HOAI-Planungen zum Ausbau von Kläranlagen

Planungen zum Ausbau von Belebungsstufen

Aufgrund der zahlreichen betriebspraktischen Arbeiten, siehe beiliegende Referenzliste, liegt ein Schwerpunkt der Büroprojekte

  • in der unabhängigen qualifizierten Fachplanung und Fachberatung von Erweiterungsmaßnahmen oder neu zu errichtenden Gesamtanlagen zur Abwasserreinigung und Klärschlammbehandlung,
  • in der Bestandsaufnahme von bestehenden Abwasserreinigungsanlagen und den daraus abzuleitenden notwendi­en betrieblichen und verfah­renstechnischen Maß­nahmen zur Sicher­stellung und ggf. Ver­besse­rung der Lei­stungsfähigkeit der Gesamtanlage.
  • in einer kompletten Betriebsbetreuung von Klärwerken:

Hierbei wird im Rahmen der betriebspraktischen Untersuchungen eine ganzheitli­che Beurteilung der Abwasserreini­gung und der Klärschlammbehand­lung unter Berücksichtigung der Abwassermengen und -belastun­gen, der Indu­strieeinlei­tungen und den Möglichkeiten einer gezielten Vorreinigung, der Vorflu­tersituation und der Klärschlammentsorgung vorgenommen. Hieraus leiten sich in der Regel Maßnahmen zur Betriebsoptimierung der vorhandenen Verfahrenstechnik ab, die unter Berücksichtigung der Betriebswirtschaftlichkeit realisiert werden. Nach dieser weitgehen­den betriebli­chen Optimierung ist danach eine gegebe­nenfalls notwen­dige bedarf­sorientierte Erweiterung der Abwasserreinigung oder Klärschlammbehandlung zur Si­cherstel­lung der aktuellen Reinigungsanforderun­gen oder erhöhter Anforderungen an die Klärschlammbehandlung entsprechend der möglichen Entsorgungspfade ge­währlei­stet.

Bei sämtlichen Maßnahmen steht die Gesamtwirtschaftlichkeit im Vordergrund der Bemühungen und Optimierungen. Dabei werden zielgerichtet insbesondere wirtschaftlich Behandlungsstufen nach dem Belebtschlamm- oder SBR-Verfahren berücksichtigt.

Seit 1997 arbeiten wir mit dem Elektrotechnischen Ingenieurbüro Jung&Metzker in sämtlichen Projekten zusammen. Gleichzeitig haben wir Kooperationen mit Bautechnischen Ingenieurbüros und mit Krätzig & Partner Ingenieurgesellschaft für Bautechnik mbH (für Statik und Tragwerksplanung) Bochum.

Klärwerk Seesen

Die Abwasserbeseitigung Stadt Seesen plant den Ausbau der Belebungsstufe für das Klärwerk Seesen (ca. 30.000 EW). Das Ingenieurbüro Dr.-Ing. Ralf Denkert hat auf Basis der 2013 bearbeiteten Bemessungsgrundlagen die komplette Entwurfs- und Genehmigungs-Planung zur Erweiterung der Belebungsstufe durch zwei neue Rundbecken mit Einbindung der vorhandenen zwei Rund-Belebungsbecken für die Bau-, Maschinen- und Elektro-Technik bearbeitet. Die biologische Abwasserreinigung erfolgt nach dem Verfahren „Intermittierende Nitri- und Denitrifikation“ mit einem vorgeschalteten unbelüfteten Schlammkontaktbecken und der MIRAR-Mischrampenregelung (System Kallen) unter Einbeziehung verschiedener online-Messungen (Redox, NH4-N, NO3-N, PO4-P).

Die neue Belebungsstufe wird zweistraßig ausgeführt. Ziel ist es, eine variable parallele oder serielle Betriebsweise unter Einbeziehung von insgesamt drei Belebungsbecken zu ermöglichen. Die vorhandene Bausubstanz wird weitestgehend einbezogen. Die Betriebssicherheit sowie der Erhalt der Reinigungsleistung muss während der Bautätigkeiten gewährleistet sein.

Bei der Beschickung der Belebungsbecken wird je nach Betriebsfall zwischen der Betriebsweise Parallelbetrieb BB 2-4 und Parallelbetrieb von BB 2/3 mit nachgeschaltetem BB 4 unterschieden und die Verteilung entsprechend über ein Verteilerbauwerk realisiert.

Gemäß der Ausführungsplanungen und der öffentlichen Ausschreibungen befindet man sich derzeit in der Abwicklungs- und Realisierungsphase der Bautechnik und Technischen Ausrüstung.

Wesentlicher Projektumfang:

  • Neubau Gebläsestation
    Errichtung Gebläsestation zur Installation der Gebläse, der kompletten elektrotechnischen Steuertechnik und der Dosiertechnik externe Kohlenstoff-Quelle.
  • Neubau 2 Belebungsbecken
    - Schlammkontaktbecken – unbelüftetes Belebungsbecken, Volumen ca. 1.300 m³
    - Belebungsbecken 4, Volumen ca. 1.300 m³
    - Verteilerbauwerk
  • Abriß der alten Belebungsstufe nach Fertigstellung der neuen Belebungsbecken
    Abriß des alten Rechteck-Belebungsbecken
  • Prozesslufterzeugung – Schneckenverdichter
    Lieferung und Montage von Prozessluftverdichtern inkl. aller rohrleitungs- und gebäudetechnischen Komponenten
    - 3 x Grundlast-Schneckenverdichter (je 15 kW)
    - 3 x Spitzenlast-Schneckenverdichter (je 30 kW)
    - 1 x Reserve-Schneckenverdichter (30 kW)
  • Prozesslufteintrag – Belüfter und Umwälzung
    Lieferung und Montage von heraushebbaren Prozessluft-Teller-Belüfter für drei Rundbecken (BB 2 bis BB 4), Umwälzaggregate (Horizontal- und Vertikal-Rührwerke) für die Belebungsbecken und das Schlammkontaktbecken sowie Luft-Rohrleitungen.
  • Erweiterung Rücklaufschlamm-Pumpwerk
    Lieferung und Montage einer weiteren Rücklaufschlammpumpe inkl. der rohrleitungstechnischen Komponenten sowie die Modifikation des Rohwasserpumpwerkes durch Erneuerung einer Pumpe inkl. rohrleitungstechnischer Komponenten.
  • Kohlenstoff-Lagerung und -dosierstation
    Lieferung und Montage von 2 Erd-Lager-Tanks in doppelwandiger Ausführung inkl. Annahmestation, Dosierstation, der notwendigen Sicherheits- und Überwachungseinrichungen und aller rohrleitungstechnischen Komponenten für eine externe Kohlenstoff-Quelle.
  • Kreidelager und -dosierstation
    Lieferung und Montage eines Kreidesilos aus GFK inkl. Befüll- und Entleerungseinrichtung, Dosierschnecke, aller rohrleitungs- und sicherheitstechnischen Komponenten sowie der Elektrokomponente mit allen Steuer-, Schalt- und Kontrollfunktionen.
  • Elektrotechnik
    Errichtung komplette Elektrotechnik mit Anbindung an das 2016 vom IB Dr. Denkert geplante bestehende PLS-System.

Die Fertigstellung des Gesamtprojektes ist für Ende 2019 geplant.

 

 

Kläranlage Windeck-Herchen

Die Gemeindewerke Windeck (GWW) planen für die erhöhten Reinigungsanforderungen zur Stickstoffelimination und Phosphorelimination die Ertüchtigung und den Ausbau der Kläranlage Herchen (ca. 4.000 EW). Das Ingenieurbüro Dr.-Ing. Ralf Denkert ist auf Basis der 2016 bearbeiteten Studie mit Bemessungsgrundlagen und Variantenvergleich für die komplette Entwurfs- und Genehmigungs-Planung zur Erweiterung der Belebungsstufe beauftragt.

Das Ertüchtigungs- und Ausbaukonzept für die KA Windeck-Herchen basiert auf dem Verfahrensprinzip der 1-straßigen konventionellen Beckenbiologie. Die biologische Abwasserreinigung erfolgt nach dem Verfahren „Intermittierende Nitri- und Denitrifikation“ mit einem vorgeschalteten unbelüfteten Schlammkontaktbecken und der MIRAR-Mischrampenregelung (System Kallen) unter Einbeziehung verschiedener online-Messungen (Redox, NH4-N, NO3-N, PO4-P).

Die Ertüchtigungs- und Ausbaumaßnahmen sehen im Wesentlichen folgende Neu – und Umbaumaßnahmen vor:

  • Errichtung einer neuen Einlaufgruppe zur Hebung und mechanischen Behandlung des Rohabwassers. Die Einlaufgruppe besteht wesentlich aus einer Abwasserpumpstation, einer Rechen-/Sandfanganlage mit integriertem Fettfang als Kompaktanlage mit einem handbedienbaren Not-Stabrechen sowie einem Verteilbauwerk.
  • Bau eines Belebungsbeckens als Rundbecken mit feinblasiger Druckluft-Belüftung und MIRAR-Mischrampenregelung (System Kallen).
  • Bau einer Nachklärung als Rundbecken mit Belebtschlamm- und Schwimmschlammentnahme.
  • Errichtung einer Kreide- oder Kalk-Dosieranlage.
  • Errichtung einer Anlage zur Zudosierung einer externen Kohlenstoffquelle.
  • Errichtung einer Lager- und Dosieranlage zur Zugabe von Fällmittel zur chemischen Phosphorelimination.
  • Erweiterung des Betriebsgebäudes zur Integration der Prozessluftversorgung, der Rücklauf- und Überschussschlammpumpen sowie der Niederspannungshauptverteilung.
  • Umbau des derzeitigen Kombibeckens (Belebung und Nachklärung) zu einem Speicher- und Havariebecken.
  • Abriss der derzeit bestehenden Einlaufgruppe, bestehend aus Sand- und Fettfang mit Verteilerbauwerk, Rechengebäude inkl. Anlage sowie der Mittelspannungsanlage.
  • Abriss der bestehenden Tropfkörperanlage inkl. integrierter Pumpwerke und - vorlagen

Das Projekt ist derzeit in der Genehmigungsphase.

 

Kläranlage Ferndorftal - Hilchenbach

Die Stadtwerke Hilchenbach als Betreiber der Kläranlage Ferndorftal haben eine Teilerneuerung der vorhandenen Prozessluftverdichter sowie eine Neukonzeption und Erneuerung der Prozessluftverteilung/ -eintrags für Belebungsgruppe 1 sowie die Erneuerung der Prozessluftverdichter zum belüfteten Sandfang 2015/2016 durchgeführt.

Im Rahmen der Vorplanung zur Erneuerung/ Erweiterung der Belüftung Belebungsstufe 1 der Kläranlage Ferndorftal durch das Ingenieurbüro Dr. Denkert wurden 2014 verschiedene verfahrenstechnische Optimierungsmöglichkeiten empfohlen. Daraufhin wurde das Ingenieurbüro Dr.-Ing. Ralf Denkert für die komplette Entwurfs- und Ausführungs-Planung mit Bauüberwachung zur Erweiterung der Belebungsstufe beauftragt.

Wesentlicher Projektumfang:

  • Demontage und Entsorgung von 3 Stck. Altverdichter im vorhandenen Gebläseraum inkl. der zugehörigen Leitungen, Armaturen und elektrotechnischen EMSR-Komponenten,
  • Lieferung und Montage von 2 Stck. Prozessluftverdichtern (Schraubenverdichter Fa. Kaeser) im vorhandenen Gebläseraum,
  • rohrleitungstechnische Anbindung der Neuverdichter an die vorhandene Prozessluftsammelleitung inkl. der notwendigen Armaturen,
  • Einbindung der Neuaggregate in die vorhandene EMSR – Anlage inkl. aller notwendigen neuen elektrotechnischen EMSR-Komponenten,
  • Lieferung und Montage einer bedarfsorientierten Trennung der Prozessluftsammelleitung zur Einzelversorgung der Belebungsbecken,
  • Lieferung und Montage von 2 Stck. Drehkolbenverdichter zur Sandfangbelüftung inkl. aller notwendigen Leitungen, Armaturen sowie der elektrotechnischen Anbindung,
  • Demontage und Entsorgung der in den Belebungsbecken BB1.1 und BB1.2 befindlichen Prozesslufteintragseinrichtungen (Rohrbelüfter) inkl. der nicht mehr notwendigen Prozessluftsammel- und -verteilleitungen sowie Armaturen,
  • Lieferung und Montage von 2 Stck. Prozessluft-Tellerbelüfter (Fa. GVA) für zwei Umlaufbecken (BB1.1 und BB1.2) inkl. der Luftverteilung als Ausheberahmen zur Entnahme einer Belüftereinheit im Betrieb,
  • Lieferung und Montage aller notwendigen Prozessluftsammelleitungen und Armaturen,
  • Lieferung und Montage einer Testlanze zur laufenden Kontrolle des Zustandes der Belüfter,
  • Lieferung und Montage von Zudosiermöglichkeiten zur Säuerung/ Reinigung der Prozesslufteintragseinrichtungen,
  • Komplette elektrotechnische Ausrüstung mit Einbindung in das bestehende PLS-System
  • Anpassung und Optimierung der seit ca. 2006 installierten MIRAR-Mischrampenregelung zur intermittierenden frachtabhängigen Regelung der Belüftungseinrichtungen in der Belebungsstufe;

Nach Fertigstellung März 2017 wird ein deutlich verminderter Stromverbrauch und stabiler Betrieb der Belebungsstufe dokumentiert.

Kläranlage Lindenberg – Stadtwerke Freudenberg

Die Stadtwerke Freudenberg sind Betreiber der Kläranlage Lindenberg (ca. 2.000 EW). Seit der Erweiterung 1992/ 1993 wurde das Abwasser auf der Kläranlage Lindenberg ohne Vorklärung in einer einstufigen Belebungsanlage in Kaskaden-Reihen-Betrieb mit dem Reinigungsziel Nitrifikation/ Denitrifikation, P-Elimina­tion und simultaner Schlammstabilisierung behandelt. Der anfallende Überschussschlamm/ Rohschlamm wird statisch eingedickt und zur weiteren Klärschlammbehandlung zum Klärwerk Freudenberg transportiert. Dort erfolgt nach der Mischung mit dem dortigen Rohschlamm und nach einer Kalk-Eisen-Konditionierung die Klärschlammentwässerung in einer Kammerfilterpresse mit anschließender landwirtschaftlicher Verwertung.

Die Stadtwerke Freudenberg haben nach Überplanung/Nachrechnung des Klärwerks Lindenberg 2010
durch das Ingenieurbüro Dr. Denkert, 2010 verschiedene Umbau- und Sanierungsmaßnahmen durchgeführt.

Das Ingenieurbüro Dr.-Ing. Ralf Denkert wurde für die komplette Entwurfs- und Ausführungs-Planung mit Bauüberwachung zur Erweiterung der Belebungsstufe beauftragt.

Bautechnischer Teil:

  • Erweiterung Betriebsgebäude um E-Raum durch Umnutzung eines vorhandenen Raumes,
  • Erweiterung der Kabelkanäle

Maschinentechnischer Teil bzw. Technische Ausrüstung/ Verfahrens- und Prozesstechnik:

  • Be-/ Entlüftung und Heizung E-Raum
  • Sicherstellung Explosionsschutz Rechenraum
    • Installation einer Gaswarnanlage im Zulaufgerinne
    • Installation einer technischen Lüftung im Rechengebäude
    • Installation einer Warnleuchte am Rechengebäude
  • Optimierung Belebungsstufe
    • Installation MIRAR-Mischrampen-Regelung zur Belüftungssteuerung und
      Fällmittel-/ Kreidedosierung
    • Optimierung Sauerstoffverteilung Belebungsstufe
    • Zulaufregulierung Belebungsstufe
    • Kreidedosierstation Belebungsstufe
  • Beckenkronenabdeckung Nachklärbecken mit Fahrbahnheizung
  • Erweiterung Online-Messtechnik
    • Außenlufttemperatur
    • Druckmessung Luftrohrleitung
    • Sauerstoff BB
    • Redox BB
    • pH-Messung Ablauf BB
    • Ammonium- oder Nitrat-Messung Ablauf NK
    • PO4-P-Messung Ablauf NK

EMSR - Teil:

  • Erneuerung der zentralen Niederspannungsverteilung und Anpassung an Stand der Technik
  • Erweiterung der Schaltanlage um SPS,
  • Erstellung des Steuerungskonzepts für die Gesamtanlage und insbesondere für die Belebungsstufe,
  • Erneuerung der Fernwirktechnik und Protokollierung,
  • Erneuerung bzw. Umbau einiger vorhandener autarker Schaltanlagen, bzw. Unterverteilungen, insbesondere Erneuerung Schaltanlage Fällmitteldosierung,
  • Erneuerung der elektrischen Komponenten mit mechanischen Beschädigungen und Verschleißerscheinungen,
  • Erneuerung der Installationssysteme E-Raum,
  • Erneuerung der elektrischen Leitungsverbindungen mit mechanischen Beschädigungen und Verschleißerscheinungen im E-Raum,
  • Ausrüstung der Aggregate mit „Hand-Vor-Ort-Steuerstellen“ mit autarker Funktion zur SPS in unmittelbarer Nähe (Sicht-/Rufweite) zum Aggregat,
  • Erneuerung der elektrischen Leitungsverbindungen auf dem Kläranlagengelände,
  • Demontage und Entsorgung der Altanlagen

Die Umsetzung der wichtigsten Maßnahmen wurde 2014/2015 abgeschlossen.

Durch diese Maßnahmen wurden folgende positiven Auswirkungen mit Reduzierung der Betriebskosten auf der Kläranlage Lindenberg erreicht.

  • Sicherstellung der Leistungsfähigkeit der Gesamtanlage nach Genehmigung für 2.000 EW,
  • Verbesserung des Milieus in der Belebungsstufe zur Stabilisierung der Nitrifikations- und Denitrifikationsleistung mit den positiven Auswirkungen auf die Ablaufwerte und somit auf die Abwasserabgabe,
  • Vergleichmäßigung der Nitrifikations- und Denitrifikationsleistung mit Verminderung der Energiekosten der Belebungsstufe um ca. 20 %,
  • Signifikante Erhöhung der biologischen Phosphorelimination mit Verminderung der Fällmittel-Mengen um ca. 10 % (Eisen-III-Chlorid),
  • Vermeidung/Verminderung der massenhaften Entwicklung von Fadenorganismen.

Zusammenfassend wird festgestellt, dass mit den durchgeführten Maßnahmen zur Optimierung der Belebungsstufe und hier insbesondere die Installation der feinfühligen MIRAR-Mischrampenregelung zur belastungsabhängigen Regelung der Belüftungsphasen mit Anpassung und Optimierung an die realen Belastungsszustände auf der KA Lindenberg sehr stabile und niedrige Ablaufkonzentrationen Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor erreicht werden. Mit Umstellung der beiden Belebungsbecken von dem Reihenbetrieb auf die parallele und mit MIRAR-geregelter desynchrone Betriebsweise werden diese sehr niedrigen Ablaufkonzentrationen trotz sehr ungünstigem Stickstoff-/Kohlenstoff-Verhältnis ohne Zugabe einer externen Kohlenstoffquelle, sowie dokumentierter deutlicher Gewerbe-/Industrieabwassereinleitungen und der hohen hydraulischen Belastung der vorhandenen grenzwertigen Nachklärung erreicht. Die sehr gute Reinigungsleistung mit sehr geringen Ablaufkonzentrationen in allen Parametern wurde durch die Betriebsdatenauswertung dokumentiert.