Guten Tag. · e PW = _____ E PW · 1.000. Q. PW · h. man . e. PW. Spezifischer Stromverbrauch . in Wh/(m³· m) E. PW . ... • ATV-DVWK A- 134 „Planung und Bau von Abwasserpumpanlagen“

18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann

Guten Tag.


Abwasserfördersysteme (AWFS) –

schwer unter Druck

Mein Thema:


Inhalt des Referates • Anforderungen an AWFS • Effizienz von AWFS • Das neue Arbeitsblatt DWA-A 216 • EU-Ökodesign-Richtline, Lot 28 • Drehzahlregelung - Für und Wider • Hinweise für Betreiber & Planer


„Handbuch Abwasserfördersysteme - Planen und Optimieren.“ Herausgeber: D. Weismann und Kollegen 2016/17, 500 Seiten, Mehrere Co-Autoren

Neues Fachbuch

Betreiber & Planer: Ihre Projektberichte und Erfahrungen sind gefragt.



Anforderungen an

Abwasserfördersysteme

Thema 1:


Das AWFS – mehr als eine Abwasserpumpe

Abwasser- zufluss

Abwasser- abfluss Abwasser-

Druckleitung

Abwasser- pumpwerk

Abwasser- übergabe

- Pumpen, Fördersysteme… - Rohrsysteme, Armaturen… - EMSR-Systeme…

- AW-Behandlungs-Systeme… - AWDL-Wartungs-Systeme… - Energie-Management-Systeme…


Verfahren für Abwasserfördersysteme

Pneumatische Verfahren Hydraulische Verfahren

Gemischte Systeme

Direkt wirkend

Indirekt wirkend

Strömungs- maschinen Verdränger- maschinen

Überdruck- systeme

Vakuum- systeme

Kombinierte Systeme


Abwasserförderung


Hydraulische AWFS

Strömungsmaschinen Verdrängermaschinen


Pneumatische AWFS (Überdrucksysteme)

[WEISMANN]

[Hoelschertechnic]

[Hoelschertechnic]

[WEISMANN]

[Oekermann]

[WEISMANN]

[WEISMANN]


Pneumatische AWFS (Vakuumsysteme)

[VAB]


Anforderungen an AWFS • geringe Kosten • hohe Verfügbarkeit • geringer Energieverbrauch • ...und...?


» Abwassertransport von „A“ nach „B“ » technische Zuverlässigkeit » kanaläquivalente Verfügbarkeit » geringer Energieverbrauch » geringe Kosten » hohe Nutzungsdauer

Abwasser- zufluss


Druckleitung

Abwasser- pumpwerk

Abwasser- übergabe

Bisherige Anforderungen


» Abwasserfördersystem » funktioniert nur ganzheitlich und » muss ganzheitlich betrachtet werden.

Abwasser- zufluss


Druckleitung

Abwasser- pumpwerk

Abwasser- übergabe

Unerlässlich


» Abwassertransport von „A“ nach „B“ » Beeinflussung der Medienqualität der „Wertstoffes“ Abwasser » technische Zuverlässigkeit » kanaläquivalente Verfügbarkeit » Anpassungsfähigkeit an sich verändernde Bedingungen » geringer Energieverbrauch » problemorientiert optimierter Energieverbrauch » geringe Kosten » problemorientiert optimierte Kosten » hohe Nutzungsdauer » problemorientiert optimierte Nutzungsdauer

Zukünftige Anforderungen


Gesetzliche Anforderungen an AWFS • WHG, §55, Abs.1: “Abwasser ist so zu beseitigen, dass das Wohl der Allgemeinheit nicht beeinträchtigt wird.” • Abwasser-”BESEITIGUNG”? Abfall hat den “Sprung zum Wertstoff” geschafft! (zweitgrößte Umsatzbranche) Und Abwasser...?


Aus Abfall wird Abwasser

• Hier gilt das Abfallrecht (KrWG) „…Stoffe…, derer sich der Besitzer entledigt, entledigen will oder entledigen muss.“

• Hier gilt das Wasserrecht (WHG…) „Stoffe, sobald sie…in Abwasseranlagen eingeleitet oder eingebracht werden,…“

Pflichten: • vermeiden • wieder- verwenden • recyceln • verwerten • beseitigen…………………....

Pflichten (§55, Abs.1): • „…ist so zu beseitigen, dass das Wohl der Allgemeinheit nicht beeinträchtigt wird.“

rechtliche Schnittstelle

gemäß Satzung


(1) …das durch häuslichen, gewerblichen, landwirtschaftlichen oder sonstigen Gebrauch in seinen Eigenschaften veränderte und das bei Trockenwetter damit zusammen abfließende Wasser (Schmutzwasser) sowie das von Niederschlägen aus dem Bereich von bebauten oder befestigten Flächen abfließende und gesammelte Wasser (Niederschlagswasser). (2) Als Schmutzwasser gelten auch die aus Anlagen zum Behandeln, Lagern und Ablagern von Abfällen austretenden und gesammelten Flüssigkeiten.

Abwasser - Legal-Definition (WHG §54)

AB WASSER


Abwasser – Tatsachen-“Definition“ Das mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit komplizierteste, flüssige, diffuse, mit lebenden Mikroorganismen, biologischen und chemischen Inhaltsstoffen belastete, physikalischen und klimatischen Einflüssen unterworfene und dadurch, sowie durch etwaige Vermischungen entstehend, sich unkontrolliert verändernde Gemisch von Wasser, Fluiden, löslichen und unlöslichen Stoffen unterschiedlicher Art, in veränderlichen und verschiedenen Zustands- und Dissoziationsformen, sowie Konzentrationen, in unstetigen Verhältnissen.


AWFS - Systeme für ein schwieriges Medium


Effizienz von

Abwasserfördersystemen

Thema 2:


Wann ist ein AWFS effizient?

Wenn die Dinge - so und - richtig getan werden, um - die gesetzlichen Anforderungen - und die Zielaufgaben - zuverlässig und - mit dem dafür minimal notwendigen Aufwand - erfüllt werden.

Extreme Fokusierung auf Energieminimierung

kann neue Probleme und

Kosten erzeugen.


Ganzheitliche Effizienz anstreben

Abwasser- zufluss


Druckleitung

Abwasser- pumpwerk

Abwasser- übergabe

» Energie - Effizienz » Funktions - Effizienz » Medien - Effizienz


Ganzheitliche Effizienz anstreben

Abwasser- zufluss


Druckleitung

Abwasser- pumpwerk

Abwasser- übergabe

Effiziente technologische Teilausrüstungen + Problem-/aufwandsoptimiertes Transportverfahren ------------------------------------------------------------------------- = Effizientes AWFS


Das neue Arbeitsblatt

DWA-A 216

Thema 3:


DWA-A 216 “Energiecheck und Energieanlayse - Instrumente zur Energieoptimierung von Abwasseranlagen”

• Seite 15: “Im Bereich der Abwasserableitung wurden in der Vergangenheit nur selten Energieuntersuchungen durchgeführt.......gibt es...kaum Auswertungen...Die Hauptpotenziale...liegen bei der Optimierung der Pumpwerke...


Kennwert „Spezifischer Stromverbrauch für Pumpwerke“ (gem. DWA-A 216)

ePW = __________ EPW · 1.000

QPW · hman

ePW Spezifischer Stromverbrauch in Wh/(m³· m) EPW Stromverbrauch in [kWh/a] QPW Fördermenge in [m³/a] Hman manometrische Förderhöhe in [mWs]


Geht das bei allen Verfahren?

Pneumatische Verfahren Hydraulische Verfahren

Gemischte Systeme

Direkt wirkend

Indirekt wirkend


Überdruck- systeme

Vakuum- systeme

Kombinierte Systeme


Abwasserförderung


Ganzheitliche Betrachtung zu „Effizienten AWFS“

EEI FEI

MEI

EffizientesAWFS


Energie - Effizienz - Index (EEI) (gem. Prof. Jaberg, TU Graz)

EEI = _______ PLgemittelt

Pref

PLgemittelt gemittelte Leistung über Lastprofil Pref aufgenommene Leistung C20% Skalierungsfaktor gemäß Pumpenbauart

· C20%


Funktions - Effizienz - Index (FEI) (gem. Prof. Thamsen, TU Berlin)

mit

Definition Funktionsgrad DF (Wertebereich 0..1):

Definition Dauerfunktionsgrad DLTF (Wertebereich 0..1):

Definition Verschmutzungsgrad DW (Wertebereich 0..1):


0,000

0,100

0,200

0,300

0,400

0,500

0,600

0,700

0,800

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0 0,125 0,250 0,500

FEI

Wirk

ungs

grad

ηag

gr

Belastungsgrad DC

Single channel Efficiency

Two channel Efficiciency

Vortex Efficiency Single channel FEI

Funktions - Effizienz - Index (FEI) (gem. Prof. Thamsen, TU Berlin)


Medien – Effizienz – Index (MEI)


Beispiel pH-Wert pH 6: 100% H2S pH 9: 0% H2S


Beispiel Abwassertemperatur


Medien – Effizienz – Index (MEI)


EU-Ökodesign-Richtlinie

Lot 28

Thema 4:


Ökodesignrichtlinie? “Richtlinie 2009/125/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 21. Oktober 2009 zur Schaffung eines Rahmens für die Festlegung von Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung energieverbrauchsrelevanter Produkte“

» außer Fahrzeuge, sind alle energie-betriebenen Produkte bzw. Produktgruppen erfasst, • die europaweit ein Marktvolumen von mehr als 200.000 Stück pro Jahr besitzen, • von denen erhebliche Umweltauswirkungen ausgehen und • die ein hohes Potenzial bei der Verbesserung der Umweltverträglichkeit aufweisen


Ökodesignrichtlinie? “Richtlinie 2009/125/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 21. Oktober 2009 zur Schaffung eines Rahmens für die Festlegung von Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung energieverbrauchsrelevanter Produkte“

» außer Fahrzeuge, sind alle energie-betriebenen Produkte bzw. Produktgruppen erfasst, • die europaweit ein Marktvolumen von mehr als 200.000 Stück pro Jahr besitzen, • von denen erhebliche Umweltauswirkungen ausgehen und • die ein hohes Potenzial bei der Verbesserung der Umweltverträglichkeit aufweisen

Lot 28: Pumpen für Schmutzwasser und Flüssigkeiten mit hohem Feststoffanteil


Einflussnahme auf die Richtlinie

Die Studie für die Kommission in Brüssel liegt vor und wird aktuell • von den Herstellern • (und kaum Betreiber) kommentiert. Betreiber: Ihre Erfahrungen sind gefragt.


Drehzahlregelung -

Für und Wider

Thema 5:


„FÜR“ Drehzahlregelung • Pflicht bei IE2 Motoren • Mengenanpassungen • Sanfte An- udn Anfahrvorgänge

• Energieeinsparung? • Optimierungsmöglichkeit für AWFS?


„WIDER“ Drehzahlregelung – hydraulische Bedingungen (Quelle: TU Berlin)


„WIDER“ Drehzahlregelung – hydraulische Bedingungen (Quelle: TU Berlin)


„WIDER“ Drehzahlregelung – hydraulische/biochemische Bedingungen

Abwasser- zufluss


Druckleitung

Abwasser- pumpwerk

Abwasser- übergabe


Hinweise für

Betreiber & Planer

Thema 6:


DWA • ATV-DVWK A-134 „Planung und Bau von Abwasserpumpanlagen“ • DWA A-116, Teil 1 bis 3 „Besondere Entwässerungsverfahren Teil 1 - Unterdruckentwässerungssysteme Teil 2 - Druckentwässerungssysteme Teil 3 - Druckluftgespülte Abwassertransportleitungen

DIN-EN • DIN-EN752-6 „Entwässerungssysteme außerhalb von Gebäuden- Teil 6 - Pumpanlagen“

Planungsrichtlinien und –normen


DWA • ATV-DVWK M-154 „Geruchsemission aus Entwässerungssystemen-…“ • DWA M-168 „Korrosion von Abwasseranlagen, Abwasserableitung“ Gesetzliche Normen • WHG, Abschnitt 2, §54 ff. „Abwasserbeseitigung“


Danke.

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