Das Thema dieser Bachelorthesis ist die Gesamtbetrachtung der Kläranlage in Friedberg (Hessen) im Auftrag des Betreibers der Anlage. Im Rahmen dieser Gesamtbetrachtung sollen Optimierungs- und Sanierungsmaßnahmen entwickelt werden, die den Betrieb der Bestandsanlage verbessern, sichern und effizienter machen. Zu diesem Zweck wurde zunächst eine Begehung der Anlage mit den Betreibern durchgeführt um einen Überblick über den aktuellen Stand der Anlage zu bekommen. Anschließend wurde die Zu- und Ablaufsituation der Kläranlage anhand der vorhandenen Betriebstagebücher untersucht und eingeordnet.
Nach dieser Grundlagenermittlung wurden die einzelnen Reinigungsstufen und Anlagenteile detailliert betrachtet, verschiedene Sanierungs- und Optimierungsmaßnahmen entwickelt und gegenübergestellt. Es zeigt sich, dass es trotz guter Ablaufwerte und der Einhaltung aller Grenzwerte in allen Reinigungsstufen Möglichkeiten zur Optimierung gibt, sowohl bei den technischen Anlageteilen, als auch im Bereich der Verfahrenstechnik. Die Ergebnisse sind nicht nur für die Betreiber der Anlage in Friedberg interessant, sondern können auch von anderen Betreibern als Anreiz gesehen werden, ihre Kläranlage weiter zu verbessern.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Funktionsweise einer Kläranlage
2.1 Mechanische Reinigungsstufe
2.2 Biologische Reinigungsstufe
2.3 Schlammstufe
2.4 Weitergehende Abwasserreinigung
2.5 Weitergehende Schlammbehandlung / Phosphorrückgewinnung
3 Analyse der Bestandsanlage
3.1 Beschreibung und Analyse der Bestandsanlage
3.1.1 Mechanische Reinigungsstufe
3.1.2 Biologische Reinigungsstufe
3.1.3 Schlammstufe
3.1.4 Energieschiene
3.2 Aktuelle Situation der Kläranlage
3.3 Ablaufsituation der Kläranlage
3.4 Zusammenstellung der Dimensionierungswerte
3.4.1 Abwassermengen
3.4.2 Abwasserfrachten und Konzentrationen im Zulauf
3.4.3 Festlegung der Ausbaugröße
3.4.4 Bemessungsschmutzfrachten
4 Sanierungs- und Optimierungsmaßnahmen
4.1 Rechenanlage
4.1.1 Stabrechen
4.1.2 Stufenrechen
4.1.3 Harken-Umlaufrechen
4.1.4 Lochblechrechen
4.1.5 Spalt- und Lochblechsiebe
4.1.6 Optimierungsmaßnahmen Rechenanlage
4.2 Sandfang
4.3 Vorklär- und Anaerobbecken
4.4 Belebungsbecken
4.5 Nachklärbecken
4.6 Schlammstufe
4.6.1 Zentrifugen (Dekanter)
4.6.2 Filterpressen
4.6.3 Bandfilterpressen
4.6.4 Schlauchfilterpressen
4.6.5 Schneckenpressen
4.6.6 Optimierungsmaßnahmen Schlammstufe
4.7 Kosteneinsparungen
5 Fazit
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit verfolgt das Ziel, den aktuellen Status und die Effizienz der Kläranlage in Friedberg (Hessen) zu analysieren, um gezielte Optimierungs- und Sanierungsmaßnahmen für einen zuverlässigeren und wirtschaftlicheren Betrieb zu entwickeln. Dabei stehen die Überprüfung der verfahrenstechnischen Prozesse sowie die Identifikation von Modernisierungsbedarf im Vordergrund, um die Anlage für zukünftige Anforderungen gerüstet zu halten.
- Analyse der Ist-Situation und der bestehenden Anlagentechnik
- Bewertung der Reinigungsleistung in den mechanischen und biologischen Stufen
- Entwicklung von Konzepten zur Sanierung der Rechenanlage und des Sandfangs
- Optimierung der Schlammbehandlung und Steigerung der Energieeffizienz
- Evaluierung von Erweiterungsoptionen mittels Verfahrensumstellungen wie der Kaskadendenitrifikation
Auszug aus dem Buch
4.1.6 Optimierungsmaßnahmen Rechenanlage
Durch das Ersetzen der derzeitigen Rechenanlage durch eine der aufgeführten Varianten würden die Schmutzstoffe effizienter aus dem Abwasser entfernt werden, was zu einer höheren Betriebssicherheit der gesamten Anlage führt. Neben dem Austausch der veralteten Rechenanlage gibt es noch weitere bereits eerörterte Optimierungsmaßnahmen die nachfolgend noch einmal zusammengefasst sind.
Zusammengefasst werden folgende Optimierungen für die Rechenanlage vorgeschlagen:
(1) Erneuerung der Rechen im Zulauf, neue Rechenanlagen mit integrierter Rechengutwäsche
(2) Separate Förderanlagen zum Transport des Rechenguts in den Container für jeden Rechen
Die Umstellung hat folgende Vorteile:
Höhere Betriebs- und Ausfallsicherheit durch den Anschluss an jeweils eine Rechengutwäsche, anstatt nur einer Rechengutwaschpresse für alle Rechen wie es aktuell der Fall ist
Effizientere Abscheidung von Schmutzstoffen durch die neuen, modernen Rechen und dadurch weniger Schmutzstoffe in nachfolgenden Anlagenteilen
Höhere Betriebssicherheit
Weniger Wartungsaufwand durch die Erneuerung der Rechen
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Vorstellung der Problemstellung und der Notwendigkeit einer Gesamtbetrachtung der Kläranlage Friedberg zur Optimierung und Sanierung.
2 Funktionsweise einer Kläranlage: Grundlagen zu den Reinigungsstufen (mechanisch, biologisch, Schlammstufe) sowie zur weitergehenden Abwasser- und Schlammbehandlung.
3 Analyse der Bestandsanlage: Detaillierte Untersuchung der vorhandenen technischen Ausrüstung und Ermittlung der Dimensionierungswerte für die Ausbaugröße.
4 Sanierungs- und Optimierungsmaßnahmen: Konkrete Vorschläge zur Modernisierung von Rechenanlage, Sandfang, Vorklärung, Belebung, Nachklärung und Schlammstufe sowie potenzielle Kosteneinsparungen.
5 Fazit: Zusammenfassende Bewertung der Sanierungsbedarfe und Bestätigung des Optimierungspotenzials zur Sicherstellung eines effizienten Anlagenbetriebs.
Schlüsselwörter
Kläranlage, Abwasserreinigung, Sanierung, Optimierung, Verfahrenstechnik, Rechenanlage, Sandfang, Belebungsbecken, Schlammbehandlung, Kaskadendenitrifikation, Phosphorelimination, Energieeffizienz, Feststoffgehalt, Entwässerung, Dimensionierung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Bachelorarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit einer umfassenden Status- und Effizienzanalyse der Kläranlage in Friedberg (Hessen), um Optimierungs- und Sanierungsmaßnahmen für einen effizienteren Betrieb zu definieren.
Was sind die zentralen Themenfelder der Analyse?
Die Arbeit deckt die gesamte Kläranlage ab, insbesondere die mechanische und biologische Reinigungsstufe, die Schlammbehandlung sowie die energetische Bewertung (Energieschiene).
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Hauptziel ist die Identifikation von Schwachstellen, um die Reinigungsleistung und Betriebssicherheit zu verbessern und die Anlage zukunftssicher auf eine höhere Belastung auszurichten, ohne dabei kostenintensive Neubauten erzwingen zu müssen.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zur Anwendung?
Die Autor setzt auf eine Kombination aus Anlagenbegehung, Auswertung historischer Betriebstagebücher, hydraulischen Kontrollrechnungen und dem Vergleich mit geltenden Richtlinien (z.B. DWA-Arbeitsblätter).
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Nach der Bestandsaufnahme folgen detaillierte technische Berechnungen und Sanierungsvorschläge für die einzelnen Anlagenteile – von der Rechenanlage über den Sandfang bis hin zu den Faultürmen und der Schlammentwässerung.
Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Arbeit?
Die wichtigsten Schlagwörter sind: Abwasserreinigung, Sanierung, Optimierung, Schlammbehandlung, Kaskadendenitrifikation und Anlagen- bzw. Verfahrenstechnik.
Warum ist eine Erneuerung der Rechenanlage in Friedberg empfehlenswert?
Die vorhandenen Anlagen haben ihre maximale Nutzungsdauer überschritten, sind technologisch veraltet und bieten aufgrund einer gemeinsamen Förderanlage keine ausreichende Redundanz bei Ausfällen.
Welchen Vorteil bietet die Kaskadendenitrifikation für die Belebung?
Durch die Kaskadenanordnung lässt sich die Stickstoffelimination verbessern, da eine höhere Belebtschlammkonzentration in den ersten Kaskaden ohne zusätzliche Belastung der Nachklärung erreicht wird.
Warum ist das aktuell betriebene Eindickungsverfahren in der Schlammstufe ineffizient?
Aufgrund der unzureichenden Voreindickung gelangt zu viel Schlammvolumen in die Faulbehälter, was die Aufenthaltszeiten verkürzt und die Gasproduktion sowie die Wirtschaftlichkeit der Schlammentsorgung negativ beeinträchtigt.
- Citar trabajo
- Jonas Benz (Autor), 2018, Studie zur Optimierung und Sanierung der Kläranlage Friedberg, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/461271
