Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Mischwasserkanalisation mit ihren Entlastungsbauwerken und die Kl\u00e4ranlage sind in ihren Auswirkungen auf die Gew\u00e4sser als Einheit zu betrachten. Es bedarf daher ganzheitlicher MSR-Konzepte, um zu einer optimalen L\u00f6sung zu gelangen. In diesem Forschungsprojekt wurde untersucht, ob und in welcher Weise integrierte MSR-Strategien f\u00fcr die SBR-Technologie entwickelt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Teilprojekt 1, beinhaltete die Erstellung eines Computermodells von Kanalnetz und SBR-Kl\u00e4ranlage der Gemeinde Messel. Anhand des Modells wurde dann eine MSR-Optimierung durchgef\u00fchrt. Im Teilprojekt 2 wurden die besten MSR-Strategien in die Praxis \u00fcbertragen und getestet. Weiterhin wurden Anwendungshinweise f\u00fcr den integrierten Betrieb von SBR-Anlagen mit Mischkanalisation entwickelt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Phase 1:
\nComputergest\u00fctzte Entwicklung und Erprobung von integrierten MSR-Strategien f\u00fcr SBR-Anlagen
\nDie zun\u00e4chst durchgef\u00fchrte Untersuchung der hydraulischen Leistungsf\u00e4higkeit lie\u00df erkennen, dass die KA Messel erhebliche Reserven aufweist. Diese gestatten es, die SBR-Anlage mit deutlich h\u00f6heren Abwassermengen als dem Bemessungswert von 230 m3\/h zu betreiben. Die anschlie\u00dfend durchgef\u00fchrte Analyse der Reinigungsleistung brachte das Ergebnis, dass auf der KA Messel betr\u00e4chtliches Optimierungspotenzial vorhanden ist, das aus der Bemessung oder den g\u00fcnstigen verfahrenstechnischen Gegebenheiten resultiert. Mit Hilfe der kalibrierten Kanalnetz- und Kl\u00e4ranlagenmodelle bzw. der neuen MSR-Strategien konnte gezeigt werden, dass durch eine erh\u00f6hte Mischwasserbehandlung eine nennenswerte Reduktion der Gew\u00e4sserbelastung erzielt werden kann. Aus den Resultaten ist ferner zu folgern, dass integrierte Ans\u00e4tze bereits f\u00fcr kleinere l\u00e4ndliche Gemeinden wie Messel \u00f6kologische und \u00f6-konomischer Vorteile bieten k\u00f6nnen.
\nPhase 2:
\nGro\u00dftechnische Erprobung auf der SBR-Kl\u00e4ranlage Messel
\nIn der zweiten Phase wurden die besten MSR-Strategien in der Praxis erprobt. Dabei wurden folgende Erkenntnisse gewonnen: Die Umsetzung des neuen MSR-Konzeptes in die Praxis erfolgte weitgehend problemlos. Der maximale Zufluss zur Kl\u00e4ranlage konnte im Kurzzeitbetrieb von 230 auf 460 m3\/h erh\u00f6ht werden. Im Dauerbetrieb konnte die hydraulische Kapazit\u00e4t der KA Messel von 200 m3\/h auf etwas \u00fcber 300 m3\/h erh\u00f6ht werden, ohne dass es zu einer Verschlechterung der Reinigungsleistung kam. Ferner konnte die Nges- und Pges-Reinigungsleistung auch bei Trockenwetterzufluss noch einmal deutlich gesteigert werden. Durch die neuen MSR-Konzepte k\u00f6nnen zudem Konzentrationsspitzen bei NH4-N, NO3-N und PO4-P reduziert werden, sodass eine deutliche Verringerung der Abwasserabgabe m\u00f6glich erscheint. Es konnte weiterhin gezeigt werden, dass das neue MSR-Konzept die Gefahr von Gew\u00e4ssersch\u00e4digungen reduzieren kann, da die NH4-N-\u00dcberwachungswerte nun sicher eingehalten werden. Kostenbetrachtungen haben ergeben, dass das neue Steuerungskonzept auch aus \u00f6konomischer Sicht sinnvoll erscheint.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Bisher wurden die Ergebnisse des Projektes im Rahmen von 18 nationalen und internationalen Vortr\u00e4gen, Pr\u00e4sentationen und Ver\u00f6ffentlichungen vorgestellt. Weitere Ver\u00f6ffentlichungen, Vortr\u00e4ge etc. sind geplant.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die in diesem Projekt gewonnenen Erkenntnisse lassen das folgende Fazit zu:
\nModerne SBR-Anlagen wie die KA Messel, die in den letzten Jahren in Deutschland errichtet und maschinen- und anlagentechnisch ad\u00e4quat ausger\u00fcstet worden sind, verf\u00fcgen im Normalbetrieb oft \u00fcber ein erhebliches Optimierungspotenzial sowohl bei Trocken- als auch bei Regenwetter. Diese Reserven resultieren zum einen aus der statischen Bemessung, den verfahrenstechnischen Vorteilen des SBR-Prinzips und nicht zuletzt den hohen deutschen Sicherheitsstandards. Die sehr hohe Flexibilit\u00e4t, die dem SBR-Verfahren eigen ist, qualifiziert dieses Verfahren daher auch f\u00fcr integrierte Ans\u00e4tze bzw. eine erh\u00f6hte Mischwasserbehandlung mit deutlich mehr als 2\u00d7QT,x. Dies setzt jedoch voraus, dass man SBR-Anlagen nicht l\u00e4nger mit starren Zyklusprogrammen betreibt, sondern stattdessen flexible Programme verwendet, die die Dauer der einzelnen Prozessphasen dynamisch bzw. situations- und belastungsabh\u00e4ngig anpassen. Die technischen Voraussetzungen sind hierf\u00fcr bereits gegeben. Letztendlich belegen die auf der KA Messel durchgef\u00fchrten Untersuchungen, dass die Umsetzung integrierter Ansatze f\u00fcr SBR-Kl\u00e4ranlagen nicht nur technisch m\u00f6glich, sondern bereits f\u00fcr kleinere SBR-Kl\u00e4ranlagen (< 10.000 EW) \u00f6kologisch und ggf. \u00f6konomisch sinnvoll ist. \nHieraus resultiert ein erhebliches Verwertungspotenzial, denn integrierte Ans\u00e4tze k\u00f6nnen nicht nur f\u00fcr bestehende Kanalnetze und Kl\u00e4ranlagen, sondern auch f\u00fcr noch vollst\u00e4ndig neu zu bauende Abwassersysteme, eine kosteng\u00fcnstige M\u00f6glichkeit darstellen, das Emissionsniveau aus Kanalnetz und SBR-Kl\u00e4ranlage weiter zu verringern. Die Ergebnisse dieses Forschungsvorhabens k\u00f6nnen daher f\u00fcr Kommunen, Verb\u00e4nde und privatwirtschaftliche Ver- und Entsorgungsunternehmen interessant sein, in deren Einzugsbereich die Mischwasserbehandlung noch ausgebaut und\/oder die Kl\u00e4ranlage saniert werden muss. Bis dahin gilt es jedoch noch einige H\u00fcrden zu \u00fcberwinden: Auch wenn die KA Messel typisch f\u00fcr eine ganze Reihe anderer SBR-Kl\u00e4ranlagen ist, erscheint es dennoch sinnvoll, die Untersuchungen auch auf andere Anlagen auszudehnen. Dies gilt besonders f\u00fcr diejenigen SBR-Kl\u00e4ranlagen, die anders bemessen wurden, deren Belastungscharakteristik unterschiedlich ist oder die auf einer Sonderform des SBR-Verfahrens beruhen. Prinzipiell stehen die Chancen f\u00fcr die Realisierung weiterer derartiger Projekte gut, da bereits heute in Deutschland mehr als 150 kommunale SBR-Kl\u00e4ranlagen existieren, zahlreiche davon mit Mischkanalisationen. Von einigen dieser Anlagen ist bereits bekannt, dass noch erheblicher Sanierungsbedarf im Bereich der Mischwasserbehandlung besteht. Ber\u00fccksichtigt man die Tatsache, dass nicht nur in Teilen Deutschlands (z.B. Saarland), sondern v.a. auch im Ausland noch nennenswerter Erneuerungsbedarf im Kl\u00e4ranlagenbereich besteht, das Mischsystem in einigen Teilen Europas bzw. der Welt weit verbreitet ist und das SBR-Verfahren aufgrund seiner Vorteile immer h\u00e4ufiger Anwendung findet, kann man davon ausgehen, dass es in Zukunft noch viele Kl\u00e4ranlagen geben wird, die in \u00e4hnlicher Form wie die KA Messel realisiert werden. Hieraus ergeben sich Verwertungsm\u00f6glichkeiten, denn diese Kl\u00e4ranlagen k\u00f6nnten zuk\u00fcnftig bei Mischwasserzufluss nicht mehr (wie bisher) mit einem starren Bemessungszufluss beschickt, sondern entsprechend ihrer aktuellen Leistungsf\u00e4higkeit betrieben werden. Nicht nur zuk\u00fcnftige, sondern auch bestehende Kl\u00e4ranlagen und Kanalnetze k\u00f6nnten dann in Hinblick auf eine Minimierung der Gesamtemissionen bei gleichzeitiger Reduzierung der Betriebs- und (z. B. im Falle eines Neu- bzw. Erweiterungsbedarfs) auch der Investitionskosten optimiert werden. Sobald weitere Erkenntnisse aus der Gro\u00dftechnik vorliegen, muss ferner angestrebt werden, die gewonnenen Erkenntnisse auch in Richtlinien (z.B. \u00dcberarbeitung des ATV- M 210 [1997]) einflie\u00dfen zu lassen. Letztendlich haben es aber auch die gro\u00dfen SBR-Anlagenbaufirmen in der Hand, die Verbreitung integrierter Ans\u00e4tze zu beg\u00fcnstigen. Sie haben in den letzten Jahren zahlreiche SBR-Kl\u00e4ranlagen erbaut, die in vielen Teilen (z.B. bei EMSR-Technik oder der maschinentechnischen Ausstattung) \u00e4hnlich konzipiert und ausger\u00fcstet worden sind. Die Entwicklung standardisierter und modularer MSR-Konzepte w\u00fcrde es diesen Herstellern gestatten, integrierte Konzepte mit relativ wenig Aufwand auf bereits gebauten Anlagen nachzur\u00fcsten bzw. noch zu bauende Anlagen von Anfang an damit auszustatten.\nTrotz der erzielten Ergebnisse herrscht jedoch nach wie vor Optimierungspotenzial auf der KA Messel. Es wird daher angestrebt, die Weiterentwicklung der MSR-Strategien voranzutreiben, um ein echtes volldynamisches und k\u00fcnstlich-intelligentes Betriebf\u00fchrungskonzept zu entwickeln. Diesbez\u00fcglich erscheint die Entwicklung eines CBR-Controllers aussichtsreich, da die KA Messel (und andere modere SBR-Anlagen) bereits die EMSR-technischen Voraussetzungen f\u00fcr ein solches System weitgehend erf\u00fcllen. Entsprechende CBR-Software, die mit modernen PLS kommunizieren kann, ist bereits kommerziell verf\u00fcgbar.\n<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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