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18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
Guten Tag.
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
Abwasserfördersysteme (AWFS) –
schwer unter Druck
Mein Thema:
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
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
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
„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.
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
Anforderungen an
Abwasserfördersysteme
Thema 1:
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
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…
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
Verfahren für Abwasserfördersysteme
Pneumatische Verfahren Hydraulische Verfahren
Gemischte Systeme
Direkt wirkend
Indirekt wirkend
Strömungs- maschinen Verdränger- maschinen
Überdruck- systeme
Vakuum- systeme
Kombinierte Systeme
Strömungs- maschinen Verdränger- maschinen
Abwasserförderung
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
Hydraulische AWFS
Strömungsmaschinen Verdrängermaschinen
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
Pneumatische AWFS (Überdrucksysteme)
[WEISMANN]
[Hoelschertechnic]
[Hoelschertechnic]
[WEISMANN]
[Oekermann]
[WEISMANN]
[WEISMANN]
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
Pneumatische AWFS (Vakuumsysteme)
[VAB]
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
Anforderungen an AWFS • geringe Kosten • hohe Verfügbarkeit • geringer Energieverbrauch • ...und...?
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
» Abwassertransport von „A“ nach „B“ » technische Zuverlässigkeit » kanaläquivalente Verfügbarkeit » geringer Energieverbrauch » geringe Kosten » hohe Nutzungsdauer
Abwasser- zufluss
Abwasser- abfluss Abwasser-
Druckleitung
Abwasser- pumpwerk
Abwasser- übergabe
Bisherige Anforderungen
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
» Abwasserfördersystem » funktioniert nur ganzheitlich und » muss ganzheitlich betrachtet werden.
Abwasser- zufluss
Abwasser- abfluss Abwasser-
Druckleitung
Abwasser- pumpwerk
Abwasser- übergabe
Unerlässlich
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
» 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
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
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...?
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
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
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
(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
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
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.
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
AWFS - Systeme für ein schwieriges Medium
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
Effizienz von
Abwasserfördersystemen
Thema 2:
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
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.
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
Ganzheitliche Effizienz anstreben
Abwasser- zufluss
Abwasser- abfluss Abwasser-
Druckleitung
Abwasser- pumpwerk
Abwasser- übergabe
» Energie - Effizienz » Funktions - Effizienz » Medien - Effizienz
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
Ganzheitliche Effizienz anstreben
Abwasser- zufluss
Abwasser- abfluss Abwasser-
Druckleitung
Abwasser- pumpwerk
Abwasser- übergabe
Effiziente technologische Teilausrüstungen + Problem-/aufwandsoptimiertes Transportverfahren ------------------------------------------------------------------------- = Effizientes AWFS
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
Das neue Arbeitsblatt
DWA-A 216
Thema 3:
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
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...
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
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]
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
Geht das bei allen Verfahren?
Pneumatische Verfahren Hydraulische Verfahren
Gemischte Systeme
Direkt wirkend
Indirekt wirkend
Strömungs- maschinen Verdränger- maschinen
Überdruck- systeme
Vakuum- systeme
Kombinierte Systeme
Strömungs- maschinen Verdränger- maschinen
Abwasserförderung
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
Ganzheitliche Betrachtung zu „Effizienten AWFS“
EEI FEI
MEI
EffizientesAWFS
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
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%
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
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):
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
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)
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
Medien – Effizienz – Index (MEI)
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
Beispiel pH-Wert pH 6: 100% H2S pH 9: 0% H2S
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Beispiel Abwassertemperatur
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
Medien – Effizienz – Index (MEI)
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EU-Ökodesign-Richtlinie
Lot 28
Thema 4:
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
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
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
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
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
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.
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Drehzahlregelung -
Für und Wider
Thema 5:
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
„FÜR“ Drehzahlregelung • Pflicht bei IE2 Motoren • Mengenanpassungen • Sanfte An- udn Anfahrvorgänge
• Energieeinsparung? • Optimierungsmöglichkeit für AWFS?
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
„WIDER“ Drehzahlregelung – hydraulische Bedingungen (Quelle: TU Berlin)
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
„WIDER“ Drehzahlregelung – hydraulische Bedingungen (Quelle: TU Berlin)
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
„WIDER“ Drehzahlregelung – hydraulische/biochemische Bedingungen
Abwasser- zufluss
Abwasser- abfluss Abwasser-
Druckleitung
Abwasser- pumpwerk
Abwasser- übergabe
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
Hinweise für
Betreiber & Planer
Thema 6:
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
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
18. Dresdener Abwassertragung, 22. - 23.März 2016 „Abwasserfördersysteme – schwer unter Druck“ Dipl.-Ing. Dieter Weismann
DWA • ATV-DVWK M-154 „Geruchsemission aus Entwässerungssystemen-…“ • DWA M-168 „Korrosion von Abwasseranlagen, Abwasserableitung“ Gesetzliche Normen • WHG, Abschnitt 2, §54 ff. „Abwasserbeseitigung“
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