Kennzahlen handelt es sich um einen spezifischen

Wert, der aus Kenngrößen gebildet ist.

Kennzahl [DM pro EW 120]

Kostenart je Teilprozess [DM]

CSB 85 % (Ist-Wert) [EW120]

=

Kaufmännische Kenngröße bzw.

Technische Kenngröße(z.B. Energiebedarf KA)

Technische Kenngröße Abbildung 7: Kennzahlenbildung

6.5.2. Kaufmännische Erhebungsbögen

Der kaufmännische Fragebogen wurde in Anlehnung an den Gemeinschafts-

kontenrahmen für Versorgungs- und Verkehrsunternehmen (GKV) definiert. Dabei

wurden folgende Kostenarten festgelegt: Kosten für Materialaufwand (z.B. Strom,

Wasser, Erdgas, Klärgas, Hilfsstoffe), Löhne und Gehälter (Gesamt und Kosten für

Instandhaltung/Wartung), Abschreibungen (normiert), Kalkulatorische Zinsen,

Sonstige betriebliche Aufwendungen (z.B. Mieten, Pachten, Versicherungen,

Bürobedarf), Reststoffentsorgung (Rechen- und Sandfanggut, Schlamm) und

Abwasserabgabe. Die kaufmännischen Kenngrößen wurden getrennt nach den

einzelnen Prozessen erhoben. Der kaufmännische Erhebungsbogen ist in Abbildung

8 dargestellt.




Abbildung 8: Kaufmännischer Erhebungsbogen

6.5.3. Investitionskosten

Die Investitionskosten wurden über eine Indexberechnung (mit den Indizes des

Statistischen Bundesamtes) auf das theoretische Anschaffungsjahr 1998 hoch-

gerechnet. Somit konnten Kläranlagen und Bauwerke aus unterschiedlichen Bau-

jahren einheitlich betrachtet werden. Auf dieser Basis wurden die normierten Ab-

schreibungen berechnet, die eine Abschreibungsdauer von 10 Jahren für




Elektrotechnik, 20 Jahre für Maschinentechnik und 50 Jahre für Bauwerke vorsah.

Für die kalkulatorischen Zinsen wurden 6 Prozent Verzinsung und die halbe Kapi-

talbindung über die gesamte Laufzeit zum Ansatz gebracht (siehe Abbildung 9).

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Abbildung 9: Berechnung der kalkulatorischen Kosten

Zum Teil konnte über die vorliegenden Unternehmensdaten keine direkte Zuordnung

bestimmter Wirtschaftsgüter des Anlagevermögens zu den Teilprozessen

vorgenommen werden. Waren diese Wirtschaftsgüter für die Funktion der

Teilprozesse jedoch notwendig (z.B. elektrotechnische Einrichtungen), so wurden

diese Güter über eine kalkulatorische Zuschlagsrechnung den Teilprozessen anteilig

hinzugerechnet.




6.5.4. Personenjahre

Die Zuordnung des Personalaufwandes erfolgte grundsätzlich über die Arbeitszeit-

erfassung entsprechend der Art der Tätigkeiten innerhalb der Teilprozesse. Da dies

im Erhebungsjahr 1998 jedoch noch nicht flächendeckend bei den Verbänden

eingeführt war, wurde das Klärwerkspersonal in allgemeines Klärwerkspersonal,

Zentralwarte, Werkstätten, Labor und Sonstiges (Kantine, Pförtner, Lagerpersonal)

unterteilt und anteilig den Teilprozessen zugeordnet. Aus der Aufstellung ließen sich

die Personalkosten den Teilprozessen zurechnen. Das Personal für die

Eigenenergieerzeugung, Schlammentsorgung oder Laborarbeiten wurde in einem

Erhebungsbogen Personenjahrverteilung separat erfasst. Das Personal auf

Kläranlagen konnte nach den oben angegebenen Sortierkriterien unterschieden

werden. Aufzeichnungen über geleistete Arbeitsstunden für bestimmte Zwecke

bildeten die Basis. Ohne entsprechende Aufzeichnungen, waren die Arbeitsstunden

von den jeweiligen Mitarbeitern abzuschätzen und auf Plausibilität zu überprüfen.

6.5.5. Energie

Die Energieerzeugung beinhaltet i.d.R. die Verwertung von Klärgas zur elektrischen,

mechanischen und thermischen Energieerzeugung. Der Einsatz von anderen

Energieträgern (Gas, Öl, Wind, Wasser etc.) ist möglich. Die erzeugte Energie wird in

den verschiedenen Teilprozessen genutzt beziehungsweise an den Energiemarkt

abgegeben. Die Energieerzeugung ist kein Teilprozess der Abwasserreinigung. Die

Aufwendungen wurden über einen Verteilungsschlüssel, der in der

Energienebenrechnung ermittelt wird, den Teilprozessen zugewiesen. Diese

zugewiesenen Aufwendungen stellen im Teilprozess einen Materialbezug dar.

Mit Hilfe der Energienebenrechnung kann die Energieerzeugung getrennt nach über

Kessel und über BHKW´s produzierte Energie betrachtet werden.

• Die Beträge der Energienebenrechnung werden in DM ausgewiesen.

• Die thermische Energie sollte falls nicht gemessen wird, abgeschätzt werden. Der

Rechenweg beziehungsweise die Schätzung war beizufügen. Erst die

Einbeziehung der verwendeten thermischen Energie in die Gesamtbetrachtung

erlaubt es die Wirtschaftlichkeit eines Blockheizkraftwerkes zu beurteilen.

• Folgende Umrechnungsfaktoren wurden festgelegt:

- Klärgas 6,4 kWh /m³




- Öl: 10kWh/ l

- Flüssiggas: 12 kWh/ kg

- Erdgas: 10 kWh/ m³

Die Strombezugskosten wurden getrennt nach Leistungs- und Arbeitspreis erhoben.

Um die unterschiedlichen Strombezugstarife in die Ursachenanalyse einzubinden,

kamen die Jahresbenutzungsstunden und die sonstigen Kosten hinzu(siehe dazu

auch Arbeitsfeld 2).

• Jahresbenutzungsstunden = Bezogene Arbeit kWh/a / Bezahlte Leistung [kW]

• sonstige Kosten: z. B. Stromzähler

6.5.6. Aufteilung der Kosten der biologischen Reinigung

Die Gesamtkosten der biologischen Stufe wurden über ein Verteilungsschema (in

einer Nebenrechnung) der Elimination von Kohlenstoff (C), Stickstoff (N) und

Phosphor (P) zugewiesen. Dabei wurde für den C-Abbau von einer

Schlammbelastung von BTS = 0,3 kg TS/(kg BSB5 * d) ausgegangen. Für den N-

Abbau (inkl. C-Abbau) wurde von einer Schlammbelastung von BTS = 0,08 kg TS /

(kg BSB5 * d) ausgegangen. Das verbleibende Volumen wurde der

Schlammstabilisierung zugeschlagen.

So konnte für Kläranlagen, die als aerob stabilisierende Kläranlagen betrieben

wurden, der Anteil des Belebungsbeckens herausgerechnet werden, der für die

Funktion der Stabilisierung erforderlich ist.

Es wurden folgende Berechnungsschritte durchgeführt:




Tabelle 6.2: Aufteilung der Kosten der biologischen Reinigung Berechnung C-Abbau N-Abbau P-Abbau Schlamm-

stabilisierung

a. Direkte Kostenzuordnung

(z.B. externe Kohlenstoffquellen, Fällmittel

etc.)

X X

b. Sauerstoffeintrag

(Energie, Reinsauerstoff)

(Aufteilung über den Sauerstoffbetrag OV-C

und OV-N)

X X

c. Biologische Phosphorelimination

(Aufteilung über Volumenanteile)

X

d 1. Restkosten aufgeteilt auf C / N

(bei KA, die den Schlamm getrennt ausfaulen/

behandeln, kleines Schlammalter), (Aufteilung

über Volumenanteile)

X X

d 2. Restkosten aufgeteilt auf C / N /

Schlammstabilisierung

(bei KA mit simultaner aerober

Schlammstabilisierung), (Aufteilung über

Volumenanteile)

X X X

Anlagen mit aerober Schlammstabilisierung:

Kläranlagen mit aerober Schlammstabilisierung werden in der Regel mit einem

Schlammalter von ca. 25 Tagen betrieben. Bei diesen Kläranlagen wird der Schlamm

durch das höhere Schlammalter (somit höhere Aufenthaltszeit) im Belebungsbecken

selbst stabilisiert. Das Belebungsbeckenvolumen ist dadurch um den Teil der

Schlammstabilisierung vergrößert. Die Gesamtkosten wurden gemäß dem

nachfolgenden Schema auf die Schlammstabilisierung, C-, N- und P-Abbau verteilt.

Berechnung für Kläranlagen mit Schlammstabilisierung außerhalb des

Belebungsbeckens:

VBB,C:

BB-Volumen für C-Abbau

Mit

BTS = 0,3 kg / (kg * d)

VBB,N:

BB-Volumen für N- Abbau:

VBB,N = VBB ges – VBB,C




Berechnung für Kläranlagen mit aerober Schlammstabilisierung:

VBB,C:

BB-Volumen für C-

Abbau

Mit

BTS = 0,3 kg / (kg * d)

VBB,N:

BB-Volumen für N- Abbau:

VBB,N = VBB N,C – VBB,C

VBB, SS:

BB-Volumen für Schlamm-

stabilisierung

VBB, SS = VBB, ges - VBB,N -

VBB,C

VBB,N,C:

N-Abbau (inkl. C-Abbau)

Mit BTS = 0,08 kg / (kg * d)




6.5.7. Technische Erhebungsbögen

Bei den technischen Kenngrößen wurde unterschieden nach Bemessungs-, Mittel-

oder 85-Percentilwerten. Dies hatte den Grund, dass so betriebliche Parameter mit

den Bemessungsdaten verglichen werden konnten und daraus eine Unter- bzw.

Überlastung für die Kenngröße feststellbar war.

Dabei ergaben sich folgende Definitionen:

Bemessungswert

Der Wert, der für die Anlage im Planungs- bzw. Überplanungszeitpunkt angegeben

wurde. Diese Werte wurden aus der Planungsgrundlage der Anlage entnommen.

Des weiteren wurde für den Kläranlagenablauf in der Spalte der jeweils

einzuhaltende Ablaufwert eingetragen.

85-Percentil-Wert

Die Festlegung der Schmutzfrachten für die Bemessung einer Kläranlage wird durch

das Arbeitsblatt ATV-DVWK A-131 entweder über die Berechnung von spezifischen

Frachten (in g/E*d) oder über den 85%-Wert der IST-Belastung vorgeschrieben.

Somit kann der 85%-Wert der IST-Belastung dem direkten Vergleich zur

Bemessungsgröße dienen und daraus der Auslastungsgrad einer Anlage berechnet

werden. In Abbildung 10 ist die Berechnung des 85%-Wertes dargestellt. Der 85%-

Wert trägt sowohl den Investitionskosten als auch den Betriebskosten Rechnung und

wird daher als Hauptbezugsgröße bei der Betrachtung der Kosten herangezogen.

Tag Meßwert 85%1 1.000 3.3252 1.500 3.3256 1.900 3.3257 2.200 3.3255 2.400 3.3253 2.600 3.32510 2.800 3.3254 3.000 3.3258 3.500 3.3259 3.800 3.325

MIN 1.000Mittelwert 2.470Quantil - 85% 3.325MAX 3.800

Beispiel

von der Gesamtanzahl der Meßwerte (10 Stck.)liegen 85 % unter dem Quantil bzw. Percentil von 3.32515 % liegen über diesem Wert

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Abbildung 10: Beispiel für die Ermittlung des 85%-Wertes.




Die Berechnung des Auslastungsgrades wurde wie folgt festgelegt:

Auslastungsgrad = 85%-Wert der IST-Belastung (in kg/d) / Bemessungswert (in kg/d)

Die Zu- und Ablaufparameter wurden über folgende Messstellen ermittelt:

• Zulauf Vorklärbecken

• Zulauf Belebung

• Ablauf Nachklärbecken

Lagen davon abweichende Messstellen vor, so wurde dies in der jeweiligen

Bemerkungsspalte angegeben und die Werte aus vorhandenen Messwerten

zurückgerechnet.

Allgemeines zur Beprobung

Soweit als möglich sollte für die Berechnung der Kenngrößen (Zufluss und Schmutz-

frachten) 24h-Mischproben verwendet werden (im Ablauf Nachklärung

2h-Mischproben). Die Beprobung der Kläranlagen erfolgte nach der Vorschrift des

Landes Nordrhein-Westfalen (SüwV). Für die Berechnung der Mittelwerte bzw. 85%-

Werte wurden alle Messwerte herangezogen. Nach SüwV bestand für die Betreiber

die Möglichkeit qualifizierte Stichproben zugrunde zu legen. Lagen hauptsächlich

qualifizierte Stichproben als Messwerte vor, wurde darauf geachtet, dass die Zeiten

der Probenahme gleichermaßen über den Tag verteilt waren. Wurde eine

abweichende Beprobung festgestellt, wurde dies in der jeweiligen Bemerkungsspalte

angegeben.

Die Frachten wurden bevorzugt aus 24h-Mischproben ermittelt. Soweit diese nicht

vorhanden waren, wurden die berechneten Werte auf Plausibilität geprüft (z.B. Über-

prüfung der Messzeiten der Proben).

Im technischen Erhebungsbogen wurden Betriebsparameter und Kenngrößen der

Kläranlage erfasst. Dies waren z.B. Daten zur hydraulischen Beschickung,

Schmutzfrachtbelastung und Reinigungsleistung der Kläranlage. Der technische

Erhebungsbogen ist in Abbildung 11 und Abbildung 12 dargestellt.




Abbildung 11: Technischer Erhebungsbogen (Teil 1)




Abbildung 12: Technischer Erhebungsbogen (Teil 2)




6.6. Plausibilitätsprüfung der Daten

Nach Beendigung der Datenerhebung wurde zu Beginn des Jahres 2000 mit der

Plausibilitätsprüfung der allgemeinen, technischen und kaufmännischen Kenngrößen

begonnen. Dabei wurden die ermittelten Daten mit den Erfahrungswerten der

Verbände und Literaturwerten verglichen. Durch Bildung von Streudiagrammen

(siehe Statusbericht, z.B. Sandanfall/Einwohnerwert) konnten Minima und Maxima

der Daten ermittelt, Ausreißer überprüft und evtl. über Nacherhebungen korrigiert

werden. Bei den technischen Kenngrößen wurden für die Plausibilitätsprüfung die

spezifischen Werte z.B. die der Kläranlage zufließenden Schmutzfrachten gebildet.

Diese Werte g CSB/(EW*d) bzw. g BSB5/(EW*d) wurden dann mit Literaturwerten

wie denen im ATV-DVWK A 131 gegenübergestellt. Die Kenngrößen (allgemein,

technisch und kaufmännisch) wurden mit den Ergebnissen der Plausibilitätsprüfung

den für die Kläranlagen verantwortlichen Meistern und Ingenieuren zur Kontrolle

zurückgegeben. Durch weitere Nacherhebungen konnte die Datenbasis weiter

verifiziert und korrigiert werden. Unter anderem konnten bei den kaufmännischen

Kenngrößen Fehlbuchungen festgestellt und korrigiert werden. Gerade die

Plausibilitätsprüfung mit anschließender Nacherhebung hat sich als ein sehr

wichtiger Punkt bei der Methodik des Benchmarkings erwiesen. Durch diesen Schritt

konnte die Qualität der nachfolgenden Ursachenanalyse und des Maßnahmenplans

entscheidend gesteigert werden.

6.7. Ermittlung der Bestwerte

Nach Verifizierung und Korrektur der Daten wurde die Ermittlung der Bestwerte

durchgeführt. Zur Bestimmung der Bestwerte wurden die Kläranlagen in die Größen-

klassen (1 bis 5) unterteilt, die entsprechend der Abwasserverordnung für Einteilung

der Kläranlagen nach ihrer Ausbaugröße, vorgegeben sind. Die differenzierte

Betrachtung der Kläranlagen nach Größenklassen begründet sich darin, dass an die

Ablaufgrenzwerte der Kläranlagen (entsprechend der Abwasserverordnung)

innerhalb einer Größenklasse dieselben einzuhaltenden Anforderungen gestellt

werden. Ausnahmen bei den einzuhaltenden Ablaufgrenzwerten gegenüber der

Abwasserverordnung aufgrund besonderer Randbedingungen (z.B.

leistungsschwacher Vorfluter) wurden bei der Zuordnung zu den Größenklassen

vernachlässigt. Als Bestwert wurde der 5 %-Wert einer jeden Datenmenge

vereinbart. Es wurde nicht der Minimalwert als Bestwert festgelegt, da der




Minimalwert häufig, durch äußere Randbedingungen beeinflusst, keinen realistischen

Wert darstellt, der als Zielgröße vorangestellt werden kann.

Die Angabe der Ausbaugröße in Einwohnerwerten (als Bezugsgröße für die Kosten)

wurde über den CSB berechnet, da diese Messmethode, im Gegensatz zum BSB5

verlässlichere Werte liefert und auf den Kläranlagen am häufigsten gemessen wurde.

Durch eine kombinierte Betrachtung von CSB und BSB5 kann z.B. ein Einfluss durch

Industrie (schwer abbaubare Kohlenstoffverbindungen) und evtl. Vorabbau der

Kohlenstoffverbindungen im Kanalnetz erkannt werden. Die derzeitige Belastung der

Kläranlage zur Berechnung des Auslastungsgrades wurde aus dem 85%-Wert der

CSB-IST-Belastung im Rohzulauf der Kläranlage berechnet. Hierzu wurde aus den

einzelnen Tagesfrachten (in kg/d) der 85 %-Wert berechnet und durch den nach

ATV-DVWK A 131 für eine Person angegebenen spezifischen Wert von 120g

CSB/E*d dividiert.




6.8. Kennzahlen

Für die Berechnung der Bestwerte, Durchführung von Ursachenanalyse und Maß-

nahmenplan haben die Kooperationspartner nachstehende Kennzahlen gewählt.

Tabelle 6.3: Gewählte Kenngrößen zur Kennzahlenbildung für die Durchführung von Ursachenanalyse und Maßnahmenplanung.

Kenngröße Mech-

anische

Reinigung

Biologische

Reinigung

Weiter-

gehende

Reinigung

Schlamm-

stabilisierung

Schlamm-

verwertung

und –ent-

sorgung

Sonstiges

Strom-Wasser-Erdgas-

Klärgas x x x x X

Fällmittel x Flockungshilfsmittel x Aufwendungen für

bezogene Leistungen x x x x X

Sonst. betriebliche Auf-

wendungen X

Reststoffentsorgung

Rechengut X

Reststoffentsorgung

Sandfanggut X

Reststoffentsorgung

Schlamm X

Kosten Invest X X X X X Kosten Personal B

(Betrieb) X X X X X

Kosten Personal I

(Instandhaltung) X X X X X

Kosten C-Abbau X Kosten N-Abbau X Kosten P-Abbau X Kostenanteil

Schlammstabilisierung X




6.9. Streudiagramme

Nachfolgend sind als Beispiele für die Datenauswertung Streudiagramme für die

Gesamtjahreskosten, normierte indizierte Investitionskosten und Betriebskosten

dargestellt. Als Bezugsgröße ist der Einwohnerwert über den 85%-Wert der CSB-

IST-Belastung festgelegt worden. Der 85%-Wert entspricht theoretisch der

Auslegungsgröße und steht damit im engen Bezug zu den Investitions- und

Betriebskosten. Zwar ist ein Teil der Kosten eher durch die mittlere Auslastung der

Anlage bedingt, doch ist die Kostenauswirkung der 85%-Belastung bzw. Bemessung

deutlich größer.

6.9.1. Gesamtjahreskosten

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

100 1.000 10.000 100.000 1.000.000 10.000.000

Einwohnerwerte [85%-CSB-IST]

no

rm. G

esam

tjah

resk

ost

en [

DM

/EW

85%

-CS

B-I

ST]

Abbildung 13: Gesamtjahreskosten pro Einwohnerwert (EW85%-CSB-IST, Stand

1998)




6.9.2. Normierte, indizierte Investitionskosten (Abschreibung und Verzinsung)

0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

100 1.000 10.000 100.000 1.000.000 10.000.000


No

rm. i

nd

izie

rte

Inve

stit

ion

sko

sten

[D

M/E

W85

%-C

SB

-IS

T]

Abbildung 14: Normierte indizierte Investitionskosten pro Einwohnerwert (EW85%-

CSB-IST, Stand 1998)

6.9.3. Betriebskosten

0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

250

275

300

325

350

375

400

100 1.000 10.000 100.000 1.000.000 10.000.000


Bet

rieb

sko

sten

[D

M/E

W85

%-C

SB

-IS

T]

Abbildung 15: Betriebskosten pro Einwohnerwert (EW85%-CSB-IST, Stand 1998)




6.10. Ursachenanalyse

In einem ersten Schritt wurden für die Feststellung von Extremwerten die Betriebs-

kosten, indizierten Investitionskosten und Gesamtjahreskosten (bezogen auf den

EW85 %CSB-IST in DM/EW) der Gesamtanlage näher untersucht. Da die Betrachtung

über die gesamte Kläranlage eine Aufsummierung von „guten“ und „schlechten“

Teilprozessen darstellt, wurde für die Ursachenanalyse jeder einzelne Teilprozess

(Mechanische Reinigung, Biologische Reinigung, Weitergehende Reinigung,

Schlammstabilisierung, Schlammverwertung/-entsorgung und Sonstiges) getrennt

voneinander betrachtet. Für jeden Teilprozess wurden entsprechende Kennzahlen

festgelegt. So waren dies für die Mechanische Reinigung folgende Kennzahlen

(siehe Tabelle 6.3):

- Kosten Strom/Wasser/Energie/ EW

- Kosten Aufwendungen für bezogene Leistungen / EW

- Kosten Rechengutentsorgung / EW

- Kosten Sandfanggutentsorgung / EW

- Kosten Invest (kalk. Kosten) / EW

- Kosten Personal Betrieb / EW

- Kosten Personal Instandhaltung / EW

Für diese Kennzahlen wurden (jeweils für die Größenklassen 1 bis 5) die Bestwerte

berechnet. Die Abweichung einer jeden Kennzahl vom Bestwert wurde absolut und in

Prozent dargestellt. Im Rahmen dieses Projektes wurde eine Ursachenanalyse nur

dann durchgeführt, wenn der spezifische Aufwand für eine Kenngröße um

mindestens zehn Prozent vom Bestwert abwich. Kleinere Abweichungen wurden als

nicht steuerungsrelevant angesehen und vernachlässigt. Die Vorgehensweise ist

beispielhaft in Abbildung 16 dargestellt.

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6WURP�:DVVHU�(UGJDV�.OlUJDV�'LHVHO�+HL]|O�)HUQZlUPHEH]XJ Abbildung 16: Durchführung der Ursachenanalyse




Die Bestwerte wurden je Größenklasse für die einzelne Kennzahl in jedem Teil-

prozess bestimmt, d.h. für die Kennzahl Kosten Personal Instandhaltung/EW wurde

in jedem einzelnen Teilprozess ein Bestwert berechnet. Bei einer Abweichung der

Kennzahl vom Bestwert größer als 10% wurde versucht, hierfür eine Ursache zu

finden. Diese Ursache wurde in die Spalte „mögliche Ursachen (Hypothese)“ des

Formulars in Abbildung 16 eingetragen. Eine ausführliche Aufzählung der Ursachen

befindet sich im Anhang. Dabei wurden alle Kennzahlen abgebildet, deren

Abweichung größer als 10 % vom Bestwert betrug. Hierzu wurden in einer Tabelle

der zugehörige Teilprozess, die Kennzahl und die Ursache aufgeführt.

Nachfolgend sind die Ergebnisse der Ursachenanalyse und des Maßnahmenplanes

von zehn charakteristischen Kläranlagen aufgeführt. Der Kennzahlenvergleich ergab

370 Abweichungen von mehr als zehn Prozent zu den Bestwerten Für diese 370

Abweichungen waren Ursachen (Hypothesen) zuermitteln. Pro Anlage waren dies

zwischen 20 und 70 Abweichungen. Der Mittelwert lag bei 32 pro Anlage. In

Abbildung 17 ist die Verteilung der Abweichungen dargestellt. Dabei nahmen die

Mechanische und Biologische Reinigung mit circa je 30 Prozent den größten Anteil

ein.

Schlamm- stabilisierung

17%

Schlamm-verwertung/ -entsorgung

3%

Biologische Reinigung

29%

Mechanische Reinigung

29%

Sonstiges 22%

Abbildung 17: Verteilung der zu untersuchenden Abweichungen von Bestwerten auf

dieTeilprozesse




Für die zehn Kläranlagen konnte in 321 der 370 Fälle Ursachen (Hypothesen)

bestimmt werden. Somit konnte für 83 % der Abweichungen, die mehr als 10% vom

Bestwert betrugen, Ursachen gefunden werden. Die Verteilung der gefundenen

Ursachen (Hypothesen) auf die Teilprozesse änderte sich gegenüber der Verteilung

in Abbildung 17 nur um wenige Zehntel Prozent.

Die Verteilung der ermittelten Ursachen auf die einzelnen Kennzahlen ist in Tabelle

6.4 dargestellt (In Tabelle 12.1 im Anhang befindet sich eine ausführliche Auflistung

von Ursachen). Dabei wurde für die Kennzahlen

- Kosten Energie

- Aufwendungen für bezogene Leistungen

- Kosten Personal Betrieb

- Kosten Personal Instandhaltung

die meisten Ursachen ermittelt .

Tabelle 6.4: Verteilung der ermittelten Ursachen (Hypothesen) auf die Kennzahlen

Kennzahl %

Energie 17,4%

Fällmittel 3,4%

Flockungshilfsmittel 0,6%

Aufwand bezogene Leistungen 15,3%

Sonstige betriebliche Aufwendungen 5,3%

Reststoffentsorgung Rechengut 4,0%

Reststoffentsorgung Sandfang 3,4%

Reststoffentsorgung Schlamm 1,9%

C-Abbau 3,7%

N-Abbau 2,8%

P-Abbau 1,2%

Invest 7,5%

Personal Betrieb 18,1%

Personal Instandhaltung 15,3%

6.11. Maßnahmenplan

Ausgehend von der Ursachenanalyse wurde im nächsten Schritt der Maßnahmen-

plan für die Verbesserung der Wirtschaftlichkeit aufgestellt. Hierzu wurde ähnlich wie

bei der Ursachenanalyse vorgegangen, d.h. es wurden unter Bezugnahme auf

Kennzahl und Teilprozess die Maßnahmen benannt, die zu einer Verbesserung der

Wirtschaftlichkeit beitragen sollen. Dabei wurde neben der Benennung der




Maßnahmen soweit als möglich versucht, auch den Zeit- und Kostenrahmen für die

Umsetzung der Maßnahmen sowie die jährliche Einsparung zu beziffern.

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Abbildung 18: Vorgehensweise bei Aufstellung des Maßnahmenplanes.

So konnten pro Anlage durchschnittlich zehn Maßnahmen benannt werden. Die

Maßnahmen konnten nicht in Hauptgruppen unterschieden werden, da sie sehr

anlagenspezifisch waren. Im Anhang ist in Tabelle 12.2 eine Auflistung von

Maßnahmen dargestellt. Dabei wurde neben dem zugehörigen Teilprozess bzw.

Bauwerk, die zugehörige Kennzahl, die Maßnahme und das Ziel der Maßnahme

aufgeführt.

6.12. Suchraum und Verbesserungspotenzial

Entsprechend der in der nachfolgenden Grafik dargestellten Systematik bestimmt

sich der Suchraum als Differenz aus Istwert und Bestwert. Innerhalb dieses Raumes

ist das Verbesserungspotenzial zu suchen. Es besteht aus den Bereichen

• Quantifizierbare/konkrete Maßnahmen

• Nicht quantifizierbare Maßnahmen und

• Nicht veränderbare Ursachen.

Das Verbesserungspotenzial bestimmt sich wiederum mindestens aus den

quantifizierbaren/ konkreten Maßnahmen. Hinzu können -zunächst unbekannte-

Teile der noch zu untersuchenden Maßnahmen, die als derzeit nicht quantifizierbar

gelten, kommen.




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Abbildung 19: Ergebnis und Vorgehensweise von Benchmarking

Mit der Potenzialermittlung wurde für jede Kläranlage, ausgehend von den Best-

werten der entsprechenden Kläranlagen in den jeweiligen Größenklassen, der

Suchraum berechnet. Dabei wurden folgende Punkte beachtet bzw. durchgeführt:

- Es wurden die Kennzahlen Betriebskosten (DM/EW85%-CSB-IST) und

kalkulatorische Kosten (DM/EW85%-CSB-IST) für die Berechnung verwendet.

- Für die Berechnung der Bestwerte wurden nur die Kläranlagen herangezogen

deren Auslastungsgrad kleiner als 150% war. Dies hatte den Grund darin, dass

bei Anlagen, deren Auslastungsgrad größer als 150% war, die spezifischen

Werte durch den hohen Teiler des Einwohnerwertes (85-Percentil-Wert der CSB-

IST-Belastung) zu sehr niedrigen spezifischen Werten führt und diese nicht als

realistische Zielgröße vorangestellt werden konnten. Als Bestwert wurde für die

Kläranlagen in jeder Größenklasse der 5%-Wert berechnet.

- Aus der Differenz von IST-Wert zu Bestwert und Multiplikation mit dem

Einwohnerwert wurde der Suchraum der Kläranlagen berechnet. Bei

Kläranlagen, deren Auslastungsgrad größer 100% war, wurde mit dem

Einwohnerwert für eine vollausgelastete Anlage gerechnet. Bei Kläranlagen,

deren Auslastungsgrad kleiner als 100% lag, wurde mit diesem Einwohnerwert

das vermutete Verbesserungspotenzial berechnet. Dem Suchraum wurden die

Einsparungen durch die quantifizierbaren Maßnahmen gegenübergestellt.




- Bereits im Rahmen dieses Forschungsvorhabens konnte ein Verbesserungs-

potenzial von 3 bis 12 Prozent der jährlichen Betriebskosten ermittelt werden,

das den eingesetzten Aufwand deutlich übersteigt.




7. ARBEITSFELD 2

7.1. Einführung

Basis für das Arbeitsfeld 2 bilden die in Arbeitsfeld 1 gewonnenen Erkenntnisse. Auf

dieser Grundlage wurde die Möglichkeit untersucht, andere Betreiber mit

unterschiedlichen Organisationsformen sowie technischen Verfahren mit in den

Prozess „Benchmarking von Kläranlagen“ einzubeziehen.

Parallel zum Forschungsvorhaben haben die Emschergenossenschaft/

Lippeverband, der Aggerverband und die RINKE Unternehmensberatung GmbH

diverse Projekte „Benchmarking Kläranlagen“ mit externen Betreibern durchgeführt.

Die beteiligten Betreiber waren kommunale beziehungsweise kommunalnahe

Unternehmen. In einem weiteren Projekt der Emschergenossenschaft/ Lippeverband

konnten Erkenntnisse mit privaten Betreibern auf internationaler Ebene gewonnen

werden. Die nachfolgend dargestellten Ergebnisse wurden wesentlich von der

praktischen Arbeit beeinflusst.

7.2. Motivation zur Beteiligung an einem Projekt

Die Gründe für die Beteiligung Dritter an dem Benchmarking für Kläranlagen liegen

zunächst in der erwarteten Steigerung der Wirtschaftlichkeit der eigenen Anlage. Es

sollen die Verbesserungspotenziale in technischer und wirtschaftlicher Hinsicht

erkannt, quantifiziert und ausgeschöpft werden.

Daneben wird durch die Teilnahme am Benchmarking eine Standortbestimmung des

eigenen Betriebes im Vergleich zu anderen Unternehmen ermöglicht. Ein weiterer

Vorteil ist die Erhöhung der Transparenz im eigenen Betrieb durch die

Datenaufnahme sowie die nachfolgenden Untersuchungen. Die intensive

Zusammenarbeit zwischen kaufmännischem und technischem Bereich bewirkt

außerdem eine einheitliche Zielausrichtung, durch die die Produktivität des

Unternehmens nachhaltig verbessert werden kann.

Im Idealfall wird Benchmarking nach der Teilnahme an einem Benchmarking-Projekt

als regelmäßiges internes Managementinstrument eingeführt. Es dient unter

anderem als Grundlage für innerbetriebliche Entscheidungen und zwar sowohl im

operativen Handeln als auch bei der Formulierung von Zielen.




Die mögliche Art und Weise der Beteiligung wird im Kapitel 7.4

Projektdurchführungsvarianten dargestellt.

7.3. Herstellung der Vergleichbarkeit

Wie bereits im Arbeitsfeld 1 dargestellt, können Kläranlagen trotz unterschiedlicher

Rechtsform des Betreibers, Verfahrenstechnik, Randbedingungen und

abwasserrechtlichen Anforderungen im Rahmen eines Benchmarkingprojektes mit

einander verglichen werden.

Die im Arbeitsfeld 1 beschriebene Systematik erlaubt es aufgrund des modularen

Aufbaus, sowohl weitere technische Verfahren abzubilden als auch unterschiedliche

Systeme der Rechnungslegung zu verarbeiten. Beispiele hierfür sind Kläranlagen mit

mehrstufigen Verfahren, SBR-Technik und Biofilter. Gleichzeitig ist es möglich

Anlagen mit unterschiedlicher kaufmännischer und kameraler Rechnungslegung im

In- und Ausland mit der vorliegenden Systematik abzubilden.

Neben diesen Anpassungen wurden im Rahmen der Projekte weitere

Verfeinerungen eingearbeitet, die eine noch detaillierter Untersuchung ermöglichen.

Diese werden nachfolgend dargestellt.

7.3.1. Kaufmännische Kenngrößen

Grundsatz für die Kostenerfassung ist, dass alle Kosten berücksichtigt werden, die

für die Planung, den Bau und den sicheren Betrieb der Kläranlage notwendig sind.

Abhängig von den vorliegenden Kostenrechnungssystemen, den

Kostengliederungen und des Berichtswesens liegen die kaufmännischen Daten in

unterschiedlichem Detaillierungsgrad vor.

Im kameralen Haushalt werden nur Einnahmen und Ausgaben erfasst. Im

kaufmännischen Rechnungswesen werden Erträge und Aufwendungen

beziehungsweise bei entsprechender Kostenrechnung Leistungen und Kosten

einschließlich kalkulatorischer Kosten erfasst.

Der Aufwand im Rahmen der Datenerhebung ist stark abhängig vom

Detaillierungsgrad der vorliegenden Daten. Wurden beispielsweise alle bezogenen

Leistungen in nur einer Kostenstelle erfasst, so ist es notwendig Rechnungen zu

sichten, um die jeweiligen Kosten verursachungsgerecht den Teilprozessen

zuordnen zu können.




Die Aufnahme der kaufmännischen Daten gestaltet sich einfacher, wenn eine

kaufmännische Buchführung mit einer Kostenstellenrechnung im Unternehmen

vorhanden ist. Idealerweise ist diese nach der gleichen Teilprozesssystematik

gegliedert, wie die Teilprozesszuordnung im Benchmarking von Kläranlagen.

Basierend auf den, in Arbeitsfeld 1, gewonnenen Erfahrungen kann davon

ausgegangen werden, dass circa 50 Stunden je Kläranlage für die Erfassung und

Zuordnung der Daten inklusiver Rechnungssichtung notwendig sind.

7.3.2. Investitionskosten

Zu den getroffenen Definitionen aus Arbeitsfeld 1 wurde für die Zuordnung von

Anlagenbestandteilen von AB-Anlagen eine Aufteilung der Kosten auf die

Mechanische und Biologische Reinigungsstufe festgelegt. Alle anderen

Investitionskosten werden, wie üblich auf Basis der Teilprozesszuordnung, der Me-

chanischen Reinigung, Biologischen Reinigung, der Schlammstabilisierung etc.

hinzugerechnet.

7.3.3. Strombezugskosten

Wie bereits im Arbeitsfeld 1 dargestellt, werden nicht nur die Energiekosten sondern

auch speziell die Strombezugskosten erfasst. Im Gegensatz zu Arbeitsfeld 1, in dem

die beteiligten Verbände über einen einheitlichen Rahmenvertrag mit dem

Stromlieferanten verfügen, können bei Dritten unterschiedliche Vertrags-

vereinbarungen zwischen den Betreibern und den Elektrizitätsbetrieben existieren,

so dass die Kosten für eine Kilowattstunde sowie die Bereitstellungsgebühren

gegebenenfalls stark von einander abweichen. Mit Hilfe dieser Daten können in der

Ursachenanalysen sofort Kostenunterschiede, die sich aus den vorliegenden

Verträgen ergeben, aufgedeckt werden.

7.3.4. Energienebenrechnung

Die Eigenenergieerzeugung erfolgt auf den Anlagen in unterschiedlicher Art und

Weise. Um die beiden Energieumwandlungsarten Windkraft und Direktantrieb

erfassen zu können, wurden diese in der Energienebenrechnung mit aufgenommen.

Die Systematik der Datenerfassung ist analog zu Arbeitsfeld 1.




7.3.5. Personenjahre

Die Personenjahre der Mitarbeiter, die für die Kläranlage tätig sind, werden nach der

Beschreibung in Kapitel 6.5.4 erfasst. Abhängig von der Datengrundlage,

beispielsweise der Stundenaufschreibung lassen sich die Personenjahre den

Teilprozessen zuordnen. In einigen Unternehmen findet derzeit jedoch keine

detaillierte Aufschreibung statt, so dass im ersten Schritt nur eine Abschätzung durch

das Personal vor Ort erfolgen kann. Um eine gesichertere Datenbasis zu erhalten,

wird empfohlen parallel in der Projektlaufzeit eine Aufschreibung über circa drei

Monate vorzunehmen. Die Schätzwerte können an Hand der gewonnenen Daten

überprüft werden.

7.3.6. Technische Kenngrößen

Die Messungen, die im Rahmen der Selbstüberwachungs-Verordnung bezie-

hungsweise der Eigenüberwachungs-Verordnung vorgenommen werden müssen,

bilden einen wesentlichen Teil der Datenbasis. Weitere Daten werden den

Betriebstagebüchern entnommen. Die vorliegende Datenqualität ist unter anderem

von dem gewählten Messverfahren und von der Messfrequenz abhängig.

Größenabhängige Unterschiede in den Anforderungen müssen dabei berücksichtigt

werden. Falls keine oder nur wenige 24h-Mischproben vorliegen, wird empfohlen

während der Projektlaufzeit ergänzende Probenahmen durchzuführen. Mit diesen

kann die bereits vorhandene Datenbasis auf Plausibilität überprüft und durch

geeignete Hochrechnungen gegebenenfalls verbessert werden.




7.3.7. Aufteilung der Kosten der Biologischen Reinigung

Um Kläranlagen mit einem 2-stufigen Verfahren (z.B. A-B-Verfahren) einbeziehen zu

können, wurde die Systematik um die direkte Zuordnung der Energie- und

Investitionskosten der A-Stufe zum Kohlenstoffabbau erweitert.

7.4. Projektdurchführung

Hauptanliegen der Antragsteller ist es, das Instrument „Benchmarking von

Kläranlagen“ möglichst vielen Betreibern zur Verfügung zu stellen, da neben

langfristigen Verbesserungen ein kurz- und mittelfristiges Potenzial zwischen etwa 5

und 15 Prozent der Betriebskosten zu erreichen ist. Dieses ermöglicht unter

Umständen eine Gewährleistung der Kostenstabilität im gesamten Klär-

anlagenbereich sowie eine dauerhafte Kostensenkung im jeweiligen Kläranlagen-

betrieb.

Aus den Erfahrungen der verschiedenen Projekte sind zwei Varianten

hervorgegangen.

Für die Durchführung der nachfolgenden zwei Projektformen wird auf die in

Arbeitsfeld 1 dargestellten Instrumente zurückgegriffen. Die unter 7.5.1 beschriebene

Version „Benchmarking von Kläranlagen“ nutzt die in Arbeitsfeld 1 dargestellten

Instrumente in der vollen Tiefe und Breite. Um Betreibern von Kläranlagen unter

10.000 Einwohnerwerten mit geringerem Aufwand Suchräume und Ansätze für

Verbesserungsmaßnahmen aufzuzeigen, ist eine Kurzversion entworfen worden.

Dabei werden einzelne Teilprozesse zusammengefasst.

Im Rahmen des Arbeitsfeld 1 ist der Ablauf eines Projektes ausführlich vorgestellt

worden. Speziell auf die vereinbarten Definitionen sowie auf die genutzten

Erhebungsbögen und die Auswertungen wurde dort bereits detailliert eingegangen.

7.4.1. Benchmarking von Kläranlagen

Die Vorgehensweise entspricht dem Arbeitsfeld 1.

Empfohlen wird diese Untersuchung für Kläranlagen ab 1.000 Einwohnerwerten d.h.

Anlagen der Größenklassen II – V. Die Projektlaufzeit beträgt von der

Datenerfassung bis zur Erstellung der Maßnahmen zur Steigerung der

Wirtschaftlichkeit circa ein Jahr.




Wichtig ist, dass je Größenklasse mehrere Anlagen in dem Benchmarkingprozess

untersucht werden. Im Rahmen der Analysen werden die Größenklassen II bis IV

sowie die Größenklasse V (gegebenenfalls unterteilt in Anlagen kleiner beziehungs-

weise größer als eine Million Einwohnerwerte), sowohl gemeinsam als auch getrennt

betrachtet. Zur Beurteilung der Wirtschaftlichkeit einer Kläranlage ist jedoch nicht nur

der Vergleich mit anderen Kläranlagen gleicher Größenklasse maßgebend, sondern

darüber hinaus der Vergleich gleicher Verfahrenstechnik, zum Beispiel Bio-P-

Verfahren, Schlammstabilisierung etc.. Neben den dargestellten Kennzahlen (siehe

Arbeitsfeld 1), werden zusätzlich im Rahmen der Analysen nach Bedarf weitere

Kennzahlen gebildet und untersucht.

I. Festlegung der Zielsetzung Untersuchungsbreite/-tiefe

II. Vorstellung der bestehenden Systematik, ggf. Anpassungen

III. Datenerhebung

IV. Bestimmung Benchmarks

V. Durchführung Benchmarking

VI. Integration

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Abbildung 20: Benchmarking-Prozess

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Nachfolgend ist ein Projektplan für die Durchführung eines Projektes beispielhaft

dargestellt.

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Abbildung 21: Projektplan „Benchmarking Kläranlagen“

7.4.2. Benchmarking von Kläranlagen - Kurzversion

Neben dem oben beschriebenen Verfahren wurde für Betreiber von Kläranlagen bis

10.000 Einwohnerwerten (Größenklassen I-III) eine Kurzversion entworfen. Da bei

kleineren Anlagen eine genaue Kostenabgrenzung häufig nur schwer möglich ist,

werden die Kläranlagenkosten in drei Teilprozesse zusammengefasst. Die drei

Teilprozesse sind:

- Abwasserbehandlung,

- Schlammbehandlung und

- Sonstiges.

Die Abwasserbehandlung setzt sich zusammen aus der Mechanischen-, der

Biologischen- und der Weitergehenden Reinigung. Die Schlammbehandlung

beinhaltet die Kosten der Schlammstabilisierung und –entsorgung/ -verwertung. Der




Teilprozess Sonstiges entspricht dem TP Sonstiges aus der beschriebenen Definition

des Arbeitsfelds 1.

Die Teilnahme an einem Kurzprojekt bietet die Möglichkeit mit geringerem Aufwand

Einblicke in die Wirtschaftlichkeit der eigenen Kläranlage im Vergleich zu anderen zu

nehmen, sowie Suchräume und Ansätze für Verbesserungsmaßnahmen

aufzuzeigen. Des weiteren kann sie als Entscheidungshilfe dienen, die Kläranlage

detailliert zu betrachten als auch Vorbehalte gegenüber dem Instrument

Benchmarking abzubauen.

Der Ablauf eines Benchmarking Projektes „Kurzversion“ ist wie folgt vorgesehen:

Es werden vier Sitzungen angesetzt, in denen die Methodik und die Datenaufnahme

erklärt, die Prozesse Abwasserbehandlung, Schlammbehandlung und Sonstiges mit

Hilfe von Streudiagrammen untersucht und eine Ursachenanalyse und

Maßnahmenplanung durchgeführt werden.

Die Daten werden getrennt nach den oben dargestellten drei Teilprozessen

entsprechend der, in Arbeitsfeld 1, dargestellten Systematik erfasst und auf Basis der

Erfahrungswerte auf Plausibilität geprüft und verifiziert.

Es werden die Personenjahre aufgenommen und die normierten Abschreibungen

und die kalkulatorischen Zinsen abgebildet.

Im Rahmen der technischen Kenngrößen werden die Konzentrationen und Frachten

der Parameter BSB5, CSB, Nges, NH4-N und Pges im Zulauf und Ablauf jeder

Kläranlage erhoben. Liegen keine Messungen für den Zulauf zur Vorklärung vor, so

werden auf Basis der Parameter im Zulauf zur Belebung die Daten rechnerisch

ermittelt. Zudem werden die Größen zu den diversen Entsorgungs-, Wasser- und

Schlammparameter erhoben.

- Für alle, im Rahmen eines Projektes zusammengefassten Kläranlagen einer

Größenklasse werden analog zur Zusammenfassung der Teilprozesse

teilprozessübergreifende Kennzahlen gebildet.

Auf Basis der gewonnenen Daten erfolgt die Ermittlung des Suchraums sowie aller

weiteren Schritte analog zu Kapitel 7.5.1.




Nachfolgend ist ein Projektplan beispielhaft dargestellt.

3URMHNWVFKULWWH -XQL -XOL $XJ� 6HSW� 2NW� 1RY� 'H]�

��.:

-DQ� )HE�

�3URMHNWWHDPVLW]XQJHQ �3URMHNWDUEHLW �$EVFKOXVVSUlVHQWDWLRQ/HJHQGH�

"��#� '��.��/

��$XIWDNWJHVSUlFK

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��QDFKHUKHEXQJ��DXVZHUWXQJ

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��'DWHQHUKHEXQJ

��3ODXVLELOLWlWVSU�IXQJ

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Abbildung 22: Projektplan „Kurzversion“




8. ARBEITSFELD 3

8.1. Datengrundlage

Durch Einführung des kaufmännischen Rechnungswesens bei der EG/LV liegen

diesem Verband für alle Bauwerke die Investitionskosten aufgeteilt in die Kosten-

arten Bau- und Maschinen-/Elektrotechnik vor. Die Ermittlung der Daten in dieser

detaillierten Form erfolgte automatisch durch die Datenerhebung in Arbeitsfeld 1. Mit

Hilfe der Datengrundlage aus Arbeitsfeld 1 und den Erkenntnissen aus [9] kann die

Wirtschaftlichkeit von baulichen Lösungen und verfahrenstechnischen

Kombinationen im Hinblick auf Investitionskosten und Betriebsaufwand beurteilt

werden (z.B. Entscheidung für Oberflächen- bzw. Druckluftbelüftung beim

Teilprozess biologische Reinigung). Nachstehend sind für unterschiedliche

Reinigungsverfahren bzw. Bauweisen Kosten (Jahres- und Eliminationskosten)

berechnet worden, um die Wirtschaftlichkeit bewerten zu können und daraus

Schlüsse für neue Planungen entnehmen zu können.

8.2. Vergleich der unterschiedlichen Belüftungssysteme in den Belebungsbecken

In nachstehender Abbildung 23 wurden die Jahreskosten des Teilprozesses

biologische Reinigung, unterschieden nach Oberflächen- und Druckluftbelüftung

dargestellt. Das Ergebnis zeigt, dass die Oberflächenbelüftung der Kläranlagen, mit

einer Ausbaugröße bis 30.000 EW, sich tendenziell wirtschaftlicher als die Druckluft-

belüftung erweist (Nutzengleichheit der beiden Systeme vorangestellt).

0

50

100

150

200

250

100 1.000 10.000 100.000 1.000.000 10.000.000

Einwohnerwert [85%-CSB-IST]

Jah

resk

ost

en D

M/E

W

JK biol Reinigung (Druckluftbelüftung)

JK biol Reinigung (Oberflächenbelüftung)

Abbildung 23: Jahreskosten des Teilprozesses biologische Reinigung unter-

schieden nach Druckluft- und Oberflächenbelüftung




8.3. Phosphor-Abbau in Anlagen mit biologischer und chemischer Phosphor-

Elimination

Die Kosten für die Elimination von Phosphor bei Anlagen mit biologischer und

chemischer P-Elimination sind in Abbildung 24 dargestellt. Die Kosten sind in DM je

eliminiertem Kilogramm Phosphor angegeben. Die Kosten der Anlagen mit und ohne

biologischer Phosphor-Elimination wurden über die Aufteilung der Kosten der

Biologischen Stufe berechnet. Es wurden nur Kosten, die in der biologische Stufe

anfallen, berücksichtigt. Dabei ergaben sich bei den Anlagen mit biologischer

Phosphor-Elimination Kosten in einer Höhe von 2 bis 27 DM je eliminiertem

Kilogramm Phosphor. Bei den Anlagen ohne biologische Phosphor-Elimination (nur

chemische Fällung) lagen die Kosten dagegen bei Werten zwischen 0,5 und 7 DM

pro eliminiertem Kilogramm Phosphor. Der Hauptunterschied ergibt sich aus der

Tatsache, dass bei den Anlagen mit biologischer Phosphor-Elimination die Kosten für

Abschreibung und Zinsen für das zusätzlich angesetzte bzw. gebaute Becken-

volumen stark ins Gewicht fallen.

0

5

10

15

20

25

30

1.000 10.000 100.000 1.000.000 10.000.000

EW (85% CSB-IST)

DM

/kg

P

Kosten P-Abbau, KA mit Bio-P Kosten P-Abbau, KA ohne Bio-P

Abbildung 24: Kosten für Phosphorabbau bei Anlagen mit und ohne Biologischer P-Elimination




8.4. Vergleich der Jahreskosten der aerob und anaerob stabilisierenden Anlagen

Das gewählte Reinigungsverfahren einer Kläranlage hat Einfluss auf die Wirtschaft-

lichkeit einer Anlage. Bei Anlagen mit aerober Schlammstabilisierung ist ein

vergleichsweise größeres Belebungsbecken als bei Anlagen mit anaerober

Schlammstabilisierung (z.B. Faulbehälter) notwendig. Dafür entfällt der Betrieb von

Faulbehältern. Die Frage ist, ab welchen Ausbaugrößen es sich lohnen kann, die

Kosten für Bau und Betrieb einer anaeroben Schlammstabilisierung aufzunehmen,

um insgesamt Kosten einsparen zu können. Hierzu wurden die Jahreskosten der

Teilprozesse Biologische Reinigung, Schlammstabilisierung und Schlamm-

entsorgung addiert. Die Summen der drei Teilprozesse sind in Abbildung 25

dargestellt.

Teilprozesse Biologische Reinigung + Schlammstabilisierung + Schlammentsorgung

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

1.000 10.000 100.000 1.000.000 10.000.000

EW (85% CSB-IST)

DM

/EW

Jahreskosten (KA mit F) Jahreskosten (mit Stabilisierung)

Trend (mit Faul.) Trend (mit Stab)

Abbildung 25: Summe der Jahreskosten der Teilprozesse Biologische Reinigung, Schlammstabilisierung und Schlammentsorgung für aerob und anaerob stabilisierende Kläranlagen

Anlagen mit anaerober Schlammstabilisierung werden ab Ausbaugrößen von ca.

10.000 bis 20.000 EW eingesetzt. Aus der Abbildung wird deutlich, dass die Anlagen

mit aerober Schlammstabilisierung in diesem Bereich wirtschaftlicher als Anlagen mit

anaerober Schlammstabilisierung sind. Der Unterschied beträgt ca. 20 DM/EW.

Betrachtet man die Jahreskosten nur für die Biologische Reinigung zeigt es sich,

dass die Kurven der beiden Reinigungsverfahren fast ineinander übergehen (siehe

Abbildung 26). Der Hauptunterschied bei Betrachtung der Kosten in Abbildung 25




erklärt sich durch die unterschiedlichen Kosten für die Schlammstabilisierung. Die

Schlammentsorgungskosten haben dagegen nur geringen Einfluss auf die

Unterschiede bei den Jahreskosten. Die Reduzierung der Schlammmenge durch die

anaerobe Schlammbehandlung wirkt sich nicht entscheidend auf die Kosten aus. Ein

Grund kann weiterhin die Bemessung der anaeroben Stabilisierung sein

(Aufenthaltszeit).

Teilprozess Biologische Reinigung

0

20

40

60

80

100

120

140

1.000 10.000 100.000 1.000.000 10.000.000

EW (85% CSB-IST)

DM

/EW

Jahreskosten (KA mit F) Jahreskosten (mit Stabilisierung)

Trend (mit Faul.) Trend (mit Stab)

Abbildung 26: Jahreskosten des Teilprozesses Biologische Reinigung für aerob und anaerob stabilisierende Kläranlagen

Betrachtet man die Kosten für die Elimination von Kohlenstoff und Stickstoff bei den

beiden Reinigungsverfahren aerobe und anaerobe Schlammstabilisierung zeigt sich,

dass in beiden Fällen die aerobe Schlammstabilisierung im Bereich der Ausbaugröße

von 10.000 bis 30.000 die wirtschaftlichere Alternative ist. Die Überprüfung der

Wirtschaftlichkeit der beiden Reinigungsverfahren für größere Ausbaugrößen konnte

nicht erfolgen, da für die aerobe Schlammstabilisierung keine Werte vorlagen. Bei

beiden Verbänden sind keine Anlagen in dieser Größenordnung mit diesem

Reinigungsverfahren gebaut worden. Die Kosten für Abbau von Kohlenstoff und

Stickstoff sind in Abbildung 27 und Abbildung 28 dargestellt.




0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1.000 10.000 100.000 1.000.000 10.000.000

EW (85% CSB-IST)

DM

/kg

CS

B

Kosten C-Abbau - mit Stab. Kosten C-Abbau - mit F.

Trend (mit Stabilisierung) Trend (mit Faulung)

Abbildung 27: Eliminationskosten für C-Abbau bei aerob und anaerob stabilisierenden Anlagen

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

1.000 10.000 100.000 1.000.000 10.000.000

EW (85% CSB-IST)

DM

/kg

N

Kosten N-Abbau - mit F. Kosten N-Abbau - mit Stab.

Trend (mit Stabilisierung) Trend (mit Faulung)

Abbildung 28: Eliminationskosten für N-Abbau bei aerob und anaerob stabilisierenden Anlagen




8.5. Vergleich der Eliminationskosten für Kohlenstoff- und Stickstoff-Abbau der

Anlagen mit vorgeschalteter Denitrifikation und Kaskadendenitrifikation

Die Kosten der Biologischen Reinigung wurden entsprechend Kapitel 6.5.5 in Kosten

für den Abbau von Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor und Schlammstabilisierung

aufgeteilt. In nachstehenden Abbildungen sind die Kosten für Elimination von

Kohlenstoff und Stickstoff getrennt nach Anlagen mit vorgeschalteter Denitrifikation

bzw. Kaskadendenitrifikation dargestellt. Für beide Parameter weist die vor-

geschaltete Denitrifikation für die Ausbaugrößen bis circa 80.000 EW tendenziell wirt-

schaftliche Vorteile auf. Der Trend ist allerdings so schwach ausgeprägt, dass eine

eindeutige Aussage nicht daraus abzuleiten ist.

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

1.000 10.000 100.000 1.000.000 10.000.000

EW (85% CSB-IST)

DM

/kg

CS

B

Kosten C-Abbau - Kaskaden DN Kosten C-Abbau - vorg DN

Trend (Kaskaden DN) Trend (vorg DN)

Abbildung 29: Eliminationskosten für Kohlenstoff (nach CSB) für vorgeschaltete DN und Kaskadendenitrifikation.




0

5

10

15

20

25

30

35

40

1.000 10.000 100.000 1.000.000 10.000.000

EW (85% CSB-IST)

DM

/kg

N

Kosten N-Abbau - Kaskaden DN Kosten N-Abbau - Vorg DN

Trend (Kaskaden DN) Trend (vorg DN)

Abbildung 30: Eliminationskosten für Stickstoff für vorgeschaltete DN und Kaskadendenitrifikation.




9. ARBEITSFELD 4

9.1. Teilprozesse

Für die Umsetzung der Methodik auf andere Bereiche der Abwasserbeseitigung

wurde in diesem Arbeitsfeld damit begonnen die Systematik des Benchmarkings für

den Bereich der Abwasserableitung anzuwenden. Hierzu wurden technische und

kaufmännische Erhebungsbögen entwickelt. Die Systematik und Erhebbarkeit der

Daten wird derzeit bei drei Kommunen/Entwässerungsgebieten im Bereich der

beiden Verbände erprobt. Der Prozess der Abwasserableitung wurde wie der

Prozess Abwasserreinigung in einzelne Teilprozesse untergliedert. Dies sind im

einzelnen:

- Kanalisation Druckleitung

- Kanalisation Freispiegelleitung

- Düker

- Bauwerke in der Kanalisation (Druckleitung)

- Bauwerke in der Kanalisation (Freispiegelleitung)

- Regenwasserbehandlung

- Versickerung

- Sinkkastenreinigung

- Sonstiges

Nachfolgend sind erste Entwürfe der Erhebungsbögen für die Erfassung der

technischen Kenngrößen dargestellt (siehe Abbildung 31 und Abbildung 32). Die

Teilprozessgliederung und die zugehörigen kaufmännischen Erhebungsbögen

werden entsprechend dem Arbeitsfeld 1 derzeit weiter entwickelt. Wesentliches

Augenmerk ist hierbei auf die geeignete Zuordnung von Bauwerken beziehungs-

weise Unterprozessen zu Teilprozessen zu richten. Hierzu ist analog zum

Benchmarking von Kläranlagen eine Pilotphase notwendig, die an das BMBF-Projekt

anschließt.




9.2. Technische Kenngrößen

Abbildung 31: Technische Kenngrößen Arbeitsfeld 4 (Teil 1)




Abbildung 32: Technische Kenngrößen Arbeitsfeld 4 (Teil 2)

9.3. Ergebnisse

Basierend auf den Erfahrungen des Benchmarkings im Bereich der Abwasser-

reinigung wurden erste Entwürfe der technischen und kaufmännischen

Erhebungsbögen erstellt. Diese werden derzeit mit Fachleuten interessierter

Unternehmen diskutiert und überarbeitet.Die angesprochenen Unternehmen einigten

sich darauf, in einem Pilotprojekt ein Benchmarking mit Ihren Kanalnetzen durch-

zuführen.

Bei der Umsetzung der Methodik im Bereich der Abwasserableitung sind unter

anderem folgende Probleme zu erwarten:

- Die Unternehmen/Kommunen bestehen meist aus mehreren Einzugsgebieten,

die zu einem ganzen verknüpft werden müssen.

- Die Beurteilung des Leistungsvermögens eines Kanalsystems erfordert

insbesondere die Beschreibung der Qualität der Regenwasserbehandlung und

des hydraulischen Leistungsvermögens des Netzes in Form von Kenngrößen.




- Bei den beteiligten Unternehmen können nicht zu jedem Teilprozess bzw. jeder

Kostenart Angaben gemacht werden.

9.4. Mögliche Kennzahlen

Ausgehend von den derzeitigen Erkenntnissen sind folgende Kennzahlen im Bereich

der Abwasserableitung denkbar:

- DM Gesamt / km Kanal

- DM Gesamt / ha Einzugsfläche

- DM Betriebskosten Kanäle /km Kanal

- DM Material Kanäle /km Kanal

- DM Löhne und Gehälter Kanäle /km Kanal

- DM kalkulatorische Kosten Kanäle/km Kanal

- DM Gesamt Kanäle /km Kanal

- DM Betriebskosten Regenwasserbehandl. / m³

- DM Betriebskosten Regenwasserbehandl. / m² Au

- DM kalkulatorische Kosten Regenwasserbehandl. / m³

- DM kalkulatorische Kosten Regenwasserbehandl. / m² Au

- DM Betriebskosten Pumpen / Förderarbeit

- DM kalkulatorische Kosten Pumpen / Förderarbeit

9.5. Weiteres Vorgehen

Die Ergebnisse des Arbeitsfeldes 4 zeigen, dass die Methodik des Benchmarkings

auf den Prozess Abwasserableitung übertragbar ist. Im wesentlichen können

Angaben für die Teilprozesse Kanalisation, Regenwasserbehandlung und Pump-

werke erhoben werden. Von besonderem Interesse sind die Punkte Unterhaltung,

Instandhaltung und Sanierung. Die technischen und kaufmännischen

Erhebungsbögen gilt es weiter zu verfeinern, um dann in einem weiteren Schritt in

einer komplexen Betrachtungsweise der Prozesse Abwasserableitung und –

reinigung die Wechselwirkungen dieser beiden Prozesse und deren gegenseitige

Auswirkungen auf Planung, Bau und Betrieb näher zu untersuchen.

Der begonnene Dialog mit interessierten Betreibern wird in einem konkreten

Pilotprojekt Benchmarking von Kanalnetzen fortgesetzt. Darüber hinaus haben sich




drei der vier Kooperationspartner (EG/LV, AV und UniBwM) mit weiteren Partnern

dazu entschlossen einen EU-Antrag für die Themenstellung „Benchmarking bei

Kanalisationssystemen“ zu erarbeiten. Die Antragssteller sind bisher auf eine große

Resonanz in den europäischen Ländern gestoßen und beabsichtigen diesen Antrag

innerhalb des 5. Rahmenprogrammes im Oktober dieses Jahres einzureichen.



ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK Abschlussbericht Seite 68

10. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK

Das Projekt hat gezeigt, dass das Benchmarking in der Abwasserentsorgung

erfolgreich eingesetzt werden kann. Der Vergleich von verschiedenen Unternehmen

setzt voraus, dass die Aktivitäten in Prozesse unterteilt werden. Für alle Prozesse

wurden Kennzahlen gebildet, Bestmarken definiert und anschließend Abweichungen

von diesen Bestmarken berechnet. Daran anschließend erfolgt, ausgehend von den

festgestellten Abweichungen, die Ursachenanalyse mit Definition eines Suchraumes

und die Festlegung eines Maßnahmenplanes zur Umsetzung der Erkenntnisse. Das

Benchmarking geht somit über den reinen Kennzahlenvergleich hinaus.

Die Ergebnisse haben gezeigt, dass alle Größenklassen von Kläranlagen mit einem

technisch-wirtschaftlichen Kennzahlenraster miteinander verglichen werden können.

Um eine hohe Qualität der Ergebnisse bei einem solchen Benchmarking-Projekt zu

erzielen waren folgende Punkte von besonderem Interesse:

- Klare Definition der Ziele und Abgrenzung der einzelnen Kostenarten bzw.

Prozesse

- Ausführliche Plausibilitätsüberprüfung und ständiges Hinterfragen der abgegeben

Daten

- Hohe Akzeptanz des Projektes bei den beteiligten Mitarbeitern

- Gute Zusammenarbeit zwischen technischen und kaufmännischen Bereichen

Bei Beurteilung der Wirtschaftlichkeit von Planungen in technisch-ökonomischer

Hinsicht (siehe Arbeitsfeld 3) hat sich bestätigt, dass das Verfahren der aeroben

Schlammstabilisierung im bisher angegebenen Bereich der Ausbaugröße von 20.000

bis 30.000 Einwohnerwerten wirtschaftliche Vorteile gegenüber der anaeroben

Schlammstabilisierung haben kann.

Der Vergleich von unterschiedlichen Belüftungssystemen hat gezeigt, dass die

Oberflächenbelüftung bis zu einer Ausbaugröße von ca. 30.000 EW wirtschaftlicher

als die Druckluftbelüftung ist, sofern der Regelbereich ausreicht.

Bei Anlagen mit und ohne biologischer Phosphor-Elimination ist das Verfahren der

chemischen Fällung unter den gegebenen Randbedingungen grundsätzlich

wirtschaftlicher als das kombinierte Verfahren aus biologischer P-Elimination und

chemischer Fällung.

Die Methodik des Benchmarking konnte auf andere Bereiche der

Abwasserbeseitigung umgesetzt werden. In einem an dieses BMBF-Projekt




anschließenden Vorprojekt wird ein Benchmarking im Bereich der Abwasserableitung

bei ausgewählten Kommunen durchgeführt.

Bei beiden Verbänden wird das Benchmarking innerhalb des Unternehmens-

controlling eingeführt. Hierfür werden die Berichtswesen der technischen und

kaufmännischen Bereiche so umgestellt, dass Daten möglichst einfach in den

Benchmarking-Prozess eingespielt werden können.

Wichtig ist, dass ein derartiges Projekt kein in sich abgeschlossenes Vorgang ist.

Benchmarking ist ein laufender Prozess. Als Projekt wird somit nur eine immer

wiederkehrende Projektphase bezeichnet.

Im Rahmen der Benchmarking-Aktivitäten mit weiteren Betreibern hat sich gezeigt,

dass auf den Kläranlagen eine Steigerung der Wirtschaftlichkeit möglich ist. Unter

anderem konnten durch die geführten Diskussionen zwischen den Kläranlagen-

betreibern und auf Basis der Ergebnisse (insbesondere der Arbeitsfelder 1 und 3)

Einsparungsmöglichkeiten aufgedeckt werden. Für Kläranlagen, die in ver-

schiedenen Projekten wiederholt untersucht wurden, konnten ebenfalls Ansätze zur

weiteren Kostenreduzierung oder Verfahrensverbesserung aufgezeigt werden.

Die Antragsteller empfehlen Kläranlagenbetreibern sich im Benchmarking mit

anderen Betreibern zu vergleichen, so die eigenen Anlagen aus einem anderen

Blickwinkel kennen zulernen und damit eine Steigerung der Wirtschaftlichkeit zu

erreichen. Für die Verbände Aggerverband und Emschergenossenschaft/ Lippe-

verband hat das Vorhaben Einsparpotenziale zwischen 3 und 12% der jährlichen

Betriebskosten ergeben.




Unterschriften

Unterschriften zum BMBF-Forschungsvorhaben „Benchmarking in der Abwasser-

beseitigung auf der Basis technisch-wirtschaftlicher Kennzahlensysteme“.

--------------------------------------

(Dr.jur. J. Stemplewski, Vorstandsvorsitzender Emschergenossenschaft/

Lippeverband)

--------------------------------------

(M. Richter, Vorstand Aggerverband)

--------------------------------------

(Prof. Dr.-Ing. F.W. Günthert, Institut für Wasserwesen, Universität der Bundeswehr

München)

--------------------------------------

(Dipl.-oec. W. Averkamp, RINKE Unternehmensberatung GmbH)



Literatur Abschlussbericht Seite 71

11. Literatur

[1] ATV-DVWK (2001)

Kostenstrukturen bei der Abwasserentsorgung. Kurzfassung des Arbeitsberichtes der ATV-DVWK-

Arbeitsgruppe WI-1.1. Korrespondenz Abwasser 01/2001.

[2] ATV-DVWK (2001) Benchmarking. Arbeitsbericht Langfassung. GFA, Henne. 2001

[3] ATV-DVWK (2000)

Benchmarking. Kurzfassung des Arbeitsberichtes der Arbeitsgruppe WI-00.1 „Benchmarking“.

KA 12/2000. Seite 1846 – 1849.

[4] ATV-DVWK (2000)

Arbeitsblatt A 131 "Bemessung von einstufigen Belebungsanlagen". Stand 5/2000. ISBN 3-

933707-41-2

[5] DIN 4045 (1999)

Begriffe der Abwassertechnik. Beuth Verlag GmbH

[6] Gabler-Verlag (1998)

Lernen von anderen – Benchmarking – Was ist das?

[7] Gemeinschaftskontenrahmen für Versorgungs- und Verkehrsunternehmen

[8] Grünebaum; Schoenenberg (1994)

Kosten der Abwasserreinigung – Gesamtbetrachtung und Möglichkeiten ihrer Reduktion ATV-

Fortbildungskurs H/2. Tagungsband

[9] Günthert, F.W.; Reicherter, E. (2001)

Investitionskosten der Abwasserentsorgung. Oldenbourg-Verlag. ISBN 3-486-26507-5.

[10] Günthert, F.W.; Reicherter, E. (1998)

Spezifische Investitionskosten bei abwassertechnischen Anlagen. ATV-Fortbildungsver-

anstaltung I/3 „Kostenanalyse und Kostensteuerung in der Abwasserwirtschaft“ März 1998 in

Fulda.

[11] Olstein, M. et. al. (1996)

Benchmarking wastewater treatment plant operations, interimreport phase I, WERF – Projekt

96-CTS-5, Alexandria

[12] Reicherter, E.; Günthert, F.W. (1998)

Kostenverhältnisse beim Bau von Abwasserkanalisationen (wasserwirtschaft wassertechnik

7/1998).

[13] Reicherter, E.; Günthert, F.W. (1997)

Ein Modell zur Kostenschätzung für Abwasserkanalisationen. Korrespondenz Abwasser 2/1997.

S. 203 – 209.

[14] Schulz, A.; Schön, J.; Schauerte, H.; Graf, G.; Averkamp, W. (1998)

Benchmarking in der Abwasserbehandlung. Korrespondenz Abwasser 1998 (45) Nr. 12; S.

2299.

[15] Stemplewski, Jochen; Schulz, Andreas; Schoen, Josef

Benchmarking – An Approach to efficiency enhancement in planning, construction and

operation of wastewater treatment plants. Conf.preprint (6) of 1st World Water Congress of the

International Water Association (IWA) Paris, 03.-07.07.2000.



ANHANG Abschlussbericht Seite 72

12. ANHANG

12.1. Ursachen bei zehn charakteristischen Kläranlagen

Tabelle 12.1: Ursachen bei zehn charakteristischen Kläranlagen KA Teilprozess Kennzahl mögliche Ursachen (Hypothese)

1 Mechanische Reinigung

Kosten Aufwand bezogene Leistungen

Für einen Störanfall an der Rechengutpresse mußte ein Gabelstapler ausgeliehen werden



An der Fäkalien-Annahmestation ODER dem Sandfang wurde ein Spülanschluß montiert



Es entstanden erhöhte Kosten durch eine Zulaufspülung



Es gab außerplanmäßige Gerätereparaturen



Es entstanden erhöhte Kosten durch eine Zulaufspülung



Hoher Verschleiß an Feinrechen und Rechengutpressen durch hohen Sandanfall.



Einmaliger Aufwand durch Automatisierung und Sanierung des Schwimmschlammabzug im VKB, Instandsetzungsarbeiten im Hinblick auf eine Überleitung



Erhöhter Aufwand durch Instandsetzung auch des noch betriebenen, aber nicht erforderlichen Teilbereiches der Vorklärung



Einmaliger Aufwand durch Konservierung der Räumwagen der Vorklärbecken.



Erhöhter Aufwand für Elektroarbeiten am Rechen



Optimierungsmaßnahmen am Vorklärbeckenräumer



Einmaliger Aufwand für Reparatur der Rechen.



Einmalige Instandsetzung von Zulaufschneckenlager, Sandfangpumpe, Rohrschlammpumpen und Eindickerpumpen.



Instandhaltungsarbeiten werden größtenteils von eigenen Mitarbeitern durchgeführt.


Kosten Energie Das Abwasser muß durch ein Schneckenpumpwerk gehoben werden


Kosten Energie Es gibt einen belüfteten Sandfang


Kosten Energie Der Energieverbrauch der Presse ist anteilig in allen Verfahrensstufen enthalten


Kosten Energie Das Abwasser muß durch ein Schneckenpumpwerk gehoben werden


Kosten Energie Es gibt ein Hochwasserpumpwerk welches in 1998 ca. 15% des Gesamtenergiebedarfes in der mechanischen Stufe verursachte


Kosten Energie Auf der Anlage werden Fäkalien angenommen


Kosten Energie Erhöhter Energiebedarf durch 2 Rechen und Rechengutpresse


Kosten Energie Erhöhter Energieaufwand durch die Förderung des Abwassers am Zulauf zur Kläranlage um ca. 6,5m.


Kosten Energie Erhöhter Energieaufwand durch Förderung des Abwassers an der Vorklärung, und zwar auch in den noch betriebenen aber nicht benötigten Teilbereich der Vorklärung.


Kosten Energie Es gibt einen belüfteten Sandfang


Kosten Energie Es gibt keine Eigenenergieerzeugung, der gesamte benötigte Strom muß gekauft werden.




KA Teilprozess Kennzahl mögliche Ursachen (Hypothese)


Kosten Energie wegen Defekt in der Elektroanlage und fehlendem Faulgas (Vorklärung war nicht in Betrieb, Kohlenstoff wird in der Biologie aerob abgebaut) stand das BHKW häufig, es mußte also vermehrt Heizöl zugekauft werden


Kosten Energie Erhöhter Strombedarf durch Förderung des Abwassers am Zulauf der Kläranlage um ca. 7m. Erhöhter Trinkwasserbedarf, da keine Brauchwasseranlage vorhanden.


Kosten Energie es wird kein Hebewerk benötigt, d.h. Energieersparnis


Kosten Energie niedrige Energiekosten durch Eigenenergieerzeugung


Kosten Invest Erhöhte Investitionskosten pro EWCSB85%, da die Kläranlage nur extrem niedrig ausgelastet ist. Erhöhte Baukosten durch schwierige Gründungsverhältnisse.


Kosten Invest Erhöhte Investitionskosten durch die großzügige Bemessung der Vorklärung. Die mehrstufige Großanlage ist aus Sicherheitsgründen z.T. 5-strassig ausgebaut.


Kosten Invest Erhöhte Investitionskosten durch den Umbau der ehem. Zwischenklärung zum Vorklärbecken und Vorversäuerungseindicker.


Kosten Invest Erhöhte Investitionskosten durch das erforderliche Zulaufpumpwerk und das relativ große Vorklärbecken.


Kosten Personal Betrieb Die Zugabeleitung der Fäkalienannahme-Station ist verstopfungsanfällig


Kosten Personal Betrieb Die Rechengutpresse ist verstopfungsanfällig, der Weg von der Presse zum Container ist lang


Kosten Personal Betrieb Sandfang: Klassierer und Heberleitung sind (besonders bei Spülstößen) verstopfungsanfällig, dadurch ist häufiges Spülen des Sandklassierers erforderlich


Kosten Personal Betrieb Der Schlammablaß am Vorklärbecken muß manuell durchgeführt werden, die Rohschlammpumpe. ist störanfällig und muß öfter gezogen werden


Kosten Personal Betrieb In 1998 gab es erhöhte Anforderungen und damit mehr, von der Betriebsleitung angeordnete Eigenuntersuchungen


Kosten Personal Betrieb Aufwand an den Schnecken: Kontrollen an Keilriemen, Fettöpfen, Sumpf; Reinigungsarbeiten, Sichtkontrollen Aufwand an der Fäkalienstation: Dokumentation, Abgleich Zählerstände, wöchentlich Probenahme, Reinigungsarbeiten


Kosten Personal Betrieb Aufwand im Rechenhaus: Sandablagerungen Zulaufgerinne beseitigen (manuell mit Schaufel, Schubkarre; 2 - 3 Schubkarren/Woche aus 1,5 - 2 m Gerinne) Aufwand am Sandfang: alle 3 Wochen manueller Fettabzug, Schwimmdecke kann nicht automatisch geräumt werden


Kosten Personal Betrieb Aufwand am VKB: manuelle Reinigung, in 98 mehrfach tägl. manueller Schlammablass


Kosten Personal Betrieb Erhöhter Aufwand beim Betriebspersonal, da es auch die Wartungsarbeiten im Rahmen der üblichen Betriebsabläufe mit erledigt. (Arbeitsabläufe sind ggf. nicht optimal)


Kosten Personal Betrieb Erhöhter Personalaufwand durch den Betrieb der sehr alten, reparaturanfälligen Rechen (werden 2001 erneuert). Außerdem sind die Personalkosten pro EW CSB85% höher, da die Kläranlage extrem niedrig ausgelastet ist.


Kosten Personal Betrieb Kosten beinhalten auch den Aufwand für den noch betriebenen, nicht benötigten Teilbereich der VK.


Kosten Personal Betrieb relativ hoher Wartungsaufwand


Kosten Personal Betrieb kein festes KA-Personal vor Ort, d.h. Anfahrtszeiten






Kosten Personal Betrieb Rechgutwäsche und Rechen sehr störanfällig.Sandförderung mangelhaft zum Teil mit Hilfe eines Kompressors von Hand.


Kosten Personal Betrieb VKB Räumer störanfällig.


Kosten Personal Betrieb Erhöhter Aufwand durch Fertigstellungen der Bauarbeiten mit In- und Außerbetriebnahmen (z.B. Beckenentleerungen) sowie durch Umsetzung von Betriebsoptimierungsmaßnahmen.


Kosten Personal Betrieb Probleme mit Rechen erhöhten auch den Aufwand für den Betrieb


Kosten Personal Instandhaltung

Arbeitsaufwand Schlosser: Rechengutpresse (Druckrohr, Spülanschluß), Fettmotore am Schneckenhebewerk, VKB-Räumer



Arbeitsaufwand Elektriker: VKB-Räumer, Rechenhaus: Aggregate an- & abklemmen



Es fallen An- & Abfahrtzeiten an



Rechen 1: Harke erneuert



Arbeitsaufwand Elektriker: Rechen 2: Motorbremse & Motorlager Hubmotor erneuert; Steuerung Zulaufschnecken geändert; neue Kabel in Leerrohre eingezogen



Erhöhter Instandhaltungsaufwand durch hohen Verschleiß an Feinrechen und Rechengutpressen durch den hohen Sandanfall.



Erhöhter Personalaufwand durch den Betrieb der sehr alten, reparaturanfälligen Rechen (werden 2001 erneuert). Außerdem sind die Personalkosten pro EW CSB85% höher, da die Kläranlage extrem niedrig ausgelastet ist.



Erhöhter Aufwand durch Instandsetzung auch des noch betriebenen, aber nicht erforderlichen Teilbereiches der Vorklärung



Arbeitsaufwand Elektriker: Arbeiten an der Rechengutwäsche, VKB RäumerArbeitsaufwand Schlosser: Rechengutwäsche, Sandfangumbau



Erhöhter Aufwand durch Fertigstellungen der Bauarbeiten mit In- und Außerbetriebnahmen (z.B. Beckenentleerungen) sowie einmalige Rechenreparatur.



Einmalige Instandsetzung von Zulaufschneckenlager, Sandfangpumpe, Rohrschlammpumpen und Eindickerpumpen.



Viel Instandhaltungsarbeit durch reparaturanfälligen Rechen



Infolge des nicht einwandfrei funktionierenden Rechens setzt sich die Hebeleitung des SF öfter zu. Diese muß dann gereinigt werden.



Vorklärbeckenräumer verkeilt sich ab und zu (ca. 3 mal in 98)


Kosten Reststoffentsorgung Rechengut

keine Besonderheiten, Rechen Step-Screen, 6 mm, "guter" Rechen.



Fäkalienannahme (Abflusslos & Fäka)



Eine Kolbenpresse für beide Rechen



Entsorgungskosten in 98 noch höher







Hoher Anfall an Reststoffen, da das Abwasser über einen offenen Zulauf ohne vorgeschalteten Rechen zur Kläranlage fließt.



Zu hohe Entsorgungskosten. Seit 11/98 neue Verträge mit Entsorgern. Ersparnis: ca. 32% bei Rechengut und ca. 12% bei Sandfanggut



Erhöhter Anfall durch Fäkalienanfuhr



Hohe Kosten durch ungünstigen Entsorgungspreis (Umstellung Entsorgungsvertrag bereits gestellt)



Die gemeinsame Entsorgung von Rechen- und Sandgutfang und das Fehlen einer Waschpresse führen zu einem erhöhten Rechengutanfall.



Zu hohe Entsorgungskosten. Seit 11/98 neue Verträge. Ersparnis: ca. 32% bei Rechengut und ca. 12% bei Sandfanggut


Kosten Reststoffentsorgung Sandfang

Mischsystem, Baustellen im Einzugsgebiet (Industriegebiet)



Hauptgrund: Fäkalien-Annahme



Fäkalienannahme (Abflusslos & Fäka)



Entsorgungskosten in 98 noch höher



starke Bautätigkeit im Einzugsgebiet, viele Ortslagen >> starker Sandanfall bei Spülstoß



2-straßiger belüfteter Langsandfang, Räumer, Pumpe, nur eine Straße mit Sandklassierer (Schnecke), 2. Straße mit Schwemmcontainer



Hoher Anfall an Reststoffen, da das Abwasser über einen offenen Zulauf zur Kläranlage fließt.



Erhöhter Sandanfall wäre ggfs. durch Installation einer Sandwäsche reduzierbar.



Erhöhter Sandanfall. (Ursache noch zu konkretisieren)



Zu hohe Entsorgungskosten. Seit 11/98 neue Verträge. Ersparnis: ca. 32% bei Rechengut und ca. 12% bei Sandfanggut

1 Biologische Reinigung Kosten Aufwand bezogene Leistungen

Trübwasserabsaugung enthalten, gehört zu Verfahrensstufe Schlammstabilisierung


Erhöhter Aufwand durch eine Gerätereparatur


Aufgrund Hydraulik bzgl. EW sehr große NK mit entsprechender Ausstattung erforderlich.


Einmaliges Instandsetzen der Kreiselgetriebe.


Erhöhter Aufwand durch ElektroarbeitenReparatur an Onlinegeräten


Erhöhter Aufwand durch Umbaumaßnahmen. Außerdem bedingte die ungünstige Sauerstoffregelung mehrere Gebläsereparaturen.


Erneuerung der Belüfterkerzen nach 8 Jahren Standzeit.





1 Biologische Reinigung Kosten Energie Hauptverbraucher: 3 Gebläse, davon nur eins FU geregelt 2 Rührwerke 2 x 2 Rücklaufschlammpumpen

2 Biologische Reinigung Kosten Energie Energieverbrauch der Schlammentwässerungs-Presse anteilig in allen Verfahrensstufen enthalten;

2 Biologische Reinigung Kosten Energie größte Verbraucher: Gebläse 5 (FU-geregelt) Rücklaufschlamm-Pumpe NKB Rezirkulationspumpen

4 Biologische Reinigung Kosten Energie Aufgrund Hydraulik bzgl. EW sehr große NK mit entsprechender Ausstattung erforderlich.

8 Biologische Reinigung Kosten Energie Erhöhte Energiekosten im Bereich der Biologie durch extreme Kohlenstoffbelastung (Vorklärbecken war außer Betrieb). Zudem war die Sauerstoffregelung fehlerhaft, es wurden viele Provisorien erforderlich.

9 Biologische Reinigung Kosten Energie Erhöhter Stromverbrauch durch veraltete Belüfterkerzen.

1 Biologische Reinigung Kosten Fällmittel manuelle Einstellung der Dosiermenge

1 Biologische Reinigung Kosten Fällmittel Im ersten Halbjahr gab es eine Nachfällung, im zweiten Halbjahr Simultanfällung

2 Biologische Reinigung Kosten Fällmittel Hauptdosiermittel: Natriumaluminat, außerdem Eisen-III

2 Biologische Reinigung Kosten Fällmittel Zugabe ca. 150 - 200 l/d Almafloc, Simultanfällung; manuelle Dosierung, Festwerteinstellung an Pumpe, wöchentliches auslitern & nachstellen

2 Biologische Reinigung Kosten Fällmittel hohe Rückbelastung durch Prozesswässer aus der Schlamm-Presse Die Dosiermenge ist durch das Volumen des Vorlagebehälters vorgegeben (Die Presse kommt alle 4 Wochen, Behälter muß dann leer sein).

2 Biologische Reinigung Kosten Fällmittel erhöhte Anforderungen

9 Biologische Reinigung Kosten Fällmittel Erhöhte Fällmitteldosierung, da weder Bio-P noch eine P online Steuerung vorhanden.

10 Biologische Reinigung Kosten Fällmittel Das Fällmittel wird zur P-Fällung und zur ISV-Verbesserung genutzt -> erhöhter Bedarf

4 Biologische Reinigung Kosten Invest Aufgrund Hydraulik bzgl. EW sehr große NK mit entsprechender Ausstattung erforderlich. Zudem ist die Kläranlage nur sehr gering ausgelastet.

6 Biologische Reinigung Kosten Invest kleine Anlage, spezifische Kosten höher

8 Biologische Reinigung Kosten Invest Erhöhte Kosten durch Umbau der Vorklärung, Deni- und Nitrifikation in getrennten Becken. Der Abbruch auf dem Standort der Biologie wurde damals hier miterfasst. Außerdem Bio-P-Becken vorhanden.

9 Biologische Reinigung Kosten Invest Höhere Invest-Kosten durch die Zweistraßigkeit.(Noch zu konkretisieren)

4 Biologische Reinigung Kosten C-Abbau Erhöhte Kosten bezogen auf den abgebauten C, da aufgrund der Hydraulik große Becken erforderlich sind, es aber nur wenig C-Fracht ankommt.

5 Biologische Reinigung Kosten C-Abbau Erhöhter Kostenaufwand durch einmalige Instandsetzung der Kreiselgetriebe.

6 Biologische Reinigung Kosten C-Abbau kleine Anlage, die spezifischen Kosten sind höher

5 Biologische Reinigung Kosten N-Abbau Erhöhter Kostenaufwand durch Instandsetzung der Kreiselgetriebe.

6 Biologische Reinigung Kosten N-Abbau kleine Anlage, die spezifischen Kosten sind höher

8 Biologische Reinigung Kosten P-Abbau Durch die große Phosphor-Stoßbelastungen liegt der Betriebswert für die Fällmitteldosierung niedrig. Durch die ungünstige Sauerstoffregelung arbeitet Bio-P nicht effektiv.

10 Biologische Reinigung Kosten P-Abbau Fällmittel nicht nur zur P-Fällung, sondern auch zur Verbesserung des ISV. Die Menge die nur zur P-Fällung benutzt wird ist nicht zu ermitteln, deshalb ist hier die





komplette Fällmittelmenge angesetzt worden.

1 Biologische Reinigung Kosten Personal Betrieb Dosieranlage aufwendig & arbeitsintensiv (auslitern, Schlauch umhängen, Pumpe Umstellen, Einstellung der Dosiermenge, keine Störmeldung

1 Biologische Reinigung Kosten Personal Betrieb Rinnenreinigung NKB nicht funktionstüchtig (permanente Störquelle), manuelle Reinigung

1 Biologische Reinigung Kosten Personal Betrieb manueller Schwimmschlammabzug (bei Auto-Betrieb zu großer Wasseranteil)

2 Biologische Reinigung Kosten Personal Betrieb Dosierung: tägliche Kontrolle der Dosieranlage & 2 Dosierstellen, Reinigungsarbeiten, wöchentliches auslitern, verschiedene Medien

2 Biologische Reinigung Kosten Personal Betrieb NKB: Abschmieren Drehkränze, Laufräder, Reinigungsarbeiten (innen Auto-Rinnenreinigung, außen (Trennwand / Rinne) manuelle Reinigung. Keine Abdeckung vorhanden

2 Biologische Reinigung Kosten Personal Betrieb Labor: erhöhte Anforderungen es gab verstärkte Eigenuntersuchungen in 98 die von der Betriebsleitung angeordnet wurden

4 Biologische Reinigung Kosten Personal Betrieb Aufgrund Hydraulik bzgl. EW sehr große NK mit entsprechender Ausstattung erforderlich. Zudem ist die Kläranlage nur sehr gering ausgelastet

6 Biologische Reinigung Kosten Personal Betrieb Die Ablaufrinne des Nachklärbeckens muß von Hand gereinigt werden

6 Biologische Reinigung Kosten Personal Betrieb Das NKB ist ein "Dortmundbrunnen". Da der Schlamm nicht komplett abrutscht, besteht die Gefahr, daß ganze "Schlammfladen" in den Ablauf geraten. Um das zu verhindern, müssen die Seitenwände mit einer Stange per Hand vom Schlamm befreit werden.

6 Biologische Reinigung Kosten Personal Betrieb kein festes KA-Personal vor Ort, d.h. Anfahrtszeiten

7 Biologische Reinigung Kosten Personal Betrieb Es gab häufig Verstopfungen an der Dosierstation tägliches auslitern

7 Biologische Reinigung Kosten Personal Betrieb Es entstand hoher Aufwand durch: tägliche Rinnenreinigung einen Handrechen Reparaturen an der Rezi-Pumpe.eine im Winterbetrieb schlechte Lauffläche des NKB

10 Biologische Reinigung Kosten Personal Betrieb Anlage ist nicht an PDV angeschlossen. Die Dokumentation der Betriebsdaten ist sehr (zeit-) aufwendig.

10 Biologische Reinigung Kosten Personal Betrieb pH-Wert und Temperatur werden per Hand gemessen; TS Messgerät funktioniert nicht fehlerfrei, deshalb sind TS-Messungen von Hand notwendig;

10 Biologische Reinigung Kosten Personal Betrieb manuelle Reinigung der NKB-Ablaufrinne; Belüfterkerzen müssen öfter gewartet werden

10 Biologische Reinigung Kosten Personal Betrieb marode Elektrik: Verdichter-, Verdichtersteuerung oft defekt; Außenbeleuchtung funktioniert bei Regen nicht; Störmeldung funktioniert nicht zuverlässig

1 Biologische Reinigung Kosten Personal Instandhaltung

Aufwand Schlosser: NKB-Räumer geradegesetzt, NKB-Räumer Achsen und Wellen gebrochen, Treibstöcke gebrochen. NKB-Räumer sehr reparatur- & störanfällig


Aufwand Elektriker: Rinnenreinigung NKB, Kabel NKB-Räumer erneuert


Es fallen An- & Abfahrtzeiten an


Aufwand Schlosser: Ein- & Ausbau Rezi-Pumpe, Wechsel der Gleitringdichtung


Komplett neuer Kugeldrehkranz am NKB Räumer wurde eingebaut


Aufwand Elektriker: SPS mehrfach abgestürzt, Änderungen an Einstellungen (bezüglich FU-Gebläse im Belebungsbecken)






An- & Abklemmarbeiten, Neueinstellung des NKB-Räumers


Aufgrund Hydraulik bzgl. EW sehr große NK mit entsprechender Ausstattung erforderlich. Zudem ist die Kläranlage nur sehr gering ausgelastet.


Erhöhter Aufwand durch Instandsetzung der Kreiselgetriebe.


hoher Schlosser- und Elektriker Aufwand


Erhöhter Aufwand durch Umbauarbeiten an der Nachklärung und häufige Gebläsereparaturen aufgrund der ungünstigen Steuerung der Sauerstoffregelung.


Erhöhter Aufwand durch Erneuerung der Belüfterkerzen nach 8 Jahren Standzeit.

1 Schlammstabilisierung Kosten Aufwand bezogene Leistungen

Die Anlage hat keinen Faulbehälter, es fallen Kosten für Rohschlammtransporte an


Erhöhter Aufwand durch Umbau der Zentrifugen incl. Einbau von Frequenzumrichtern für die Steuerung der Zentrifuge.


Erhöhter Aufwand durch Umbau des BHKW und die Sanierung des Gasbehälters.


Aufwand für die Neuinstallation einer Trübwasserabzugmaschine. Gehört zu Investition! Fehlbuchung!


Aufwand für Faulbehälter Entleerung


Erhöhter Aufwand durch Leistungsänderungen im FB-Schacht.


Erhöhter Aufwand durch Erneuerung der Wärmetauscher der AT-Anlage.


Aufwand für die Reparatur eines Füllstandsmessers

2 Schlammstabilisierung Kosten Energie Der Energieverbrauch der Schlamm-Presse ist anteilig in allen Verfahrensstufen enthalten

2 Schlammstabilisierung Kosten Energie Der Faulbehälter wird im Reaktorbetrieb mit einer Umwälzung betrieben Es gibt ein BHKW

2 Schlammstabilisierung Kosten Energie Die Beschickung erfolgt über einen Macerator

3 Schlammstabilisierung Kosten Energie Erhöhter Energiebedarf durch mechanische Überschussschlammeindickung über Zentrifuge.

4 Schlammstabilisierung Kosten Energie Erhöhter Energiebedarf durch Flotation.

5 Schlammstabilisierung Kosten Energie Erhöhter Energiebedarf durch Pumpkosten für Schlamm zur Faulung in einer anderen Kläranlage. Außerdem existiert kein BHKW.

6 Schlammstabilisierung Kosten Energie Strom für Pumpe

7 Schlammstabilisierung Kosten Energie Es gibt 3 Faulbehälter, die Mischer sind älteren Modells, ein MSVE (Maschinelle Schlamm Vorentwässerung) ist neu in Betrieb

7 Schlammstabilisierung Kosten Energie Der Energieverbrauch der Presse enthalten.

8 Schlammstabilisierung Kosten Energie wegen Defekt in der Elektroanlage und fehlendem Faulgas (Vorklärung war nicht in Betrieb, Kohlenstoff wird in der Biologie aerob abgebaut) stand das BHKW häufig, es mußte also vermehrt Heizöl zugekauft werden

9 Schlammstabilisierung Kosten Energie Erhöhte Energiekosten durch Betrieb der aerob-thermophile Schlammbehandlungsanlage (in 2000 bereits abgeschaltet).

10 Schlammstabilisierung Kosten Energie Eventuell ist der Betrieb eines kleineren BHKW's möglich (wäre noch genauer zu prüfen, da keine Aufzeichnung über Stromabnahme (PDV) vorhanden)

2 Schlammstabilisierung Kosten Flockungshilfsmittel

zeitweise Versuchsbetrieb mit Flockungshilfsmittel zur Zugabe in den Faulbehälter





7 Schlammstabilisierung Kosten Flockungshilfsmittel

Erhöhter Aufwand durch Zugabe von Flockungshilfsmitteln

3 Schlammstabilisierung Kosten Invest Erhöhte Kosten durch Zentrifuge für Überschussschlammeindickung.

4 Schlammstabilisierung Kosten Invest Erhöhte Investitionskosten pro EW CSB85% durch extrem geringe Auslastung.

6 Schlammstabilisierung Kosten Invest kleine Anlage, hohe spezifische Kosten

8 Schlammstabilisierung Kosten Invest Erhöhte Kosten durch Bau eines Fahrsilos, 2. Sanierung eines Faulbehälters, Schwimmschlammräumung und Umbauten am Vorversäuerungseindicker.

9 Schlammstabilisierung Kosten Invest Erhöhte Kosten durch den Bau der aerob-thermophilen Schlammbehandlungsanlage.

1 Schlammstabilisierung Kosten Personal Betrieb Trübwasserabsaugung störanfällig und wartungsintensiv (Reinigung Meßtechnik, Verstopfungen

1 Schlammstabilisierung Kosten Personal Betrieb manuelles Umpumpen von VED in Stapelbehälter

1 Schlammstabilisierung Kosten Personal Betrieb Fehlbuchung: die Fäkalienhebeanlage des Betriebsgebäudes ist hier enthalten, gehört entweder zu Mechanik oder Sonstiges

2 Schlammstabilisierung Kosten Personal Betrieb Reinigungsarbeiten im Pumpenschacht Voreindicker: Reinigungsarbeiten an der Trübwasserabsaugung, Kontrolle Nacheindicker: manueller Trübwasserabzug

2 Schlammstabilisierung Kosten Personal Betrieb hoher Aufwand des Labors: Probennahme am VED, FT, NED wöchentlich Abgabe der Schlamm-Presse täglich

2 Schlammstabilisierung Kosten Personal Betrieb Schlammsiebung: permanent Kontrolle während des Betriebs, ständig Nachspülen, nacharbeiten erforderlich, Probleme im Bereich "Kompaktierzone".

2 Schlammstabilisierung Kosten Personal Betrieb Schwimmdeckenabzug vom Faulbehälter über Schlammsiebung ebenfalls mit stark erhöhtem Arbeitsaufwand an Siebanlage verbunden.

4 Schlammstabilisierung Kosten Personal Betrieb Erhöhter Aufwand durch Flotation. Außerdem ist die Kläranlage nur extrem niedrig ausgelastet.

5 Schlammstabilisierung Kosten Personal Betrieb Es wird ein erhöhter Aufwand durch die Förderung des Schlammes zur Ausfaulung zu einer anderen Kläranlage vermutet.

7 Schlammstabilisierung Kosten Personal Betrieb Erhöhter Aufwand durch arbeitsintensive MSVEProbleme mit der Dickschlammpumpe.

7 Schlammstabilisierung Kosten Personal Betrieb Der Laboraufwand ist wegen Fremdschlammanlieferung höher

9 Schlammstabilisierung Kosten Personal Betrieb Erhöhter Personalaufwand durch den Betrieb der aerob-thermophilen Schlammbehandlungsanlage.

2 Schlammstabilisierung Kosten Personal Instandhaltung

Aufwand Schlosser : Montage der Schlammsiebung (2 Tage, mit Kraneinsatz) Ansonsten mehrere kleinere Reparaturen.


Aufwand Elektriker: Anschließen der Schlammsiebung, Steuerung der Faulbehälter Umwälzung


Erhöhter Aufwand durch Umbau der Zentrifugen incl. Einbau von Frequenzumrichtern für die Steuerung der Zentrifuge.


Erhöhter Aufwand durch Umbau BHKW und Sanierung des Gasbehälters.


Es wird ein erhöhter Aufwand durch die Förderung des Schlammes zur Ausfaulung zu einer anderen Kläranlage vermutet.


Es gab keine externe Instandhaltung. Der Betrag entstand durch eine Fehlbuchung


Aufwand Elektriker: Umbau der Schnecken- und Drehkolbenpumpesehr hoher Aufwand Schlosser:





z.T. Umbau der Schnecken- und Drehkolbenpumpe, ansonsten sind Schlosser Stunden nicht plausibel


Erhöhter Aufwand durch Sanierung eines Faulbehälters, Leitungsänderungen, Schwimmschlammräumung und Umbauten am Vorversäuerungseindicker.


Erhöhter Aufwand durch Erneuerung der Wärmetauscher der aerob-thermophilen Schlammbehandlungsanlage.

1 Schlammentsorgung Kosten Reststoffentsorgung Schlamm

Die Entsorgungskosten waren in 1998 noch höher




Erhöhte Kosten durch im Vergleich zur landwirtschaftlichen Verwertung teueren Schlamm-Verbrennung.




Erhöhte Kosten des zentralen Entwässerungsstandortes mit Fahrsilo.


Es wird nur ein geringer Teil in der Landwirtschaft verwertet, der überwiegende Teil des Schlammes wird zur Entwässerung zu anderen Kläranlagen transportiert.

1 Sonstiges Kosten Aufwand bezogene Leistungen

Aufwand für Umlagenpflege


Aufwand für: Grünschnitt abfahren, einen neuen Windkessel, Stacheldraht, ein Raumklimagerät, Umlage Kfz-Reparaturen


Einmalig erhöhter Aufwand durch Fremdpersonal und Ingenieurleistungen. Ansonsten Instandhaltung aller Gebäude.


Erhöhter Aufwand für Instandhaltung des großen Betriebsgebäudes mit Vortragsraum, der Werkstätten und des Labors, sowie Pflege der weitläufigen Anlage.


Einmalig erhöhter Aufwand für Krankosten.


Erhöhter Aufwand durch den Umbau der Telefonanlage in der Betriebszentrale (gehört nicht zur KA) enthalten!Kosten der Reinigung der Betriebszentrale enthaltenAufwand durch externe Umlagenpflege


Einmaliger Aufwand durch Umbau des alten Betriebsgebäudes zum Maschinenhaus , ansonsten Pflegeaufwand für weitläufige Grünflächen und Infrastruktur sowie Reparaturarbeiten an der Toranlage.


Eventuell Fehlbuchungen - wird geprüft! (Ultraschallsonde, StUA-Zähler)


Es sind Kosten für Untersuchungen des Schlammes zum Aufbringen in die Landwirtschaft enthalten (LUFA)

1 Sonstiges Kosten Energie Aufwand für Gas / Heizung

1 Sonstiges Kosten Energie Aufwand für Treibstoff der Kfz

2 Sonstiges Kosten Energie Der Energieverbrauch der Schlamm- Presse ist anteilig in allen Verfahrensstufen enthalten

2 Sonstiges Kosten Energie größter Verbraucher ist die Brauchwasserpumpe

2 Sonstiges Kosten Energie Weiterer Aufwand entstand durch die Heizung des Betriebsgebäude und Treibstoffe für die KFZ

2 Sonstiges Kosten Energie Aufwand für Wasser

4 Sonstiges Kosten Energie Hoher Stromverbrauch wegen großem Betriebsgebäude einschließlich Vortragsraum, Werkstätten und Labor sowie





Beleuchtung der weitläufigen Anlage.

6 Sonstiges Kosten Energie Aufwand für Strom, Flüssiggas für die Heizung des Betriebsgebäudes und Treibstoffe für die KFZ

6 Sonstiges Kosten Energie Es gibt keinen Wasseranschluss. Dafür gibt es eine UV-Aufbereitungsanlage, die aber sehr selten benutzt wird (Wasser hat keine Trinkwasserqualität). Geduscht wird auf der Anlage nicht.

6 Sonstiges Kosten Energie Geheizt wird nur während der ca. 3 h pro Tag in denen die Anlage besetzt ist.

7 Sonstiges Kosten Energie In den Kosten sind die Betriebszentrale und die Werkstatt enthalten. Diese Kosten gehören hier nicht hin!Die Schlamm-Presse wird im Winter mit einer Zusatzheizung beheizt.

10 Sonstiges Kosten Energie Eigenenergieerzeugung mit einem hohen Anteil an Faulgas. Es wird zwar auch Schlamm von anderen KA angeliefert, der eigene Schlamm reicht aber zur Erzeugung der angegebenen Faulgasmenge aus.

10 Sonstiges Kosten Energie Vielleicht ein Grund für gute Schlammeigenschaften (organischer Anteil höher):"Dickes Abwasser" (wenig Fremdwasser)Gute (Wartungs-) Verträge mit der BHKW-Firma

4 Sonstiges Kosten Invest Erhöhte Investitionskosten pro EWCSB85% wegen extrem niedriger Auslastung und wegen großem Betriebsgebäude einschließlich Vortragsraum, Werkstätten und Labor sowie dem weitläufigen Gelände.

8 Sonstiges Kosten Invest Erhöhte Kosten durch den Bau einer neuen Zufahrt zur Kläranlage.

9 Sonstiges Kosten Invest Hier sind die Kosten für den Schönungsteich mit enthalten.

1 Sonstiges Kosten Personal Betrieb Relativ hoher Aufwand für Umlagenpflege (Rasenflächen, Zäune freischneiden)

1 Sonstiges Kosten Personal Betrieb Der Arbeitsaufwand von PDV / M&R / SüwV wird umgelegt und anteilig hier zugerechnet

2 Sonstiges Kosten Personal Betrieb Relativ hoher Aufwand für Umlagenpflege; Anteilige Zeiten der Betriebszentrale und der Betriebsleitung wurden hier angerechnet

4 Sonstiges Kosten Personal Betrieb Erhöhte Personalkosten pro EWCSB85% für Betrieb von Schaltwarte, Lager und Labor bei nur geringer Auslastung der Kläranlage.

8 Sonstiges Kosten Personal Betrieb Einmalig erhöhter Aufwand durch Provisorien während der Umbauarbeiten und umfangreiche Reparatur der Toranlage.

1 Sonstiges Kosten Personal Instandhaltung

Aufwand Elektriker: Arbeiten an Schaltschränken, Kellerbeleuchtung geändert, Kabelabdeckungen abgedichtet


An- & Abfahrtzeiten sind zu berücksichtigen


Aufwand Schlosser: Beschaffung Windkessel, Installation (Brauchwasseranlage)


Aufwand Elektriker: Umbau & Teiletausch Schaltschränke Warte


Der Arbeitsaufwand von PDV / M&R / SüwV wird umgelegt und anteilig hier zugerechnet


Umfangreiche Instandhaltung aller Gebäude sowie Pflege der weitläufigen Anlage.


Erhöhter Aufwand durch die große instandzuhaltende Ausstattung auf der Kläranlage bei nur geringer Auslastung.


Einmalig erhöhter Aufwand im Rahmen der Umbauarbeiten sowie umfangreiche Reparatur der Toranlagen.


hoher Aufwand für Umlagenpflege





1 Sonstiges Kosten Sonstige betriebliche Aufwendungen

Einmaliger Aufwand zur Erstellung einer Dienst-/Betriebsanweisung


Aufwand für: F-Plan (Feuerwehrplan) Versicherungen KA & Kfz Telefon LUFA (Schlammuntersuchungen) TÜV Kfz-Steuer


Aufwand für:Dienst- und BetriebsanweisungVersicherungen Post (Fracht und Telefon)


Aufwand für Büromaterial etc.


Aufwand für: Dienst- und Betriebsanweisung TÜV-Abnahme




12.2. Maßnahmenplan für zehn charakteristische Kläranlagen

Tabelle 12.2: Maßnahmenplan für zehn charakteristische Kläranlagen KA Teilprozess/

Bauwerk Geplante Maßnahme Zugehörige

Kenngröße Ziel der Maßnahme

1 Mechanik /

Sandfang

Belüftung in Lauf-/Pausenzeiten,

ggf Zulauf-/Fäkaabhängig

Kosten Energie Reduzierung des Energiebedarfs

1 Mechanik /

Rechengut-

presse

Verkürzen des Förderrohres,

Leitungsverlauf optimieren,

Schienen des Rechengut-

Containers nach Mauerdurchbruch

bis zum Rechenstandplatz

verlängern

Kosten Aufwand

bezogene

Leistungen

Vermeiden von Verstopfungen und zu hoher

Verfestigung des Rechengutes, der Spülanschluß ist

nicht ausreichend. Die Optimierung führt zu

reduziertem Personalaufwand für Betrieb und

Instandhaltung sowie Fremdbezug

1 Mechanik /

Fäkalien-

Annahme

Zugabe abflussloser Gruben direkt

in KA-Zulauf, ggfs. geänderte

Leitungsführung

Kosten Personal

Betrieb

Vermeiden von Verstopfungen und damit Reinigungs-

/Spülarbeiten. Automatikbetrieb des Anlagenteils

sichern

1 Mechanik /

Sandfang

Änderung im Sandsammeltrichter,

z.B Einsatz einer Belüftungskiste

o.ä. Einbauten, das Hebergebläse

sollte wegen langer Förderstrecke

größer dimensioniert werden

Kosten Personal

Betrieb

Belüftung im Trichter optimieren um das Festbacken

von Ablagerungen unterhalb des Hebererrohres zu

vermeiden, Austrag von größeren Ballen vermeiden.

Hebergebläse ggf verstärken um die lange

Förderstrecke zu überwinden.

1 Mechanik /

VKB

Automatisierung des

Schlammablasses

Kosten Personal

Betrieb

Verringerung des Personalaufwandes

1 Mechanik /

VKB

Rohschlammpumpe im

Vorklärbecken austauschen

Kosten Personal

Betrieb

Die aktuelle Pumpe ist nicht mediumgeeignet, durch

den Einsatz einer mediumspezifischen Pumpe sollen

die Störungen verringert werden

1 Biologie /

Dosierung

Ermittlung des geeigneten

Verfahrens zur Fällmitteldosierung

(Vor-/Nachfällung)

Kosten Fällmittel Bestimmung der kostenmäßig und

verfahrenstechnisch günstigsten Variante zur

Phosphor-Elimination

1 Biologie /

NKB

Abdecken der Nachklärbecken-

Rinne und Außerbetriebnahme der

Rinnenreinigungsanlage

Kosten Personal

Betrieb

Verringerung des manuellen Reinigungsaufwand

durch störanfällige Rinnenreinigung

1 Biologie /

NKB

Schwimmschlamm-Abzug in Bezug

auf Nachlaufwassermengen

Optimieren, Abzug direkt aus dem

System

Kosten Personal

Betrieb

Verfahrenstechnische Optimierung,

Schwimmschlamm-Kreislauf vermeiden,

Personalaufwand verringern,

1 Biologie /

NKB

Das Motorkabeltrommel am

Räumer des Nachklärbeckens

durch ein Schleppkabel ersetzen

Kosten Personal

Instandhaltung

Störungshäufigkeit minimieren, Personaleinsatz

Betrieb und Instandsetzung verringern,

Betriebssicherheit erhöhen

1 Schlammstabi

lisierung /

VED

Umbau des Voreindickers Kosten Aufwand

bezogene

Leistungen

Verbesserung der Schlammeindickung um damit eine

Minimierung der Transportkosten zu erreichen,

Verbesserung des Trübwasserabzuges, Verringerung

des Personalaufwandes

1 Schlammstabi

lisierung /

TW-Gerät

Anordnung der Pumpen zum

Trübwasserabzug optimieren

Kosten Personal

Betrieb

Personalaufwand für Reinigung und nacharbeiten

sowie Störungen verringern

1 Sonstiges /

Umlage

Konzept Umlagenpflege Kosten Aufwand

bezogene

Leistungen

Die freigesetzte Zeit könnte genutzt werden um die

externe Umlagenpflege zu verringern

2 Mechanik /

Zulauf-

hebewerk

Ersatz durch polumschaltbares

Aggregat

Kosten Energie Anpassung des Energiebedarfs an die

Zulaufbedingungen durch 2-stufiges Aggregat,

Reduzierung des Energiebedarfs

2 Mechanik / Ersatz der 2 vorhandenen Rechen Kosten Energie Reduzierung des Energiebedarfs




KA Teilprozess/ Bauwerk

Geplante Maßnahme Zugehörige Kenngröße

Ziel der Maßnahme

Rechen durch 1 Filterstufenrechen

2 Mechanik /

Sandfang

Ausrüstung beider Straßen mit

Schwemmcontainern

Kosten

Reststoffentsorgu

ng Sandfanggut

Es sind beide Varianten vorhanden (Container &

Klassierer), der Container ist unwesentlich

arbeitsaufwendiger, es gibt kaum Unterschiede in der

Sandfanggut-Beschaffenheit, der Klassierer ist im

Winterbetrieb problematisch >> Container sollten in

beiden Strassen genutzt werden

2 Mechanik /

Zulauf-

gerinne

Ersatz der 2 vorhandenen Rechen

durch 1 Filterstufenrechen

Kosten Personal

Betrieb

Reduzierung von Ablagerungen in der

Rechenkammer durch den Sohlspüleffekt bei Betrieb

des Filterstufenrechens, und damit Reduzierung des

Personalaufwandes

2 Mechanik /

VKB

Automatisierung des

Schlammablasses

Kosten Personal

Betrieb

Reduzierung des Personalaufwandes

2 Mechanik /

Rechen

Ersatz der 2 vorhandenen Rechen

durch 1 Filterstufenrechen

Kosten Personal

Instandhaltung

Reduzierung des Personalaufwandes für

Instandsetzung

2 Biologie /

Dosierung

Durch Wechsel des Fällmittels

Verzicht auf Eisenzugabe

Kosten Fällmittel Kostenreduzierung durch nur noch 1 Dosiermittel,

Erleichterung bei der Handhabung

2 Biologie /

Prozesswass

erbehälter

Konzeptionierung einer gezielten

Bewirtschaftung, Automatisierung

der Zugabe mittels Online-Messung

& Fuzzy

Kosten Fällmittel Einsparung von Fällmittel

2 Biologie /

NKB

Sprüheinrichtung / Gummiabstreifer

zwischen Rinne & Trennwand am

Räumer anbringen

Kosten Personal

Betrieb

Aufbau größerer Schlammklumpen & manuelle

Reinigung in diesem Bereich verhindern / reduzieren.

2 Biologie /

NKB

Ablaufrinne des Nachklärbeckens

abdecken oder Einsatz eines

Schleppschlitten

Kosten Personal

Betrieb

Reinigungsaufwand durch Personal verringern.

Anmerkung zu Schleppschlitten: Der Schlitten ist das

billigste Reinigungsgerät, über geeignete

Konstruktion mit Vorspannung, verstellbar,

verschiedene Bürstenanordnungen sollte alternativ zu

Abdeckungen nachgedacht werden

2 Schlammstabi

lisierung /

Faulbehälter

Im Zuge der Sanierung Einsatz von

Horizontalpropellern anstelle

außenliegender Umwälzung

Kosten Personal

Betrieb

Energieeinsparung, Reaktorbetrieb ermöglichen,

Verringerung des Arbeitsaufwandes bei der

Schlammsiebung. Durch Horizontalpropeller weniger

Rohrleitungs-Installationen, Armaturen,

Pumpen/Aggregate können kleiner dimensioniert

werden

2 Schlammstabi

lisierung /

VED

Betrieb als Durchlaufeindicker,

dadurch kontinuierliche

Beschickung in kleinen Mengen,

Einlaufberuhigung

Kosten Personal

Betrieb

Reduzierung des Personaleinsatzes, Effektivität

erhöhen, Vergleichmäßigung des Betriebes

2 Sonstiges /

Umlage

Konzept Umlagenpflege Kosten Personal

Betrieb

Die freigesetzte Zeit könnte genutzt werden um die

externe Umlagenpflege zu verringern

2 Sonstiges /

Umlage

Einsatz von Winkelsteinen an

verbleibendem Oxidationsgraben

Kosten Personal

Betrieb

Der Bewuchs direkt am Becken soll verhindert

werden, um das manuelle abstechen der Grasoden

zu verhindern.

3 Mechanik Bau eines Sandfanges in den

offenen Zulauf zur Kläranlage

Kosten Aufwand

bezogene

Leistungen

Reduzierung des Verschleißes an den

Rechenanlagen.

3 Biologie Automatisierung der

Fällmittelzugabe

Kosten Fällmittel Anpassung der Fällmittelzugabe an die

Schwankungen im Zulauf.

3 Biologie Änderung der

Schwimmschlammräumung im

Nachklärbecken 2

Optimierung der Schwimmschlammräumung

3 Stabilisierung Bau eines

Vorversäuerungseindickers

Optimierung des Schlammprozesses

(Primärschlamm) und Verbesserung der






Ziel der Maßnahme

Denitrifikation

3 Schlamm-

entwässerung

Umstellung der Entsorgungsart für

Klärschlamm

Kosten

Reststoffentsorgu

ng Schlamm

Reduzierung der Kosten für Kohlebezug und

Entsorgung durch Entwässerung des Klärschlammes

nur mit Polymeren.

3 Sonstiges Reduzierung des Aufwandes für die

Gebäudereinigung

Kosten Aufwand

bezogene

Leistungen

Die Fassaden werden nur noch 1xjährlich gereinigt,

die Glasreinigungsintervalle wurden verlängert.

3 Mechanik

Biologie

Stabilisierg

Prüfung einer Erweiterung der

Kläranlage

Entlastung der Kläranlage

3 Stabilisierung Nachrüstung von 3 Aktivkohlefiltern

für die BHKW-Anlage

Kosten Aufwand

bezogene

Leistungen,

Kosten Energie

Reduzierung der Schäden an den Gasmotoren und

Verringerung des Ölverbrauches.

4 Mechanik Installation neuer Rechen mit

geringerem Stababstand

Kosten

Reststoffentsorg

ung Rechengut

Anpassung an den vermehrten Rechengutanfall

durch die Aufnahme des Abwassers einer anderen

Kläranlage.

4 Biologie

Reduzierung bzw. Ersatz der

Rinnenspritzanlage an den

Nachklärbecken

Kosten Energie Vermeidung der Aerosolbildung und Reduzierung der

Energiekosten.

4 Biologie Reduzierung des O2-Gehalts im

Belebungsbecken 1 Kosten Energie Reduzierung der Energiekosten

4 Stabilisierung Automatisierung Flotation mit

Nachrüstung von 3 Feststoffsonden

Durch den gezielten Schlammabzug wird die

gewünschte Lieferung von dickeren Schlamm zur

Ausfaulung in anderer Kläranlage möglich.

4 Stabilisierung Optimierung Druckwasserlanzen

Flotation Kosten Energie

Bei geringerer Belastung Kosteneinsparung durch

Betrieb nur eines der beiden Flotationsbecken.

4 Stabilisierung Optimierung Energieerzeugung Kosten Energie Reduzierung der Energiekosten

4 Stabilisierung Eindicker der AT-Stufe aktiviert Verbesserung der Vorklärschlamm-Eindickung

4 Stabilisierung Installierung einer-Siebung vor der

Vorklärschlamm-Eindickung

Erhöhung der Betriebssicherheit durch das Entfernen

der Faserstoffe und damit der Reduzierung der

Verstopfungsprobleme.

5 Mechanik Ausserbetriebnahme von 1/3 der

Vorklärbecken

Kosten

Material,Kosten

Löhne u.

Gehälter

Instandhaltung

Reduzierung der Betriebskosten

5 Mechanik Umbau des Ein-und

Auslaufbauwerkes

Erhöhung des Hochwasserschutzes der Kläranlage

5 Mechanik Umbau der Rechenhalle und

Rechengutverladestation

Kosten

Reststoffentsorgu

ng Rechengut

Reduzierung der Entsorgungskosten durch

Direktabwurf des Rechenguts in 20m³ -Kübel. (Der

Zwischentransport mit 7m³-Kübel entfällt dann.)

5 Mechanik Umbau der Sandfanganlage und

Installation einer Sandwaschanlage

Weitgehende Entfernung von organischen

Faserstoffen sowie Mitbehandlung von angelieferten

Sandmengen

5 Biologie Umbau des Belüftungssystems Kosten Material,

Kosten Löhne

und Gehälter,

Investitionskoste

n

Reduzierung der Betriebskosten

5 Biologie Sanierung der Doppelräumer in der

Nachklärung

Aufrechterhaltung des reibungslosen

Betriebsablaufes durch die Erneuerung der alten






Ziel der Maßnahme

Räumerbrücken sowie Erfüllen von Sicherheits-

Standards

5 Schlamm-

entsorgung/-

transport

Sanierung der Schlammleitung und

Neubau der Schlammpumpen

Erhöhung der Betriebssicherheit und Reduzierung

der Pumpkosten

5 Gesamt-

Anlage

Umsetzung des

Brandschutzkonzeptes

Erfüllen von Sicherheitsstandards und Erhöhung der

Betriebssicherheit

5 Gesamt-

Anlage

Erneuerung der

Niederspannungsanlagen

Erfüllen v.Sicherheitsstandards (VBG 4) und

Umrüstung in moderne Elektro-Technik

5 Gesamt-

Anlage

Erneuerung der

Brauchwasserleitung

Aufrechterhaltung der Brauchwassernutzung durch

Erneuerung des alten Brauchwassernetzes.

6 Gesamt-

anlage

Es wird geprüft, ob tägliche Anfahrt

umgangen werden kann

Kosten Löhne

und Gehälter

Kostenersparnis Anfahrtzeiten

6 Gesamt-

anlage

Ca. 35 % Kostenreduzierung beim

Strombezug durch neue

Stromverträge

Kosten Energie Stromkosten sparen

6 Mechanik Kostenreduzierung von 32% bei

Rechengut durch neue Verträge mit

Entsorgern

Kosten

Reststoffentsorgu

ng

Entsorgungskosten sparen


Sandfanggut durch neue Verträge

mit Entsorgern

Kosten

Reststoffentsorgu

ng

Entsorgungskosten sparen

6 Biologie /

NKB

Abdeckung der Ablaufrinne um

Algenwachstum- und damit die

zeitaufwendige manuelle Reinigung

zu verhindern

Kosten Löhne

und Gehälter

Reinigungsaufwand minimieren

6 Schlammstabi

lisierung /

VED

Verbesserung der

Entwässerbarkeit des

Rohschlammes durch Zugabe von

Polymer

Kosten

Reststoffentsorgu

ng

Transportkosten minimieren

7 Sonstiges Zähler für Werkstätten, BZO,

Wohnhaus

Kosten Energie Strom-/Wärmebedarf der genannten Gebäude

separat erfassen und aus Kennzahl eliminieren

7 Mechanik /

Rechen

Neue Rechenanlage Kosten Personal

Betrieb

Ersatz des störanfälligen Mitstromrechens,

Personaleinsatz verringern, Folge-

Beeinträchtigungen in nachfolgenden Anblagenteilen

verringern

7 Mechanik /

SF

Teiletausch der Heberleitung. und

Vorhaltung von Ersatzleitung

Kosten Personal

Betrieb

Doppelwandiges Förderrohr, war durch Korrosion

beschädigt, Ursache lange unentdeckt.

Förderleistung damit beeinträchtigt. Jetzt ist die

erforderliche Leistung sichergestellt, Personaleinsatz

verringert.

7 Mechanik /

VKB-Räumer

Austausch Schildräumer (alt)

gegen Balkenräumer im Zuge des

anstehenden Umbaues

Kosten Personal

Betrieb

Störungen und Personaleinsatz an diesem

Anlagenteil verringern.

7 Stunden des Personals zur

Instandsetzung in geeigneter Form

nachvollziehen

Kosten Personal

Instandhaltung

Die Kläranlage ist Schlosser- & Elektrowerkstatt-

Standort. Fehlangaben der tatsächlich für Einsätze

auf der KA aufgewendeten Zeit sind zu vermuten.

Zeitangaben sind zum Teil nicht plausibel.

7 Biologie /

Dosieranlage

Wechsel des Fällmittels Kosten Personal

Betrieb

Verringerung von Störungen an der Dosieranlage und

dem damit verbundenen Personalaufwand (nicht das

BILLIGSTE, sondern das WIRTSCHAFTLICHSTE

Fällmittel)






Ziel der Maßnahme

7 Biologie /

NKB-Rinne

Rinnenreinigung gegen neues

System mit Laufrad austauschen,

Konstruktion verbessern (durch

lange Stellwelle treten große

Torsionsmomente auf), später

Sanierung von Rinne & Laufbahn

Kosten Personal

Betrieb

Zeitaufwand für Rinnenreinigung reduzieren,

Verbesserung des baulichen Zustandes der Rinne,

Verschleiss der eingesetzten Bürsten verringern.

7 Schlammstabi

lisierung /

Faulturm

alte Schraubenmischer durch

Horizontalpropeller ELKATO

ersetzt

Kosten Energie Energieersparnis (Nennleistung alt ca. 6 kW in

Dauerbetrieb, neu 3,6 kW in Lauf-/Pausenbetrieb

(10/30)) Effizienzsteigerung, Reaktorbetrieb.

7 Schlammver-

wertung /

MSE

Zähler für die Zapfstelle der

Maschinellen

Schlammentwässerung anbringen

Kosten Energie Erfassung des Energieverbrauches der Maschinellen

Schlammentwässerung, insbes. der Heizung im

Winter.

7 Schlammstabi

lisierung /

MSVE

Polymerwechsel zu einem Produkt

auf Wasserbasis

Kosten

Flockungs(hilfs)m

ittel

Bessere Dosierbarkeit, besseres Handling,

Vermeidung von zu großen Überschüssen

7 Schlammstabi

lisierung /

MSVE

verschiedene Optimierungen bei

1. den Dickschlammpumpen

2. dem Medium und

3. der Rohrleitung (saugseitige

Dickschlammpumpe)

Kosten Personal

Betrieb

1. Einsatz von Excenterschneckenpumpen, da die

Drehkolbenpumpen zu verschleißanfällig und zu

reparaturanfällig sind

2. Eventuell nur noch Überschußschlamm-Eindickung

3. Einrichtung eines kleinen Heizkreislaufes aus der

Umwälzleitung für die MSVE Rohrleitungen um

Ablagerungen zu lösen und auszutragen

7 Schlammstabi

lisierung /

Prozesswass

erbehälter

Einsatz eines Rührwerkes Kosten Personal

Betrieb

Personal- (Reinigungs-) aufwand verringern,

Schlammablagerungen im Behälter regelmäßig mit

austragen, auch um Belastungsstöße zu verringern

7 Sonstiges separate Stromzähler für die

Betriebszentrale Ost, die Werkstatt,

etc.

Kosten Energie Verursachergerechte Zuordnung ermöglichen um

belastbare Kennzahlen zu ermitteln

7 Schlammver-

wertung /

MSE

Heizwärmebedarf Presse

reduzieren (eventuell durch

Einhausung)

Kosten Energie Reduzierung Heizwärmebedarfes im Winter

8 Mechanik Inbetriebnahme der Vorklärung Kosten Energie Entlastung der biologischen Stufe und Reduzierung

des Stromverbrauches in der Biologie. Reduzierung

des Stromverbrauches in der Schlammbehandlung

durch den höheren TS-Gehalt und den damit

erhöhten Gasanfall im Faulbehälter.

8 Mechanik Umstellung des

Entsorgungsvertrages

Kosten

Reststoffentsorgu

ng Rechengut

Reduzierung der Entsorgungskosten

8 Biologie Optimierung der

Sauerstoffregelung

Kosten Energie Reduzierung des Energieverbrauches

8 Biologie Optimierung des

Schwimmschlammräumsystem

Verbesserung des Schwimmschlammabzuges

8 Biologie Verringerung der

Schwimmschlammneubildung

Erfüllung der Auflagen der Aufsichtsbehörden

8 Stabilisierung Automatisierung des BHKW Kosten Energie Höhere Energieausbeute durch automatisierten

Betrieb.

8 Stabilisierung Verbesserung der

Überschussschlamm-Eindickung

(Siebtrommel)

Erhöhung des TS-Gehaltes im Faulbehälter

9 Mechanik /

Biologie

Prüfung einer Optimierung der

Kläranlage ggfs. mit Umbau von

Vorklärung und Biologie

Sicherstellung der Einhaltung der geforderten

Ablaufwerte

9 Mechanik Umstellung des Kosten Reduzierung der Rechengut-Entsorgungskosten






Ziel der Maßnahme

Entsorgungsvertrages für

Rechengut

Reststoffentsorgu

ng Rechengut

9 Biologie Installierung einer P-Online-

Messung

Kosten Fällmittel Reduzierung der Fällmittelmengen

9 Stabilisierung Abschalten der AT-Stufe Instandhaltung

Kosten Energie

Reduzierung der Instandhaltungs- und Energiekosten

10 Gesamt-

anlage

Kompensationsanlage anschaffen,

um hohen Blindstromanfall zu

beenden

Kosten Energie Stromkosten minimieren

10 Gesamt-

anlage

ca. 35 % Kostenreduzierung beim

Strombezug durch neue

Stromverträge

Kosten Energie Stromkosten minimieren

10 Gesamt-

anlage

Anschluß an PDV Kosten Löhne

und Gehälter

Betriebsdatenerfassung vereinfachen

10 Gesamt-

anlage

Elektrische Anlage erneuern Kosten Material,

Kosten Löhne

und Gehälter

Zuverlässigkeit erhöhen und dadurch

Reparaturarbeiten vermindern

10 Gesamt-

anlage

Es wird geprüft, ob das BHKW

kleiner dimensioniert werden kann.

Ist dies der Fall, wird umgerüstet.

Kosten Löhne

und Gehälter

Anpassung an BEdarf elektrischer Energie.

Kosteneinsparung bei Erdgas.

10 Mechanik Erneuerung der Rechenanlage Kosten Löhne

und Gehälter

Wartungs- und Reparaturaufwand minimieren.

Leistung des Rechens erhöhen -> Vorteile für

nachgeschaltete Stufen


Rechengut durch neue Verträge mit

Entsorgern

Kosten

Reststoffentsorgu

ng

Entsorgungskosten minimieren


Sandfanggut durch neue Verträge

mit Entsorgern

Kosten

Reststoffentsorgu

ng

Entsorgungskosten minimieren

10 Biologie Automatische pH-Wert- und

Temperaturmessung

Kosten Löhne

und Gehälter

Zeitaufwand für manuelle Messung minimieren

10 Biologie Es wird geprüft, ob eine

automatische

Hochdruckreinigungsanlage zum

Abspritzen von Belebungsbecken

und Ablaufrinne wirtschaftlich ist

Arbeitsaufwand minimieren

10 Schlamm-

behandlung

Es wird geprüft, inwieweit der

(automatische) Trübwasserabzug

so optimiert werden kann, daß er

fehlerfrei funktioniert

Arbeitsaufwand minimieren

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Benchmarking in der Abwasserbeseitigung auf der …...Benchmarking in der Abwasserbeseitigung auf der Basis technisch-wirtschaftlicher Kennzahlensysteme Antragsteller: Emschergenossenschaft