Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Im Blick auf den f\u00fcr die biologische Behandlung zust\u00e4ndigen Teil der Abwasseranlagen, das Belebtschlammverfahren, hat eine Verbesserung der Reinigungsleistung in der Regel aufgrund beengter Platzverh\u00e4ltnisse eine Vertiefung der Becken zur Folge. Mit derart ausgef\u00fchrten Becken – zur Zeit liegt die Planungstiefe bei etwa 4 bis 6 m – ist beim Einsatz der feinblasigen Druckbel\u00fcftung in den Belebungsbecken gleichzeitig eine prozentual gr\u00f6\u00dfere Ausnutzung der Druckluftw\u00e4rme als eine M\u00f6glichkeit der E-nergieeinsparung auf Kl\u00e4ranlagen m\u00f6glich. Die Temperatur der Druckluft kann hierbei, vornehmlich im Bereich niedriger Abwasserkonzentration und damit niedriger Drehzahlen der Drehkolbengebl\u00e4se \u00fcber die Tagesganglinie hin, Werte bei den derzeitigen Beckentiefen bis zu 150\u00b0 Celsius erreichen. In der Gebl\u00e4sedruckluft ist daher ein gro\u00dfes, ungenutztes Energiepotential vorhanden. Zielsetzung des Projektes war die optimale R\u00fcckf\u00fchrung eines relativ hohen Prozentsatzes der in Form von W\u00e4rme anfallenden Verlustenergie aus der Gebl\u00e4sedruckluft in den kl\u00e4rtechnischen Verfahrensablauf bei einer angemessenen Amortisationszeit f\u00fcr die W\u00e4rmer\u00fcckgewinnungsanlage durch die erstmalige Umsetzung der patentierten Verfahrenskombination.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Projekt wurde ein \u0082vorher – nachher- Vergleich auf der Verbandskl\u00e4ranlage \u00b4Herdorf\/Sieg\u00b4 im Rahmen einer W\u00e4rmebilanz mit Wirtschaftlichkeitsbetrachtung durchgef\u00fchrt. Es wurden vergleichbare Zeitr\u00e4ume vor und nach Installation der W\u00e4rmer\u00fcckgewinnungsanlage detailliert analysiert und bewertet. Neben der wissenschaftlichen Begleitung wurden die erforderlichen Daten erfasst, dokumentiert und dargestellt. Als Arbeitsprogramm war vorgesehen:
\nPhase A: Aufnahme der Situation auf der Verbandskl\u00e4ranlage vor dem Einsatz der W\u00e4rmer\u00fcckgewinnungsanlage zwecks Ermittlung von Vergleichsdaten; Phase B: Begleitung der Anlagenkonzeption und detaillierte Abstimmung der erforderlichen Messstellen, Parameter, Ger\u00e4te etc.; Phase C: Messtechnische Erfassung der ma\u00dfgeblichen Rahmenbedingungen und Versuchsergebnisse w\u00e4hrend der betriebstechnischen Erprobung der W\u00e4rmer\u00fcckgewinnung, Erstellung eines Messprofils zu den Anlagen-Komponenten; Phase D: Auswertung der gewonnenen Daten in Form von Zwischenberichten – Dokumentation und Abschlussbericht.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Zum Projekt liegt der ausf\u00fchrliche Bericht vom Januar 2001 vor. Die Inbetriebnahme der Anlage erfolgte am 14. September 1999. Durch die Einbindung der dezentralen Steuerung und die Verkn\u00fcpfung mit den Komponenten des Faulschlamm- und Belebtschlamm-Bereiches, ist eine gezielte Beeinflussung und damit Verminderung der Verbrauchsparameter m\u00f6glich. Die konzipierte und erg\u00e4nzte Mess-, Steuer- und Regelungstechnik mit geeichten Messger\u00e4ten gestattet zudem eine rasche Angleichung des Sekund\u00e4rkreises \u00fcber die Frisch- bzw. Rohschlammf\u00f6rderung an die wechselnden Erfordernisse der Druckluftversorgung f\u00fcr die Belebung sowie eine Kontrolle der Messdaten. Im Sommerbetrieb ist die Anlage z.B. in unterschiedlichen Temperatur-Niveaus zu fahren, wodurch das Grundwasser-Notk\u00fchlsystem f\u00fcr die BHKW nicht betrieben werden muss. \u00dcber eine Daten-Bus-Leitung ist das Betriebssystem der W\u00e4rmer\u00fcckgewinnung mit dem zentralen Prozessleitsystem der Kl\u00e4ranlage verbunden. Hier laufen alle Betriebs- und St\u00f6rmeldungen sowie die Messergebnisse der Pilotanlage zusammen und werden dort in einem Prozessleitbild dargestellt. Alle Daten sind extern \u00fcber e-mail von Seiten der \u00b4Wissenschaftlichen Versuchsbegleitung\u00b4 aus der zentralen Prozessleitstation abrufbar. Parallel zum Bau und zur Montage der Komponenten f\u00fchrte die Universit\u00e4t-Gesamthochschule-Siegen die Feststellung und Bewertung der aktuellen Anlagenfahrweise durch. Seit September 1999 erfolgte die Aufnahme der Daten f\u00fcr das \u00fcber ein Jahr laufende Messprogramm mit viertelj\u00e4hrlichen Zwischenberichten. Das Messprogramm wurde Ende 2000 nach Auswertung der Messergebnisse mit dem detaillierten Gesamtbericht abgeschlossen. Der \u0082vorher – nachher-Vergleich f\u00fchrte zu folgenden Ergebnissen: In den ausgewerteten 6 Monaten vor dem Einbau der W\u00e4rmer\u00fcckgewinnungsanlage wurden insgesamt 18.241 Liter Heiz\u00f6l verbraucht. Nach dem Einbau der W\u00e4rmer\u00fcckgewinnungsanlage wurden in den ausgewerteten korrespondierenden 6 Monaten insge-samt 12.492 Liter Heiz\u00f6l verbraucht. Bei einer j\u00e4hrlichen Rohschlammmenge von 26.690 m3 und einem Heiz\u00f6lpreis von 1,00 DM pro Liter kann eine Kostenersparnis in H\u00f6he von 37.366,00 DM und Liter pro Jahr erzielt werden. Vor dem Einbau der W\u00e4rmer\u00fcckgewinnungsanlage wurden in den BHKW durch die Faulgasverwertung insgesamt 378.799 kWhth W\u00e4rme und 165.019 kWhelektrisch elektrischer Strom erzeugt. Nach dem Einbau der Anlage bei einem Rohschlammanfall von 12.690 m3 pro Monat wurde die jeweilige Differenz der spezifischen W\u00e4rme- bzw. Stromproduktion vorher\/nachher zu 9,0 kWhth bzw. 4,4 kWh elektrisch je m3 aufzuheizender Rohschlamm ermittelt. Durch Einspeisung des zus\u00e4tzlich erzeugten elektri-schen Stromes in das \u00f6ffentliche Versorgungsnetz kann zus\u00e4tzlicher wirtschaftlicher Ertrag von 17.615,00 DM erzielt werden. Somit k\u00f6nnen k\u00fcnftig 117.436 kWhelektr. mehr pro Jahr erzielt werden. Die Investitionskosten f\u00fcr die W\u00e4rmer\u00fcckgewinnungsanlage belaufen sich auf insgesamt 250 TDM. Die Jahreskosten liegen insgesamt bei 30.418 DM. Dem stehen j\u00e4hrliche Einsparungen auf der Energiekostenseite von 54.981,00 DM gegen\u00fcber. Somit bel\u00e4uft sich die m\u00f6gliche j\u00e4hrliche Kostenersparnis auf etwa 24,6 TDM pro Jahr. Es ist erkennbar, dass sich die Anlage ab einem Heiz\u00f6lpreis von 0,34 DM pro Liter wirtschaftlich tr\u00e4gt.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Neben allgemeinen Informationen \u00fcber W\u00e4rmer\u00fcckgewinnung an \u00fcberregionale Ingenieurb\u00fcros und Kl\u00e4ranlagenbetreiber erfolgte am 12.12.97 ein Vortrag der HUMATEC GmbH anl\u00e4sslich des Wasserbaukolloquiums WS 1997\/98 an der Uni GH Siegen. Der Abwasserzweckverband Hellertal stellte am 21.08.98 in der Vortragsveranstaltung beim Landesumweltamt NRW in Essen die Anlage vor und teilte in einem Vortrag am 24.05.99 u.a. die ersten Betriebsergebnisse mit. Parallel hierzu wurde in Presseartikeln auf die werdende W\u00e4rmer\u00fcckgewinnung auf der KA Herdorf hingewiesen. Auf dem 10. Siegener Fachkolloquium Siedlungswasserwirtschaft am 3.11.1999 stellte die Uni GH Siegen erste Betriebsergebnisse der Anlage vor. Mit einem weiteren Zwischenbericht in der Fachzeitschrift \u00b4Wasserwirtschaft Wassertechnik wwt\u00b4, Ausgabe M\u00e4rz 2\/2000, informierte die Uni GH Siegen \u00fcber das Projektziel, die abwassertechnischen Vorgaben, das Steuerungskonzept, die Betriebsergebnisse und die Wirtschaftlichkeit der Pilotanlage.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das Projekt verz\u00f6gerte sich vom Ablauf her um etwa ein Jahr, konnte aber mit klarem Erfolg durchgef\u00fchrt werden. Nach den Betriebsergebnissen k\u00f6nnen bis zu 60 % der Gebl\u00e4seleistung zur\u00fcckgewonnen werden. \u00dcber den Jahresverlauf hin ist durch die Angleichung des Sekund\u00e4rkreises an das niedrige Tempe-raturniveau des Prim\u00e4rschlammes, sowohl die Fahrweise der BHKW ohne Notk\u00fchlung als auch u.a. die Au\u00dferbetriebnahme der Ventilatoren zur Raumk\u00fchlung m\u00f6glich. Insgesamt handelt es sich um ein bei-spielgebendes Projekt, dessen Technologie nach derzeitiger Einsch\u00e4tzung aufgrund der relativ wenigen Amortisationsjahre weitere Nachahmer finden wird. Aus Sicht der F\u00f6rderarbeit der Umweltstiftung war es leider erst das einzige Projekt, das M\u00f6glichkeiten der Energieeinsparung auf Kl\u00e4ranlagen so eindrucksvoll bewiesen hat. Das rheinland-pf\u00e4lzische Umweltministerium hat im November 2000 vier Kl\u00e4ranlagen bis 20.000 EW, darunter Herdorf, als Sieger des Landeswettbewerbs Vorbildliche Kl\u00e4ranlagen 2000 ausgezeichnet. Kriterien bei der Auswahl der Sieger waren die Reinigungsleistung, die Ergebnisse der Eigen\u00fcberwachung, der Gesamteindruck der Kl\u00e4ranlage sowie die Einbindung der Anlagen in Natur und Landschaft. Der Abwasserverband Hellertal f\u00fchrte gegen\u00fcber dem Fachreferat aus, dass das Projekt im Wettbewerb einen wesentlichen Beitrag hat liefern k\u00f6nnen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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