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28.06.2019

Das dritte Seminar an der FH – Aachen: Vom Abwassertransport bis zur Abwasserreinigung

Das dritte Seminar an der FH – Aachen: Vom Abwassertransport bis zur Abwasserreinigung (Foto: FH - Aachen)

Am 5. Juni 2019 führte die Firma WILO die 3. Veranstaltung gemeinsam mit der Hochschule Aachen und dem Erftverband auf dem Hochschulgelände im Fachbereich Bauingenieurwesen – Wasser und Abfallwirtschaft in Aachen durch. Dies war eine Folgeveranstaltung der Seminarreihe „Wasser / Abwasser“ in Nordrhein-Westfalen.

Wieder einmal traf sich an der FH – Aachen die Abwasserbranche zum Erfahrungsaustausch. Die Veranstaltung für den Bereich Abwasser besuchten ca. 35 Teilnehmer. Dekan Prof. Dr.-Ing. Haldor Eckhart Jochim hieß die Teilnehmer zu Beginn herzlich Willkommen: Nach dem großartigen Erfolg in den Jahren 2015 und 2017, war es klar, dass sich hier in Aachen eine neue Tagungsreihe für die Wasserwirtschaft – diesmal ausschließlich Abwasser - für den Raum NRW etabliert. Er bedankte sich vor allem auch bei der Organisation: Herrn Kleiker von der Hochschule und den Referenten die sich bereit erklärt haben, diese Tagung durchzuführen.

Gerade die Möglichkeit, sich unter den Ingenieurbüros, Anlagenbauern, Wasserverbänden und Studenten auszutauschen, wurde von den Teilnehmern als wichtiger Nutzen dieser Veranstaltung bewertet. Die Zusammenarbeit zwischen Hochschule, WILO, dem Erftverband und die Lage des Tagungsorts trug ein Übriges dazu bei. Die Tagung bot eine hervorragende Plattform für Erfahrungsaustausch, die Gespräche zwischen potenziell zukünftigen Arbeitgebern und – nehmern, sowie die Diskussion über referierte Themen kam gut an.

Nach der Begrüßung folgten viele Fachvorträge von 4 Referenten aus der Praxis und Professoren der Hochschule Aachen.

Den Auftakt gestaltete Herr Mario Hübner von WILO. Im ersten Beitrag ging er auf das drei Säulenkonzept im Abwassertransport ein. Es ging um die optimale Hydraulik, um den Einsatz von richtigen Feuchttüchern, aber es wurden auch intelligente Pumpstationen vorgestellt. Diese beinhalten mit Nexos Intelligenz ausgerüstete Aggregate.

Es war erkenntlich, das eine smarte Abwasserpumpstation bei uns den Anspruch an Betriebssicherheit, Energieeffizienz und Konnektivität erfüllt. Diese Bausteine sind neueste Entwicklungen bei Motor und Hydraulik, in Verbindung mit integrierter Steuerungsintelligenz: Unter der Nexos-Intelligenz verstehen wir Systeme, die ohne das Zutun des Betreibers dazu in der Lage sind, intelligent auf Veränderungen in ihrem Umfeld zu reagieren. Die Wilo-Rexa SOLID-Q Baureihe wurde mit Nennleistungen zwischen 11 kW und 22 kW, ausgeführt als Synchron –Permanentmagnetmotoren, welche immer einen FU benötigen, näher betrachtet.

Die erwähnten Fasern für biologisch abbaubare Feuchttücher werden bei Kelheim Fibres in Bayern hergestellt. Teile von nicht biologisch zersetzbaren Tüchern oder auch nur kleine Fasern, gelangen in unsere Flüsse und schließlich ins Meer, wo sie einen nicht unbeträchtlichen Teil des enormen Plastikmülls ausmachen – Schätzungen zufolge sind es zwischen 4,4 bis zu 13 Millionen Tonnen – der jedes Jahr unsere Ozeane verschmutzt. Bis zu 450 Jahre dauert es, bis sich dieser Müll aufgelöst hat und in dieser Zeit stellt
er eine Gefahr für Flora und Fauna dar – sei es durch physikalische Verletzungen wie Verheddern oder Ersticken oder durch das Durchdringen unserer Nahrungskette mit Mikroplastik: Eine Bedrohung mit bisher
noch vielfach unerforschten Konsequenzen. Im Jahr 2018 haben wir von WILO und der Zweckverband zur Abwasserbeseitigung im Raume Kelheim als Projektpartner von Fibres Kelheim den bayerischen Umweltpreis des Umweltclusters für dieses Projekt erhalten.

Nach einer Kaffeepause stieg Herr Horst Baxpehler vom Erftverband mit der Pumpwerksrichtlinie ein.
Im Rahmen der Umsetzung des Masterplans Abwasser 2025 des Erftverbands werden rund 20 Kläranlagen aufgegeben und im Regelfall durch Pumpwerke zur Abwasserförderung zum nächsten Einzugsgebiet ersetzt. Gleichzeitig sind bei bestehenden Pumpwerken Optimierungen zur Steigerung der Betriebssicherheit und Energieeffizienz erforderlich. Mit den Erkenntnissen zur Vermeidung von Fäulnisbildung in Abwasserdruckleitungen wurde 2014 eine umfassende Richtlinie für die Planung, den Bau und den Betrieb von Abwasserpumpwerken erarbeitet.

Bei der Erstellung der Richtlinie wurden alle Aspekte von Planung, Bau und Betrieb von Abwasserpumpwerken mit Festlegungen, Hinweisen und Prüfpunkten definiert. Die Richtlinie ist nun Standardwerk für alle Planungen, Ausschreibungen und den Betrieb von Abwasserpumpwerken beim Erftverband. Sie dient darüber hinaus der Prüfung von bestehenden Anlagen und gibt Hinweise zur Fehlersuche und Optimierung. Das Standardwerk wurde mit Beispielen und Erläuterungen vorgestellt.

Mario Hübner zeigte anschließend auf, was es in der Bauwerksgestaltung zu berücksichtigen gilt. Es wurden folgende Themen angegangen: Gibt es die perfekte Pumpstation? Zulaufverhältnisse und Anströmung der Pumpe, Besonderheiten im Parallelbetrieb, Trocken – vs. Nassaufstellung, wie Lagerstuhl – vs. überflutbare Pumpen in Trockenaufstellung. Mit vielen Praxisbeispielen wurden die Ausführungen untermauert. Es wurden verschiedene Regelwerke angesprochen und aufgezeigt wie wichtig es ist, Pumpen in ihren Bestpunkten laufen zu lassen. Es wurde auch aufgezeigt wie schnell Aggregate den ausgelegten Schnittpunkt Q/H – Linie – Anlagenkennlinie verlassen können.

Nach der Mittagspause referierte Prof. Heinrich Schäfer vom Erftverband und stellte diesen auch vor.
Einer seiner Schwerpunkte war die Umsetzung des Energiemanagements ISO 50001 im Verband.
Der Erftverband ist einer der sondergesetzlichen Wasserverbände in NRW. Er ist für das Grundwassermonitoring zuständig, unterhält die Gewässer im Verbandsgebiet und ist für die Abwasserreinigung und Niederschlagswasserbehandlung verantwortlich. Hierzu betreibt er im Bereich der Abwassertechnik derzeit 33 Kläranlagen, 135 Pumpwerke und mehr als 400 Regenbecken. Darüber hinaus unterhält er 3 Kanalnetze mit einer Gesamtlänge von ca. 500 km. Die Vielzahl an maschinentechnischen Einrichtungen führen zu einem hohen Bedarf an Energie.

Bereits in der Mitte der 1990er Jahre hat der Erftverband Maßnahmen zur Reduzierung des Energiebedarfs durchgeführt. Durch Optimierung der Verfahrenstechnik, Einsatz neuer, effizienter Aggregate konnte der jährliche Stromverbrauch von 2005 - 2013 auf den Kläranlagen um ca. 25 % gesenkt werden. Durch den Einsatz regenerativer Energien wie z. B. der zusätzlichen Installation von Blockheizkraftwerken, der Installation von Photovoltaik, sowie dem Bau einer Sümpfungswasserheizung konnte auch der Energiebezug deutlich reduziert werden.

Eine weitere Zäsur bei der Reduzierung des Energieverbrauchs sowie des Energiebezugs konnte mit dem sogenannten „Masterplan Abwasser 2025“ des Erftverbandes im Jahre 2013 eingeleitet werden. In einem ca. 12-jährigen Programm werden kleine, ineffiziente Kläranlagen stillgelegt, wodurch auch der Gesamtenergieverbrauch reduziert wird. Des Weiteren werden vorangegangene Anstrengungen zur Energiebezugsreduzierung fortgesetzt und intensiviert.

Im Jahre 2017 hat der Erftverband ein Energiemanagementsystem nach ISO 50001 eingeführt. Hierdurch wurde die Thematik „Energie“ noch weiter fokussiert, ein strukturierteres Vorgehen verfolgt, sowie die Selbstdisziplin durch interne und externe Kontrollen verstärkt. Nach erfolgreicher Zertifizierung wird das Energiemanagementsystem seitdem „gelebt“ und immer weiterverfolgt. Für den Erftverband ist dies ein weiterer wichtiger Schritt zur Reduzierung des Energiebezuges und damit auch zum Klimaschutz.

Im anschließenden Vortrag ging Herr Hübner auf die Energieeffizienz in Belebungsbecken mit moderner Rührwerkstechnik ein. Es wurden IE3 und IE 4 Motoren vorgestellt und die Tauchrührwerksreihe genau erklärt. Sein Schwerpunkt lag im Baukastensystem der Rührwerke, gleichzeitig wurde gezeigt wann FU´s zum Einsatz gebracht werden sollten und dass diese außerhalb des Rührwerks installiert werden sollten. Dadurch können mit einem FU mehrere Rührwerke betrieben werden. Sicherlich hat man dann eine eingeschränkte Vergleichsbarkeit. Aufgrund der stufenlosen Drehzahlregelung ist keine definierte Angabe einer Schub- / Leistungsziffer gemäß ISO 21630 mehr möglich. Durch die Drehzahlregelung des Rührwerkes sind viele Betriebspunkte einstellbar. In Abhängigkeit der verfahrensbedingten Reinigungsleistung (Schwachlast-/Havariebetrieb oder mittlere Strömungsgeschwindigkeit). In einem Bespiel beim Kunden zeigte er die unterschiedlichsten Betriebspunkte und deren kW – Aufnahmen im Betriebspunkt. Es war erkennbar, dass es in manchen Fällen Sinn macht. Wichtig ist es, dann die Rührwerke mit der Belüftung gut abzustimmen. Hier zeigte er einen Film, wie dies im Schulungszentrum in einem Prüfbecken simuliert wird.

Prof. Dr. Ing. Markus Grömping von der FH - Aachen setzte mit dem letzten Vortrag seinen Schwerpunkt: Die Umwälzung in Faultürmen. Er stellte die verschiedensten Formen von Faultürmen vor. Hier erwies sich bei größeren Faultürmen die Ei-Form als äußerst günstig, da man hier mit einem einzigen Schaufler zurechtkommt. In der typischen Ei – Form zeigte er mit Unterstützung von CFD auf, dass eine gleichmäßige Umwälzung möglich ist und die Ablagerung von Schlamm vermieden werden kann. In seinem Vortrag ging er auch darauf ein, dass dies aber immer abhängig von den eingegebenen Daten gerechnet wird und diese dann auch stimmen müssen. Ei – Formen sind zudem unempfindlicher gegen Rissbildung. Zur Umwälzung gibt es grundsätzlich verschiedene Möglichkeiten dies durchzuführen. Er stellte zur Umwälzung des Faulbehälters das Rührwerk, den Schraubenschaufler und die klassische Umwälzung mit Umwälzpumpen und außenliegender Leitungsführung vor. In Berechnungen die durchgeführt wurden stellte sich heraus, dass Rührwerke die effizienteste Ausführung sind. Es kam aber auch heraus, dass bei einem Planungsauftrag die notwendige Peripherie, Wartung etc, betrieblich (Kosten, Nutzen, Risiken) als auch wirtschaftlich
(Investitionskosten, Betriebskosten) umfassend zu bewerten sind. Unter Randbedingungen sind eben Behälterform, Behältermaterial, Öffnungen, bisherige Betriebserfahrungen, TS – Gehalt etc. zu berücksichtigen. Die anschließende Diskussion zeigte, dass dies ein sehr interessanter Vortrag war.

Herr Hübner beendete die Veranstaltung und wies bereits auf eine weitere interessante Tagung hin. Das nächste Fachsymposium dieser Art für Trinkwasser und Abwasser findet am 23. und 24. Oktober 2019 auf dem Pilatus am Vierwaldstätter See in der Schweiz statt.

In spektakulärer Umgebung des einmaligen Berghotels Pilatus-Kulm auf 2132 m Höhe werden den Teilnehmern vom 23. - 24. Oktober 2019 die neuesten Erkenntnisse aus dem Gebiet der Wasserwirtschaft nähergebracht.
Ausgewiesene Experten referieren über ihre Erfahrungen und Forschungsergebnisse und stehen den Teilnehmern für alle Fragen aus ihrem Fachbereich zur Verfügung.
Danach warf er den Ball zurück an den Hausherren und Herr Kleiker verabschiedete die Teilnehmer. Sie bekamen alle ein Zertifikat ausgehändigt. Dieses Tagesseminar war von der Ingenieurkammer-Bau Nordrhein-Westfalen als Fortbildungsveranstaltung unter der Registernummer 48632 mit 5 Zeiteinheiten zu je 45 min anerkannt.

Das Fazit von Herrn Kleiker: Es kann von einem großen Erfolg der Veranstaltung gesprochen werden. Auch die angepeilte Zielgruppe, wurde erreicht. Da die Bedeutung dieser Veranstaltung für die Branche und die Hochschule als positiv bewertet wurde, verkündete er, dass die 4. Veranstaltung dieser Art in 2021 wieder durchgeführt wird. Dadurch kann der einmal festgelegte zwei – Jahresrhythmus eingehalten werden.

Bild: Das dritte Seminar an der FH – Aachen: Vom Abwassertransport bis zur Abwasserreinigung (Foto: FH - Aachen)

Quelle: Wilo

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