ROSENTAL

Betriebsoptimierung Kläranlage Leipzig-Rosental

Projektförderung:
KWL - Kommunale Wasserwerke Leipzig

Projektlaufzeit: 10/2005 bis 12/2006

Projektpartner:
WiW - Wupperverbandsgesellschaft für Integrierte Wasserwirtschaft Wuppertal

Projektleitung:
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jörg Londong

BUW- Projektbearbeiter: Dr. Ing. Jana von Horn

 

Problemstellung

Der Umbau des Klärwerkes Leipzig-Rosental wird seit dem Jahr 2002 von der Professur Siedlungswirtschaft der Bauhaus-Universität Weimar (Professor Londong) begleitet. Die neuen Belebungsbecken A, B und C, die jeweils als Kaskade gebaut wurden befinden sich in Betrieb. Die Becken D und E werden im Jahr 2006 bis 2007 durch eine weitere Kaskade D ersetzt.

Zielsetzung

Um zukünftig die Stickstoffwerte im Ablauf der Kläranlage sicher einzuhalten, wird eine Optimierung des Betriebes von der Bauhaus-Universität Weimar, Professur Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt.

Vorgehensweise

1. Bestandserfassung des derzeitigen Betriebes

Die Bestandserfassung des derzeitigen Betriebes ist die Grundvoraussetzung für eine Optimierung des Anlagenbetriebes. Bei dieser Bestandserfassung wird eine detaillierte SOLL/IST-Überprüfung der Prozessleittechnik und den jeweils vom Betriebspersonal vorgenommenen manuellen Eingriffen in die Steuerung dokumentiert und ausgewertet.

2. Überarbeitung des SIMBA-Modells des Klärwerkes Leipzig-Rosental

Das zuletzt zur Belüftungsauslegung des Belebungsbeckens C genutzte SIMBA-Modell des Klärwerkes Leipzig-Rosental wird von der Bauhaus-Universität Weimar überprüft und in Zusammenarbeit mit Externen aktualisiert und optimiert, damit es zur Simulation des IST-Betriebes, sowie des zukünftigen Betriebes mit Faulung und Neubau Belebungsbecken D einsatzbereit ist.

3. Optimierung des IST-Betriebes

Ergebnisse

Im ersten Teil der Betriebsoptimierung wurden die Stufen der Kläranlage beschrieben. Die für die Erstellung eines SIMBA-Modells relevanten Steuerungs- und Regelungsprozesse wurden im Hinblick auf die Umsetzung im Modell erläutert. Das Modell wurde zunächst auf die bereits fertig gestellten Becken A, B und C beschränkt. Die Betriebsarten der Belebungsbecken und der dazugehörigen Schlammkreisläufe und Sauerstoffregelungen wurden erläutert und die Umsetzung im Modell dargestellt. Die Auswertung eines Betriebszeitraumes (Oktober/November 2005) erfolgte mit dem Hintergrund der Stickstoffablaufkonzentration. Hierzu wurde besonders der Sauerstoffgehalt in den Belebungsbecken untersucht. Anschließend an die Analyse des IST-Zustandes folgten Optimierungsvorschläge für den Betrieb. Dabei stand die Anpassung des Schlammalters an die Abwassertemperatur im Vordergrund. Ein für das Klärwerk Rosental entwickeltes Excel-Tabellenblatt wurde zur Verfügung gestellt, um dem Betrieb die bedarfsgerechte TS-Einstellung zu erleichtern. Es wurde weiterhin ein Vorschlag zur Veränderung der Rücklaufschlammführung gemacht. Die Optimierung mit dem SIMBA-Modell für Regenereignisse zeigte, dass die Ammoniumspitzen hauptsächlich durch Sauerstoffdefizite entstehen. Eine Veränderung der Zulaufaufteilung (Erhöhung der Belastung der ersten beiden Kaskaden) ergibt eine weitere Verbesserung der Ammoniumablaufkonzentration. Die Nitratkonzentration steigt dabei kaum an. Die Simulation des im Neubau befindlichen Beckens D zeigte gute Ergebnisse, die den Ablaufwerten der Becken A und B entsprechen. Die Simulation der zeitgesteuerten Zugabe von Schlammwasser führte zu einer Reduktion Stickstoffablaufkonzentratiom. Die Ammoniumbelastung der Biologie sollte unter Berücksichtigung eines guten des CSB/N-Verhältnisses möglichst konstant sein. Der Nitrifikantenanteil im Schlamm (XBA) kann durch Simulationsläufe optimiert werden.

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