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(Microsoft PowerPoint - 2012-01-04 Wie aus Abwasser - IGB

EinbettenHerunterladen
Wie aus
Abwasser
Wertstoffe
werden
Fünf Schritte des Wolfsburger Modells der
Wasser- und Energie- Kreisläufe
Schritt 1: Sammeln und transportieren des Abwassers
Schritt 2: Abwasser reinigen
Schritt 3: Verwerten des gereinigten Abwassers
Schritt 4: Energie Produktion
Schritt 5: Gewinnung neuer Rohstoffe
Schritt 1: Sammeln und transportieren
Das Arbeitsgebiet der WEB
WEB:
•
seit 01.01.2007
•
Kommunale Anstalt des
öffentlichen Rechts
•
rd. 120 Mitarbeiter
Aufgaben:
•
die Abwasserableitung,
Abwasserreinigung und
Abwasserverwertung
•
Die Grundstücksentwässerung, Gewässerunterhaltung und der
Hochwasserschutz
Sammeln und transportieren
Unternehmenskennzahlen - Technik:
- ca. 1.000 km Kanalnetz
- ca. 9 Mio. m3 behandeltes Abwasser pro Jahr
- 63 Pumpwerke
- ca. 1.500 ha Verregnungsfläche
- 63 Regenrückhaltebecken, 5 Talsperren
- ca. 120 km Gewässer
Sammeln und transportieren
Jahresabwassermengen im Vergleich zum mittleren Wasserverbrauch
12.000.000
gereinigtes Jahresabwassermenge
m³
mittlerer Wasserverbrauch/a
10.000.000
8.000.000
6.000.000
4.000.000
2.000.000
0
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
Jahr
Länge öffentliches Kanalnetz:
Länge privates Kanalnetz:
Anzahl privater Grundstücke:
rund 1.000 km
rund 3.300 km
ca. 22.000
Schritt 2: Abwasser reinigen
Hauptklärwerk Wolfsburg-Stahlberg: Ausbaugröße 170.000 EW
Abwasseranfall ca. 9 Mio. m3/a entspr. ca. 25.000m3/d
ca. 800t Rechengut, ca. 360.000 m3/a Rohschlamm zur Entwässerung
Abwasser reinigen
Biologische Abwasserreinigung:
6 Belebungsbecken mit einem Innenbecken
Volumen von jeweils 1.600m³ zur Denitrifikation
und einem Außenbecken mit einem Volumen von
3.400m³ zur Nitrifikation. Das Klarwasser wird zur
Verwertung in Speicherteichen vorgehalten. Der
Klärschlamm (360.000 m3/a) wird im Bereich der
Nachklärbecken abgezogen.
Abwasser reinigen
Klärschlammentwässerung: Der Rohschlamm wird mit 2 Hochleistungszentrifugen von ca. 2,0% TS auf ca. 23% TS entwässert. Beschleunigung der
Zentrifugen 3000g bei 2800 U/min (Jetpilot 7-8g).
Schritt 3: gereinigtes Abwasser verwerten
Abwasserverwertung im Gebiet des Abwasserverbandes Wolfsburg durch die WEB:
98 Beregnungsmaschinen verteilen 5 Mio.m3 gereinigtes, in der Vegetationsperiode mit
Nährstoffen angereichertes Wasser auf 1450 ha Ackerfläche. Maximale Aufgabe:
350mm/a Wasser und 80kg/ha Stickstoff.
Abwasser verwerten
Historisches Foto (ca. 1953) einer Beregnungsmaschine im Winterbetrieb, heute
Ausschließlich Verregnung während der Vegetationsperiode
Abwasser verwerten
Verregnungsgebiete Brackstedt und Jembke
Verregnungsbetrieb:
Feldberegnung
- Sandböden < 30
Bodenpunkten
- Einsparung von Grundwasser und Mineraldünger
1500 ha Ackerfläche
Jembke
nährstoffhaltiges Abwasser
während der Vegetation
rd. 390 mm in 10 Monaten
≈ 6,0 Mio. m³
Pflicht der Landwirtschaft
zur Abwasserabnahme
Durchführung mit Personal,
Maschinen und
Fahrzeugen der WEB
Brackstedt
Abwasser verwerten
Wasserbilanz Verregnung 2006
200
200
180
180
April - September
N - V = - 328 mm
N + A - V = - 70
mm
140
160
140
120
120
100
100
80
80
60
60
40
40
20
20
0
0
Apr
Abwasser (mm)
Mai
Jun
Niederschlag (mm)
Jul
Aug
Grundwasser (mm)
Sep
Verdunstung (mm)
mm
160
Abwasser verwerten
Wasserbilanz in der Verregnung 2011
160
Wasserbilanz
Apr - Aug: + 18 mm
140
120
120
100
100
80
80
60
60
40
40
20
20
0
0
Apr
Abwasser
Mai
Jun
Niederschlag
Jul
Grundwasser
Aug
Sep
Verdunstung
[mm]
[mm]
140
160
Abwasser verwerten
Nährstoffgehalt im Beregnungswasser
kg/ Beregnungsgabe
14
12
10
8
6
4
2
0
Nges
NH4-N
P2O5
Nährstoffe
K2O
Abwasser verwerten
N-min Vergleich Herbst
80
70
60
50
WSG Eischott
AV Ø
WSG Westerbeck
40
30
20
10
0
WR
WG
WW
2009
ZR
WR
WW
ZR
2008
EM
Abwasser verwerten
Monitoringprogramm in der Feldberegnung
4 Monitoringserien
(März, Mai, September, Oktober 2002)
14-16 Proben pro Untersuchungszeitraum
Beprobt wurde Rohabwasser, gereinigtes Abwasser mit 24-hMischproben, 6 Brunnen, 4 Lysimeter (jeden mit 0.4, 0.8, 1.2 m)
56 Komponenten wurden in 6 analytischen Gruppen pro Probe
analysiert (ca. 3.300 Werte)
Dipl.-Ing. Bernhard Teiser
16
Abwasser verwerten
Ergebnisse: 56 Stoffe wurden untersucht
50 PPCP nicht nachweisbar
Östrogene,
Betablocker,
Makrolid-Antibiotika
Duftstoffe
Antiphlogistika
Bronchospasmolytika
Lipidsenker
6 PPCP in Brunnen nachweisbar
Antiepileptika:
Carbamazepin
Sulfonamide Antibiotika:
Sulfamethoxazol
Kontrast Mittel
Diatrizoat, Iothalamic acid,
Iohexol, Iopamidol
Die Abbauprodukte (Mineralisation) sind noch unbekannt,
Sorption kann relevant sein für Duftstoffe und Östrogene!
Dipl.-Ing. Bernhard Teiser
17
Abwasser verwerten
Versickerung von weitergehend gereinigtem Abwasser zur Grundwasseranreicherung
im Forstgebiet Lohbusch, LK Gifhorn. Auf einem 300 ha großen Areal werden bis zu 2
Mio. m3/a auf hierfür angelegten Verrieselungsflächen verwertet. Die Grundwasserneubildungsrate wird mit ca. +200 mm/a positiv beeinflusst.
Abwasser verwerten
Energieverbrauch Nutzung des gereinigten Abwassers 2.380.772 KWh/2009 entspr.
0,324 KWh/m³
Abwasser verwerten
Gegenüberstellung von Grundwasseranreicherung zu -entnahme
im Bereich des Lohbusch
1.400.000
GW -Anr eich erung m³
1.200.000
En tnah me m³
1.000.000
m³
800.000
600.000
400.000
200.000
0
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
Abwasser verwerten
Grundwasserüberwachung durch den NLWKN: NO3-N
56a
(Acker)
25
W2
(Wald)
20
W13
(Wald)
15
10
5
Jahr
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
2000
1999
1998
1997
1996
1995
1994
1993
1992
1991
1990
1989
1988
1987
0
1986
mg/l
30
Schritt 4: Energie Produktion Maissilage
Maissilage: Der gehäckselte Mais wird in gefassten Mieten mit einem Volumen von
55.000 m3 (entspr.42.000 t) verdichtet eingelagert. Durch Milchsäuregärung entsteht
das ideale Rohsubstrat zur Biogaserzeugung in den Fermentern.
Energie Produktion Biogasanlage
Biogaserzeugung: rd. 40.000t/a Maissilage ergeben 8.5 Mio m³ Rohgas
entspr. 4.4 Mio m³ Methan.
Der Gärrest (60.000 m3/a) wird als landwirtschaftlicher Dünger verwertet.
Energie Produktion BHKW
Gasverwertung: Zwei Jenbacher-Biogaskolbenmotoren mit jeweils 1MW elt.
Leistung erzeugen rd. 17 Mio. kwh/a Strom aus CO2 neutraler Herkunft
Schritt 5: neuer Rohstoff Gärrest
Nährstoffgehalt im Gärrest
5,00
4,50
4,00
kg/t OS
3,50
3,00
2,50
Gärrest, flüssig
Gärrest, fest
2,00
1,50
1,00
0,50
0,00
Ges.-N
NH4-N
P2O5
Nährstoffe
K2O
neuer Rohstoff Klärschlammgranulat
Wärmenutzungskonzept Klärschlammtrocknung: Im Bandtrockner wird der
entwässerte Schlamm von 23%TS auf >90% TS thermisch konditioniert. 30.000t
vorentwässerter Rohschlamm werden zu ca. 3.500t Trockengranulat Brennstoff.
Energieverbrauch der Abwasserbehandlung:
Abwassertransport:
2.801.525 KWh/a
Abwasserreinigung:
7.738.692 KWh/a
Abwassernutzung:
2.380.772 KWh/a
Energieproduktion aus Abwassernutzung:
Energieproduktion aus Biogas
16.647.040 KWh/a
Nutzbare Wärme
12.000.000 KWh/a
Energieproduktion aus Klärschlammgranulat
16.732.000 KWh/a
Wärmeproduktion aus Klärschlammgranulat
12.000.000 KWh/a
Netto-Energieüberschuss: 44.619.169 KWh/a
Wärme
aus
Wärme
ausAbwasser
Abwasser
Wärmerückgewinnung
Kanal
Beispiel: Betriebshof Oebisfelder Straße
⇒ Abwasser (9°Cmin) wird über Wärmetauscher 0,2°C entzogen,
⇒ ergibt eine Heizleistung von 79 kWtherm
⇒ zusätzliche Einspeisung elektrischer Energie für die Wärmepumpe ergibt 26kWel.
⇒ Geforderte Heizleistung von 105 kW für den Betriebshof gedeckt
• Einsparung von konv. Energie um ca. 40%
• CO2 – Reduzierung um 45%
• Amortisation nach 15 Jahren bei einer Inv.summe von 120.000€
WEB Aufgabe Gewässerunterhaltung:
Die WEB unterhält die Gewässer der Stadt Wolfsburg in Zusammenarbeit mit den für die
übergeordneten Gewässer zuständigen Verbänden. Gewässerrevitalisierung ist heute
die Kernaufgabe.
EU Preis für die Gewässerentwicklungsarbeiten an der Mühlenriede für die Integration
der von der Maßnahme betroffenen Anwohner
Weltausstellung Expo Zaragossa 2008 „Wasser und Nachhaltigkeit“
Aktuelle Entwicklungen:
Optimierte Klärschlammbeseitigung
Desinfektion des wiederverwerteten Abwassers ?
Elimination bzw. Minimierung von Spurenstoffen
Gasaufbereitung und Einspeisung
Abwasser verwerten
Unser Ziel: Nachhaltige Kreislaufwirtschaft
Wolfsburger Entwässerungsbetriebe WEB
Zuverlässig Kompetent Fair
Zukunftsorientiert
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Gesundheitswesen
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