Auf der Kläranlage Rabensburg wurde der Energiebedarf halbiert.


11. Januar 2017

Abwasser

Energieoptimierung bei Kläranlagen

Die Reinigung der täglich anfallenden Abwässer verursacht den höchsten Energieverbrauch aller kommunalen Einrichtungen. Ein energieeffizienter Betrieb der Kläranlagen muss daher ein zentrales Anliegen von Gemeinden und Abwasserverbänden sein. Ein fachkundiger Blick auf die Betriebsdaten der Anlagen kann bedeutende Einsparungspotentiale aufzeigen.

Die Abwässer der Gemeinden werden größtenteils in öffentlichen Kanalnetzen gesammelt und in kommunalen Kläranlagen dem Stand der Technik entsprechend gereinigt. Der Transport und vor allem die Behandlung des Abwassers erfordert Energieeinsatz. Klarerweise darf das Streben nach Minimierung des Energieverbrauchs nicht zu Lasten der Reinigungsziele dieser Anlagen gehen. Unzureichende Abwasserreinigung würde die in diesem Bereich getätigten Investitionen in Frage stellen. Dennoch lohnt sich meist der Aufwand, einen kritischen Blick auf die Betriebsweise und den Zustand der Kläranlagen zu werfen, weil fast immer Optimierungspotentiale gefunden werden können. So kann vielfach mit relativ geringem Aufwand binnen kurzer Zeit der Energieeinsatz zur Abwasserreinigung bei gleichbleibender Reinigungsleistung reduziert und bares Geld gespart werden.

Beispiel Rabensburg

Am Beispiel der Kläranlage im niederösterreichischen Rabensburg konnte im vergangenen Jahr das Verbesserungspotential eindrucksvoll gezeigt werden. Immerhin konnte innerhalb eines Jahres der Energieeinsatz für die biologische Abwasserreinigung etwa halbiert werden. Die Anlage der Marktgemeinde hat eine Reinigungskapazität von 2.000 Einwohnern und ist als Paradefall für mögliche Optimierungsmaßnahmen zu sehen, da sie bereits eine Betriebsdauer von 25 Jahren aufzuweisen hatte. Mehrere Anlagenteile standen  bereits vor dem technischen Lebensende und wären somit ohnehin zu erneuern gewesen. Zudem waren wegen der seinerzeitigen Anlagenkonzeption ohnehin Maßnahmen zur Verbesserung der maschinellen und steuerungstechnischen Ausrüstung vorzunehmen.

Energieeinsatz erfassen

Zur Auslotung umsetzbarer Verbesserungspotentiale war zunächst der Energieeinsatz im Rahmen eines sogenannten Energiekonzepts der Anlage zu erfassen und mit Erfahrungswerten anderer Anlagen (Benchmarks) zu vergleichen. Zudem wurde – basierend auf Gesprächen mit dem Betriebspersonal – eine verfahrenstechnische Analyse zur Verbesserung des Anlagenbetriebs erarbeitet. Daraufhin wurde von einem Ziviltechniker ein Projekt mit Verbesserungsmaßnahmen erstellt, das etappenweise im Zeitraum von Mai 2014 bis August 2015 realisiert wurde.

Maßnahmen

Durch Erneuerungen bei der maschinellen Ausrüstung und der Regeltechnik der Anlage wurden die angestrebten Ziele vollständig erreicht. Die umgesetzten Maßnahmen betrafen hauptsächlich die

  • Konzeption der Rücklaufschlammförderung
  • Optimierung des Schwimmschlammabzugs
  • Leistung und Laufzeit der Rührwerke in den Belebungsbecken
  • Verbesserung der Ablaufkonstruktion im Nachklärbecken sowie
  • Maßnahmen der Steuer- und Regeltechnik.
Die Umwälzeinrichtungen in den Belebungsbecken wurden verbessert.

Die Umwälzeinrichtungen in den Belebungsbecken wurden verbessert.

Stromverbrauch wurde halbiert

Das Ergebnis kann sich sehen lassen! Bei unveränderter Anlagenbelastung konnte der jährliche Stromverbrauch von ursprünglich etwa 240.000 kWh auf zuletzt weniger als 137.000 kWh nahezu halbiert werden. Aufgrund der Verbesserungen im Bereich der maschinellen Ausrüstung wurde sogar eine Steigerung der Reinigungsleistung und der Betriebsstabilität der Kläranlage erreicht.

Der finanzielle Aufwand für die Maßnahmen belaufen sich auf etwa 195.000 Euro, wovon der Großteil den ohnehin erforderlichen Erneuerungsmaßnahmen zuzurechnen ist. Selbst wenn man die Hälfte dieser Kosten den Maßnahmen zur Energieeinsparung zurechnet, liegt die Amortisationszeit angesichts der jährlich eingesparten Betriebskosten bei weniger als zehn Jahren. Die konkret eingesparten jährlichen Kosten für Energie reichen aus, um die getätigten Investitionen ohne Eigenmittel zu finanzieren. Eine Gebührenerhöhung für die Bevölkerung ist nicht erforderlich.

Neue Steuerungseinrichtungen erleichtern energiesparende Betriebsweise.

Neue Steuerungseinrichtungen erleichtern energiesparende Betriebsweise.

Energiepolitisch sind Maßnahmen zur Einsparung von Energie der heutzutage sehr populären Errichtung von Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energie vorzuziehen. Die Kosten zur Einsparung elektrischer Arbeit von einer kWh sind zudem in der Regel geringer als jene, die zur Gewinnung der gleichen Energiemenge erforderlich wären. Ungeachtet dessen ist es erfreulich, dass immer mehr Gemeinden und Abwasserverbände bestrebt sind, zumindest einen Teil ihres Energiebedarfs durch erneuerbare Energiequellen wie Photovoltaik, Windräder oder Faulgas aus Klärschlamm abzudecken.

Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass es sich lohnt, den Betrieb kommunaler Anlagen im Hinblick auf Optimierungsmaßnahmen zu betrachten. Häufig genügen verfahrenstechnische Anpassungen ohne wesentliche technische Adaptierungen, um das angestrebte Ziel zu erreichen. Die Kosten für die erforderlichen Maßnahmen amortisieren sich meistens binnen weniger Jahre.

Text: Franz Schneider, Amt der NÖ Landesregierung, Abteilung Siedlungswasserwirtschaft 

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