Bestandserhebung und -bewertung, Bedarfsprognose sowie technische, ökologische und ökonomische Variantenbetrachtung. Anhand mindestens eines konkreten Beispiels einer Gemeinde oder eines Abwasserzweckverbands soll eine entsprechende Betrachtung durchgeführt und ausgewertet sowie allgemeingültige Empfehlungen abgeleitet werden.
Der Abwasserzweckverband Mittleres Pfrimmtal (AMP) betreibt am Standort Monsheim eine Kläranlage, die für die Abwasserreinigung aus den Verbandsgemeinden Göllheim, Kirchheimbolanden und Monsheim mit rund 47.000 EW ausgebaut ist. Eine im Jahr 2007 von tectraa bearbeitete Studie zeigt, dass die Kläranlage Monsheim mit bis zu 100.000 EW als Belastung insbesondere während der Weinbaukampagne stark überlastet ist. Die Anlage kann die gesetzlich geforderten Überwachungswerte derzeit nur durch einen intelligenten und vorausschauenden Betrieb sowie die Tatsache, dass im Belebungsbecken mit sehr hohen Trockensubstanzgehalten gearbeitet werden kann, einhalten. Ein Anschluss weiterer Gewerbegebiete und Baugebiete sowie der diskutierte Anschluss der Ortsgemeinden Bermersheim, Gundheim, Dalsheim, Niederflörsheim und Mörstadt, die aktuell zur Kläranlage Worms entwässern, würden die Anlagenbelastung weiter verschärfen. Für ein zukünftig umzusetzendes Behandlungskonzept kommen aus heutiger Sicht grundsätzlich die folgenden drei Alternativen in Frage: Paragraph Beibehaltung der Ableitung der Abwässer zur KA Worms Paragraph Bau einer eigenen, semizentralen Kläranlage für die Abwässer der genannten Ortsgemeinden Paragraph Hydraulische und kapazitive Erweiterung/Optimierung der KA Monsheim für die Mitbehandlung der Abwässer aus den Ortsgemeinden In einer Variantenuntersuchung sollen daher Ansätze für die Verbesserung der abwassertechnischen Gesamtsituation dargestellt und auf ihre technische und wirtschaftliche Umsetzbarkeit überprüft werden.
Das Verbundvorhaben TWIST++ zielt darauf ab, in einem transdisziplinären Forschungsverbund ganzheitliche, innovative, modellhafte und zukunftsweisende technische Lösungen sowie zur Erleichterung ihrer Umsetzung ein für Entscheider zugängliches Simulationsspiel zu erarbeiten, um auf intelligente Weise Entsorgungsaufgaben für Abwasser mit den Versorgungsaufgaben für Trinkwasser zu vereinen und die Flexibilität des Gesamtsystems zur Anpassung an künftige Veränderungen zu erhöhen. Der Abwasserzweckverbande Nordkreis Weimar (ANW) wird in vielen Teilarbeitspaketen mitwirken, wobei der Schwerpunkt im Bereich des ländlichen Raums in den NBL, insbesondere in seinem eigene Verbandsgebiet liegen wird. Hier wird er für die Erfassung des Ist-Zustandes und die Ableitung von Planungsgrundlagen verantwortlich sein. Wichtige Kompetenzen werden bei der Anwendung der Planungswerkzeuge und bei der Umsetzung der Konzepte im Modellgebiet gefragt sein.
Aufgrund zukünftig zu erwartender Auflagen zur Entfernung von Spurenstoffen wie Arzneimitteln, endokrin wirksamen Stoffen, etc. verfolgen die Untersuchungen des Forschungsprojektes an der kommunalen Kläranlage (KKA) des Abwasserverbandes Langen-Egelsbach-Erzhausen (AVLEE) das Ziel Daten zur Leistung, Kosten und Praxistauglichkeit von Verfahren bzw. Verfahrenskombinationen zur Entfernung standortrelevanter Spurenstoffe zu sammeln, die technische und ökonomisch beste Variante zur Entfernung der am Standort erprobten Verfahren zu ermitteln, technische sowie ökonomische Vor- und Nachteile zu benennen und so eine solide Entscheidungsgrundlage für möglicherweise anstehende zukünftige Erweiterungsmaßnahmen, exemplarisch vor dem Hintergrund der erforderlichen Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie im hessischen Ried, zu schaffen. Der Schwerpunkt der geplanten Untersuchungen liegt auf dem systematischen Vergleich unterschiedlicher, miteinander kombinierter Verfahren basierend auf der Adsorption mit Aktivkohle (AK) und der Membrantechnologie.
Im Rahmen des Gemeinschaftsprojekts wird erstmalig ein Verfahren zur Entsorgung von Klärschlamm aus 10 Kläranlagen umgesetzt, das durch die Kombination von Biomassefeuerung und ORC-Anlage mit Auskopplung von Niedertemperaturwärme den Klärschlamm durch Trocknung zu Ersatzbrennstoff verarbeitet. In der Region um Albstadt haben sich die Städte Albstadt, Burladingen, Gammertingen, Meßstetten, Gemeinden Nusplingen, Schwenningen, Stetten a.k.M und die Abwasserzweckverbände Oberes Eyachtal, Schmeietal, Scher-Lauchert sowie die Kläranlage Kohltal GbR als Gesellschafter der Klärschlammverwertung Albstadt GmbH zusammen geschlossen, um gemeinsam nach sinnvollen Alternativen zur heutigen Klärschlammversorgung zu suchen. Das Vorhaben soll einen alternativen Lösungsansatz zur Klärschlammentsorgung aufzeigen. Kernpunkt ist die Trocknung des Klärschlamms direkt an der Kläranlage mit Niedertemperaturabwärme aus einem holzgefeuerten Biomasse-Heizkraftwerk. Der getrocknete Klärschlamm lässt sich einfach transportieren und ist in der Zementindustrie ein willkommenes und CO -neutrales Brennstoffsubstitut mit hohem Heizwert. Die im Klärschlamm enthaltenen Schadstoffe werden so sicher gebunden. Der so gewonnene Brennstoff mit einer Trockensubstanz von über 90 Prozent und einem Heizwert von 11.000 Kilojoule pro Kilogramm eignet sich für den Einsatz in Kraftwerken oder in der Zementindustrie. Die kombinierte Strom- und Wärmeerzeugung (KWK) erfolgt ausschließlich mit naturbelassenem Holz aus dem Forst und der Landschaftspflege. Der so erzeugte Strom wird in das öffentliche Netz eingespeist. Damit wird ein neuer, umwelt- und klimaschonender Entsorgungspfad für Klärschlamm eingeführt. Durch die Kombination moderner Verfahren können erhebliche Potenziale zur Energieeffizienz erschlossen und zugleich der klimaschädliche CO2-Ausstoß um über 6.000 Tonnen pro Jahr verringert werden. Das Vorhaben wird im Rahmen der BMU-Klimaschutzinitiative finanziert. Aufgrund der erwarteten hohen Wirtschaftlichkeit besteht ein großes Potenzial zur Nachahmung - gerade für kleinere und mittlere Kommunen. In Deutschland werden gegenwärtig rund 60 Prozent des Klärschlamms in der Landwirtschaft und im Landschaftsbau verwertet. Benötigt werden aber auch umweltfreundliche Alternativen, etwa thermische Verwertungsverfahren, beispielsweise für belastete Klärschlämme oder Regionen, in denen Klärschlamm nicht in der Agrarwirtschaft verwertet werden kann. Das Vorhaben in Albstadt kann dafür Vorbild sein.
Die Nutzung von Abwasserwärme- bzw. -kälte zur Gebäudeklimatisierung führt zu einer Verminderung des (i.d.R. fossilen) Primärenergieverbrauches und damit zu einer CO2-Reduktion. Stadtentwässerungen, Abwasserverbände und übergeordnet die Kommunen erhalten damit die Gelegenheit, mit der Umsetzung der Abwasserwärmenutzung einen konkreten Beitrag zur Klimadebatte leisten zu können. Ungeachtet solcher Überlegungen ist aber zu berücksichtigen, dass Abwasseranlagen primär und uneingeschränkt der sicheren Ableitung und Entsorgung des anfallenden Abwassers nach dem Stand der Technik dienen müssen und dies zukünftig garantiert werden kann. Abwasserwärmenutzungsanlagen stellen aus Sicht der Abwasserentsorgung eine Sekundärnutzung dar, die mit dem primären Ziel nicht konkurrieren bzw. die ordnungsgemäße Abwasserentsorgung nicht gefährden darf. Vor diesem Hintergrund soll mit vorgesehenen Untersuchungen ein wesentlicher Beitrag zur Etablierung der Abwasserwärme- und -Kältenutzung erreicht werden. Hierfür werden in Kooperation zwischen Forschungseinrichtungen, Ingenieurbüros, Abwasserverbänden und kommunalen Betreibern folgende Arbeitspakete angeboten: - Ermittlung Stand der Betriebserfahrung, Technik und Forschung sowie einer Betrachtung - vielfältiger technischer Innovationen und Optimierungsansätze - Quantifizierung der maximal nutzbaren Wärme und Kälte aus dem Abwasser und Aufstellung von Leitlinien und Berechnungsmethoden für Behörden und für Planer - Erstellung von Hinweisen für ein systematisches Vorgehen in Kommunen und Verbänden bei der Aufstellung von Wärmedargebots- und Wärmenachfragekarte - Zusammenführung, Aufbereitung und Kommunizierung der Arbeitsergebnisse, also - Aussagen Investitions- und Betriebskosten in der Praxis - Darstellung einer Vorgehensweise und Leitlinien zur Erstellung von Wärmedargebots- und Wärmenachfragekarten - Dimensionierung von Abwasserwärmenutzungsanlagen - Empfehlungen für die Wahl eines Wärmetauschersystems.
Im Verbandsgebiet des Abwasser- und Gewässerverbandes Mittlere Regnitz in Baiersdorf (AGV) in der Nähe von Nürnberg kam es in den vergangenen Jahrzehnten nach Starkregenereignissen immer wieder zu Überschwemmungen in einzelnen Ortslagen. Die schadensbringenden Überflutungen wurden dabei nicht nur durch Ausuferungen der Gewässer, sondern auch durch flächenhafte Zuflüsse aus dem freien Gelände verursacht. Das bislang schwerste Ereignis fand in der Nacht vom 21. Juli auf den 22. Juli 2007 statt. Innerhalb kürzester Zeit fielen im Raum Baiersdorf / Forchheim bis zu 200 l Niederschlag pro m2. In Verbindung mit einem wassergesättigten Boden führte dies zu einem extremen Hochwasserereignis mit großen Schäden in den davon betroffenen Ortslagen. Die Projektarbeiten beinhalteten die zur Erstellung des Gesamtkonzepts erforderlichen hydrodynamischen 2D-Strömungsmodellierungen des Gewässersystems verschiedener Lastfälle (HQ20, HQ50, und HQ100) mitsamt des zugehörigen Modellaufbaus (DGM-Aufbereitung und -plausibilisierung, Netzgenerierung, Parametrisierung und Eichung). Zudem waren hydrologische Verfahren zur Ermittlung der verschiedenen Lastabflüsse direkt bei der Modellierung zu integrieren. Statt der Vorgabe eines Abflusses wurden in diesem Projekt Gebietsniederschläge durch Quell- und Senkterme, was im Zusammenhang mit einer hydraulischen Gewässermodellierung bislang in der Praxis nicht verbreitet ist, zusammengefasst und als Gebietsabflüsse betrachtet. Insgesamt wurden etwa 80 km Gewässer in einem etwa 4500 ha großen Modell, welches etwa 2 Mio Knoten und 3 Mio Elemente enthält, mit den o.g. Abflüssen belastet und simuliert. Im Rahmen der Erstellung des Hochwasserschutzkonzeptes wurden unterschiedliche technische Maßnahmen zur Verbesserung des Hochwasserschutzes der betroffenen Gemeinden in das Modell integriert (z.B. Hochwasserrückhaltebecken, Gewässeraufweitungen, -verlegungen, Änderungen von Brücken und Durchlässen sowie Entlastungsgewässer). Auf diese Weise konnten die Wirkungen der favorisierten Maßnahmenvarianten im Falle eines HQ100 quantifiziert werden. Die Ergebnisse waren in einem Geo-Informationssystem (GIS) abzulegen und fachlich darzustellen.
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