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Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen 37. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen in Baden-Württemberg (2010) durchgeführt vom DWA-Landesverband Baden-Württemberg Betriebspersonal Wasserbehörden Lehrer und Obleute der Kläranlagen-Nachbarschaften Dipl.-Ing. Dagmar Untereiner Dipl.-Ing. Gert Schwentner

37. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen in Baden-Württemberg (2010) durchgeführt vom

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37. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen in Baden-Württemberg (2010) durchgeführt vom DWA-Landesverband Baden-Württemberg Betriebspersonal Wasserbehörden Lehrer und Obleute der Kläranlagen-Nachbarschaften Dipl.-Ing. Dagmar Untereiner Dipl.-Ing. Gert Schwentner. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: 37. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen  in Baden-Württemberg (2010) durchgeführt vom

Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen

37. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen in Baden-Württemberg (2010)

durchgeführt vom DWA-Landesverband Baden-Württemberg

BetriebspersonalWasserbehördenLehrer und Obleute der Kläranlagen-Nachbarschaften

Dipl.-Ing. Dagmar Untereiner Dipl.-Ing. Gert Schwentner

Page 2: 37. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen  in Baden-Württemberg (2010) durchgeführt vom

Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen

1. Beteiligung am Leistungsvergleich

2. Zusammensetzung des zu behandelnden Abwassers

3. Kennwerte im Ablauf / Landesergebnisse

4. Phosphorauswertungen

5. Stromverbräuche

6. Zusammenfassung und Folgerungen

37. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen in Baden-Württemberg (Betriebsjahr 2010)

Page 3: 37. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen  in Baden-Württemberg (2010) durchgeführt vom

Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen

1. Beteiligung am Leistungsvergleich

Page 4: 37. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen  in Baden-Württemberg (2010) durchgeführt vom

Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen

1. Beteiligung am Leistungsvergleich

21,4 Mio. EW

21,0 Mio. EW

20,4 Mio. EW

21,5 Mio. EW

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

Au

sbau

grö

ße

in M

io.

EW

992Anlagen

892Anlagen

672 Anlagen

507Anlagen

alle AnlagenPhosphor-elimination

Stickstoff-elimination

Stickstoff-oxidation

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Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen

36 30 30 32 34 40

3063

45 38 35 21

37 m³/(EW*a)

45 m³/(EW*a)

54 m³/(EW*a)

54 m³/(EW*a)

55 m³/(EW*a)

43 m³/(EW*a)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Alle GK 1 GK 2 GK 3 GK 4 GK 5

beh

and

elte

s A

bw

asse

r in

m³/

(EW

*a) Regenwasser

FremdwasserSchmutzwasser

2. Zusammensetzung des behandelten Abwassers

GK 1 und 2 : behandeltes Abwasser eher überschätzt. Bei relativ zutreffender Schmutzwassermenge ergeben sich zu

hohe Fremdwasser- und Regenwassermengen

FWA45%

FWA68%

FWA60%

FWA54%

FWA51%

FWA34%

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Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen

2007Landeswert

41 %

2008Landeswert

41 %

2009Landeswert

42%

2. Zusammensetzung des behandelten Abwassers

2010Landeswert

45%

Page 7: 37. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen  in Baden-Württemberg (2010) durchgeführt vom

Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Au

sbau

grö

ße

in M

io.

EW

2006

2004

2008

2010

2006

2004

2008

2010

2006

2004

2008

2010

bis 25% 25 % und 50% größer 50%

Fremdwasseranteil

241

383

224

182

392

395 34

3 352

391

269

431 44

7

Anzahl der Kläranlagen:

2. Zusammensetzung des behandelten Abwasserszeitliche Entwicklung des Fremdwasseranteils

Page 8: 37. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen  in Baden-Württemberg (2010) durchgeführt vom

Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen

Beispiel Böblingen - Sindelfingenmit einer versiegelten Fläche rd. 12,8 Mio. m² (incl. Grundstücke und Straßen)

und einer Niederschlagshöhe 681 mm im Jahr 2010 ergibt sich ein maximales Niederschlagsabflussvolumen von rd. 8.700.000 m³ (abzgl. Verdunstung).

Page 9: 37. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen  in Baden-Württemberg (2010) durchgeführt vom

Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen

Beispiel Böblingen - Sindelfingenmit einer versiegelten Fläche rd. 12,8 Mio. m² (incl. Grundstücke und Straßen)

und einer Niederschlagshöhe 681 mm im Jahr 2010 ergibt sich ein maximales Niederschlagsabflussvolumen von rd. 8.700.000 m³ (abzgl. Verdunstung).

auf der Kläranlage mitbehandeltes

Regenwasser 6,7 Mio. m³/a

Fremdwasser 3,2 Mio. m³/a

Schmutzwasser 6,0 Mio. m³/a

direkt entlastetes Regenwasser; 2,0

Mio. m³/a

direkt entlastetes Regenwasser (abzgl. Verdunstung)

2,0 Mio. m³/a

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Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen

Beispiel Böblingen - Sindelfingen

Im Klärwerk behandeltes Abwasser ist 8mal höher als die direkte Einleitung ins Gewässer!

Wenn über die Regenüberläufe die gleichen Schmutzfrachten in die Gewässer eingeleitet werden würden, müßten die Schmutzkonzentrationen im Überlauf also mindestens das 8fache der Kläranlagenabläufe betragen ????

auf der Kläranlage mitbehandeltes

Regenwasser 6,7 Mio. m³/a

Fremdwasser 3,2 Mio. m³/a

Schmutzwasser 6,0 Mio. m³/a

direkt entlastetes Regenwasser; 2,0

Mio. m³/a

direkt entlastetes Regenwasser (abzgl. Verdunstung)

2,0 Mio. m³/a

mit einer versiegelten Fläche rd. 12,8 Mio. m² (incl. Grundstücke und Straßen)

und einer Niederschlagshöhe 681 mm im Jahr 2010 ergibt sich ein maximales Niederschlagsabflussvolumen von rd. 8.700.000 m³ (abzgl. Verdunstung).

Page 11: 37. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen  in Baden-Württemberg (2010) durchgeführt vom

Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen

3. Kennwerte im Ablauf / Landesergebnisse

2006 2007 2008 2009 2010

Kennwerte derSauerstoff zehrenden Stoffe

CSB [mg/l] 26 23 22 22 21

NH4-N [mg/l] 1,3 0,9 1,0 1,0 0,8

Kennwerte der Nährstoffe

Nanorg [mg/l] 8,7 8,4 8,6 8,4 7,8

Nges [mg/l] 11,1 10,3 10,4 10,2 9,4

Pges [mg/l] 0,7 0,8 0,7 0,7 0,7

Page 12: 37. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen  in Baden-Württemberg (2010) durchgeführt vom

Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen

CSB-Abbaugrade

Zulauf AblaufAbbau-

grad

Alle 698.000 t 36.000 t 95 %

GK 1 4.000 t 330 t 92 %

GK 2 32.000 t 1.800 t 94 %

GK 3 43.000 t 2.300 t 95 %

GK 4 324.000 t 17.000 t 95 %

GK 5 294.000 t 14.000 t 95 %0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

70 75 80 85 90 95 100

CSB Abbaugrad in %

% d

er A

nla

gen

Größenklasse 1Größenklasse 2Größenklasse 3Größenklasse 4Größenklasse 5

3. Kennwerte im Ablauf / Landesergebnisse

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Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100

Nges Abbaugrad in %

% d

er A

nla

gen

Größenklasse 1Größenklasse 2Größenklasse 3Größenklasse 4Größenklasse 5

Nges-Abbaugrade70 % Abbaugrad

Zulauf AblaufAbbau-

grad

Alle 67.000 t 16.000 t 76 %

GK 1 500 200 t 64 %

GK 2 3.700 t 900 t 76 %

GK 3 4.500 t 1.000 t 78 %

GK 4 32.000 t 8.000 t 74 %

GK 5 27.000 t 6.000 t 78 %

10 Anlagen

93 Anlagen

3. Kennwerte im Ablauf / Landesergebnisse

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Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100

Pges Abbaugrad in %

% d

er A

nla

gen

Größenklasse 1Größenklasse 2Größenklasse 3Größenklasse 4Größenklasse 5

Pges-Abbaugrade Abbaugrad 95 %(Bodenseerichtlinie)

Abbaugrad 80 %(ROKA)

Zulauf AblaufAbbau-

grad

Alle 10.500 t 1.170 t 89 %

GK 1 76 t 28 t 63 %

GK 2 524 t 147 t 72 %

GK 3 656 t 153 t 77 %

GK 4 4.975 t 563 t 89 %

GK 5 4.246 t 281 t 93 %

3. Kennwerte im Ablauf / Landesergebnisse

Page 15: 37. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen  in Baden-Württemberg (2010) durchgeführt vom

Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen

CSB = 945 mg/lNges= 83,1 mg/lPges= 14,0 mg/l

CSB = 596 mg/lNges= 54,6 mg/lPges= 8,2 mg/l

CSB = 534 mg/lNges= 48,1 mg/lPges= 9,9 mg/l

CSB = 881 mg/lNges= 72,6 mg/lPges= 11,6 mg/l

CSB = 393 mg/lNges= 38,0 mg/lPges= 5,6 mg/l

CSB = 475 mg/lNges= 46,9 mg/lPges= 7,5 mg/l

CSB = 442 mg/lNges= 42,0 mg/lPges= 6,5 mg/l

Nges

75%

79%

81%

83%

87%

87%

79%

Pges

89%

90%

87%

89%

96%

94%

91%

CSB95%

95%

95%

95%

96%

95%

93%93%

79%

93%

79%

93%

95%

79%

93%

Betriebsjahr 2009

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Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen

0

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30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Nges im Zulauf in mg/l

Ng

es A

bb

aug

rad

in

%

Größenklasse 1Größenklasse 2Größenklasse 3Größenklasse 4Größenklasse 5

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,0 4,0 8,0 12,0 16,0

Pges im Zulauf in mg/l

Pges

Abb

augr

ad in

%

Größenklasse 2Größenklasse 3Größenklasse 4Größenklasse 5

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

0 200 400 600 800 1000

CSB im Zulauf in mg/l

CSB

Abba

ugrad

in %

Größenklasse 1Größenklasse 2Größenklasse 3Größenklasse 4Größenklasse 5

Streubreite der Abbaugrade ist bei kleineren Zulaufkonzentrationen höher.

Abbaugrade sind bei kleineren Zulaufkonzentrationen häufiger kleiner, es gibt aber auch Anlagen die trotz kleiner Zulaufkonzentrationen noch hohe Abbaugrade erreichen.

Einfluss der Zulaufkonzentration und die Streubreite ist beim Stickstoffabbaugrad besonders hoch.

3. Kennwerte im Ablauf / Landesergebnisse

Page 17: 37. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen  in Baden-Württemberg (2010) durchgeführt vom

Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen

y = 26,615x0,2768

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Nges im Zulauf in mg/l

Ng

es A

bb

aug

rad

in

%

Größenklasse 1Größenklasse 2Größenklasse 3Größenklasse 4Größenklasse 5

1. alle Kläranlagen haben einen Fremdwasseranteil von kleiner 25%

die Zulaufkonzentrationen steigen, Abbaugrad nimmt zu,

die eingeleitete Nges-Fracht sinkt von 16.000 t/a um rd. 2.800 t/a ab,

der Abbaugrad steigt von 76 % auf 80 % !!

2. keine Mitbehandlung von Regenwasser auf der Kläranlage (Trennsystem)

die Zulaufkonzentrationen steigen, Abbaugrad nimmt zu,

die eingeleitete Nges-Fracht sinkt von 16.000 t/a um rd. 7.300 t/a ab,

der Abbaugrad steigt von 76 % auf 87 % !!

Grenzbetrachtung für Nges Abbaugrad: ??

3. Kennwerte im Ablauf / Landesergebnisse

Page 18: 37. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen  in Baden-Württemberg (2010) durchgeführt vom

Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen

Anteile der Größenklassen an den eingeleiteten Frachten

5,1 % 5,6 %12,5 %6,5 % 6,3 %

13,1 %

47,5 % 51,1 %

48,0 %

40,1 % 35,8 %24,0 %

0,9 % 1,2 % 2,4 %0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

CSB Stickstoff Phosphor

pro

zen

tual

er A

nte

il d

er G

röß

enkl

asse

n

an d

en e

ing

elei

tete

n F

rach

ten

Größenklasse 5Größenklasse 4Größenklasse 3Größenklasse 2Größenklasse 1

3. Kennwerte im Ablauf / Landesergebnisse

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Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen

0

10

20

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60

70

80

90

100

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

Pges im Ablauf in mg/l

% d

er A

nla

gen

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

70 75 80 85 90 95 100

Pges Abbaugrad in %

% d

er A

nla

gen

Filteranlagen (36 Anlagen)GK 5 (32 Anlagen)GK 4 (281 Anlagen)GK 3 (67 Anlagen)GK 2 (76 Anlagen)

Anlagen mit gezielten Maßnahmen zur Phosphorelimination

0,7 mg/l0,5 mg/l0,3 mg/l 96 %89 % 93 %

4. Phosphorauswertungen

Page 20: 37. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen  in Baden-Württemberg (2010) durchgeführt vom

Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen

4. Phosphorauswertungen

insgesamt 46 Datensätze:

19 Datensätze von Anlagen mit Bio-P (9.200 EW – 1.200.000 EW)

27 Datensätze von Anlagen ohne Bio-P1.100 EW – 700.000 EW

z.T. Unplausibilitäten (z.B. Wirksubstanzgehalt kleiner 0,1 mol/kg; ß<1, usw.)

spez. Fällmittelkosten, keine Gesamtkostenbetrachtung (Faulgasreinigung, Schlammentwässerung)

Auswertungen aus der P-Arbeitshilfe (Prof. Hoffmann)

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1

Pges im Ablauf in mg/l

ß-W

ert

Bio-P; MischproduktBio-P; EisenBio-P; AluminiumMischproduktEisenAluminium

Nachfällung (0,14 mg/l)

Nachfällung (0,13 mg/l)

Nachfällung (0,14 mg/l)

Nachfällung (0,13 mg/l)

0

2

4

6

8

10

12

14

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1

Pges im Ablauf in mg/l

€ je

kg

gef

ällt

em P

ho

sph

or

Bio-P; Mischprodukt

Bio-P; Eisen

Bio-P; Aluminium

Mischprodukt

Eisen

Aluminium

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Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen

5. Stromverbräuche

33,1

34,3

36,1 35,835,3

33,933,2

33,8 34,0

0

100

200

300

400

500

600

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Str

om

verb

rau

ch in

Mio

. kW

h/a

30

32

34

36

38

40

42

mit

tler

er s

pez

ifis

cher

Str

om

verb

rau

ch in

kW

h/(

EW

*a)

Stromverbrauch

mittlerer spezifischer Stromverbrauch

14,3 Mio.EW

16,3 15,5 15,1 16,0 16,0 16,0 16,1 15,9

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Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen

6. Zusammenfassung und Folgerungen

• Der Abwasseranfall liegt bei rd. 110 m³/(EW*a).

• Der Fremdwasseranteil steigt auf 45 %.

• Fremdwasser und Regenwasser beeinflussen die Reinigungsleistungen !

• Abbaugrade bei Stickstoff liegen bei einer größeren Anzahl von Kläranlagen der Größenklassen 4 und 5 noch unter 70% !

• Durch eine flächendeckende P-Elimination (GK 2 und 3) und durch eine optimierte Fällung können die Pges-Einleitungen deutlich vermindert werden!

• Stromverbräuche z.T. auf hohem Niveau

Page 23: 37. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen  in Baden-Württemberg (2010) durchgeführt vom

Baden-Württemberg 37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen

• starke Unterschiede in den N-Abbaugraden:- Belastungssituationen?- Verfahrenstechniken ?- Betriebsweisen ?

• starke Unterschiede in den P-Abbaugraden:- Verfahrenstechniken (GK2 und 3) ?- Betriebsweisen ?- Fällmitteleinsatz/Dosierstrategie ?

• Stromeinsparpotentiale aufzeigen

6. Zusammenfassung und Folgerungen