Die Möglichkeiten zur Nutzungsänderung des bestehenden Abwasserfilters zur Spurenstoffelimination sind im Rahmen einer Vorplanung weiter zu untersuchen.

1.   Ergebnis/Wirkungen
(Welche Ergebnisse bzw. Wirkungen sollen erzielt werden?)

Das Vorkommen von Spurenstoffen (Arzneistoffe, Pflanzenbehandlungsmittel, Substanzen aus Haushalt und Industrie) im Wasserkreislauf ist ein zentrales Thema des Gewässerschutzes geworden. Kläranlagenabläufe wurden als bedeutender Eintragsweg von Spurenstoffen in die aquatische Umwelt identifiziert.

Die Qualität des eingeleiteten Abwassers aus dem Klärwerk Erlangen in die Regnitz soll weiter über die gesetzlichen Anforderungen hinausgehend verbessert werden.

2.   Programme / Produkte / Leistungen / Auflagen
(Was soll getan werden, um die Ergebnisse bzw. Wirkungen zu erzielen?)

Durch eine Umnutzung des bestehenden Abwasserfilters können mit relativ geringen Mitteln Spurenstoffe im Klärwerk Erlangen abgebaut werden

3.   Prozesse und Strukturen
(Wie sollen die Programme / Leistungsangebote erbracht werden?)

Mit Umsetzung der Maßnahme „Optimierung Nachklärung“ konnte der Grenzwert für den Parameter „Abfiltrierbare Stoffe“ im Ablauf der Nachklärung dauerhaft eingehalten werden. Der Abwasserfilter wurde deshalb im Dezember 2016 außer Betrieb genommen und wird nur noch für besondere Lastspitzen und Ausnahmesituationen vorgehalten. Mit Ausnahme eines nachvollziehbaren Einzelereignisses bezüglich des Überwachungsparameters Phosphor hat sich die Außerbetriebnahme des Abwasserfilters bestens bewährt.

Um die Funktion des Abwasserfilters weiterhin zu gewährleisten, werden die dortigen Automatisierungsgeräte und Stellantriebe im Jahr 2018 mit Kosten von ca. 800.000,- € brutto umgerüstet.

Als mögliche Nutzungsänderung der wertigen Bausubstanz sowie der technischen Ausrüstung des Abwasserfilters bietet sich die Verfahrensumstellung zur Elimination von Spurenstoffen an.

Mit der im Klärwerk Erlangen bereits installierten Aufbereitungsanlage für Betriebswasser, die nach einem kombinierten Verfahren aus Ozonung und Aktivkohle arbeitet, konnten im Rahmen von Messreihen (Juli, August 2017) bereits sehr positive Eliminationsraten für Spurenstoffe nachgewiesen werden.

Für die Spurenstoffelimination über granulierte Aktivkohle (GAK) mit umgenutzten Abwasserfiltrationsanlagen liegen bereits positive Ergebnisse großtechnischer Anlagen aus NRW (z. B. KA Gütersloh) vor. In Bayern wird bislang keine vergleichbare Anlage betrieben.

Die Umnutzung erfolgt über den Austausch des vorhandenen Filtermaterials gegen Aktivkohlegranulat sowie über eine Anpassung der Betriebsweise.

Für das Klärwerk Erlangen wurde eine Vorbemessung für die Umnutzung des Abwasserfilters zur Spurenstoffelimination durchgeführt.

Im Ergebnis wurde festgestellt, dass mehr als 70% der hydraulischen Lastfälle des Klärwerks Erlangen unterhalb des Trockenwetterabflusses von 520 l/s (Mittelwert) liegen.

Der genannte Trockenwetterabfluss kann unter Berücksichtigung der empfohlenen Bemessungsparameter für Filtergeschwindigkeit und Kontaktzeit mit 7 der 14 vorhandenen Filterkammern des Abwasserfilters behandelt werden.

Im Normalbetrieb werden die 7 mit Aktivkohle ausgerüsteten Filterkammern zur Spurenstoffelimination betrieben. Die Filterbetthöhe von 2,05 m würde auch für den Betrieb mit GAK beibehalten.

Die verbleibenden 7 Filterkammern werden unverändert beibehalten, sind im Normalbetrieb außer Betrieb und werden zur Steigerung der Anlagenverfügbarkeit betriebsbereit vorgehalten.

Für die Begrenzung des Abwasserabflusses in die Spurenstoffelimination auf den Bemessungsabfluss von 520 l/s wird die Umstellung des Zwischenhebewerks auf frequenzgeregelten Betrieb notwendig.

Für die beschriebene Umnutzung des bestehenden Abwasserfilters im Klärwerk Erlangen zur Spurenstoffelimination werden Kosten in Höhe von 1.100.000 EUR (netto) bzw. 1.300.000 EUR (brutto) angenommen.

Durch die Außerbetriebnahme des Abwasserfilters wurde eine Reduzierung des Gesamtstrombedarfs des Klärwerks Erlangen von rund 500.000 kWh/a bzw. eine Stromkosteneinsparung von rund 125.000 EUR/a erzielt.

Mit einer Umnutzung auf Spurenstoffelimination wird diese Energiekosteneinsparung um rund 50% reduziert.

Die Standzeit der Aktivkohle liegt bei etwa 1-1,5 Jahren. Zur erneuten Aktivierung muss die

Kohle regeneriert werden. Für die Regenerierung der Aktivkohle fallen jährlich Betriebskosten in Höhe von rund 500.000 EUR (brutto) an. Zusammen mit den Energiekostenaufwendungen

und Filterinstandhaltung ist für die Spurenstoffelimination von jährlichen Betriebskosten von

rund 600.000 EUR (brutto) auszugehen. Bei der aktuellen Jahresabwassermenge von 21 Mio.

m³/a ergeben sich somit Behandlungskosten von 3ct/m³ (brutto).

Zusätzlich wurde die verfahrenstechnisch sinnvolle Ergänzung um eine Ozonungseinheit optional geprüft.

Für die erforderlichen Ozongeneratoren sowie ein neu zu errichtendes Kontaktbecken, werden Kosten in Höhe von 2.600.000 EUR (netto) bzw. 3.100.000 EUR (brutto) angenommen.

Bei einer optional möglichen Umnutzung von 3 der 7 verbleibenden Filterkammern zu Kontaktbecken, könnte der Neubau eines Kontaktbeckens entfallen. Dies würde eine Investitionskosteneinsparung in Höhe von 800.000 EUR (netto) bzw. 950.000 EUR (brutto) für die Variante Ozonung ermöglichen. Unter Berücksichtigung der jeweiligen Betriebskosten wäre die Verfahrensauswahl im Rahmen einer Vorplanung sinnvoll.

Die hierdurch ausgelöste Reduzierung der Anlagenverfügbarkeit könnte durch die Installation einer Anlage zur Magnesium – Ammonium - Phosphat (MAP) - Gewinnung (950.000 EUR, netto – Amortisationszeit 8 Jahre) mehr als kompensiert werden. Einzelereignisse, wie das vom 17.04.2017 könnten nach der Errichtung einer Anlage zur MAP-Gewinnung sicher vermieden werden. 

Es wird vorgeschlagen, die verfahrenstechnischen Möglichkeiten zur Umnutzung des Abwasserfilters im Rahmen einer Vorplanung zu untersuchen.

In diesem Zusammenhang ermöglicht die installierte Aufbereitungsanlage für Ablaufwasser bereits einen Erkenntnisgewinn über erzielbare Eliminationsraten, die als scale up für eine mögliche Umnutzung des Abwasserfilters genutzt werden können.

Der aktuelle Stand des Klärwerksausbaus und die Möglichkeiten zur Nutzungsänderung des Abwasserfilters werden als Power-Point-Präsentation in der Sitzung des BWA am 28.11.2017 vorgestellt.

4.   Ressourcen
(Welche Ressourcen sind zur Realisierung des Leistungsangebotes erforderlich?)

Anlagen: