Kein Folientitel

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
Baden-Württemberg
37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
37. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen
in Baden-Württemberg (Betriebsjahr 2010)
1. Beteiligung am Leistungsvergleich
2. Zusammensetzung des zu behandelnden Abwassers
3. Kennwerte im Ablauf / Landesergebnisse
4. Phosphorauswertungen
5. Stromverbräuche
6. Zusammenfassung und Folgerungen
Baden-Württemberg
37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
1. Beteiligung am Leistungsvergleich
Baden-Württemberg
37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
Ausbaugröße in Mio. EW
1. Beteiligung am Leistungsvergleich
25,0
21,5
Mio. EW
20,0
992
Anlagen
21,4
Mio. EW
21,0
Mio. EW
20,4
Mio. EW
892
Anlagen
672
Anlagen
507
Anlagen
Stickstoffoxidation
Stickstoffelimination
Phosphorelimination
15,0
10,0
5,0
0,0
alle Anlagen
Baden-Württemberg
37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
2. Zusammensetzung des behandelten Abwassers
behandeltes Abwasser in m³/(EW*a)
200
Regenwasser
Fremdwasser
Schmutzwasser
180
160
140
55
120
100
80
m³/(EW*a)
54
m³/(EW*a)
43
54
m³/(EW*a)
m³/(EW*a)
45
37
m³/(EW*a)
m³/(EW*a)
63
60
30
45
38
35
21
FWA
34%
40
FWA
45%
FWA
60%
36
FWA
54%
FWA
51%
20
FWA
68%
30
30
32
34
40
Alle
GK 1
GK 2
GK 3
GK 4
GK 5
0
GK 1 und 2 : behandeltes Abwasser eher überschätzt. Bei relativ
zutreffender Schmutzwassermenge ergeben sich zu
hohe Fremdwasser- und Regenwassermengen
Baden-Württemberg
37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
2. Zusammensetzung des behandelten Abwassers
2009
Landeswert
42%
2010
Landeswert
45%
2008
Landeswert
41 %
2007
Landeswert
41 %
Baden-Württemberg
37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
2. Zusammensetzung des behandelten Abwassers
4
3
2
1
0
bis 25%
25 % und 50%
Fremdwasseranteil
größer 50%
447
352
269
5
431
6
182
7
224
8
241
9
391
395
10
383
Ausbaugröße in Mio. EW
11
343
Anzahl der Kläranlagen:
12
392
zeitliche Entwicklung des Fremdwasseranteils
Baden-Württemberg
37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
Beispiel Böblingen - Sindelfingen
mit einer versiegelten Fläche rd. 12,8 Mio. m² (incl. Grundstücke und Straßen)
und einer Niederschlagshöhe 681 mm im Jahr 2010 ergibt sich ein maximales
Niederschlagsabflussvolumen von rd. 8.700.000 m³ (abzgl. Verdunstung).
Baden-Württemberg
37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
Beispiel Böblingen - Sindelfingen
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).
direkt entlastetes Regenwasser
direkt(abzgl.
entlastetes
Verdunstung)
Regenwasser;2,0
2,0Mio. m³/a
Mio. m³/a
Schmutzwasser
6,0 Mio. m³/a
auf der Kläranlage
mitbehandeltes
Regenwasser 6,7
Mio. m³/a
Fremdwasser
3,2 Mio. m³/a
Baden-Württemberg
37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
Beispiel Böblingen - Sindelfingen
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).
direkt entlastetes Regenwasser
direkt(abzgl.
entlastetes
Verdunstung)
Regenwasser;2,0
2,0Mio. m³/a
Mio. m³/a
Schmutzwasser
6,0 Mio. m³/a
auf der Kläranlage
mitbehandeltes
Regenwasser 6,7
Mio. m³/a
Fremdwasser
3,2 Mio. m³/a

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 ????
Baden-Württemberg
37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
3. Kennwerte im Ablauf / Landesergebnisse
2006 2007
2008 2009
2010
Kennwerte der
Sauerstoff zehrenden
Stoffe
CSB
[mg/l]
NH4-N
[mg/l]
26
23
22
22
1,3
0,9
1,0
1,0
21
0,8
Kennwerte der
Nährstoffe
Nanorg
[mg/l]
8,7
8,4
8,6
8,4
7,8
Nges
Pges
[mg/l]
[mg/l]
11,1
10,3
10,4
10,2
0,7
0,8
0,7
0,7
9,4
0,7
Baden-Württemberg
37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
3. Kennwerte im Ablauf / Landesergebnisse
CSB-Abbaugrade
100
Größenklasse 1
Größenklasse 2
Größenklasse 3
Größenklasse 4
Größenklasse 5
90
80
% der Anlagen
70
Zulauf
Alle
Ablauf
698.000 t 36.000 t
Abbau
-grad
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 %
60
50
40
30
20
10
0
70
75
80
85
90
CSB Abbaugrad in %
95
100
Baden-Württemberg
37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
3. Kennwerte im Ablauf / Landesergebnisse
Nges-Abbaugrade
70 % Abbaugrad
100
90
80
70
% der Anlagen
Zulauf
Ablauf
Abbaugrad
Alle
67.000 t
16.000 t
76 %
GK 1
500
200 t
64 %
GK 2
3.700 t
900 t
76 %
93 Anlagen
GK 3
4.500 t
1.000 t
78 %
10 Anlagen
GK 4
32.000 t
8.000 t
74 %
GK 5
27.000 t
6.000 t
78 %
Größenklasse 1
Größenklasse 2
Größenklasse 3
Größenklasse 4
Größenklasse 5
60
50
40
30
20
10
0
0
20
40
60
Nges Abbaugrad in %
80
100
Baden-Württemberg
37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
3. Kennwerte im Ablauf / Landesergebnisse
Abbaugrad 80 %
Abbaugrad 95 %
(ROKA)
(Bodenseerichtlinie)
Pges-Abbaugrade
100
90
80
70
% der Anlagen
Zulauf
Größenklasse 1
Größenklasse 2
Größenklasse 3
Größenklasse 4
Größenklasse 5
Ablauf
Abbaugrad
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 %
60
50
40
30
20
10
0
0
20
40
60
Pges Abbaugrad in %
80
100
Baden-Württemberg
37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
CSB = 881 mg/l
Nges= 72,6 mg/l
Pges= 11,6 mg/l
CSB = 393 mg/l
Nges= 38,0 mg/l
Pges= 5,6 mg/l
CSB = 475 mg/l
Nges= 46,9 mg/l
Pges= 7,5 mg/l
CSB = 442 mg/l
Nges= 42,0 mg/l
Pges= 6,5 mg/l
93%
93%
79% 91%
Betriebsjahr 2009
CSB = 945 mg/l
Nges= 83,1 mg/l
Pges= 14,0 mg/l
95%
87% 94%
96%
87% 96%
95%
83% 89%
CSB = 596 mg/l
Nges= 54,6 mg/l
Pges= 8,2 mg/l
95%
95%
81% 87%
CSB
95%
Nges Pges
75% 89%
95%
79% 90%
CSB = 534 mg/l
Nges= 48,1 mg/l
Pges= 9,9 mg/l
Baden-Württemberg
37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
3. Kennwerte im Ablauf / Landesergebnisse
95
90
90
90
80
80
85
80
75
70
Größenklasse 1
Größenklasse 2
Größenklasse 3
Größenklasse 4
Größenklasse 5
65
60
55
70
60
50
40
30
Größenklasse 2
Größenklasse 3
Größenklasse 4
Größenklasse 5
20
10
0
50
0
200
400
600
800
CSB im Zulauf in mg/l
1000
Nges Abbaugrad in %
100
Pges Abbaugrad in %
100
CSB Abbaugrad in %
100
70
60
50
40
Größenklasse 1
Größenklasse 2
Größenklasse 3
Größenklasse 4
Größenklasse 5
30
20
10
0
0,0
4,0
8,0
12,0
Pges im Zulauf in mg/l
16,0
0
10 20
30 40
50
60 70
80 90 100
Nges im Zulauf in mg/l
 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.
Baden-Württemberg
37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
3. Kennwerte im Ablauf / Landesergebnisse
100
90
Nges Abbaugrad in %
80
70
60
y = 26,615x0,2768
50
40
30
Größenklasse 1
Größenklasse 2
Größenklasse 3
Größenklasse 4
Größenklasse 5
20
10
0
Grenzbetrachtung für Nges Abbaugrad: ??
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90 100
Nges im Zulauf in mg/l
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 % !!
Baden-Württemberg
37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
3. Kennwerte im Ablauf / Landesergebnisse
Anteile der Größenklassen an den eingeleiteten Frachten
prozentualer Anteil der Größenklassen
an den eingeleiteten Frachten
100%
90%
80%
Größenklasse 5
Größenklasse 4
Größenklasse 3
Größenklasse 2
Größenklasse 1
24,0 %
35,8 %
40,1 %
70%
60%
48,0 %
50%
40%
51,1 %
47,5 %
30%
13,1 %
20%
10%
0%
6,5 %
5,1 %
CSB
0,9 %
6,3 %
5,6 %
12,5 %
1,2 %
Stickstoff
2,4 %
Phosphor
Baden-Württemberg
37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
4. Phosphorauswertungen
Anlagen mit gezielten Maßnahmen zur Phosphorelimination
100
100
Filteranlagen
(36 Anlagen)
Filteranlagen
(36 Anlagen)
GK
5
(32
Anlagen)
90
GK 5 (32 Anlagen)
GK 4 (281GK
Anlagen)
4 (281 Anlagen)
80
GK 3 (67 Anlagen)
GK 3 (67 Anlagen)
GK 2 (76 Anlagen)
GK 2 (76 Anlagen)
90
80
70
% der Anlagen
% der Anlagen
70
60
50
40
60
50
40
30
30
20
20
10
10
0
0
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
0,3 mg/l
0,5 mg/l
70
75
80
85
90
95
100
Pges Abbaugrad in %
0,7 mg/l
89 %
93 %
96 %
Baden-Württemberg
37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
Bio-P; Mischprodukt
Bio-P; Eisen
Bio-P; Aluminium
Mischprodukt
Eisen
Aluminium
7,0
4. Phosphorauswertungen
6,0
insgesamt 46 Datensätze:
5,0
ß-Wert
Auswertungen aus der
P-Arbeitshilfe (Prof. Hoffmann)
 19 Datensätze
von Anlagen mit Bio-P
(9.200 EW – 1.200.000 EW)
 z.T. Unplausibilitäten (z.B.
Wirksubstanzgehalt kleiner
0,1 mol/kg; ß<1, usw.)
 spez. Fällmittelkosten, keine
Gesamtkostenbetrachtung
(Faulgasreinigung,
Schlammentwässerung)
Nachfällung (0,13 mg/l)
mg/l)
3,0
2,0
1,0
0,0
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
Pges im Ablauf in mg/l
0,9
1,0
1,1
Bio-P; Mischprodukt
14
Bio-P; Eisen
€ je kg gefälltem Phosphor
 27 Datensätze
von Anlagen ohne Bio-P
1.100 EW – 700.000 EW
Nachfällung (0,14 mg/l)
mg/l)
4,0
Bio-P; Aluminium
12
Mischprodukt
Eisen
10
Aluminium
8
6
4
2
0
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
Pges im Ablauf in mg/l
0,8
0,9
1,0
1,1
Baden-Württemberg
37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
Stromverbrauch in Mio. kWh/a
600
14,3 Mio.
EW
15,1
15,5
16,0
16,0
16,3
16,0
16,1
15,9
42
500
40
400
38
36,1
300
35,8
35,3
36
33,8
33,9
33,2
200
34,3
34,0
33,1
34
100
32
0
30
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Stromverbrauch
mittlerer spezifischer Stromverbrauch
mittlerer spezifischer Stromverbrauch in
kWh/(EW*a)
5. Stromverbräuche
Baden-Württemberg
37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
6. Zusammenfassung und Folgerungen
• Der Abwasseranfall liegt bei rd. 110 m³/(EW*a).
• Der Fremdwasseranteil steigt auf 45 %.
• Fremdwasser und Regenwasser beeinflussen die
Reinigungsleistungen !
• Abbaugrade bei Stickstoff liegen bei einer größeren Anzahl von
Kläranlagen der Größenklassen 4 und 5 noch unter 70% !
• Durch eine flächendeckende P-Elimination (GK 2 und 3) und
durch eine optimierte Fällung können die Pges-Einleitungen
deutlich vermindert werden!
• Stromverbräuche z.T. auf hohem Niveau
Baden-Württemberg
37. Leistungsvergleich von kommunalen Kläranlagen
6. Zusammenfassung und Folgerungen
• starke Unterschiede in den N-Abbaugraden:
- Belastungssituationen?
- Verfahrenstechniken ?
- Betriebsweisen ?
• starke Unterschiede in den P-Abbaugraden:
- Verfahrenstechniken (GK2 und 3) ?
- Betriebsweisen ?
- Fällmitteleinsatz/Dosierstrategie ?
• Stromeinsparpotentiale aufzeigen