Vorlage - VO/18/14861/65  

 
 
Betreff: Klärwerk Regensburg;
Erneuerung "Technische Anlagen der biologischen Reinigungsstufe"
Teilmaßnahme "Optimierung der Nachklärbecken"
Status:öffentlichVorlage-Art:Beschlussvorlage
Berichterstatter/in:Planungs- und Baureferentin Schimpfermann
Federführend:Tiefbauamt   
Beratungsfolge:
Ausschuss für Umweltfragen, Natur- und Klimaschutz Vorberatung
15.11.2018 
Öffentliche Sitzung des Ausschusses für Umweltfragen, Natur- und Klimaschutz ungeändert beschlossen   
Stadtrat der Stadt Regensburg Entscheidung
28.11.2018 
Öffentliche/nichtöffentliche Sitzung des Stadtrates der Stadt Regensburg ungeändert beschlossen   

Sachverhalt
Beschlussvorschlag

Sachverhalt:

 

1. Ausgangssituation

In dem Grundsatzbeschluss für das Klärwerk Regensburg zur Ertüchtigung der Reinigungsleistung, Erneuerung der Anlagentechnik und Sanierung der Betriebsgebäude vom 27.04.2016 / 28.04.2016 (VO/16/11885/65) wurde bereits die hohe Belastungssituation der Abwasserreinigungsanlage dokumentiert. In den Folgejahren 2017 und 2018 hat sich diese Entwicklung durch den Zuwachs  von jährlich ca. 3.000 Einwohnern und durch neue Betriebsansiedlungen von Gewerbe und Industrie weiterhin fortgesetzt.

Damit die Abwasserreinigungsanlage auch unter einer hohen Belastung die notwendige Betriebssicherheit aufweist, wurden in entsprechenden Studien Varianten für eine Optimierung der Anlagentechnik untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass bei der biologischen Reinigungsstufe und bei den bestehenden Nachklärbecken noch Optimierungsmöglichkeiten zur Verbesserung der Verfahrenstechnik bestehen.

 

2. Entwurfsplanung des Ing. Büros Miller, Nürnberg

r die Umsetzung der Optimierungsmöglichkeiten wurde ein Ingenieurvertrag für die Erneuerung der technischen Anlagen der biologischen Reinigungsstufe an das Ing. Büro Miller, Nürnberg, im Juli 2017 vergeben. Die Erneuerung der gesamten Anlagentechnik ist dringend notwendig, da nach einer Betriebsdauer von fast 40 Jahren, der Unterhalt und die Instandhaltung der technischen und elektrotechnischen Anlagen für die Drucklufterzeugung aufgrund nicht mehr lieferbarer Ersatzteile nur noch bedingt durchgeführt werden kann.

Ebenso müssen die Leitungen für die Druckluftverteilung mit den Armaturen und Messeinrichtungen sowie die Belüfterelemente in den Becken erneuert werden.

 

Auf der Grundlage der Studien zur Steigerung der Reinigungsleistung wurde mittels einer dynamischen Simulation nachgewiesen, dass durch entsprechende Erneuerungs-maßnahmen bei der Anlagentechnik und einem neuen Steuerungs- und Regelungskonzept die Reinigungsleistung und damit auch die Betriebssicherheit deutlich verbessert werden kann.

Da für den gesamten Reinigungsprozess die Abtrennung des Schlammes von dem gereinigten Wasser den wichtigsten Verfahrensschritt darstellt, wurde im Rahmen der Studie auch die Nachklärung hinsichtlich der Effizienz mittels einer Strömungssimulation untersucht.

Als Ergebnis der Simulation wurde festgestellt, dass durch bauliche Änderungen an dem Mittelbauwerk eine deutliche Verbesserung der Absetzeigenschaften und eine Reduzierung des Austrages von Feinstflocken erreicht werden kann.

 

In dem Gesamtkonzept der Planungen sind im Wesentlichen folgende Maßnahmen vorgesehen:

 

1. Erneuerung der Maschinentechnik für die Drucklufterzeugung

2. Erneuerung der elektrotechnischen Anlagen

3. Erneuerung der Rohrleitungen und Armaturen für die Druckluftverteilung

4. Abtrennung der Längsbecken in Einzelzonen (Kaskadierung)

5. Erneuerung der Belüftungseinrichtungen in den Nitrifikationsbecken

6. Erneuerung und Ergänzung der Messtechnik

7. Erneuerung der Online Analytik in den Nitrifikationsbecken

8. Anpassung der zentralen Leittechnik

9. Optimierung der Nachklärbecken

 

Bei der Abwasserreinigung bilden die „Biologie“ und die Nachklärung jeweils eine verfahrenstechnische Einheit. In der biologischen Reinigungsstufe erfolgt der Abbau der Schmutzfrachten durch Mikroorganismen (Belebtschlamm) und in der Nachklärung soll der Erfolg des Reinigungsprozesses durch möglichst optimale Absetz- und Abscheidevorgänge des Belebtschlammes vom gereinigten Wasser sichergestellt werden.

 

Unter Berücksichtigung der erforderlichen Zeitdauer bis zur voraussichtlichen Realisierung der oben genannten Maßnahmen im Jahr 2023 wurde die Variante für eine vorgezogene Teilmaßnahme mit der Optimierung der Nachklärung untersucht, da diese Teilmaßnahme relativ zeitnah innerhalb von zwei Jahren realisiert werden könnte.

 

Die Variante mit vorgezogener Teilmaßnahme an den Nachklärbecken weist hierbei folgende Vorteile auf:

 

  • Die Planungsgrundlagen für eine Optimierung der Mittelbauwerke wurden bereits für die Planungen zur Optimierung der Phosphorelimination erarbeitet und können kurzfristig in eine Ausführungsplanung überführt werden
  • Dieser Umbau wird aktuell an den beiden Nachklärbecken 1 und 4 im Zuge der Maßnahmen zur Optimierung der Phosphorelimination ausgeführt (siehe Beschluss VO/17/13668/65); es liegen somit aktuelle Umsetzungserfahrungen vor
  • Durch eine weiter verbesserte Reinigungsleistung bei dem Parameter Phosphor wäre eine evtl. Verrechnung der Investitionen mit der Abwasserabgabe nach § 10 Abs. 3 (AbwAG) denkbar.

 

3. Teilmaßnahme „Optimierung der Nachklärbecken“

Im Klärwerk Regensburg sind sechs Nachklärbecken in Betrieb. Die ersten drei Nachklärbecken wurden in den Jahren 1977 bis 1978 errichtet. Das vierte Nachklärbecken wurde im Rahmen des 2. Bauabschnittes im Jahr 1984 in Betrieb genommen und in den Jahren 1989 und 1990 wurde die Nachklärung im Zuge des 3. Bauabschnittes um zwei weitere Becken ergänzt.

In den Nachklärbecken wird der Belebtschlamm aus der Nitrifikationsstufe durch Sedimentationsprozesse getrennt. Der biologisch aktive Schlamm wird dabei an der Beckensohle abgesetzt, eingedickt und über ein Pumpwerk der biologischen Reinigungsstufe wieder zugeführt. Das gereinigte Wasser strömt an den Beckenrändern in die Ablaufrinnen und wird über ein Sammelgerinne über das Auslaufbauwerk in die Donau eingeleitet.

Das Konstruktionsprinzip und die geometrischen Abmessungen der Nachklärbecken sind bei allen sechs Becken identisch.

Anlässlich der Entwurfsplanung für die Optimierung der Phosphorelimination wurde durch eine hydraulische Simulation ein wesentlicher Sachwachpunkt bei der Nachklärung aufgezeigt.

Bei den bestehenden Nachklärbecken ist zu beobachten, dass bei einem Zulauf von kaltem Wasser in der Winterzeit und bei Mischwasserzulauf ein Abtrieb von Feinstflocken erfolgen kann. Dabei wird durch ungünstige Dichteströmungen der abgesetzte Schlamm wieder aufgewirbelt und ein Anteil der Feinstflocken aus dem Becken ausgetragen. Der Anstieg der Feststoff-Konzentrationen ist bei der Analytik für den Parameter „Abfiltrierbare Stoffe“ eindeutig nachzuweisen. Diese Feinstflocken enthalten gebundenen Phosphor und eine organische Belastung in Form von BSB (Biologischer Sauerstoffbedarf) und CSB (Chemischer Sauerstoffbedarf). Dieser Gehalt in den Feinstflocken wird in der Labor-Analytik des Kläranlagenablaufes gemäß Eigenüberwachung erfasst und könnte somit evtl. zu einer Überschreitung der Grenzwerte beitragen.

Um die Strömungsverhältnisse in der Nachklärung und damit die Trennung des Schlamm-Wasser-Gemisches zu optimieren, wurden entsprechende Simulationen der hydraulischen Verhältnisse an den Mittelbauwerken durchgeführt. Die Ergebnisse wurden mit Schlammspiegelmessungen vor Ort überprüft. Der Umbau des Mittelbauwerkes besteht im Wesentlichen aus einem zylindrischen Behälter, der um das zentrale Einlaufbauwerk angeordnet wird. Dieser Behälter bewirkt eine Beruhigung des Abwasserzustromes in das Nachklärbecken. Durch die längere Verweilzeit im Mittelbauwerk können sich die Schlammflocken bereits vom gereinigten Abwasser trennen. Zur Verbesserung des Schlamm-Absetzverhaltens erfolgt die Einleitung im Bereich der Beckensohle, die je nach den hydraulischen Verhältnissen durch eine Regulierung der Einlaufhöhe angepasst werden kann. Damit wird das Aufwirbeln des bereits sedimentierten Schlammes verhindert und folglich die Konzentration bei den abfiltrierbaren Stoffen deutlich reduziert; dies wiederum führt  zu niedrigeren Ablaufwerten für den Parameter. Mit der Nachrüstung der Nachklärbecken kann somit die Sicherheit bezüglich der Einhaltung der gesetzlichen Ablaufwerte für die Paramter Gesamtphosphor, CSB und BSB deutlich verbessert werden

 

4. Kostenberechnung

Unter Verwendung der vorliegenden Submissionsergebnisse vom März 2018 kann für den Umbau eines Mittelbauwerkes ein aktueller Kostenansatz von ca. 325.000 € brutto, inkl. Baunebenkosten, angesetzt werden.

 

Damit ergibt sich für 4 Nachklärbecken(2 + 3/ 5 + 6) eine Gesamtsumme von ca. 1.300.000 €

 

5. Verrechnung mit der Abwasserabgabe

Nach den Bestimmungen des Abwasserabgabengesetzes können nach § 10 Abs. 3 die vollständig angefallenen Investitionskosten mit der insgesamt geschuldeten Abwasserabgabe, die in den letzten 3 Jahren vor der Inbetriebnahme angefallen sind, verrechnet werden.

Voraussetzung dafür ist jedoch, dass mit der Behandlung eines Stoffstromes eine 20%ige Verminderung der entsprechenden Abwasserfracht erreicht wird.

Durch die Umbaumaßnahmen an den vier Nachklärbecken wird diese  20%ige Reduzierung für den Parameter Phosphor angestrebt.

Die Investitionskosten könnten dann mit der Abwasserabgabe (jährlich ca. 700.000 €)

verrechnet werden.

Mit einer Reduzierung des Grenzwertes für den Parameter Gesamtphosphor um 20 % könnte zusätzlich die jährliche Abwasserabgabe um ca. 20.000 € weiter gesenkt werden.

 

6. Kosten, Beteiligung der Anschlussgemeinden

r die Umbaumaßnahmen bei den weiteren Nachklärbecken (2 + 3/ 5 + 6) wird auf der Grundlage des Submissionsergebnisses vom März 2018 ein Kostenansatz in Höhe von ca.

1.300.000 € brutto angesetzt.

Entsprechend den vertraglichen Regelungen der Zweckvereinbarungen werden die Anschlussgemeinden an den Investitionskosten entsprechend ihrer jeweiligen Abwasserkontingente beteiligt.

 

Die Investitionskosten werden demnach wie folgt aufgeteilt:

 

Anschlussgemeinden(32,25 %)= 419.250 €

Stadt Regensburg (67,75 %)=880.750 €

____________

 Summe : 1.300.000 €

7. Zeitplan

r die Umsetzung der Maßnahmen für die vier weiteren Nachklärbecken ist folgender Bauablauf geplant:

 

- Ausführungsplanung und Erstellung der Ausschreibungsunterlagen bis Februar 2019

- Durchführung der Vergabeverfahren März 2019

- Auftragserteilung April 2019

- Ausführung der Leistungen Juni 2019 bis November 2020

 

8. Haushalt, Finanzierung

Die erforderlichen Haushaltsmittel werden im Entwurf des Investitionsprogramms 2018 2022 im UA 7103/05 auf der Haushaltsstelle 1.7103.9685 berücksichtigt; im gültigen Investitionsprogramm 2017 2021 ist die Maßnahme grundsätzlich veranschlagt.

 

 

 

 

04.12.2018

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Der Ausschuss empfiehlt / Der Stadtrat beschließt:

Für das Klärwerk werden bei vier Nachklärbecken die notwendigen Umbaumaßnahmen an den Mittelbauwerken nach Maßgabe des Sachverhalts und im Rahmen der verfügbaren Haushaltsmittel ausgeführt.