Energieoptimierung auf Kläranlagen – Sichtbarmachen, Analyse und Umsetzung von Energieeinsparpotenzialen auf Kläranlagen

Zusammenfassung

Die Verringerung des Einsatzes von Primärenergie auf Kläranlagen kann einerseits durch Senkung des Strom- und Wärmebedarfs und andererseits durch Steigerung der Eigenproduktion von elektrischer und thermischer Energie erfolgen.

Die Einschätzung des Einsparpotenzials kann durch den Vergleich aktueller Energiekennzahlen mit anlagenspezifischen Zielwerten erfolgen. Mit dem für diesen Zweck von H₂Office entwickelten Softwaretool „Energie-Check Kläranlage“ wurden seit 2010 in Österreich und Deutschland 34 E-Checks durchgeführt und dabei bei Anlagen bis 50.000 EW ein mittleres Einsparpotenzial von 36 % und bei größeren Anlagen von 28 % identifiziert. Zumindest die Hälfte des Einsparpotenzials lässt sich mit kurzen Amortisationszeiten realisieren. Die Zielwerte schwanken stark in Abhängigkeit von den anlagenspezifischen Randbedingungen zwischen 15 und 38 kWh/EW/a.

Um die Ursachen des Energiemehrverbrauchs erkennen und konkrete Maßnahmen entwickeln zu können, ist eine umfangreiche Auseinandersetzung mit dem Gesamtsystem Kläranlage im Rahmen einer Energieanalyse erforderlich. Die Vorgangsweise bei der Ermittlung der abwasser-, maschinen- und energietechnischen Grundlagen wird erläutert. Anhand von Beispielen werden Ansatzpunkte für die Optimierung von Pumpwerken, Rührwerken, Sandfangbelüftung und Sauerstoffversorgung aufgezeigt.

Abstract

Reducing the amount of primary energy needed in wastewater treatment plants can be achieved by lowering their electrical and thermal consumption on the one hand, and by boosting their own production of electrical and thermal energy on the other.

The potential savings can be determined by comparing the current energy parameters with plant-specific target figures. With the help of the software tool “Energy Check WWTP”, designed specifically for this purpose by H₂Office, 34 E-checks have been carried out in Austria and Germany since 2010. The result: mean potential savings of 36 % were identified in plants serving up to 50,000 PT and of 28 % for larger plants, and in both cases at least half of the potential savings could be achieved with short amortization times. The target figures vary greatly (between 15 and 38 kWh/PT/a) depending on plant-specific specifications.

In order to determine the cause of the surplus consumption and develop effective countermeasures on the basis of an energy analysis, taking a comprehensive approach to wastewater treatment plants as complete systems is called for. In this work, the procedures used to determine fundamental wastewater-related, mechanical and energy management-related parameters are described. Further, concrete examples are used to illustrate approaches to optimizing pumps and agitators, aerated grit chambers and oxygen supply systems.