ARAFIT - Management der Belastungen v. Verbandskläranl. im Sinne eines nachh. Least Cost Plannings by Johannes Fresner

"FABRIK DER ZUKUNFT" eine Initiative des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT)

ENDBERICHT Erstellt am 10/02/2006

ARAFIT Ausschreibung Projektstart Projektende Gesamtprojektdauer (in Monaten) Gesamtbudget BMVIT-Finanzierung: Auftragnehmer (Institution) Ansprechpartner Postadresse Telefon Fax E-mail Website

3. Ausschreibung der Programmlinie Fabrik der Zukunft 01/2004 06/2005 18 Monate € 156.000,€ 156.000,STENUM GmbH Dr. Johannes Fresner Geidorfgürtel 21, A-8010 Graz +43 316 367156-0 +43 316 367156-13 j.fresner@stenum.at http://www.stenum.at

Projekttitel: Management der Belastungen aus dem Einzugsgebiet von Verbandskläranlagen im Sinne eines nachhaltigen Least Cost Plannings - ARAFIT

Synopsis ARAFIT entwickelt einen regionalen, partizipativen Ansatz zum Management der Belastungen aus dem Einzugsgebiet von Verbandskläranlagen im Sinne eines nachhaltigen Least Cost Plannings. So werden im Bereich der regionalen Infrastruktur ressourceneffiziente, flexible, zukunftssichere Lösungen erreicht.

ARAFIT develops a regional, participatory approach to the management of waste water load within the catchment area of a publically owned waste water treatment plant using the approch of least cost planning. The goal is to identify efficient, flexible solutions for the planning and optimisation of regional infrastructure with a guaranteed future.

Projektleitung: Dr. Johannes Fresner STENUM GmbH

Projektmitarbeiter: Dr. Thomas Dielacher Mag. Petra Wolf DI Christian Angerbauer STENUM GmbH

Dr. Arnold Stuhlbacher Dr. Marion Reinhofer Joanneum Research

Dr. Karl Hörner TB Karl Hörner

DI Andreas Plank-Bachselten Ing. Dieter Kremmel DI A. Plank-Bachselten Ziviltechniker KEG

Ing. Dieter Kletzmeyer Abwasserverband Knittelfeld

TB Hörner

Inhaltsverzeichnis 1

Kurzfassung ............................................................................................ 1

Kurzfassung lang .................................................................................... 3

Abstract .................................................................................................. 8

Extended abstract................................................................................. 10

Das Ziel von ARAFIT ............................................................................. 14

Wichtige Begriffe: Least Cost Planning und Mediation........................ 19

6.1

Idee und Ziel von Least Cost Planning (LCP).......................................... 19

6.2

Mediation................................................................................................ 20

Systemanalyse – Betriebe und Abwasserverband ............................... 27 7.1

Austria Email .......................................................................................... 27

7.2

Obersteirische Molkerei.......................................................................... 30

7.3

ÖBB Zentralwerkstätte ........................................................................... 36

7.4

Landeskrankenhaus Knittelfeld .............................................................. 36

7.5

Werkstätten und Tankstellen ................................................................. 38

7.6

Beschreibung der sonstigen Indirekteinleiter ........................................ 39

7.7

Der Abwasserverband ............................................................................ 42

7.7.1

Die Organisation des Verbandes ................................................................................42

7.7.2

Beschreibung der Betriebsanlagen .............................................................................42

7.7.3

Laufende Umbauten .................................................................................................44

7.8

Messungen im Kanalnetz........................................................................ 49

7.8.1

Erhebungen im Kanalnetz .........................................................................................49

7.8.2

Methodik der Untersuchungen mit den Messsonden ...................................................51

Mediationsmodell ................................................................................. 56 8.1

Workshopplan ........................................................................................ 56

8.2

Workshop 1 ............................................................................................ 57

8.3

Workshop 2 ............................................................................................ 58

8.4

Workshop 3 und 4 .................................................................................. 59

8.5

Workshop 5 ............................................................................................ 59

8.6

Ergebnisse der Messungen ..................................................................... 60

8.6.1

Obersteirische Molkerei.............................................................................................60

8.6.2

ÖBB Zentralwerkstätte ..............................................................................................67

8.6.3

Austria Email............................................................................................................72

8.6.4

Landeskrankenhaus Knittelfeld ..................................................................................77

8.6.5

Kanalnetz.................................................................................................................82

8.6.5.1

Zulauf der Kläranlage .......................................................................................82

8.6.5.2

Hauptsammler..................................................................................................86

8.6.6

8.7

Korrelation der verschiedenen Messwerte ..................................................................89

Ergebnisse f체r den Abwasserverband .................................................... 92

8.7.1

Handbuch ................................................................................................................92

8.7.2

Betrieb der Kl채ranlage und Einsatz der Messsonden .................................................100

8.7.3

Energieautarkie der Verbandskl채ranlage ..................................................................101

Zusammenfassung, Ergebnisse und Ausblick .................................... 102

Literatur........................................................................................... 104

Abbildungsverzeichnis .................................................................... 106

Tabellenverzeichnis......................................................................... 109

Anhang ............................................................................................ 111

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Projekt Nr. 8061-42/60

Kurzfassung

Die kommunale Wasser- und Abwasserbewirtschaftung bedarf vor dem Hintergrund steigender Kosten und neuer rechtlicher Rahmenbedingungen moderner, durchdachter Lösungsansätze. Das vorliegende Projekt ARAFIT setzt sich zum Ziel, in einem iterativen Prozess konzeptionelle Strategien und Grundlagen zu erarbeiten, welche den Anforderungen der optimierten nachhaltigen Bewirtschaftung gewerblich und industrieller Prozesswässer und häuslicher Abwässer gerecht werden. Über singuläre Optimierungsansätze hinausgehend, werden beispielhaft Vorgehensweisen und Lösungsmodelle für eine gesamte Region aufgezeigt. ARAFIT will damit einen Beitrag zum Gesamtziel der Programmlinie „Fabrik der Zukunft“ leisten, indem im Umgang mit der Ressource Wasser entlang der Ursachen-Wirkungskette einer regionalen Wasserwirtschaft, nutzenorientierte kooperative Lösungsansätze zur Vermeidung von Umweltbelastungen bei möglichst effizienten Betrieb erarbeitet werden. Diese integrieren produktionsintegrierten Umweltschutz, abwasserfreie Neukonzeptionen von Produktionsprozessen bis hin zu nachhaltigen regionalen Bewirtschaftungsstrategien für die Ressource Wasser. Die Erkenntnisse des Projektes werden künftig eine wesentliche Hilfestellung in der Umsetzung der EU- Wasserrahmenrichtlinie darstellen, die eine verstärkte Einbeziehung von Verursachern in einem Gesamtabwassermanagement innerhalb von Einzugsgebieten fordert. Zur Projektbearbeitung haben sich wesentliche regionale Akteure der Region Knittelfeld (Abwasserverband Knittelfeld u. Umgebung, Großbetriebe wie Zentralwerkstätte der ÖBB, Obersteirische Molkerei, Austria Email, etc., Innungsmeister der Kfz-Branche), zu einem Projektteam zusammengefunden. Dieses umfasst den Betreiber der regionalen Wasserverund Entsorgung, wesentliche Wasser verbrauchende Betriebe innerhalb des Verbandes, den Planer des Kanals und Kläranlage, sowie wissenschaftliche Berater, die über Kompetenzen in der Systemanalyse und der Datensammlung und – Interpretation und der Moderation von komplexen Entwicklungsprojekten verfügen.

Die beteiligten Firmen verfolgen schon seit einigen Jahren die Strategie der Minimierung ihrer Abwasserfrachten. So gelang es den beiden Metall verarbeitenden Betrieben, ihre Frachten um über 80 % zu reduzieren. Bei der beteiligten Molkerei kam es in den letzten beiden Jahren aufgrund der Produktionssteigerung zu einer deutlichen Erhöhung der Frachten. Entsprechende Maßnahmen zum getrennt halten von Konzentraten und eine leichte Aufstockung Kontingents wird vereinbart. Die Ausrichtung von ARAFIT ist im mehrfachen Sinne anwendungsorientiert. Es orientiert sich an der Behandlung von Teilströmen (Wasser, Brauchwasser, Wertstoffe), wird den Qualitätsansprüchen der Produktion und Produktionsbedingungen gerecht, verfolgt Optimierungspotenziale im Ausgleich industriell/gewerblicher Indirekteinleiter und des häuslichen Abwasseranfalls, ist Ressourcen schonend und umweltgerecht, orientiert sich am Grundsatz der Verteilungsgerechtigkeit und stellt eine Unterstützung in Richtung nachhaltiger Wasserwirtschaft dar. 1

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ARAFIT führte zum Aufbau von nachhaltigen Kooperationen und zwischen den Betrieben und dem Abwasserverband. Maßnahmen umfassen den Austausch von Stoffströmen zwischen den Betrieben der Region (Verbringung von Konzentraten der Molkerei in den Faulturm der Abwasseranlage, Nutzung von Eisensulfat als Fällungsmittel), der zeitlichen Abstimmung der Wasserverbraucher, Nutzung von Pufferpotentialen im Einzugsgebiet, Maßnahmen zur Reduktion betrieblicher Abwasserfrachten durch innerbetriebliche Maßnahmen (Vorreinigung durch Ultrafiltration, Neukonzeption der Beize, Kreislaufführung von Konzentraten, Optimierung der Reinigung und Rückhalt von Konzentraten). Das Projekt bestand aus den 3 Modulen: -

Systemanalyse und Datenerhebung

Mediationsmodell

Erstellung des Leitfadens

Die Systemanalyse umfasste umfangreiche chemisch- physikalische und hydraulische Erhebungen der abwasserbezogenen Ist-Situation von Hauptemittenten, dem öffentlichen Kanalnetz und dem Kläranlagenbetrieb sowie betriebliche Prozess- und Stoffstromanalysen. Für die Messungen werden in Österreich erstmals neuartige Sonden getestet. Für die Weiterentwicklung dieser Sonden wurden wertvolle Erfahrungen gewonnen. Auf dieser Basis werden beispielhaft nachhaltige Strategien zur ökologisch nachhaltigen und kosteneffizienten Vermeidung und Behandlung von Abwässern aus betrieblichen Indirekteinleitern, kommunalen Einrichtungen und den häuslichen Abwässern erarbeitet.

Die Maßnahmen wurden individuell mit den Betrieben ausgearbeitet und im Rahmen des Mediationsmodells gemeinsam mit den relevanten Akteuren die Zusammenhänge diskutiert. Auf der Basis der erhobenen Daten und den freiwilligen Verpflichtungen zu Verbesserungsmaßnahmen wurde eine Neuverteilung der Betriebskosten ausgearbeitet und beschlossen. Die Ergebnisse werden in Form eines praxisorientierten Leitfadens für Betreiber von Kläranlagen zusammengefasst.

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Kurzfassung lang

Aus der Sicht einer nachhaltigen Wasserwirtschaft wird man damit den Vorgaben der EU Wasserrahmenrichtlinie gerecht, Verursacher intensiv in das Management des Wassers einzubeziehen und das gesamte Wasserversorgungs- und Abwasserentsorgungssystem stärker als Einheit zu begreifen.

ARAFIT schafft in der Modellregion des Abwasserverbandes Knittelfeld eine umfassende Datengrundlage über Wasserverbrauch und Abwasserbelastung als Voraussetzung zum Erreichung der in der EU-Wasserrahmenrichtlinie definierten ökologischen Ziele hinsichtlich Oberflächenwasser- und Grundwasserschutz sowie gleichzeitig der Kosteneffizienz für Wasserdienstleister. Die Verbandskläranlage in Knittelfeld wurde ursprünglich mit 50.000 Einwohnergleichwerten bemessen auf einer Basis einer Rohabwasserbelastung von 3.000 kg BSB5/d und einer Klärschlammproduktion von 40 m3/d. Sie verfügt insgesamt über ein Kanalnetz von rund 65 km. Sie kann aufgrund ihrer Größe und Ausführung als typisch für viele mittlere österreichische Anlagen bezeichnet werden. Ein Ausbau auf 70.000 EWG wurde 2002 geplant und durchgeführt. In der kommunalen und industriellen Behandlung von Abwässern sind im Sinne eines nachhaltigen Gewässerschutzes effiziente und stabile Verfahren zur Abwasserreinigung notwendig. Die Anlagen unterliegen wechselnden Einflüssen, wie Zulaufbedingungen, Witterungsverhältnissen, Temperaturen oder auch planmäßigen bzw. störungsbedingten Außerbetriebnahmen von einzelnen Anlagenteilen. Trotz der Vielzahl möglicher Einflussfaktoren auf den Wirkungsgrad einer Anlage ist ein Höchstmaß an Betriebsstabilität zur Einhaltung vorgeschriebener Emissionsgrenzen einerseits, aber auch eine Optimierung unter dem Aspekt der Kostenminimierung andererseits anzustreben. Die Anpassung von Klärsystemen an aktuelle Bedürfnisse erfolgt gegenwärtig in erster Linie auf Basis von Hochrechnungen definierter Bemessungsgrundlagen nach Normen und technischen Regeln, ohne auf aktuelle, spezifische stoffliche und hydraulische Anforderungen und Kapazitäten näher einzugehen. Es liegen kaum aktuelle Befunde über zeitliche und saisonale Änderungen in der Zusammensetzung der Abwasserbelastung vor und damit erfolgt die Bemessung mit Maximalwerten um Sicherheitsgarantien einräumen zu können. Daraus resultieren oftmals sehr große Sicherheitszuschläge bei der Dimensionierung und damit erhöhte Investitionskosten. Dabei sind grob überdimensionierte Kläreinrichtungen im Teillastbereich nicht effizient. Insbesondere Indirekteinleiter mit schwankenden Emissionen in Abhängigkeit der Produktion führen immer wieder zu Belastungsspitzen mit dauernden Auswirkungen auf den Klärprozess. Das wiederum führt zu hohen Betriebsmittelverbräuchen in Form von Chemikalien, die dem Abwasser zur Klärung beigegeben werden, Stromverbrauch für die Belüftung und damit zu erhöhten Betriebskosten. Diese hohe Investitions- und Betriebskosten werden teilweise den Einleitern und oft auch der Gemeinde generell weitergegeben. So wird die Allgemeinheit für die angesprochenen Probleme belastet.

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Erst die genaue Kenntnis des Bedarfes, orientiert an dem minimalen möglichen Bedarf, der stofflichen Zusammensetzung und des hydraulischen Anfalls ist Grundlage für einen bewusst herbei geführten Ausgleich zur Einstellung konsistenter Bedingungen. Dies ermöglicht die Auslegung und den Betrieb einer Kläranlage mit aktuellen, vorausberechneten tatsächlichen Belastungsgrößen.

ARAFIT entwickelte gemeinsam mit den wichtigsten Einleitern einen ganzheitlichen Ansatz zur Optimierung der Verbandskläranlage Knittelfeld. Das Projektteam umfasste: -

den Betreiber der regionalen Wasserver- und -entsorgung

die wesentlichen Wasser verbrauchenden Betriebe (Austria Email, Obersteirische Molkerei, ÖBB-Zentralwerkstätte, Kfz-Reparaturbetriebe)

den Planer des Kanals und der Kläranlage

wissenschaftliche Berater, die über Kompetenz in der Systemanalyse und der Datensammlung und -interpretation sowie in der Moderation von komplexen Entwicklungsprojekten verfügen.

Basis des regionalen nachhaltigen Least Cost Planning Ansatzes war die Systemanalyse und umfassende Datenerhebung im Einzugsgebiet der Verbandskläranlage Knittelfeld und Umgebung. Die Systemanalyse beinhaltete: -

Beprobung und Überwachung der industriellen Abwässer der Betriebe

Prozess- und Stoffstromanalysen in den Betrieben

Identifizierung von Störsubstanzen in der Kreislaufschließung

Identifikation von Verbesserungsmaßnahmen in den Betrieben

Messungen an den Hauptsammlern

generelle Bewertung der biologischen Abbaubarkeit und Toxizität der ausgewählten Abwässer.

Im Rahmen von ARAFIT wurden innovative Methoden der Abwasseranalytik getestet. Mit einer neuartigen Methode (UV/VIS Sonde), welche vom Hersteller erstmalig in Österreich zur Verfügung gestellt wurde, wurden die notwendigen Daten beschafft. Die Sonde ermöglichte eine Sammlung von CSB, BSB, N, P-Daten in kurzen Intervallen zu geringen Kosten. Für die Weiterentwicklung dieser Sonden wurden wertvolle Erfahrungen gesammelt.

Im Sinne einer nachhaltigen Wasserbewirtschaftung wurden Optimierungspotentiale im Ausgleich zwischen innerbetrieblichen Maßnahmen im produzierenden Gewerbe und notwendigen verfahrenstechnischen Anpassungen im Klärbetrieb erhoben und dargestellt.

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Folgende Maßnahmen wurden als wichtige Ansätze zur Vermeidung identifiziert: -

Betriebliche Vorreinigung des Abwassers in der ÖBB mit einer Ultrafiltration1

Umbau der Beize bei Austria Email2

Optimierung der Reinigung bei der Obersteirischen Molkerei, getrennte Erfassung von Konzentraten und Verbringung in den Faulturm der Kläranlage zur Biogaserzeugung3

Diese Maßnahmen wurden im Dialog der Wassernutzer und der Klärwerksbetreiber auf der Basis der umfassenden Systemanalyse ermittelt. Der Nutzen derartiger Maßnahmen liegt unter gewässerökologischen Gesichtspunkten in einer Verringerung der Belastung der Gewässer nach der Klärung durch die Vermeidung des Einsatzes von Chemikalien bei der Klärung, bei gleichzeitiger Vermeidung von Ausbaumaßnahmen zur Vergrößerung der bestehenden Kläranlage und Optimierung des Einsatzes von Chemikalien und Energie zur Reduktion des Aufwandes im Betrieb. Im Projekt ARAFIT wurde die Grundidee von Least Cost Planning auf den Abwasserverband Knittelfeld mit seinen Einleitern übertragen: Es wurde versucht, die Rolle des Verbandes so zu fassen, dass sie über die Entsorgung des Abwassers hinaus die Datenerhebung der Einleiter, die Analyse auf Optimierungspotentiale und die Konzeption von Einsparmaßnahmen im Verbund umfasst. Folgende Problemfelder wurden im Rahmen von ARAFIT behandelt: -

Umfang und Nachvollziehbarkeit der Analyse als Basis für das Verständnis und die Akzeptanz der Schlussfolgerungen: Durch neuartige Datenerhebungsmethoden und den großen Umfang von Daten über Wasserverbrauch und Abwasserbelastung sollte ein exaktes Bild im Raum des Verbandes gezeichnet werden

Ideenreichtum der Identifikation der Win/Win-Situationen: Durch die Erfahrung der eingebundenen Betriebe und der Berater wurden realisierbare, kosteneffiziente Einsparungsmaßnahmen in den Betrieben und beim Verband gewährleistet

Offenes Gesprächsklima und breites Verständnis der gemeinsamen Zielvorstellung: Durch Integration wesentlicher Wasserverbraucher im eigenen Verband, das Kennenlernen untereinander und die Durchführung gemeinsamer Workshops soll die Basis für offene Diskussionen zur Erreichung des gemeinsamen Zieles gelegt werden.

Diese Anlage ist seit 2002 umgesetzt und wurde ständig weiterentwickelt Diese Maßnahme wurde von 1999 bis 2004 geplant und 2004/2005 umgesetzt: Spülwassermengen und Säureeinsatz konnten um 80 % reduziert werden. 3 Diese Maßnahme hat das Potenzial, die Abwasserfracht der Obersteirischen Molkerei um 50 % zu reduzeiren. 2

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Abwasserbelastung der Kläranlage Knittelfeld neu [64.000 EWG CSB]

Speisereste, etc. 31,3% Knittelfeld (und Umlandgemeinden) 42,7%

Trübwasser aus Molke OM (geschätzt, maximales Equivalent) 4,7%

KAGES 1,6%

Obersteirische Molkerei (Ziel 2006) 15,6%

Indirekteinleiter Knittelfeld 3,7% ÖBB 0,2%

Austria Email 0,2%

Abbildung 1: Überblick über die Herkunft des Zulaufs der Kläranlage des Abwasserverbandes Knittelfeld und Umgebung, gegliedert nach Abwassermengen

Auf der Basis der Analyseergebnisse und der freiwilligen Verpflichtungen der Betriebe zu weiteren Verbesserungsmaßnahmen wurde eine Neuverteilung der Betriebskosten ausgearbeitet und beschlossen. Für die Zukunft werden alle Betriebe zugängliche Messschächte für laufende Überwachungen zur Verfügung stellen.

Folgende Maßnahmen wurden in der Kläranlage identifiziert: -

Übernahme Molke in Faulturm

Erhöhung der Biogasausbeute und der Eigenstromversorgung

Solare Unterstützung der Klärschlammtrocknung

Übernahme von biogenen Abfällen in den Faulturm zur weiteren Steigerung des Biogasertrags

Besonderes Augenmerk auf die Wartung von Fett- und Ölabscheidern

Nutzen der Becken in Spielberg als Puffer

Nutzen des Eisensulfats der Austria Email als Fällungsmittel

Eine interessante Herausforderung für das Mediationsmodell entsteht aus einem scheinbaren Ungleichgewicht zwischen der tatsächlichen und der als Bemessungsbasis für die Einleittarife angesetzten Abwasserfracht besonders des größten Einleiters. 6

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Die Auswirkungen dieser Maßnahmen werden sich exakt ab September 2006 nach Fertigstellung aller Umbauten quantifizieren können.

Ein Workshopmodell zur Umsetzung der Projektidee und dazugehörige Unterlagen wurden als Leitfaden ausgearbeitet.

Das Projekt wurde mehreren Amtsachverständigen der steirischen Landesregierung, sowie Vertretern des Verbandes der steirischen Kläranlagen vorgestellt. Dabei wurde Interesse an einer steiermarkweiten Verwendung des Handbuches geäußert.

Im Rahmen der Ökomanagement Projektworkshops für Gemeinden in St. Pölten (Klimabündnis Niederösterreich) wurde ARAFIT Vertretern von acht Gemeinden vorgestellt. Auch hier war das Interesse an Detailinformationen über ARAFIT groß.

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Abstract

The municipal water and waste water management needs new approaches in front of a background of new international and national laws and regulations. They range from production integrated water minimisation concepts, zero emission concepts of production processes to sustainable regional management strategies. The project ARAFIT aims at developing conceptual strategies based on a profound systems analysis in an iterative participative process, which considers the needs of integrated least cost planning of domestic as well as commercial and industrial water consumption. Beyond singular optimisation efforts, integrated approaches to develop win/win solutions for the whole region are developed. ARAFIT will make a contribution to the overall goals of the programme â&#x20AC;&#x153;Fabrik der Zukunftâ&#x20AC;? by elaborating needs based solutions and cooperative solution processes for the prevention of environmental impacts. The best possible efficient service of infrastructure in handling the resource water is the objective of a partnership of companies and the POTP (public owned waste water treatment plant). The results and conclusions of the project will be an important input for the implementation of the EU water framework directive, which aims at a strengthening of a participative approach between the different actors in the whole catchmentâ&#x20AC;&#x2122;s area of the water association. The concept is practically minded in several respects. It focuses on the methods of water extraction (water, waste water, resources needed in water preparation and treatment), considers the quality needs of production and actual production sequences and conditions, researches optimisation potentials by creating win/win solutions for the industrial and commercial users, the domestic consumers and the association. It demonstrates that such integrated approaches can initiate sustainable use of the resource water preserving natural resources and at the same time serving the needs of the consumers. All the relevant regional actors are included in the project team. It consists of the regional water supply and treatment association, the significant water consuming companies, the planning company which designed the sewers and the treatment plant as well as scientific consultants which contribute with a profound systems analysis, data collection and interpretation and the moderation of the participative process aiming at identifying the needs of the consumers and suppliers and researching win/win situation focussing at effective regional least cost planning to reduce the overall cost in operating the regional water supply and discharge system. Sustainable cooperations between companies, the public and the waste water association are looked for, optimisation through cooperation and measures in the system are expected. These include the change of material flows between the companies of the region, the coordination of water consumption and discharge in time, the usage or creating of storage capacity in the sewage system to provide for a balanced use of the system in terms of hydraulic load and properties of the water to reduce the cost for peak supply and treatment of very uneven, unbalanced loads in the biological water treatment.

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The project consists of 3 modules: System analysis and data collection, mediation model, creation of a manual to be applied in other regions. The system analysis contains proper chemical-physical and hydraulic measurements of water consumption and waste water to characterise the needs of the consumers accurately measuring the actual situation. In this step new probes will be used which can record the necessary data continuously at a fraction of the cost of presently used water analysis methods. The results are integrated into a praxis-oriented manual for regional water associations. It consists of an effective mediation model, including the data collection and the moderation steps.

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Extended abstract

ARAFIT will generate a comprehensive data base in the model region of Knittelfeld regarding water consumption and waste water loads. This is the starting point to reach the ecologic objectives of minimizing human impact on water bodies and maximum cost efficiency regarding raw materials and energy at the same time. The process of resolving this apparent conflict shall be designed for a maximum of participation of all the involved parties. Especially water consumers shall be involved more actively than in the past. These goals are the focus of current European legislation. The publically owned waste water treatment plant in Knittelfeld originally was designed for a capacity of 50.000 people, eliminating a biological oxygen demand of 3.000 kg daily producing 40 m続 per day of sludge. The sewage system consists of 65 km of sewers. Because of the size and design it can be considered typical for Austria. Efficient and stable processes are required for the treatment of domestic and industrial waste water to protect rivers and lakes. The plants see changing conditions regarding temperature, concentration, volume of the water they receive as well as weather, and breakdowns, maintenance of different equipments. In spite of the large number of factors impacting on the performance of the plants stable operations are necessary to comply with emission limits and minimize cost. Today, adaptations of waste water treatment systems mostly are done using empirical correlations which are defined as state of the art. They do not consider specific, actual, material or hydraulic requirements and capacities. There is little or no knowledge regarding temporal or seasonal variations in the composition of waste water load. Therefore the design is done using a maximum of safety factors leading to investment cost which is significantly higher than necessary. At the same time oversized waste water treatment plants are not efficient at part load. Especially discharges with varying emissions depending on production result in peak load for the waste water treatment plant. This brings along high consumption of auxiliary chemicals which are used in waste water treatment, high consumption of power for aeration and therefore high operation costs. The high costs are passed along to the discharging plants and often to the general public. So the community pays for the problem. Knowing the needs of the plants, the material composition of the effluents and the variations in volume is the basis for an effective balancing to establish consistent conditions in the treatment plant. This facilitates the design and operation of the treatment plant with actual, real loads. The reach the goals of efficiency and stability combined with cost optimisation means to realize optimisation measures -

in the discharging companies

balancing in between the companies

changes within the treatment plant.

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ARAFIT resolves this by an approach which -

is based on knowledge about the requirements of volumes and quality of water

is based on knowledge of the timing of water consumption

a mediation model to identify and negotiate measures following the spirit of sustainable least cost planning.

the operator of the regional water supply and treatment

the relevant water consuming companies (Austria Email, Obersteirische Molkerei, Ă&#x2013;BB-ZentralwerkstĂ¤tte, Kfz-Reparaturbetriebe)

the designer of the sewer and the treatment plant

scientists and consultants with competence in data collection and interpretation, systems analysis, and moderation of complex participative projects

The basis of this sustainable least cost planning approach is the systems analysis and the comprehensive data collection in the region of the publically owned waste water treatment plant in the city of Knittelfeld in Upper Styria. The system analysis includes -

sampling and analysing selected industrial waste water

process and material flow analyses

identification of problematic substances regarding recycling

identification of process related hydraulic maxima

a general evaluation of the biological degradability and toxicity of selected waste water streams.

Innovative methods are used in analysing the waste water flows in the region. With UV/VIS probes relevant data can be collected at a fraction of the cost resulting from conventional methods. These probes are applied for the first time in Austria. On this basis exemplary strategies for a sustainable and cost effective treatment of waste water from the discharging companies and from domestic sources are discussed. Optimisation potentials are identified and discussed. The option generation will be done in an open dialogue between the water consumers and the operator of the treatment plant. The benefit of these measures lies in the reduction of the load on the receiving water bodies after the treatment because of the minimized use of chemicals during treatment, the reduced need to increase the capacity and the optimized use of chemicals and energy. In ARAFIT, the basic idea of least-cost planning is applied to the publically owned treatment plant. The role of the association operating the treatment plant is redefined in a way, so that it includes more than only the treatment of waste water but the data acquisition, the analysis to identify optimisation measures and the implementation of saving measures within the network of companies and the sewage system.

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The following problem areas are dealt with: -

scope and understanding of the analysis as a basis for the acceptance of the conclusions. The new data acquisition methods will draw an accurate picture for the region.

Broad generation of ideas for win/win solutions for the companies and the operator. The experience of the companies and the consultants will bring along cost effective implemented measures in the companies and in the waste water treatment plant

An open climate for discussions and a shared vision: By the integration of the relevant consumers in the association and common workshops the basis for open discussions is established.

The following elements of the project design of ARAFIT will guarantee the successful implementation of win/win-solutions: -

the involvement of all relevant companies, experts and authorities in good time

the good basis of the association considering the well established communication culture among the members and the role of the association as a pioneer in questions of organisation and control of the operation of the plant

the continuation of this culture in the common workshops.

An overview of the relevant water consumers was elaborated (Table 1): Table 1: Sources of waste water generation for treatment in the public owned treatment plant in Knittelfeld Waste water source

Percentage of waste and load

Domestic sources of the city of Knittelfeld

Domestic sources of other communities

Obersteirische Molkerei

Restaurants, schools, and similar companies

Filling stations, small meat processing plants

Austria Email

Hospital

Central workshop of the Austrian Railroads

The planned data acquisition campaign is planned to start in January 2005. The delay results from a delayed delivery of the probes to the project team. So far the data collection points have been located in the sewage system. For the on-line collection of data probes of s:can will be used. They measure the UV absorption of the samples in selected band with and such provide a means of metering dissolved materials. For the selection of the probes, additional measurements were done to characterise the waste water of the dairy (Obersteirische Molkerei). A profile was taken for 24 hours of a typical working day. 12

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The workshop model for the mediation process currently is designed and the supporting materials are developed. The project has been introduced to the experts of the Styrian government, as well as representatives of Styrian and Lower Austrian waste water treatment operators. The interest in the project and potential results was pronounced. The government of Styria is planning to use the manual for all its waste water treatment plants. -

an optimisation of the pickling line of Austria Email

generation of ferric sulphate as a by product of Austria Email and use in the waste water treatment plant for the elimination of phosphorus

increased attention towards the maintenance of grease and oil separators in filling stations and meat processing companies

use of the tanks of the former waste water treatment plant in Spielberg during events to equalize the load peaks on the treatment plant in Knittelfeld.

An interesting challenge for the mediation model results from the apparent lack in balance between the actual waste water load and the fees collected from the biggest single point s

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Das Ziel von ARAFIT

Die regionale Infrastruktur der kommunalen Wasser- und Abwasserbewirtschaftung bedarf vor dem Hintergrund geltender rechtlicher nationaler und internationaler Rahmenbedingungen neuer Lösungsansätze, die über Wasser-/Prozesswasser/Wertstoffrückgewinnung bis zur produktionsintegrierten Ressourcen minimierenden oder überhaupt abwasserfreien Neukonzeption von Produktionsprozessen und nachhaltigen regionalen Bewirtschaftungsstrategien reichen. Diese Lösungen bauen auf einer fundierten Kenntnis des Bedarfs und der Einsatzbereiche der Wasserverbraucher auf. Sie umfassen integrierte Strategien zur Vermeidung von Wasserverbrauch und –belastung, Maßnahmen zur Vergleichmäßigung der Belastung und die Nutzung von Möglichkeiten zur regionalen Optimierung des Betriebes von Kläranlagen mit dem Ziel der Minimierung zusätzlicher Belastungen durch Betriebskosten für Strom und Chemikalien bei gleichzeitiger Stabilisierung der Betriebseffizienz. Solche Lösungen werden den Anforderungen der optimierten nachhaltigen Wasserbewirtschaftung gewerblich/industrieller Prozesswässer und häuslicher Abwässer gerecht. Die prioritäre Zielsetzung des Projektes ist die Entwicklung von Systemen der kommunalen Wasser- und Abwasserbewirtschaftung mit Modellcharakter, die den oben beschriebenen Anforderungen gerecht werden und die gleichzeitig partizipativ von den Beteiligten in einer Region entwickelt werden. Das Projekt und die zu erwartenden Ergebnisse schafft in der Modellregion des Abwasserverbandes Knittelfeld eine umfassende Datengrundlage als Voraussetzung zum Erreichung der in der EU-Wasserrahmenrichtlinie definierten ökologischen Ziele hinsichtlich Oberflächenwasser- und Grundwasserschutz sowie gleichzeitig der Kosteneffizienz für Wasserdienstleister unter Einbeziehung umwelt- und Ressourcen bezogener Kosten. Aus der Sicht einer nachhaltigen Wasserwirtschaft wird man damit auch den Vorgaben der EU Wasserrahmenrichtlinie gerecht, Verursacher intensiv in das Management des Wassers einzubeziehen und das gesamte Wasserversorgungs- und Abwasserentsorgungssystem stärker als Einheit zu begreifen. Die Ergebnisse bilden wesentliche Grundlagen für eine Neuorientierung der Abwasserbewirtschaftung, durch die Gestaltung eines Diskussionsprozesses zwischen Nutzern und Behandlern mit verstärkten Bemühungen der praktischen Umsetzung von Stoffstromwirtschaft, Emissionsvermeidung und Kreislaufschließung. Die thematische Ausrichtung des Vorhabens ist im mehrfachen Sinne anwendungsorientiert, indem sie -

auf Verfahren der Stoffgewinnung (Wasser, Brauchwasser, Wertstoffe) ausgerichtet ist

den Qualitätsansprüchen der Produktion und den Produktionsbedingungen gerecht wird,

Ressourcen schonend und umweltgerecht und nach dem Grundsatz der Verteilungsgerechtheit eine Unterstützung in Richtung nachhaltiger Wasserwirtschaft darstellt.

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Kommunales Abwasser ist ein Gemenge aus häuslichem und gewerblichem Abwasser sowie Niederschlagswasser, mit einer Ansammlung von vielerlei anthropogenen Abfällen und Schadstoffen. Die im Abwasser enthaltenen organischen Stoffe unterliegen in der mechanisch-biologischen Abwasserreinigung physikalisch-chemischen Verteilungsprozessen und biochemischen Abbauvorgängen. Leichtflüchtige Verbindungen gasen aus, viele organische Stoffe werden vollständig abgebaut, während ein kleinerer Teil mit dem Kläranlagenablauf in die Gewässer eingetragen und ein weiterer Teil der organischen Substanzen im Klärschlamm zurückgehalten werden. Der Ausbau der Abwasserreinigung führte nicht nur zu einer deutlichen Verbesserung der Wasser- und Gewässergüte der Flüsse und Seen in Österreich, sondern auch proportional dazu zu einer steigenden Menge an Klärschlamm. In Österreich fielen im Jahr 1991 ca. 3,4 Mio. m³ Klärschlamm mit einer mittleren Trockenmasse (Trockensubstanz, TS) von 5 % aus der Behandlung kommunaler Abwässer an. Dies entspricht ca. 170.000 t TS Klärschlamm, 1995 waren es bereits 186.036 t TS. Der Schlammanfall aus kommunalen Anlagen wird sich mittelfristig durch die vermehrte Erfassung der Abwässer nach Abschluss der Planungs- und Bauvorhaben an Kanalnetzen und Kläranlagen, sowie durch die flächendeckende Einführung der Phosphatfällung auf eine Trockenmasse von geschätzten 260.000 t erhöhen (UBA, 2000). Nach den geltenden wasserrechtlichen Bestimmungen unterliegen Abwassereinleitungen mit gefährlichen Stoffen oder Stoffgruppen in öffentliche Abwasseranlagen von Gewerbe- und Industriebetrieben einer wasserrechtlichen Genehmigungspflicht. Ziel dieser Regelung ist, die Gewässer vor diesen gefährlichen Abwasserinhaltsstoffen, wie Schwermetallen oder halogenorganischen Verbindungen, die in den kommunalen Kläranlagen nicht oder nur unzureichend abgebaut werden können zu schützen sowie den Klärschlamm, in dem sich diese Stoffe anreichern, zu entlasten. Diese Stoffe sollen dem Abwasser ferngehalten oder an ihrer Anfallstelle, beim Indirekteinleiter zurückgehalten werden. Um dieses Ziel zu erreichen, können den Betrieben, entsprechend den branchenspezifischen wasserrechtlichen Mindestanforderungen, Maßnahmen wie z.B. produktionsintegrierte Verfahren zur Vermeidung des Eintrags gefährlicher Stoffe in das Abwasser, zur Reduzierung des Produktionswasseranfalls sowie die Errichtung und den Betrieb von Abwasserbehandlungsanlagen zur Einhaltung der festzusetzenden Überwachungswerte vorgeschrieben werden. Dies sollte unter Berücksichtigung der wirtschaftlichen Machbarkeit erfolgen und entsprechend vorsichtig. In der kommunalen und industriellen Behandlung von Abwässern sind im Sinne eines nachhaltigen Gewässerschutzes effiziente und stabile Verfahren zur Abwasserreinigung notwendig. Der Kläranlagenbetrieb bringt mit sich, dass die einzelnen Prozesse der Abwasserreinigung aufeinander abgestimmt werden müssen. Die Anlagen unterliegen wechselnden Einflüssen, wie Zulaufbedingungen, Witterungsverhältnissen, Temperaturen oder auch planmäßigen bzw. störungsbedingten Außerbetriebnahmen von einzelnen Anlagenteilen. Trotz der Vielzahl möglicher Einflussfaktoren auf den Wirkungsgrad einer Anlage ist ein Höchstmaß an Betriebsstabilität zur Einhaltung vorgeschriebener Emissionsgrenzen einerseits, aber auch eine Optimierung unter dem Aspekt der Kostenminimierung andererseits anzustreben.

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Die Anpassung von Klärsystemen an aktuelle Bedürfnisse erfolgt gegenwärtig in erster Linie auf Basis von Hochrechnungen definierter Bemessungsgrundlagen, ohne auf aktuelle, spezifische stoffliche und hydraulische Anforderungen und Kapazitäten näher einzugehen. Es liegen kaum aktuelle Befunde über zeitliche und saisonale Änderungen in der Zusammensetzung der Abwasserbelastung vor und damit erfolgt die Bemessung mit Maximalwerten um Sicherheitsgarantien einräumen zu können. Daraus resultieren oftmals sehr große Sicherheitszuschläge bei der Dimensionierung und damit erhöhte Investitionskosten. Dabei sind grob überdimensionierte Kläreinrichtungen im Teillastbereich nicht effizient. Insbesondere Indirekteinleiter mit schwankenden Emissionen in Abhängigkeit der Produktion führen immer wieder zu Belastungsspitzen mit dauernden Auswirkungen auf den Klärprozess. Das wiederum führt zu hohen Betriebsmittelverbräuchen in Form von Chemikalien, die dem Abwasser zur Klärung beigegeben werden, Stromverbrauch für die Belüftung und damit zu erhöhten Betriebskosten. Diese hohe Investitions- und Betriebskosten werden teilweise den Einleitern und oft auch der Gemeinde generell weitergegeben. So wird die Allgemeinheit für die angesprochenen Probleme belastet. Erst die genaue Kenntnis des Bedarfes, orientiert an dem minimalen möglichen Bedarf, der stofflichen Zusammensetzung und des hydraulischen Anfalls ist Grundlage für einen bewusst herbei geführten Ausgleich zur Einstellung konsistenter Bedingungen. Dies ermöglicht die Auslegung und den Betrieb einer Kläranlage mit aktuellen, vorausberechneten tatsächlichen Belastungsgrößen. Mit dem Ziel, Effizienz und Stabilität bei gleichzeitiger Kostenminimierung im Klärbetrieb zu erreichen, werden Optimierungspotentiale durch ein gezieltes Einzugsgebietmanagement im Ausgleich zwischen innerbetrieblichen Maßnahmen, einleiterspezifischen Maßnahmen, Maßnahmen im Zusammenwirken der Einleiter, und notwendigen verfahrenstechnischen Anpassungen im Bereich der Kläranlage aufgezeigt. Dies erfolgt im Rahmen von ARAFIT mit einem Ansatz, der auf einer genauen Kenntnis des Bedarfs nach Wasser, der Beschreibung der Qualitäten der Wasserströme, der Nutzungsgewohnheiten der Einleiter, und einem Mediationsmodell zur Entwicklung von Maßnahmen im Sinne eines nachhaltigen Least Cost Plannings beruht. Zur Lösung des Problems hatten sich alle regionalen Akteure der Verbandskläranlage Knittelfeld in einem Projektteam zusammengefunden. Dieses Team umfasste: -

den Betreiber der regionalen Wasserver- und -entsorgung

die wesentlichen Wasser verbrauchenden Betriebe

den Planer des Kanals und der Kläranlage

wissenschaftliche Berater, die über Kompetenz in der Systemanalyse und der Datensammlung und -interpretation sowie in der Moderation von komplexen Entwicklungsprojekten verfügen 16

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Die Verbandskläranlage Knittelfeld wollte das neuartige Konzept des Einzugsgebietsmanagement für ihr Versorgungsgebiet entwickeln und zukünftig Schritt für Schritt gemeinsam mit dem Planer für die Anlage, den Betreibern und unter wissenschaftlicher Anleitung umsetzen. Dazu sollte in einem ersten Schritt im Rahmen dieses Projektes das Konzept zum partizipativen Prozess zur Entwicklung des Einzugsgebietsmanagements auf der Basis einer umfassenden Systemanalyse entwickelt werden. Dies erfolgt bei gleichzeitiger Erprobung der identifizierten Schritte in der Praxis des Verbandes, um als Projektergebnis einen Leitfaden herausgeben zu können, mit dem zukünftig andere Verbände mit ihren Planern ähnliche Wege gehen können. Basis des regionalen nachhaltigen Least Cost Planning Ansatzes ist die Systemanalyse und umfassende Datenerhebung im Einzugsgebiet der Verbandskläranlage Knittelfeld und Umgebung. Die Systemanalyse beinhaltet -

Beprobung und Überwachung von speziellen industriellen Abwässern,

Prozessanalysen,

Identifizierung von Störsubstanzen in der Kreislaufschließung,

produktionsbedingte hydraulische Maxima,

generelle Bewertung der biologischen Abbaubarkeit und Toxizität der ausgewählten Abwässer.

Die Verbandskläranlage in Knittelfeld wurde ursprünglich mit 50.000 EWG auf der Basis einer Rohwasserbelastung von 3.000 kg BSB 5/d und einer Klärschlammproduktion von 40 m3/d. Sie verfügt insgesamt über ein Kanalnetz von rund 65 km. Sie kann aufgrund ihrer Größe und Ausführung als typisch für viele mittlere österreichische Anlagen bezeichnet werden. Nach vorliegendem Gesamtverzeichnis aller mitgeteilten Indirekteinleiter gemäß § 6 Abs.2 IEV waren mit Stand Ende 2004 40 Indirekteinleiter gemeldet. Bezogen auf Branchen und Herkunftsbereiche sind die Hauptemittenten zu 65 % Betriebe mit Abwasseremissionen aus Tankstellen und Fahrzeugreparatur- und -fachbetrieben, gefolgt mit 15 % von Betrieben der Fleischwirtschaft (Abbildung 2).

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Abwasseranfall [m³/Tag]

Schulen, Gasthäuser, sonstige Betriebe 7% Andere Gemeinden 27%

ÖBB 0%

Austria Email 2%

Obersteirische Molkerei 15% Gewerbebetriebe (Fleischereien, Tankstellen etc.) 3% Krankenhaus 1%

Knittelfeld kommunal 45%

Abbildung 2: Prozentuelle Gliederung des Abwasseranfalls nach Herkunftsbereichen (Basis 2002) Der Anteil des gewerblichen Abwassers an dem in der kommunalen Kläranlage behandeltem Abwasser entspricht durchschnittlich etwa 50 %. Die wesentlichen, bezüglich Wassermenge und Abwasserfrachten relevanten Betriebe arbeiteten im Projekt mit: -

Austria Email

Obersteirische Molkerei

ÖBB Zentralwerkstätte Knittelfeld

Autoreparaturwerkstätte und Innungsmeister Ing. Josef Herk

Die meisten dieser Betriebe haben bereits in den Jahren 1999 - 2002 an einem Programm zur innerbetrieblichen Optimierung von Stoff- und Energieströmen (ÖKOPROFIT Obersteiermark) teilgenommen und interessierten sich nachweislich für die Umsetzung einer nachhaltigen Wirtschaftsweise. Daher interessierten sie sich auch im Rahmen dieses Projektes, vorwiegend im Interesse der Stadtgemeinde Knittelfeld an einer regional optimierten Lösung für die Wasser- und Abwasserwirtschaft mitzuarbeiten. Der Planer (Andreas Plank-Bachselten) wiederum sah dieses Konzept als Chance, sich im Wettbewerb über Ansätze zur nachhaltigen regionalen Optimierung zu positionieren und das Konzept in den für viele österreichische Anlagen anstehenden Prozess der Erneuerung anderer ähnlicher Kläranlagen zu integrieren, sowie in den Prozess der Neuplanung und Errichtung von verschiedenen regionalen Wasserversorgungs- und -entsorgungssystemen in Ungarn, Kroatien, Bosnien und Serbien.

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Wichtige Begriffe: Least Cost Planning und Mediation 6.1

Idee und Ziel von Least Cost Planning (LCP)

Least Cost Planning bedeutet übersetzt: Minimalkostenplanung. Hinter dem Konzept von Least Cost Planning steht ursprünglich die Grundidee „Bereitstellung von Energiedienstleistungen zu minimalen Kosten“. Im Gegensatz zur üblichen Aufgabenstellung, eine bestehende Nachfrage nach Endenergie durch Optionen zur Energieerzeugung und bereitstellung (angebotsseitige Maßnahmen) zu decken - d.h. Bereitstellung von Endenergie in der vom Kunden gewünschten Form und Zuverlässigkeit zu minimalen Kosten steht im Mittelpunkt von Least Cost Planning die Erweiterung der Fragestellung um den Schritt von der Endenergie zur Energiedienstleistungsbereitstellung. Entwickelt wurde das Least Cost Planning Konzept Ende der 70er Jahre in den USA von der Tennessee Valley Authority. Seither fand es in zahlreichen US- Bundesstaaten Anwendung. Mittlerweile herrscht weitgehende Einigkeit zwischen Energieversorgern, Forschungsinstitutionen und Behörden, dass die prinzipielle Übertragbarkeit auf Europa gegeben ist. Eine steigende Anzahl europäischer Energieversorgungsunternehmen setzt bereits diesbezüglich Aktivitäten und bemüht sich, die Ressourcenplanung nach dem LCPPrinzip auszurichten. Grundsätzlich beinhaltet das Least Cost Planning Konzept eine planerische und eine regulatorische Komponente. Die mit LCP verbundene Innovation - z.T. als energiewirtschaftlicher Paradigmenwechsel bezeichnet - ist der Wechsel des Planungsziels bzw. des Gegenstands der Optimierung: von der kostengünstigen Bereitstellung von Endenergie zur kostengünstigen Bereitstellung von Energiedienstleistungen. Dieser Schritt beruht auf der Erkenntnis, dass Haushalte wie Betriebe nicht Energie an sich benötigen, sondern Energie als einen unter mehreren Faktoren zur Befriedigung der Nachfrage nach Dienstleistungen (z.B. angenehmes Raumklima, helle Arbeitsfläche) nachfragen. Energiedienstleistungen können somit aus einer Vielzahl unterschiedlicher Kombinationen der Faktoren Energie, Kapital/Technologie und Arbeit bereitgestellt werden. Die Suche nach kostenminimalen „Paketlösungen“ erweitert das Handlungsfeld für die Optimierung der Kosten wesentlich, denn ein warmer Raum kann z.B. durch Zuführung von Energie wie auch durch eine Kombination aus verbesserter Dämmung des Raumes und verringerter Energiezufuhr erreicht werden. Mit anderen Worten wird das Handlungsfeld von bisher primär angebotsseitigen Optionen um die systematische und gleichwertige Einbeziehung von Handlungsoptionen beim Konsumenten, sogenannte nachfrageseitige Optionen, erweitert. Auch dieser Bestandteil von LCP, das Nachfragemanagement oder Demand-Side Management (DSM), ist bereits seit längerem bekannt. Durch den Schritt zur Energiedienstleistung schafft LCP die Verbindung von Angebots- und Nachfrageseite: Gesucht wird jene Kombination von Bereitstellungs- und Einsparoptionen, die das gegebene Niveau der Nachfrage nach Energiedienstleistungen zu volkswirtschaftlich minimalen Kosten bereitstellen kann.

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Gäbe es in unseren Marktwirtschaften vollkommene Transparenz von Kosten und Preisen und vollkommene Konkurrenz müsste nicht betont werden, dass die Minimierung der volkswirtschaftlichen Kosten im Mittelpunkt steht, da in der vollkommenen Marktwirtschaft die Entscheidungen jedes Einzelnen- EVU wie Energieabnehmers - im gesamtwirtschaftlichen Optimum resultieren. Tatsächlich gibt es jedoch eine Reihe von Marktunvollkommenheiten und „Marktversagen“, mit dem Resultat, dass Entscheidungen der Einzelnen nicht zum Optimum für die Gesellschaft führen. Liegt „Marktversagen“ vor, gelten staatliche Eingriffe (durch logistische Maßnahmen oder Steuern, Einführung von Wettbewerbselementen oder Abschluss freiwilliger Vereinbarungen) in der traditionellen ökonomischen Theorie und oft auch in der Praxis als notwendig, um die Entscheidungen der Einzelnen im Sinne eines besseren volkswirtschaftlichen Ergebnisses zu lenken. „Marktversagen“ im Bereich der Energieversorgung ist nicht neu. Staatliche Eingriffe wurden und werden durch mehrere „Tatbestände“ gerechtfertigt, wie z.B. Erscheinungsformen natürlichen Monopols und fehlende Internalisierung externer Effekte (insbesondere Umweltauswirkungen). Die regulatorische Komponente von LCP setzt an diesem Regulierungsbedarf an und stellt dabei die Energieversorgungsunternehmen (EVU) in den Mittelpunkt. Die regulatorische LCPKomponente intendiert daher eine Verschiebung der Anreize für EVU, die es EVU ermöglicht, im Rahmen ihrer Unternehmensstrategien gesamtgesellschaftlich prioritäre Ziele wie die Minimierung des Energieeinsatzes oder der Emissionen zu verfolgen. Least Cost Planning wurde von STENUM schon einmal als Instrument zur Optimierung des Verbundes eines Betriebes und einer regionalen Abwasseranlage eingesetzt. In dem Projekt ARAFIT wird die Grundidee auf den Abwasserverband Knittelfeld mit seinen Einleitern übertragen: Es wird versucht, die Rolle des Verbandes so zu fassen, dass sie über die Entsorgung des Abwassers hinaus die Datenerhebung der Einleiter, die Analyse auf Optimierungspotentiale und die Konzeptionierung von Einsparmaßnahmen im Verbund umfasst.

6.2

Mediation

„Mediation“ bedeutet übersetzt: "Vermittlung" oder "vermittelndes Dazwischentreten". Zusammengefasst gesagt ist die Mediation eine Methode, durch die Konfliktparteien eine Lösung finden sollen, die für beide befriedigend ist. Entscheidend dabei ist, dass immer eine dritte Person beteiligt ist. Diese Person hat selbst keine Entscheidungsgewalt, sondern wirkt als Vermittler zwischen den Parteien. Der Mediator ist eine neutrale Person, die zunächst überhaupt erst einmal einen Verhandlungsraum eröffnet und die Konfliktparteien zu gemeinsamen Gesprächen und Verhandlungen an einen Tisch bringt. Weiterhin hat der Mediator die Aufgabe, verdeckte Konflikte und vor allem die hinter dem Konflikt liegenden Bedürfnisse und Hintergründe sichtbar zu machen. Ein Mediator braucht Fähigkeiten im kommunikativen und sozialen Bereich, die Fähigkeit zum systemischen Denken und ein gewisses Maß an 20

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Durchsetzungsvermögen - um nur einiges zu nennen. Psychologisches Wissen ist hier von großer Hilfe. Ziel einer Mediation ist es, die Konfliktparteien dazu zu befähigen, selbst Lösungen zu entwickeln, die für beide Seiten gewinnbringend sind. Es geht um echte Win/Win-Lösungen. Win-Win bedeutet, dass beide Parteien einen Nutzen von der Lösung haben und nicht nur ein schlechter Kompromiss erreicht wird. Dafür müssen konsequent die Wünsche, Forderungen, Ängste und Vorbehalte beider Parteien herausgearbeitet werden. Nur so ist es möglich, eine Lösung zu finden, die beide Parteien befriedigt. Grundsätzlich geht es beim Verfahren der Mediation um eine Problemlösung oder Konfliktregelung durch freiwillige, informelle Verhandlung. Die Problemlösung wird dabei nicht von Politik oder Verwaltung vorgegeben, sondern von den Betroffenen gemeinsam erarbeitet und ausgehandelt. Eine Mediation ist immer an der Zukunft orientiert. Es geht darum, Lösungen für die zukünftige Zusammenarbeit zu bekommen. Die Vergangenheit ist nur in soweit von Bedeutung, wie die Informationen für das Verstehen des Konfliktes und der Anliegen beider Parteien vonnöten ist. Im Gegensatz dazu wird z.B. in einem Gerichtsverfahren die Vergangenheit in das Zentrum der Beachtung gestellt. Hier wird vergangenes Verhalten beurteilt oder verurteilt. In der Mediation geht es nicht um ein Urteil - wer Recht hat oder nicht, ist im Grunde unerheblich. Es geht einzig darum, eine für die Zukunft tragfähige und alle Beteiligten zufriedenstellende Lösung zu finden. Das Verfahren der Mediation kommt im Wesentlichen aus den USA, wo diese alternative Methode der Konfliktlösung vor allem in den letzten 20 Jahren immer stärker und breiter eingesetzt wird. Für Tarifverhandlungen nutzte man das Verfahren in den USA bereits in den 40er Jahren. In Deutschland befasst man sich mit dem Verfahren erst seit ca. zehn Jahren. In den USA wird das Verfahren der Mediation in den verschiedensten Bereichen des privaten und öffentlichen Lebens eingesetzt. In Deutschland beschränkte sich der Einsatz bis vor kurzem vor allem auf Familienstreitigkeiten im Zuge von Scheidungen. Diese sogenannte Familien-Mediation soll vor allem in Fragen der Verteilung des Sorgerechts für Fairness sorgen. Ein weiterer Bereich, in dem die Mediation genutzt wird, ist die Umwelt-Mediation, bei der es darum geht, sinnvolle Maßnahmen in Umweltfragen zu finden. Immer häufiger wird aber auch über weitere Einsatzgebiete diskutiert. Die Mediation kann in allen Konfliktsituationen erfolgreich genutzt werden - ob das nun Auseinandersetzungen unter Kollegen, Partnerschaftsprobleme oder auch Konflikte zwischen Unternehmen, Organisationen oder Parteien sind. Konflikte sollten geordnet und ergebnisorientiert werden. Umweltmediation ist eine interessante und viel versprechende Methode, um Konflikte einvernehmlich, konstruktiv und in angemessener Zeit zu lösen. Die aktive Bürgerbeteiligung gewinnt auf diese Weise bei umweltrelevanten Planungsvorhaben besonderen Stellenwert. Seit dem Sommer 2000 ist Mediation im Umweltverträglichkeitsprüfungsgesetz ausdrücklich vorgesehen. Österreich wird damit auf diesem Sektor zum Vorreiter in Europa. Wie sehr sie sich als wirksames Instrument zur Klärung unterschiedlicher Positionen etablieren kann und ob es zur Beschleunigung des behördlichen Verfahrens beitragen kann, wird die Praxis zeigen. 21

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In Österreich haben seit Beginn der 90er Jahre rund 30 Umweltmediations- und mediationsähnliche Verfahren stattgefunden, mehr als die Hälfte wurden seit 1997 initiiert. Der Großteil endete – selbst bei jahrelangen Konflikten - mit einer einvernehmlichen Lösung. Das erste Mediationsverfahren führte 1996 das Zementwerk Leube durch. Das größte abgeschlossene Verfahren in Österreich betraf die Errichtung der ÖBB-Hochleistungsstrecke Gasteinertal. Das Mediationsverfahren beim Flughafen Wien ist das bislang aufwendigste Verfahren.

Eine praktische Anwendung der Mediationsverfahren gibt es seit den 70er Jahren. Erstmals wurden gemeinsame, einvernehmliche Konfliktlösungsverfahren in Japan und den USA eingesetzt. Die bisher dort gemachten Erfahrungen zeigen, dass Mediationsverfahren bei der Konfliktlösung von Umweltproblemen sehr erfolgreich sind.

Bis Mitte der 80er Jahre konnten in den USA von 161 ausgewerteten Mediationsverfahren bei immerhin 78 % eine Einigung erzielt werden. Eine 1993 vom "Florida Department of Environmental Regulation" durchgeführte Studie ergab, dass bei 75 % aller größeren Mediationsverfahren eine Einigung hergestellt werden konnte. Gleichzeitig ergaben sich Einsparungen bei den Gerichtskosten für die beteiligten Akteure und Akteurinnen. In den USA erfolgte auch eine rechtliche Einbindung der Mediationsverfahren in die Umweltgesetzgebung- In Deutschland gibt es seit Ende der 80er Jahre positive Erfahrungen mit Mediation als informelles Konfliktlösungsverfahren im Umweltbereich.

In nahezu allen Ländern erfolgt die Finanzierung von Umweltmediationsverfahren direkt oder indirekt durch die öffentliche Hand. Eine Ausnahme könnte in Zukunft Kanada bilden, wo es gelang, einen nationalen Fonds zur finanziellen Unterstützung von informellen Konfliktregelungsverfahren einzurichten. Von diesem Fonds werden die Forschung, Ausbildung und das Zur Verfügung stellen von Dienstleistungen auf dem stets breiter werdenden Feld der alternativen Konfliktregelung unterstützt. Bisher wurden durch diesen Rahmen Mediationsverfahren in einer Reihe gesellschaftlicher Bereiche durchgeführt, im Umweltbereich aber noch nicht. Dieser soll in naher Zukunft folgen.

Grundsätzlich ist anzumerken, dass es über die bisherige praktische Erfahrung mit Mediationsverfahren zwar viele qualitative Aussagen gibt, die quantitative Auflistung über Kosten, Teilnehmer, Einsparung gegenüber herkömmlichen Verfahren etc. fehlt jedoch zumeist oder erweist sich als ungenügend. Der Grund dafür liegt in den meist vielschichtigen Verfahren mit zahlreichen unterschiedlichen Teilnehmern, wodurch eindeutig zurechenbare Kosten schwer ermittelt werden können.

Der Mediationsablauf folgt üblicherweise folgenden Stufen: -

Vorverhandlungen

Verhandlungsphase

Umsetzung

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Phase der Vorverhandlungen: Hier erfolgt die sorgfältige Vorbereitung der Verhandlungen: Gemeinsame Bestimmung der Verhandlungsparteien, der Sachthemen, des Verhandlungsablaufs sowie die gemeinsame Suche nach relevanten, das Vorhaben betreffende Daten und Fakten.

Eigentliche Verhandlungsphase: In der Verhandlungsphase versuchen alle Verhandlungsparteien gemeinsam, einzeln oder in Untergruppen Vorschläge für eine Problemlösung zu erarbeiten. Diese Lösung sollte insgesamt oder zumindest teilweise als zufriedenstellend oder akzeptabel für alle Beteiligten angesehen werden können. Die Ergebnisse der Verhandlung werden in einer schriftlichen Übereinkunft zusammengefasst.

Phase der Umsetzung der Übereinkunft: In dieser Phase kommt es zur Weiterleitung des informellen Ergebnisses in den formalen Entscheidungsprozess. Es können auch Kontrollmechanismen für die Überwachung des Vollzugs festgesetzt werden.

In der Praxis laufen Mediationsverfahren im Umweltbereich zumeist so ab, dass sich nach der Phase der Initiierung des Verfahrens durch einen Akteur oder eine Akteurin und der Vorverhandlung alle Betroffenen eines Konflikts zur Verhandlung über die Problemlösung treffen. Das Hauptelement bei der Verhandlung ist dabei der „Runde Tisch“, der in konkreten Situationen ergänzt wird durch Informationsveranstaltungen, informelle Vorgespräche oder Gespräche zwischen einzelnen Beteiligten. Es soll dabei durch die Vermittlung eines neutralen Dritten versucht werden, das Problem einer Lösung zuzuführen, bevor es zu einer Eskalation des Konflikts bzw. einer gerichtlichen Auseinandersetzung kommt. Gegenwärtig gibt es kein standardisiertes Verfahren bei der Umweltmediation. Die konkrete Ausgestaltung eines Verfahrens richtet sich immer nach der jeweiligen Konfliktsituation, den Beteiligten, dem Stand des Genehmigungsverfahrens, dem Entscheidungsgegenstand u.ä. Es gibt also keine generell feststehenden Verfahrensabläufe und Verhaltensregeln. Die wichtigsten sich daraus ergebenden strukturellen Merkmale der Mediationsverfahren sind: -

Informalität (jedoch mit klar festgelegten Verfahrensregeln)

Flexibilität

Möglichkeit der verfahrensangepassten Änderungen von Regeln

Situationsabhängigkeit

Offenheit gegenüber allen möglichen Kommunikationswegen und -methoden

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Folgende Erwartungen hinsichtlich positiver Effekte werden genannt: -

Entscheidungen im Umweltbereich können von Konfliktpotential entlastet werden.

Diskussion von Themen und Aspekten zum geplanten Vorhaben, die im behördlichen Genehmigungsverfahren nicht angesprochen werden können.

Verbesserung der Kommunikationsbeziehungen zwischen den unterschiedlichen Akteuren und Akteurinnen im Verlauf des Mediationsprozesses. Dies kann die Chance zu langfristig kooperativen Beziehungen eröffnen.

Transparenz und umfassenderer Informationsaustausch.

Versachlichung der Entscheidungsvorbereitung: Positionen und Interessen der Akteure und Akteurinnen werden begründungsbedürftig und müssen einer rationalen Argumentation zugänglich gemacht werden.

Entlastung der Behörden: Konflikte um ein geplantes Projekt werden im Vorfeld durch neutrale Vermittler konsensual geregelt. Die Behörde kann sich auf die eigentliche Genehmigung des Vorhabens konzentrieren. Mediationsverfahren können helfen, teure und langwierige Planungsprozesse bei umweltrelevanten Vorhaben zu vermeiden.

Erreichung einer konsensualen Konfliktlösung als abschließende VerhandlungsÜbereinkunft, die von allen Beteiligten akzeptiert und umgesetzt wird.

Größere Akzeptanz für getroffene Entscheidungen über umweltrelevante Vorhaben, weil Akteure und Akteurinnen in den Prozess der Entscheidungsvorbereitung miteinbezogen wurden.

Erzielung einer Empfehlung über die mögliche Regelung eines Konflikts, die dann an die zuständigen Verwaltungsbehörden zur praktischen Umsetzung weitergegeben wird.

Vermeidung von Rechtsstreitigkeiten und teuren Gerichtskosten sowie unnötiger Folgekosten bei Einwendungen und Beschwerden.

Für die an einem Umweltkonflikt beteiligten Akteure Mediationsverfahren unterschiedliche Nutzenaspekte:

und

Akteurinnen

bringen

Für die Verwaltung/Behörden: -

Erweiterung von Informationsbasis und Kenntnisstand bei der Vorbereitung von Entscheidungen

Arbeitserleichterung und -beschleunigung: Diskussionsprozess und Konfliktlösung zwischen den Akteuren und Akteurinnen werden aus dem Genehmigungsverfahren ausgelagert und durch neutralen Dritten durchgeführt

Entlastung von Anfragen, Beschwerden und Vorwürfen aus der Öffentlichkeit

Für die Projektwerber: -

Hinweise und Fakten für die Optimierung der Entscheidungsvorbereitung

Erhöhte Planungssicherheit

Erhöhte Akzeptanz und Imagegewinn

Zeit- und Kostenersparnis

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Für die Betroffenen (Umweltverbände, Bürger und Bürgerinnen): -

Miteinbeziehung in die Entscheidungsfindung

Transparenz des Entscheidungsprozesses

Umfassende Information und Kommunikation mit Projektwerber und Behörden

Es gibt auch eine Reihe ungeklärter Fragen und Problemaspekte bei der Anwendung der Mediationsverfahren auf die Konfliktlösung im Umweltbereich: -

Ungeklärte Rechtsfrage: Außer in den USA, Kanada und Japan, gibt es keine gesetzliche Normierung von Mediationsverfahren. Es bleibt die Frage einer gesetzlichen Einbindung von Mediation.

Initiierung eines Mediationsverfahren: Ergibt sich aus der Frage der gesetzlichen Einbindung: Wer initiiert ein Mediationsverfahren, wenn es keine gesetzliche Einbindung gibt?

Verbindlichkeit der Verhandlungsergebnisse eines Mediationsprozesses: Es ist ungeklärt, ob und wie die ausgehandelten Ergebnisse der Mediation in den formalen Planungs- und Entscheidungsprozess Eingang finden.

Finanzierung des Mediationsverfahrens: Geschieht bisher oft durch die öffentliche Hand. Wer soll für die Finanzierung eines Mediationsverfahrens aufkommen? Es entstehen Probleme der Abhängigkeit und Akzeptanz.

Verfügbarkeit professioneller Mediatoren und Mediatorinnen: Bisher gibt es im deutschsprachigen Raum keine umfassende professionelle Ausbildung für Mediatoren und Mediatorinnen im Umweltbereich. Wer soll als neutraler Vermittler bei Mediationsverfahren fungieren?

Welche Lösungsmöglichkeiten bietet Mediation wirklich? Sind Verhandlungsergebnisse wirklich die beste Lösung für die Umwelt?

Generelle Kritik und Grenzen von informellen Konfliktregelungsverfahren: Kompromisszwang für schwächere Gruppen, mangelnder Wille zum Dialog etc.

Aus diesen Überlegungen lassen sich folgende Problemfelder für das Projekt ARAFIT ableiten: -

Umfang und Nachvollziehbarkeit der Analyse als Basis für das Verständnis und die Akzeptanz der Schlussfolgerungen: Durch neuartige Datenerhebungsmethoden und den großen Umfang von Daten über Wasserverbrauch und Abwasserbelastung soll ein exaktes Bild im Raum des Verbandes gezeichnet werden

Ideenreichtum der Identifikation der Win/Win-Situationen: Durch die Erfahrung der eingebundenen Betriebe und der Berater sollen realisierbare, kosteneffiziente Einsparungsmaßnahmen in den Betrieben und beim Verband gewährleistet werden

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Ansatzpunkte für Lösungen in dem Projekt ARAFIT werden in folgenden Elementen des Projektdesigns gesehen: -

Einsatz von neuartigen Datenerhebungsverfahren, die die Gewinnung einer Fülle von Messdaten und Aufzeichnungen zur Rückverfolgung und Analyse in kurzer Zeit mit geringem Mitteleinsatz ermöglicht

Die frühzeitige Einbeziehung aller befassten Betriebe, Sachverständigen und Behörden

Die gute Ausgangssituation des Verbandes mit seiner bekannten Kultur für Kommunikation unter den Mitgliedern und als innovativer Vorreiter in Fragen der Organisation und Durchführung des Klärbetriebes und die Weiterführung dieser Kultur in den gemeinsamen Workshops

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Systemanalyse – Betriebe und Abwasserverband 7.1

Austria Email

Die Firma Austria Email AG besteht seit 151 Jahren am Standort in Knittelfeld. Sie hat sich über die letzten 30 Jahre zu Österreichs bedeutendstem Emaillierwerk entwickelt. Frühzeitig erkannte man die Zukunft des Unternehmens in der Anwendung von Hochtechnologie. Wurden in der Vergangenheit Kochgeschirre, Lampenschirme, Verkehrszeichen und Wandpaneele emailliert, so sind heute Warmwasserspeicher das Hauptprodukt. Das von der Firma entwickelte Vakuumail-Verfahren wurde weltweit patentiert. Es ist Garant für die weitest gehende Korrosionsbeständigkeit der Warmwasserspeicher des Unternehmens. Auf dem Gebiet der Warmwassertechnik verfügt die Firma über eine komplette Angebotspalette. Das Angebot reicht von Elektrokleinspeichern über Großspeicher, bis zu elektrischen Raumheizgeräten. Weitere Produkte sind Sondergeräte für die Brauchwasserbereitung und die Heizung, Solarsysteme zur Warmwasserbereitung sowie Fernwärmekomponenten und Wärmerückgewinnungsanlagen. Heute werden bei der Austria Email jährlich ca. 100.000 emaillierte Boiler zur Erzeugung von Warmwasser hergestellt. Es werden ca. 360 verschiedene Typen an Eigen- und Fremdmarken erzeugt. 2003 erzielte man mit 325 Mitarbeitern einen Umsatz von 42 Mio. €. Detaillierte Informationen über die Firma findet man auf www.austria-email.at. Die Fertigung umfasst folgende Schritte: Zunächst werden die Bleche für die Schüsse der Boiler gerollt und mit den Böden, Flanschen und Stutzen verschweißt. Die Heizregister werden gewickelt. Vor der Emaillierung müssen die Behälter entfettet, gebeizt und neutralisiert werden, um eine optimal haftende, fehlerfreie Emailschicht zu erzielen. Die Mäntel werden entfettet und pulverlackiert. Anschließend werden die Behälter, Register und Mäntel montiert und der Zwischenraum zwischen Mantel und Boiler ausgeschäumt. Die Vorbehandlung der Boiler durch Entfetten und Beizen verursacht den Anfall von Spülwässern, die in einer betrieblichen Kläranlage behandelt werden. Im Zuge der Entwicklung des Konzeptes Beize neu war man seit 2000 bemüht, den Beizprozess und die Abwasserbehandlung zu analysieren und die gesamten Rahmenbedingungen objektiv zu hinterfragen. Ziel war es, ökologisch und ökonomisch eine best mögliche Problemlösungsvariante herauszuarbeiten und umzusetzen. Bei der Entwicklung einer optimalen Kombination von Verminderungs-, Vermeidungs-, Verwertungsund Beseitigungsstrategien wurde 1999 und dann wieder 2004 die Unterstützung der Firma STENUM eingeholt, um die Idee des integrierten und vorsorgenden Umweltschutzes optimal bei der Gestaltung des Prozesses zu berücksichtigen. Im Betrieb wird Wasser weiters zur Kühlung von Pressen und Schweißmaschinen, zur Kompressorkühlung, bei der Druckprüfung und für die Warmwassererzeugung eingesetzt. 27

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Das Wasser wird zum größten Teil aus zwei eigenen Brunnen bezogen. Der Rest wird aus dem Ortswassernetz abgedeckt, weil die Kapazität der vorhandenen Brunnen nicht immer ausreicht. Die bestehende betriebliche Abwasseranlage reinigt das anfallende Abwasser nach folgendem Ablauf: Das Abwasser wird in einer Grube gesammelt, anschließend in Stapelbehälter gepumpt und neutralisiert. Danach wird das im Wasser enthaltene Eisen durch Einblasen von Druckluft oxidiert, bei Bedarf wird Entschäumer zugegeben. Durch Zudosierung von Flockungsmitteln wird gewährleistet, dass sich gut absetzbare Flocken bilden, die in dem nachgeschalteten Schrägklärer abgeschieden werden.

Der Schlamm wird aus dem Schlammstapel über eine Kammerfilterpresse auf einen Trockensubstanzgehalt von etwa 50 % entwässert. Das Klarwasser wird nach dem Kiesfilter direkt über einen ca. 1.500 m langen Kanal in die Verbandskläranlage eingeleitet. Der Werkskanal trifft dabei nach einigen Metern auf den Hauptkanal, in dem das Abwasser rasch stark verdünnt wird. Die bis 2004 betriebene Beize war nicht mehr als dem Stand der Technik gemäß einzuschätzen. Im Laufe des Jahres 2004 wurde die Beize neu geplant. Für die Neuplanung der Beize der Austria Email wurde in einem ersten Schritt eine Bilanz der bestehenden Anlage erstellt, um Wasserverbräuche, Chemikalienverbräuche, Ausschleppungen und Spülkriterien festzustellen. Im zweiten Schritt wurde eine Anlagenkonfiguration nach dem Stand der Technik ausgewählt. Diese umfasst: -

praktischere Gehänge für die Beschickung

neuer Kran, frei programmierbare Kransteuerung

neuartige Becken Abluftkurzwäschern

Entfettung mit eingebautem kontinuierlich arbeitendem Ölabscheider

Beize mit integrierter Kristallisationsanlage zum kontinuierlichen Abscheiden von Eisensulfat zur Badpflege

Unter Berücksichtigung Entfettung und Beize

mit

der

Push-Pull-Absaugung,

Platzverhältnisse

Tröpfchenabscheidern

zweistufige

Spülkaskaden

und

nach

Um eine einwandfreie Oberfläche der Ware zu erhalten, ist es notwendig, dass alle eventuell anhaftenden Öle, Fette und sonstige Verunreinigungen entfernt werden. Die dazu eingesetzten Entfettungsbäder haben eine Oberflächenflutung mit Überlauf, welche über den jeweiligen Ölabscheider umgeflutet werden. Der angebaute Ölabscheider entfernt zuverlässig Fette und Öle und verlängert dadurch die Standzeit.

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Die Spülkaskade sichert eine hohe Teilereinheit vor dem nächsten Arbeitsvorgang. Frischwasser wird über ein pneumatisches Ventil nachdosiert. Außerdem kann die Frischwasserzufuhr von Hand über eine Niveausonde und ein Sperrventil geregelt werden. Die Ware wird im Tauchverfahren in wässrigen Medien gebeizt, dabei wird die natürliche Oxidschicht aus dem Walzen, Schweißen usw. abgetragen. Ein Teil der Säure, die durch die Ausschleppung aus den Becken verloren geht, wird aus der zweiten Stufe der Spülkaskade zurückgeführt. Der Frischwassereinsatz des Betriebes lässt sich reduzieren, indem das Kühlwasser von Pressen und Stanzen für die Versorgung der Beize sowie der Emaillierung herangezogen wird. Die folgende Tabelle 2 zeigt als Resultat die Veränderungen der Wasser- und Chemikalienbilanzen der Beize der Austria Email. Tabelle 2: Wasser- und Chemikalieneinsatz alt und neu Zustand alt Wassereinsatz [m³/a] Schwefelsäureeinsatz [kg/a]

Zustand neu mit zweistufigen Spülkaskaden

6.250

3.250

120.000

80.000

Die Ergebnisse zeigten, dass es durch -

Definition eines optimierten Spülkriteriums

Anwendung von Maßnahmen Prozesschemikalien

Gezielte, erprobte Badpflegemaßnahmen

Automatisierten Betrieb

Betriebsinternes Wasserrückführung

Optimierte Spültechnik

zur

Minimierung

von

Ausschleppung

von

möglich war, den Säureverbrauch signifikant zu senken und den Wassereinsatz zu halbieren. Das geschieht bei gleichzeitiger Verbesserung der Qualität durch verbesserte Spülkriterien und erhöhte Prozesssicherheit. Neben den positiven Auswirkungen im betrieblichen Bereich bedeuteten die Maßnahmen auch eine deutliche Entlastung der Verbandskläranlage.

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7.2

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Obersteirische Molkerei

Aus den ursprünglich vielen kleinen regionalen Molkereigenossenschaften im Mur- und Mürztal entstanden in den letzten 20 Jahren größere Unternehmenseinheiten. So bildete sich letztendlich in den Jahren 1992 und 1993 aus den damals noch eigenständigen Genossenschaften – Obersteirischer Molkereiring Murboden, Landforst Kapfenberg und Landgenossenschaft Oberes Murtal – die Obersteirische Molkerei reg.Gen.m.b.H. Hintergrundinformationen findet man unter www.oem.at. Das Molkereiunternehmen des Mur- und Mürztales wird täglich von derzeit 2.700 Bauern, welche gleichzeitig Eigentümer dieser Genossenschaft sind, mit Rohmilch beliefert. Die Milch wird in den Betriebsstätten Knittelfeld und Kapfenberg, zu Molkereiprodukten verarbeitet. Die Bemühungen um höchste Qualität wurden auch durch internationale Auszeichnungen, z.B. Goldmedaille beim internationalen Gebirgskäsewettbewerb in Grenoble 1996 und 1998 sowie durch nationale Auszeichnungen - AMA Gütesiegel für alle Produkte - belohnt. In Knittelfeld werden vor allem verschiedenste Käse hergestellt (Bergkäse, Erzherzog Johann, Emmentaler, Bierkäse, Alm-Tilsiter, Murtaler Pizzakäse, Steirerkäse, Gorgonova, Räucherkäse, Kümmelschmelzkäse, Bio- Murtaler). Abwässer aus Milch verarbeitenden Betrieben können wie folgt differenziert werden: -

Kühl- und Kondenswasser

Sanitärabwässer

Betriebsabwasser

•

Vorbehandlung

•

Produktverluste

•

wirtschaftlich nicht mehr verwertbare Restprodukte

•

Waschwasser

•

Reinigungslösungen

•

Reinigungs- und Spülwasser

•

Wasseraufbereitung

Niederschlagswasser

Die organische Belastung des Molkereiabwassers - hochmolekulares Eiweiß, Milchzucker, Fette und Salze - resultiert zu mehr als 90 % aus Milchbestandteilen und Produktresten. Diese Stoffe liegen in Form von Emulsionen, Suspensionen und echten Lösungen vor und zeigen große Konzentrationsschwankungen. Die Abwasserbelastung wird vorwiegend vom Erzeugungsprogramm, vom Produktionsumfang, von den technischen Einrichtungen, der Technologie, der Art der Reinigung sowie von der Sorgfalt der Betriebsangehörigen beeinflusst.

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Wesentliche Belastungen entstehen während der Reinigung. Zur Reinigung der Milchverarbeitungsanlagen werden neben Wasser, Reinigungs- und Desinfektionsmittel eingesetzt. Laugen werden zum Verseifen von Fetten und Peptisieren von Proteinen eingesetzt und Säuren sollen Milchsteine aus der Hitzebehandlung der Milch lösen. Als Reinigungsmittel werden überwiegend Natronlauge und Salpetersäure in 0,5 Verdünnung verwendet. Weiters werden konfektionierte Mittel eingesetzt, die Natriumkarbonat, -silikat und -phosphat sowie EDTA und Polyphosphat enthalten. werden Detergentien und Desinfektionsmittel (chlorhaltige und Ammoniumverbindungen) beigemengt.

- 2 %iger zusätzlich Zusätzlich quartäre

Die pH-Werte des Abwassers unterliegen starken Schwankungen. Spitzenwerte zwischen pH 1 bis pH 13 können auftreten. Im Regelfall werden die sauren pH-Werte meist von den überwiegend alkalischen überdeckt, so dass im Durchschnitt Werte zwischen 9,5 - 11 gemessen werden. Zur Reinigung wird Heißwasser bzw. heiße Lauge verwendet, wodurch mit erhöhten Abwassertemperaturen zu rechnen ist (25 – 30 °C). Die Produktbeschaffenheit hat generell Einfluss auf Rückstände bzw. Schmutzfracht. Viskosere Produkte wie Rahm, Sauermilchprodukte oder Eiscreme haben dickere Rückstandfilme in Gefäßen etc., sodass hier stark erhöhte Schmutzfrachten auftreten können. In mehreren Prozessen der Milchverarbeitung fallen außer dem Abwasser aus der Reinigung andere hochkonzentrierte flüssige Reststoffe (z.B. Produktreste in Tanks und Rohrleitungen, sogenannte Schlämme aus Zentrifugen oder Molke aus der Käseherstellung) an. Diese können Konzentrationen von ca. 0,5 - 30 % Trockensubstanz, ca. 5000- 100000 mg/l BSB5und ca. 8000 - 150 000 mg/l CSB aufweisen. Überwiegend eignen sich diese Stoffe zur Verfütterung oder anderer weiteren Verwendung (Hefefermentation, Nahrungsmittel). In manchen Fällen wird Molke auch als Abwasser mit aeroben, anaeroben oder LandBehandlungsverfahren behandelt. Tabelle 3: Kenndaten für unbehandeltes Molkereiabwasser

Schmutzwassermenge pro 1000 kg Milch (m³/1000kg) BSB5-Fracht pro 1000 kg Milch (kg/1000 kg) BSB5 (mg/l) BSB5/CSB (mg/l) Durchschnitt Vollmilch Magermilch Molke Lactose Casein Molkereieiweiß BSB5/N (mg/l) Magermilch

Tagesmittel

Schwankungsbereich

1-2

0,5 - 4,0

0,8 - 2,5

0,3 - 5,0

500 - 2000

1 – 50000

0,70 0,69 0,63 0,52 0,53 0,46 0,23 ~ 15 ~ 21

0,35 - 0,9

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Molke BSB5/P (mg/l) absetzbare Stoffe (ml/l) pH-Wert Temperatur °C

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Tagesmittel

Schwankungsbereich

~ 100 - 50 ~1-2 6 - 10,5 25 - 35

1 – 13 5 – 60

Tabelle 4: Abwasserkennwerte einzelner Molkereiprodukte – Milchverarbeitung Vollmilch 3,5 % Fett g/l

Magermilch g/l

Buttermilch g/l

Rahm 30 % Fett g/l

KondensMilch 7,5 % g/l

Labmolke g/l

Sauermolke g/l

Magermilchpulver g/kg

Labmolkepulver g/kg

H2O

875

908

913

621

740

938

954

125

379

260

957

950

Fett

0,5

315

0,5

Eiweiß

7,5

350

123

Ges. N

1,2

Milchzucker

519

732

Salze

BSB5

114

400

271

700

600

KMnO4Verbr.

175

155

150

519

980

1600

CSB

183

147

134

750

378

950

TOC

186

208

374

Die Milch der Molkerei wird aus den politischen Bezirken Murau, Knittelfeld, Judenburg, Neumarkt in Tankwagen gesammelt, diese werden am Nachmittag nach zwei Touren gereinigt mit einer CIP-Anlage. In Zukunft sollte das Vorspülwasser der CIP-Anlagen getrennt gesammelt werden, um den CSB im Abwasser zu minimieren. In Summe werden täglich 450 bis 550 m³ Wasser eingesetzt, 280 m³ Milch werden täglich verarbeitet. Davon werden 150 m³ zu Käse verarbeitet, 40 bis 50 zu Topfen und 15 m³ Rahm wird verbuttert, der Rest der Milch wird nach Kapfenberg oder nach Italien geliefert. Milch wird zunächst in Tanks zwischengelagert und dann pasteurisiert. Bei der Topfenverarbeitung wird die Milch in 2000 l Trögen angesäuert und mit Lab versetzt, dann wird die Milch von der Molke mit einem Sieb getrennt. Das Sieb wird anschließend mit einem Hochdruckreiniger gereinigt, dabei gelangt Topfenbruch ins Abwasser.

Die Sauermolke wird aufkonzentriert von 5 auf 30 % Trockensubstanz und dann zu Schweinebauern in die Südsteiermark zur Verfütterung geführt. In Zukunft soll sie in der Biogasanlage in Zeltweg eingesetzt werden. Wesentliche konzentrierte Teilströme sind das Nebenprodukt der Bakterofuge (480 l/Tag), Milchseparator (300 l/Tag), Salzbadfiltration (100 l/Tag) sowie das Abschlemmen des Molkeseparators (ca. 5000 bis 6000 l/Tag). Diese 6900 l Schlamm enthalten, wenn man CSB

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von Milch annimmt, bereits über 1000 kg täglich CSB. CSB-Messungen zeigen tägliche CSBGehalte des Abwassers zwischen 1700 und 2600 kg. An Produkten werden hergestellt: Topfen (2350 t/a), Butter (2900 t/a), pasteurisierte Milch, getrocknete Magermilch und Süßmolkepulver (4400 t/a), Schmelzkäse und Käse (4000 t/a). Außerdem wird eine Abpackstraße betrieben. Dort entstehender Bioabfall wird entweder zu Schmelzkäse verarbeitet, verkauf oder zu Biogas umgesetzt. Im Bereich des Käsewerks wäre vor allem beim Reinigen insofern sauberer zu arbeiten, als dass konsequent Feststoffe aufgesammelt und dem Bioabfall zugeführt werden. Das Abwasser wird in einem 120 m³ Sammeltank gesammelt und in einen eigenen Tank gepumpt. Dieser wird über eine Turbine belüftet. Abwasser fällt jährlich in der Menge von 202.000 m³ an. Stadt- und Brunnenwasser wird in der Menge von 174.000 m³ eingesetzt. Die Differenz von 32.000 m³ entsteht durch Brüdenkondensat aus der Eindampfanlage.

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Tabelle 5: Abwasserkennwerte f端r Molkereiabwasser nach Produktgruppen

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Die Emissionsbegrenzungen für die Direkteinleiter orientieren sich im Hinblick auf die gute biologische Abbaubarkeit der Abwasserinhaltsstoffe an den mit kommunalen Abwasserreinigungsanlagen erzielbaren Reinigungsleistungen. Dabei muss durch betriebsinterne Wiederverwertungs- oder Mehrfachnutzungsmaßnahmen dem Problem der Aufkonzentrierung von betrieblichem Abwasser Rechnung getragen werden. Für Milchbearbeitungs- und -verarbeitungsbetriebe ist in Österreich die AEV Milchwirtschaft (BGBl. II Nr. 11/1999) gültig. Diese ersetzte mit ihrem in Krafttreten am 12.1.2000 die bis dato gültige AEV Milchwirtschaft aus dem Jahr 1991 (BGBl. Nr. 183/1991) und die WRGNovelle 1993, Abschnitt V BGBl. Nr. 537/1993). Im Kontext mit wasserbezogenen EU-Richtlinien ist die Richtlinie RL 76/464/EWG, die EU Programme zur Verminderung der Gewässerbelastung durch Stoffe der Liste I (Schwarze Liste) und durch Stoffe der Liste II (graue Liste - Zuständigkeitsbereich Mitgliedsstaaten) zu sehen. Im Bereich der Milchwirtschaft kommen für die Liste I die halogenierten organischen Verbindungen (erfasst als AOX) in Frage. Für die Liste II kommen Gesamtchlor (Biozide) und Ammonium in Betracht. Die AEV Milchwirtschaft stellt ein nationales Programm zur Verminderung der Gewässerbelastungen durch die genannten Stoffe im Abwasser aus der Milchwirtschaft dar. Weiters hat die EU abweichend vom Konzept der Einzelstoffregelung nach RL 76/464/EWG in der Richtlinie über die Behandlung von kommunalem Abwasser aus 1991 (91/271/EWG) die Mitgliedsstaaten verpflichtet, autonome nationale Regelungen für Abwasser aus dem Herkunftsbereich der Milchwirtschaft zu erlassen, was mit der AEV Milchwirtschaft in Österreich erfüllt ist. In der Richtlinie RL 96/61/EG, Vermeidung und Verminderung von Umweltverschmutzungen (IPPC), werden unter anderem Anlagen zur Behandlung und Verarbeitung von Milch (bei Milchmengen über 200 t/Tag im Jahresmittel) genannt, für welche ein integriertes Bewilligungsverfahren, bei dem Schutzmassnahmen für alle Umweltmedien auf dem Niveau des Standes der Technik vorzusehen sind, durchgeführt werden muss. In der Obersteirischen Molkerei konnten folgende Lösungsansätze gefunden werden: -

Wiederherstellung des Pufferbeckens mit Rührwerk zur Neutralisation des Abwassers und zur Homogenisierung

Getrennte Sammlung der Bakterofugenschlämme, Sterilisation und Rückführung

Installation, Inbetriebnahme und Optimierung von CIP-Reinigungsanlage nicht nur in der Käserei, sondern im gesamten Betrieb

Getrennte Erfassung von Produktresten, Molke und Zentrifugenschlämmen

Durch diese Maßnahmen ist in Summe eine Halbierung der der Kläranlage zugeleiteten Abwasserfrachten zu erwarten. Die Verbringung der Konzentrate in den Faulturm der Kläranlage erhöht dort die Biogasausbeute.

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7.3

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ÖBB Zentralwerkstätte

Die ÖBB Zentralwerkstätte in Knittelfeld war einmal eine Hauptwerkstätte der ÖBB zur Wartung von Lokomotiven und Waggons. Da die Stadt Knittelfeld von der Eisenbahn stark geprägt ist, war sie auch idealer Ort für die Steirische Landesausstellung zum Thema Verkehr, die im Jahr 1999 dort stattfand. Heute ist die Werkstätte vor allem für die Aufarbeitung und Reparatur von Radsätzen zuständig. Alle sieben Minuten verlässt ein regenerierter Radsatz die modernste Radsatzaufarbeitung Europas in Knittelfeld. Bahnen in ganz Europa lassen in Knittelfeld arbeiten. Für die Hochleistungslokomotive Taurus der ÖBB werden einige der Komponenten im Werk in Knittelfeld gefertigt und ins Werk Linz zum Zusammenbau geliefert. Hintergrundinformationen findet man auf www.oebb.at. Der wesentliche Wasserverbraucher der Werkstätte ist die Reinigung der Radsätze vor der weiteren Bearbeitung. Dabei werden die Radsätze von Schmutz, Fett und Ölen gereinigt. Diese Reinigungswässer werden über eine zweistufige Ultrafiltrationseinheit innerbetrieblich aufbereitet und anschließend in den Kanal eingeleitet. Die Schmutzkonzentrate werden an einen befugten Entsorgungsbetrieb abgegeben. Abwasserrelevant sind folgende Bereiche: Im Reparaturwerk gibt es zwei Teilewaschanlagen, im Radsatzbereich drei Teilewaschanlagen. Diese arbeiten mit einer Lauge aus verschiedenen Reinigungsmitteln, die in erster Linie Natronlauge, Kalilauge, Phosphate, verschiedene Detergenzien enthält. Diese Lauge wird an der Maschine nicht gepflegt sondern zwei Mal die Woche gewechselt. Über einen Schlammfang und Ölabscheider gelangt die Lauge dann in ein Hebewerk und von dort zur Ultrafiltration. Die Ultrafiltration kann 16 m³ Wasser täglich verarbeiten. Sie besteht aus einer Flokulation, einer pH-Wert-Einstellung auf ca. 10, Keramikmodulen mit 30 nm und Wickelmodulen mit 50 nm. Durch diese Fahrweise konnte ein sehr stabiler Betrieb erreicht werden. Die Membranstandzeiten sind 1 ½ Jahre, Rückspülung erfolgt jede Viertelstunde. Die Wickelmodule werden in gewissen Intervallen getauscht, da sie ungleichmäßig verschmutzen.

7.4

Landeskrankenhaus Knittelfeld

Hintergrundinformationen über das Landeskrankenhaus Knittelfeld finden sich unter www.lkh-judenburg.at. Das Krankenhaus umfasst 161 Betten. Es betreibt folgende Abteilungen und Ambulanzen: -

Abteilung für Anästhesiologie u. Intensivmedizin

Abteilung für Innere Medizin

Abteilung für medizinische Radiologie-Diagnostik

Abteilung für Neurologie

Einrichtung Klinische Psychologie

Krankenhausabwässer gleichen in Bezug auf die wichtigsten Abwasserparameter weitgehend kommunalen Mischabwasser. Der durchschnittliche personenbezogene Wasserverbrauch liegt 36

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zwischen 500 bis 1000 Liter pro Planbett und Tag allerdings deutlich höher gegenüber dem Verbrauch im Haushalt. Über die Abwässer gelangen beachtliche Mengen von Humanarzneistoffen mit Umweltrelevanz in aquatische Ökosysteme. Das Abwasser einzelner patientenferner Einrichtungen der Krankenhäuser, wie beispielsweise Küche, Labor, Wäscherei, aber auch patientennaher medizinischer Teilbereiche, wie beispielsweise Onkologie, Röntgenabteilung, enthält auch problematische Stoffe, die vor der Einleitung in die öffentlichen Gewässer zurückgehalten oder umgewandelt (behandelt) werden müssen. So werden Fließgewässer zunehmend durch krankenhausspezifische Inhaltsstoffe mit östrogenen und/oder ökotoxischen Eigenschaften belastet werden, da viele dieser Stoffgruppen sich refraktär gegenüber biologischen Abbauprozessen in Kläranlagen verhalten. Krankenhäuser entsorgen das "krankenhaustypische" Abwasser als Indirekteinleiter in die öffentliche Kanalisation und tragen entsprechend zur Abwasserzusammensetzung in der kommunalen Kläranlage bei. Krankenhausabwässer enthalten u.a. AOX aus z.B. jodhaltigen Röntgenkontrastmitteln und chlorhaltigen Desinfektionsmitteln, Medikamenten, Zytostatika (Antikrebsmittel), Antibiotika sowie Bakterien und Viren. Aus seuchenhygienischer Sicht unterscheiden sich Krankenhäuser aufgrund seuchenhygienischen bedenklichen Keime und mutagen wirkenden Stoffen von häuslichem Abwasser. Im Zusammenhang mit einem nachhaltigen Wassermanagement in Krankenhäusern bestehen in dieser Hinsicht noch Wissenslücken und Defizite. Im Abwasserbereich, insbesondere bei stark belasteten Teilströmen, haben bis jetzt sowohl Wiederaufarbeitungsals auch Abwasserbehandlungstechnologien kaum Eingang in den medizinischen Sektor gefunden.

Abbildung 3: Abwasseranfallstellen (Quelle: Abwasserbelastende Stoffe und Abwassersituation in Kliniken - chemische und ökotoxikologische Untersuchungen Forschungsprojekt im Auftrag des Umweltbundesamtes Berlin in Zusammenarbeit mit der Universität Freiburg, F + E 102 06 514, UBA-Texte 74/95, August 1995)

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7.5

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Werkstätten und Tankstellen

Stellvertretend für die Kfz-Werkstätten und die Tankstellen der Region nimmt die Firma Herk am Projekt teil. Herr Ing. Herk ist gleichzeitig Innungsmeister. Diese Betriebe unterliegen einerseits der AEV Fahrzeugtechnik, (BGBL.II 265/2003) und andererseits dem Chemikaliengesetz 1996 (BGBl. I 53/1997 II. Abschnitt). Einige dieser Betriebe betreiben eigene Abwasserrecyclinganlagen beziehungsweise Abwasserreinigungsanlagen. Als Regelwerk des ÖWAV gilt das ÖWAV Regelblatt 16 – „Hinweise für das Einleiten von Abwasser von Tankstellen, KfZ-Waschplätzen und Werkstätten in eine öffentliche Abwasseranlage oder einen Vorfluter“ –aus dem Jahr 1984. Vorwiegend bestehen die Abwässer aus Waschanlagen, aus Schmutzpartikel mineralischen und organisch Ursprungs mit Resten von Reinigungsmitteln. Bei der Fahrzeugkonservierung und –Trocknung fallen durch den Einsatz von Konservierungs-, Wachs und Trocknungsmitteln zusätzlich Mineralöle und Mineralölersatzstoffe an. Weitere Entstehungsorte von Abwassermissionen : -

Selbstbedienungs-Waschplätze für PKW: Zur Reinigung der Fahrzeugoberflächen werden hier in der Regel Hochdruckreiniger verwendet. Der Abwasseranfall beträgt je nach Waschplatz ca. 100 –600l/h.

Motor- und Unterbodenreinigung in Werkstätten: Auch hier kommen HD-Geräte unter Zudosierung von fettlösenden und wasserabspülbaren Reinigungsmitteln zur Anwendung. Je nach Größe und Verschmutzungsgrad fallen bei der Motorwäsche 15 – 40l/PKW bzw. 100 – 300l/LKW bzw. bei der Unterbodenwäsche 50 – 300l/PKW bzw. 200 –1000l/LKW Abwasser an. Bei Motor- und Unterbodenreinigung fällt stark kohlenstoffbelastetes Abwasser mit erheblichen Feststoffanteilen an.

Werkstattboden: Bei der Nassreinigung des Werkstattbodens fallen durchschnittlich 10l Spülwasser je Arbeitsplatz (ca. 15m2) an. Je nach Reinigungsintervall und Behandlung sind im Abwasser aus der Reinigung des Werkstattbodens unterschiedliche Konzentrationen an Kohlenwasserstoffen und ungelösten Schmutzpartikeln, teilweise mit Schwermetallanhaftung, enthalten.

Niederschlagswasser: Mineralölbelastetes Niederschlagswasser kann im Bereich der Zapfsäulen, auf Abstellflächen, im äußeren Werkstattbereich sowie an TanklagerAbfüllplätzen anfallen, sollt aber durch bauliche Maßnahmen verhindert werden.

PKW-Waschanlagen lassen sich nach betrieblichen Gesichtspunkten in Portalwaschanlagen und Waschstrassen einteilen. Bei den Portalwaschanlagen, welche am häufigsten an Tankstellen zu finden sind, fährt ein Portalrahmen mit Aggregaten über ein stehendes Fahrzeug oder das Fahrzeug wird unter einem Portalrahmen hin- und herbewegt. Je nach vorgegebenem Programm kann dabei gereinigt, konserviert, und/oder getrocknet werden. Bei Waschstrassen wird dagegen das Fahrzeug mittels Transportband durch die Reinigungs-, Konservierungs- und Trocknungszone der Anlage gefördert. Vor der Hauptreinigung gibt es in den meisten fällen noch eine Vorreinigung der Fahrzeugoberflächen mittels eines Dampfstrahlgerätes. Um die Reinigungsleistung zu verbessern werden oft noch Wasch- und Reinigungsmittel zudosiert, welche keine organisch gebundenen Halogenverbindungen (AOX) enthalten dürfen. Das Abwasser aus der maschinellen Fahrzeugreinigung ist im Allgemeinen gering verschmutzt.

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Sie müssen in der Rezeptur frei von Phosphaten, Phosphonaten sowie sonstigen phosphorhältigen Substanzen sein. Der pH-Wert von Reinigungs- und Pflegemitteln muss im Schmutzwasser gemäß den ÖNORMEN B 5104 (Pkt.7.2.3), B 5105 (Pkt.7.2.3) und B 5106 (Pkt.7.6.3) zwischen 6,5 - 9,5 liegen Die Reiniger sollten folgenden Normen entsprechen: -

ÖNORM B 5104 (1. Oktober 1996) für Kaltreiniger

ÖNORM B 5105 (1. Oktober 1996) für Tensid- bzw. Tunnelreiniger

ÖNORM B 5106 (1. Oktober 1996) für Reinigungs- und Pflegemittel in der jeweils gültigen Fassung entsprechen.

Die Reinigung mineralölverschmutzter Oberflächen von beispielsweise Spezialfahrzeugen oder Fahrzeugmotoren mit Wasser führt dagegen zum Anfall ölbelasteter Abwässer und ist daher in gesonderten Waschanlagen durchzuführen. Das Abwasser aus der Fahrzeugwäsche wird in der Regel über einen Schlammfang und einen Leichtflüssigkeitsabscheider in die öffentliche Kanalisation abgleitet. Die nachfolgende Tabelle gibt einen Überblick über Konzentrationsbereiche relevanter Parameter im Schlammfang. Tabelle 6: Abwasserbelastungen von Waschanlagen ohne Wasserrückgewinnung Parameter

Bereich in mg/l

Parameter

Bereich mg/l

<0,001 – 0,002

AOX

0,037 – 0,052

0,055 – 0,4

1.1.1-Trichlorethan

<0,0001

0,0045 – 0,015

Trichlorethen

<0,0001

0,004 – 0,019

Tetrachlorethen

<0,0001 – 0,0007

0,225 – 0,29

Trichlormethan

<0,0001 – 0,0027

0,019 – 0,11

Freies Chlor

n.n.

<0,0002

Kohlenwasserstoffe

< 20 mg/l

Zwischen Portalwaschanlagen und Waschstraßen bestehen in den Ablaufkonzentrationen keine nennenswerten Unterschiede.

7.6

Beschreibung der sonstigen Indirekteinleiter

Basierend auf dem vorliegenden Indirekteinleiterkataster mit Stand vom Sommer 2004 sind insgesamt 40 Betriebe gemeldet mit einem Maß der Wasserbenutzung von 1196,5 m3/d. Im Vergleich zur derzeit bewilligten Gesamtschmutzwassermenge von 8.500 m3/d beträgt der Anteil der gewerblich-industriellen Abwässer somit rund 14 %.

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Bezogen auf Branchen unterliegen 60 % der Verordnung BGBl. 872/63 (Abwasseremissionen aus Tankstellen und Fahrzeugreparatur- und -waschbetrieben). Hinsichtlich der Hauptemittenten ist die Obersteirische Molkerei mit einer Konsensabwassermenge von 700 m3/d der mit Abstand größte Abwasserproduzent. Tabelle 7: Überblick über Indirekteinleiter im Einzugsgebiet des Abwasserverbandes Knittelfeld und Umgebung, gegliedert nach Branchen und den gesetzlich relevanten Verordnungen Anzahl der Betriebe BGBl. 872/63 Abwasseremissionen aus Tankstellen und Fahrzeugreparaturund -waschbetrieben

BGBl. 186/96 AAEV

BGBl. II 12/99 AEV Fleischwirtschaft

BGBl. 870/93 Abwasserverordnung für den medizinischen Bereich

BGBl. 886/95 AEV Verbrennungsgas

BGBl. 609/92 Abwasseremissionen aus Betrieben zur Behandlung und Beschichtung metallischer Oberflächen

BGBl. 1072/94 Abwasseremissionen aus Kühlsystemen und Dampferzeuger

BGBl. II 11/99 AEV Milchwirtschaft

1 Maß der Wassernutzung m3/d

BGBl. 872/63 Abwasseremissionen aus Tankstellen und Fahrzeugreparaturund -waschbetrieben BGBl. 186/96 AAEV

143,3 133,2

BGBl. II 12/99 AEV Fleischwirtschaft

BGBl. 870/93 Abwasserverordnung für den medizinischen Bereich

BGBl. 886/95 AEV Verbrennungsgas

BGBl. 609/92 Abwasseremissionen aus Betrieben zur Behandlung und Beschichtung metallischer Oberflächen

100

BGBl. 1072/94 Abwasseremissionen aus Kühlsystemen und Dampferzeuger

BGBl. II 11/99 AEV Milchwirtschaft

700

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12,0%

11,1%

0,8% 7,5% 58,5% 0,1% 8,4% 1,7%

Abwasser emi ssi onen aus Tankstel len und Fahr zeugr epar atur - und waschbetr ieben

AAEV

AEV Fl eischwi r tschaf t

Abwasser ver or dnung f ür den medizi ni schen Ber eich

AEV Ver br ennungsgas

Abwasser emissionen aus Betr ieben zur Behandl ung und Beschi chtung metal li scher Ober f l ächen

Abwasser emi ssi onen aus Kühlsystemen und Dampf er zeuger

AEV Mi lchwir tschaf t

Abbildung 4: Überblick über Indirekteinleiter im Einzugsgebiet des Abwasserverbandes Knittelfeld und Umgebung, gegliedert nach Branchen gemäß AEV und Abwassermengen, berechnet

Abwasseranfall [m³/Tag]

Schulen, Gasthäuser, sonstige Betriebe 7% Andere Gemeinden 27%

ÖBB 0%

Austria Email 2%

Obersteirische Molkerei 15% Gewerbebetriebe (Fleischereien, Tankstellen etc.) 3% Krankenhaus 1%

Knittelfeld kommunal 45%

Abbildung 5: Überblick über die Herkunft des Zulaufs der Kläranlage des Abwasserverbandes Knittelfeld und Umgebung, gegliedert nach Abwassermengen, berechnet – Basis Daten 2002 (Fragebogenerhebung)

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BSB [kg/Tag]

Gewerbebetriebe (Fleischereien, Tankstellen etc.) 13%

Obersteirische Molkerei 24%

Schulen 5% Austria Email 4%

Sonstige Gemeinden kommunal 18%

ÖBB Zentralwerkstätte 4% Knittelfeld Kommunal 30%

Krankenhaus 2%

Abbildung 6: Überblick über die Belastung der Kläranlage des Abwasserverbandes Knittelfeld und Umgebung, gegliedert nach Branchen und Abwassermengen, berechnet als biologischer Sauerstoffbedarf (BSB)

7.7

Der Abwasserverband 7.7.1 Die Organisation des Verbandes

Der Abwasserverband Knittelfeld und Umgebung wurde am 28. November 1974 gegründet. Mitglieder sind die Gemeinden Knittelfeld, St. Margarethen, Rachau, Kobenz, St. Marein, Seckau, Apfelberg, Spielberg sowie als neues Mitglied der AWV Spielberg-Flatschach, der derzeit seine Abwässer allerdings noch nicht in die gemeinsame Kläranlage einleitet. Die Firmenmitglieder umfassen die Obersteirische Molkerei, ÖBB Technischer Service sowie Austria Email. Die Verbandseinrichtungen bestehen aus einer Abwasserreinigungsanlage mit einer Leistungsfähigkeit von 50.000 EW, rund 26 km Sammelkanäle, fünf Pumpwerken und drei Regenüberläufen. Der Ausgabenrahmen des ordentlichen Haushaltes betrug von 1996 bis 2000 durchschnittlich 1,27 Mill. EUR.

7.7.2 Beschreibung der Betriebsanlagen Die Ableitung der Regen- und Schmutzwässer erfolgt im Einzugsgebiet großteils im Mischsystem (Stadtgemeinde Knittelfeld), teils im Trennsystem, welches in das Mischsystem einleitet (Gemeinden Apfelberg, St. Margarethen, Teile von Rachau, Spielberg) und teils in einem Trennsystem, welches über ein Pumpwerk nach der letzten Regenentlastung in die Kläranlage entwässert wird (Gemeinden Seckau, Kobenz, St. Marein). Die Kläranlage des Abwasserverbandes Knittelfeld und Umgebung wurde gemäß den Wasserrechtsbescheiden GZ: 3-348 Ki 5/14-1970 vom 5. Feb. 1971 und GZ: 3-348 Ki 82/81977 vom 28. Jänner. 1977 errichtet. Die Anlage ist derzeit für eine biologisch gereinigte 42

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Schmutzwassermenge von 8.500 m3/d bzw. max. 175 l/s bei Trockenwetterabfluss und 350 l/s bei Regenwetterabfluss sowie für eine Schmutzfracht von 50.000 EW60 bewilligt. Darüber hinaus ist bei Regenwetterabfluss die Einleitung mechanisch gereinigter Mischwässer im Ausmaß von 525 l/s bewilligt. Die Anlage wurde als vollbiologische, einstufige Belebungsanlage mit anaerober Schlammfaulung konzipiert. Die mittlere Belastung beträgt rd. 44.000 EW60, der mittlere Zufluss rd. 5.200 m3/d. Das Rohabwasser durchfließt zuerst das Rechengebäude, in dem zwei Gegenstromrechen mit einem Stababstand von 2,5 cm die im Abwasser enthaltenen Grobstoffe entfernen. Das anfallende Rechengut wird in einen Container ausgetragen. Der im Anschluss folgende Sandfang ist als Rundsandfang ausgeführt. Sandige, körnige Bestandteile des Abwassers setzen sich hier ab. Das Sand-Schlammgemisch wird aus dem Sandfangtrichter abgezogen und in eine Sandwaschanlage innerhalb des Rechengebäudes gepumpt. Die organischen Anteile des Sandes werden ausgeschwemmt und in den Zulauf der Kläranlage rückgeführt. Das so vorgereinigte Abwasser gelangt in zwei parallel durchflossene Absetzbecken mit einem Volumen von je 700 m3, in welchen sich durch Verlangsamung der Fließgeschwindigkeit die absetzbaren Schwebstoffe absetzen. Der abgesetzte Primärschlamm wird durch einen Zwillingsräumer in die Schlammtrichter gefördert und über das Primärschlammpumpwerk in den Voreindicker gepumpt. Die anschließenden beiden Belebungsbecken mit einem Volumen von je 1.500 m3 sind als Umlaufbecken ausgeführt. In den Belebungsbecken findet die Kohlenstoffelimination und Stickstoffentfernung (Nitrifikation, Denitrifikation) statt. Die Phosphatelimination erfolgt durch Zugabe von Eisen(II)-Sulfat. Die Belüftung erfolgt mittels schwimmender Oberflächenbelüfter (Kreiselbelüfter). Der Überschussschlamm wird über eine Tauchmotorpumpe aus dem Rücklaufschlamm in den Voreindicker gepumpt. Die darauf folgende Nachklärung ist dreistrassig ausgeführt. In den Nachklärbecken mit einem Volumen von je 900 m3setzt sich der Belebtschlamm ab und wird mittels Kettenräumer in die Schlammtrichter befördert. Über zwei Schneckenpumpen wird der Rücklaufschlamm in die Belebungsbecken rückgeführt. Das gereinigte Abwasser wird über ein Ablaufgerinne in den Vorfluter Mur geleitet. Der Primär- und Überschussschlamm wird der Schlammbehandlung zugeführt. Im mit einem Krählwerk ausgerüsteten Voreindicker (Volumen 400 m3) wird der Schlamm auf einen Trockensubstanzgehalt von rund 2 - 3 % voreingedickt. Das anfallende Trübwasser wird im Freigefälle in den Zulauf zum Sandfang rückgeleitet. Aus der Trichterspitze wird der voreingedickte Schlamm über einen Mazerator mittels Exzenterschneckenpumpen in die Umwälzleitung Faultürme gepumpt, wobei er mit Umwälzschlamm aus dem Faulturm angeimpft wird. Die zwei Faultürme mit einem Volumen von je rd. 2.000 m3sind als Zylinder mit oberen und unteren Kegelstumpf ausgeführt. In den wärmeisolierten Faultürmen wird der Schlamm unter anaeroben Bedingungen bei einer Temperatur von ca. 33° C ausgefault und stabilisiert. Der Faulschlamm wird kontinuierlich aus dem unteren Bereich des Faulturms entnommen 43

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und mittels Kreiselpumpen über einen Wärmetauscher geführt, dabei aufgeheizt und wieder in den Faulturm geführt. Die beiden Türme werden in der Regel in Serie gefahren. Das beim organischen Abbau entstehende Faulgas mit einem Methangehalt von rd. 70 % wird in einem Trockengastank mit einem Nutzvolumen von 600 m3zwischengespeichert. Das gewonnene Faulgas wird mit zwei Blockheizkraftwerken elektrisch und thermisch verwertet. Mit dem erzeugten Strom werden Aggregate auf der Kläranlage betrieben, die Abwärme wird zur Faulschlammaufheizung und im Winter zur Gebäudeheizung verwendet. Des weiteren können im Winter die Betriebsgebäude mittels Gasbrenner geheizt werden. Der ausgefaulte Schlamm wird in den Nacheindicker (Volumen 400 m3) verdrängt, wo der Schlamm auf einen Trockensubstanzgehalt von rd. 3 - 4 % eingedickt wird. Das anfallende Trübwasser wird in den Zulauf zum Sandfang eingeleitet. Die Schlammentwässerung erfolgt unter Zugabe von Flockungsmittel mittels einer Siebbandpresse. Dabei wird ein Entwässerungsgrad von rd. 22 % TS erreicht. Der mittlere zu entsorgende Schlammanfall beträgt jährlich rd. 2000 to.

7.7.3 Laufende Umbauten Die bestehende Kläranlage wird derzeit (Baubeginn Februar 2004) auf Planungsgrundlage des Büros DI A. Plank-Bachselten auf eine Ausbaugröße von 70.000 EW60 erweitert und an den Stand der Technik angepasst. Die bestehende Kläranlage wird zu einer zweistufigen Belebtschlammanlage nach dem Hybridverfahren umgebaut. Der Umbau beinhaltet im Wesentlichen eine Erweiterung des Rechengebäudes mit Neuinstallation von Feinrechen, Sandklassierer und Sandwäscher, Rechengutwäsche- und presse, Kanalräumgutübernahmestation und Fäkalannahmestation sowie eine Erweiterung des Betriebsgebäudes. Neu errichtet werden ein belüfteter Längs Sand- und Fettfang, ein zweistraßig ausgeführtes quer durchströmtes Nachklärbecken, zwei Zwischenhebewerke zur Wasserspiegelanhebung sowie ein Schlammentwässerungsgebäude mit installierter Schneckenpresse. Die bestehenden Becken werden baulich und maschinell adaptiert. Das Projekt für die Erweiterung und Anpassung der Abwasserreinigungsanlage des Abwasserverbandes Knittelfeld und Umgebung an den Stand der Technik, GZ: 94 11 08/K vom 3. Okt. 1995, ausgearbeitet von der DI A. Plank-Bachselten Ziviltechniker-KEG wurde mit Bescheid, GZ: 3-33.20 K 17-96/9 vom 28. Aug. 1996, wasserrechtlich bewilligt. Die Erweiterung und Anpassung der Abwasserreinigungsanlage ist nunmehr für eine biologisch gereinigte Abwassermenge von max. 10.000 m³/d bzw. max. 238 l/s bei Trockenwetterabfluss (ohne Fremdwasser) und max. 490 l/s bei Regenwetterabfluss (inkl. Fremd- und Mischwasser) sowie für eine Schmutzfracht von 60.000 EW60bewilligt. Für eine endgültige Festlegung der Ausbaugröße wurde das Büro DI A. Plank- Bachselten ZTKEG vom Abwasserverband Knittelfeld und Umgebung beauftragt, zusätzlich die Eigenuntersuchung des Jahres 2001 auszuwerten. Zusätzlich wurde vereinbart, mittels Fragebögen die derzeitigen Einwohnerwerte der einzelnen Verbandsmitgliedsgemeinden zu 44

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erheben und somit die vom Büro DI A. Plank-Bachselten ZT-KEG durchgeführte Einwohnerwerterhebung (19. Okt. 1995) zu aktualisieren bzw. die Plausibilität der Eigenüberwachung zu überprüfen. Basierend auf diesen Untersuchungen ergab sich für die Anpassung der Kläranlage folgende Gesamtsituation: Zusätzlich sind der Anschlusswert des Abwasserverbandes Spielberg-Flatschach mit 12.500 EW60 (inkl. Reserven) sowie Reserven aus dem Einzugsbereich des AWV Knittelfeld und Umgebung in Rechnung zu stellen. Tabelle 8: Bemessung der Ausbaugröße der Verbandskläranlage Knittelfeld Auslastung derzeit (exkl. Reserven)

53.500 EW60

AWV Spielberg-Flatschach (inkl. Reserven)

12.500 EW60

Gesamt (exkl. Reserven AWV Knittelfeld und Umgebung) angenommene Reserve AWV Knittelfeld und Umgebung Ausbaugröße

66.000 EW60 4.000 EW60 70.000 EW60

Basierend auf Eigenuntersuchung ergibt sich für den Zeitraum 1999 bis 2001 folgendes Gesamtbild zur Charakterisierung des Mischabwassers. Die Auslastung unterlag im Beobachtungszeitraum einem jährlichen Zuwachs von durchschnittlich 14,5 % mit einer Zunahme der mittleren Tagesfrachten von 2345 kg BSB5/d auf 2668 kg/d BSB5/d, bezogen auf maximale 2-Wochen Mittelwerte betrugen die korrespondierenden Kennwerte 2930 kg BSB5/d bis 3417 BSB5/d entsprechend 48840 bzw. 56960 EW60. Die hydraulische Zulaufbelastung bezogen auf QTW lag im jährlichen Durchschnitt in einer Größenordnung zwischen 4.700 und 5200 m3/d. Ein Vergleich der prozentuellen Abweichungen der Einzelmonate bezogen auf jeweilige Jahresmittelwerte weist eine Bandbreite der hydraulischen Belastung zwischen 72 % und 123 % auf.

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Kläranlage Knittelfeld, Eigenuntersuchungen 1999 bis 2001 Tageswassermenge Qd 30000

Tageswassermenge [m /d]

25000

20000

15000

10000

5000

01.01.2002

01.12.2001

01.11.2001

01.10.2001

01.09.2001

01.08.2001

01.07.2001

01.06.2001

01.05.2001

01.04.2001

01.03.2001

01.02.2001

01.01.2001

01.12.2000

01.11.2000

01.10.2000

01.09.2000

01.08.2000

01.07.2000

01.06.2000

01.05.2000

01.04.2000

01.03.2000

01.02.2000

01.01.2000

01.12.1999

01.11.1999

01.10.1999

01.09.1999

01.08.1999

01.07.1999

01.06.1999

01.05.1999

01.04.1999

01.03.1999

01.02.1999

01.01.1999

Abbildung 7: Tageswassermengen Qd der Kläranlage Knittelfeld im Zeitraum 1999 bis 2001 Zur Beurteilung der Variabilitäten der Tages bzw. Monatswassermengen wurden für den Untersuchungszeitraum 2003 und 2004 exemplarisch statistische Analysen an Hand einzelner Fallbeispiele vorgenommen. Median und Mittelwerte der Zulaufwerte liegen an Wochenenden niedriger als an Werktagen. Nachfolgende Abbildungen zeigen jeweils hoch signifikant niedrigere Werte an Wochenenden für die Monate Februar und Mai 2003.

Box-and-Whisker Plot 4500 4300 4100 3900 3700 3500 Werktag

Wochenende

Abbildung 8: Darstellung der Unterschiede der Zulaufmengen zwischen Werktagen und Wochentagen im Februar 2003

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Box-and-Whisker Plot 8400 7400 6400 5400 4400 3400 Werktage

Wochenende

Abbildung 9: Darstellung der Unterschiede der Zulaufmengen zwischen Werktagen und Wochentagen im Mai 2003 Untersucht wurden weiters Unterschiede der Zulaufbelastung im Jahresverlauf am Beispiel des Jahres 2003. Bei einer Irrtumswahrscheinlichkeit von 5 % sind folgende homogene Gruppen (Monate innerhalb einer Gruppe unterscheiden sich nicht signifikant von einander) festzustellen (die Monatsmittelwerte in m3 sind in Klammer angeführt): -

Die Monate Februar (3872) und Mai (3700) mit den niedrigsten Zulaufwerten

Die Monate Februar, März (4098), April (4062) und August (4032)

Die Monate März, April, August und September (4238)

Die Monate Jänner (4354), Juni (4418), Juli (4382), September, Oktober (4464) und Dezember (4344)

Die Monate Jänner, Juni, Juli, Oktober, November (4570) und Dezember mit den höchsten Zulaufwerten

Abgesehen vom August sind also die niedrigsten Werte im Spätwinter und im Frühjahr (ausgenommen ist hier der Juni) zu beobachten. Die höchsten Werte fallen in den Herbst, den Winter, abgesehen vom Februar und vom März, und auch in die zwei an Regentagen vergleichsweise häufigen Monate Juni und Juli.

Box-and-Whisker Plot 8100 7100 6100 5100 4100 3100 jan

feb mae apr mai jun

jul aug sep okt nov dez

Abbildung 10: Zulaufwerte in den 12 Monaten des Jahres 2003

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Interessanterweise ist ein sehr signifikanter positiver Zusammenhang festzustellen zwischen den monatlichen Zulaufsmittelwerten unter Berücksichtigung aller Tage und den monatlichen Zulaufsmittelwerten unter Ausschluss der Tage mit Regen sowie der Tage mit Schneeschmelze festzustellen.

Plot of Fitted Model Zulauf exklusive

4700 4500 4300 4100 3900 3700 3800

4200

4600

5000

5400

5800

Zulauf inklusive Abbildung 11: Zusammenhang zwischen den Zulaufwerten (monatlicher Mittelwert) unter Berücksichtigung aller Tage und unter Nichtberücksichtigung der Tage mit Regen sowie der Tage mit Schneeschmelze

Desweiteren wurden vergleichende statistische Analysen folgender Kenndaten durchgeführt Qd, QTW bzw. Schmutzfrachten bezogen auf BSB5, NH4-N, Gesamtstickstoff, PO4-P und CSB vorgenommen. Ansonsten sind keine signifikanten positiven Zusammenhänge festzustellen. Nur mehr schwach signifikant ist der positive Zusammenhang zwischen den Zulaufmengen unter Berücksichtigung von QTW und -

der NH4-N -Fracht,

der CSB-Fracht,

und der PO4-P –Fracht.

Ansonsten sind nicht einmal schwach signifikante positive Zusammenhänge festzustellen. Im Hinblick auf beeinflussende Faktoren im Energieverbrauch des Kläranlagenbetriebs ergaben sich naturgemäß signifikante Zusammenhänge mit der jeweiligen BSB5-Fracht bzw. auf schwach signifikantem Niveau mit CSB und PO4-P Frachten.

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7.8

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Messungen im Kanalnetz 7.8.1 Erhebungen im Kanalnetz

Zusammen mit Vertretern des Abwasserverbandes sowie der Firma s:can wurden 2 Kanalbegehungen zur Festlegung repräsentativer Messstellen durchgeführt. Basierend auf diesen Begehungen wurden folgende Messstellen entsprechend den wesentlichsten Kanalteilstrecken definiert: •

Zulauf Kläranlage (1) Aufbau einer stationären Messsonde über den gesamten Untersuchungszeitraum

•

Trockenwetterzufluss:

3270 m3/d

Schmutzfracht:

1970 kg BSB5/d

Kanalnetz An nachstehenden Teilströmen werden mobile Messeinrichtungen eingesetzt:

Sammler aus System V, Krankenhaus (6)

Trockenwetterzufluss:

505 m3/d

Schmutzfracht:

255 kg BSB5/d

Hauptsammler Süd (7)

Trockenwetterzufluss:

915 m3/d

Schmutzfracht:

435 kg BSB5/d

Hauptsammler Süd vor Einmündung Sammler Nord (5)

Trockenwetterzufluss:

1520 m3/d

Schmutzfracht:

780 kg BSB5/d

Hauptsammler Nord (4)

Trockenwetterzufluss:

1230 m3/d

Schmutzfracht:

850 kg BSB5/d

Hauptsammler Süd nach Einmündung Sammler Nord (3)

Trockenwetterzufluss:

2750 m3/d

Schmutzfracht:

1630 kg BSB5/d

Hauptsammler Apfelberg (2)

Trockenwetterzufluss:

520 m3/d

Schmutzfracht:

340 kg BSB5/d

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Hinsichtlich relevanter betrieblicher Abwässer werden folgende Messstellen eingerichtet -

Obersteirische Molkerei

Krankenhaus Knittelfeld

Austria Email

ÖBB Zentralwerkstätte

Die Untersuchungen werden im Zeitraum Jänner bis Juni 2005 durchgeführt.

Abbildung 12: Übersichtsplan zur Aufteilung der Sammler im Einzugsgebiet der Kläranlage Knittelfeld

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Abbildung 13: Überblick über einzurichtende Messstellen im Sammlersystem

7.8.2 Methodik der Untersuchungen mit den Messsonden In den OnLine Erhebungen werden Messsonden der Firma s:can nach dem Prinzip der UV/VIS-Spektroskopie eingesetzt, die sich in der konventionellen organischen Analytik bereits bewährten. Dabei werden wasserlösliche Inhaltsstoffe erfasst, die im UV-Bereich absorbieren.

Mit den herkömmlichen analytischen Instrumentarien ist es möglich, bis in den Bereich niedrigster Konzentrationen die Zusammensetzung von Wasserproben exakt zu erfassen. Trotzdem beinhalten diese konventionellen Analysemethoden einige Unsicherheiten bzw. Nachteile.

Die Unsicherheit besteht darin, dass die analysierte Wasserprobe immer eine „Vorgeschichte“ hat. Die Probe muss genommen, muss konserviert, muss ins Labor transportiert und in weiterer Folge aufbereitet werden. In allen diesen Schritten können Fehler passieren, die dazu führen, dass nicht exakt das gemessen wird, was in Wirklichkeit im beprobten Medium tatsächlich vorhanden war.

Die Nachteile bestehen darin, dass herkömmliche Beprobungen immer nur zu Momentaufnahmen der Wasserbeschaffenheit führen und daher viele Analysen notwendig sind, um die gesamte Breite der Konzentrationsschwankungen zu erfassen. 51

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Durch die Verwendung von OnLine-Messgeräten werden daher folgende Vorteile erzielt: -

Messung im Medium selbst

Verzicht auf eine Probenvorbehandlung

Schnelle Bereitstellung der Messdaten („real time“)

Kontinuierliche Arbeitsweise führt zur Erstellung von Profilen

Reagenzienfreier Betrieb führt zu keinen Umweltbelastungen

Mehrere Parameter werden gleichzeitig erfasst

In den eingesetzten Messsonden gelangt die in der konventionellen organischen Analytik bewährte UV/VIS-Spektroskopie zur Anwendung. Dabei werden wasserlösliche Inhaltsstoffe erfasst, die auch im UV-Bereich absorbieren.

Für das Projekt ARAFIT wurden Sonden der Firma s:can eingesetzt: Typ: Spectrolyser UV/VIS-Spektrum: 200 – 750 nm Die Sonden verfügen über Trübungskompensation Permanente Wartung der Messzelle erfolgte mittels Druckluft Die Sonden waren kalibriert auf die Parameter BSB5, CSB, DOC und Nitrat Zusätzlich nehmen die Sonden in regelmäßigen Abständen qualitative Spektren über den gesamten Wellenlängenbereich auf. Dadurch ist es möglich, die Eigenart des jeweiligen Abwassers zu dokumentieren („Fingerabdruck“). Signifikante Änderungen dieses Fingerabdrucks sind dazu geeignet, Störfälle etc. zu diagnostizieren.

Im gegenständlichen Projekt wurden zwei Messeinheiten eingesetzt: Stationäre Messeinheit: Im Zulauf zur Kläranlage wurde eine Dauermessstelle Zusammensetzung des Gesamtabwassers zu dokumentieren.

eingerichtet,

die

Mobile Messeinheit: Eine mobile Messeinheit wurde abwechselnd bei den einzelnen Hauptemittenten bzw. in einzelnen Kanalsträngen eingesetzt. Ergänzend zu den OnLine Messungen wurden über automatische Probenehmer korrespondierende Proben gezogen und gemäß gültiger ÖNORM bzw. DIN- Verfahren in den relevanten Parametern untersucht. Für die Durchflussmessungen wird ein portables Messgerät nach dem Prinzip des DopplerUltraschallmessverfahrens eingesetzt. Dopplersignale werden über eine Software frequenzanalytisch bewertet.

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Zur Sondenauswahl wurden Vorerhebungen beim größten einzelnen Einleiter, der Obersteirischen Molkerei durchgeführt. Im Rahmen einer Ersterhebung wurde über einen typischen Produktionstag ein 24 Stunden Profil mit Teilbeprobungen im Intervall von 4 Stunden durchgeführt bzw. eine Tagesmischprobe analysiert. Die korrespondierende Tagesabwassermenge im Untersuchungszeitraum betrug 650 m3. Tabelle 9: Detailergebnisse zur Ablaufqualität der Obersteirischen Molkerei pH Wert

Leitfähigkeit µS/cm

absetzbare Stoffe ml/l

TOC mg/l

CSB mg/l

BSB5 mg/l

5,6 5,5 6,8 6,8 7,0 7,1

1601 1370 1970 1695 2350 2360

2,0 2,2 0,6 0,4 1,8 0,8

899,3 1017,0 771,9 735,5 741,5 600,6

2980 2840 2480 2320 2140 1840

1800 2200 2100 1800 2100 1600

MIN MAX Mittelwert der Einzelproben

5,5 7,1

1370 2360

0,4 2,2

600,6 1017,0

1840 2980

1600 2200

1,3

794,3

2433

1933

Tagesmischprobe

6,7

1,2

794,7 2440,0 2200,0

06:00 10:00 14:00 18:00 22:00 02:00

10:00 14:00 18:00 22:00 02:00 06:00

1873

NH4-N mg/l

Ges PO4-P mg/l

NO3-N mg/l

Chlorid mg/l

anionische Tenside mg/l

19,7 5,7 16,7 16,3 38,0 33,8

33,7 25,8 24,8 23,9 30,1 35,3

0,6 9,7 1,4 3,1 0,4 0,3

172,0 187,0 289,0 206,0 291,0 263,0

12,4 4,1 7,3 15,2 17,0 18,5

MIN MAX Mittelwert der Einzelproben

5,7 38,0

23,9 35,3

0,3 9,7

172,0 291,0

4,1 18,5

21,7

28,9

2,6

234,7

12,4

Tagesmischprobe

19,6

28,8

0,8

216,0

14,5

Die Untersuchungsergebnisse der relevanten organischen Summenparameter zeigen deutliche Variabilitäten einzelner Produktionsphasen mit einer tendenziell abnehmenden Belastung im Tagesverlauf.

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100,0

Prozentuelle Verteilung bezogen auf Maximalwerte

95,0

90,0

85,0

80,0 TOC 75,0

CSB BSB5

70,0

65,0

60,0

55,0

50,0 06:00 - 10:00

10:00 - 14:00

14:00 - 18:00

18:00 - 22:00

22:00 - 02:00

02:00 - 06:00

Probenahmeintervalle

Abbildung 14: Variabilität organischer Summenparameter bezogen auf Maximalwerte im Tagesverlauf Gegenüber diesem Trend gegenläufig verhalten sich z.B. die Anteile anionischer Tenside und Ammonium, die ihrerseits intensivere Reinigungsschritte in den Nachtstunden charakterisieren. 100,0

Prozentuelle Verteilung bezogen auf Maximalwerte

90,0

80,0

70,0

60,0 NH4-N

50,0

anion. Tenside

40,0

30,0

20,0

10,0

0,0 06:00 - 10:00

10:00 - 14:00

14:00 - 18:00

18:00 - 22:00

22:00 - 02:00

02:00 - 06:00

Probenahmeintervalle

Abbildung 15: Variabilität der Parameter anionische Tenside und NH4-N bezogen auf Maximalwerte im Tagesverlauf Einzelparameter wie etwa elektrische Leitfähigkeit zeigen weitestgehende Übereinstimmung mit wesentlichen Belastungsgrößen im Abwasser und können somit künftig als Indikatoren zur Abschätzung der Ablaufbelastungen herangezogen werden.

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Tabelle 10: Korrelationsmatrix relevanter Einzelparameter pH

Leit-

anion.

Wert fähigkeit TOC pH Wert

1,00

Leitfähigkeit

CSB BSB5 NH4-N PO4-P NO3-N Chlorid

Tenside

0,86

-0,93 -0,92 -0,30 0,69

0,03

-0,60

0,83

0,66

-0,85 -0,87 -0,30 0,93

0,45

-0,73

0,86

0,72

TOC CSB

0,92

0,62

-0,75

-0,32

0,73

-0,66

-0,81

0,41

-0,74

-0,23

0,47

-0,72

-0,73

-0,39

-0,60

0,54

0,14

-0,71

0,63

-0,78

0,64

0,85

-0,53

0,01

0,56

-0,50

-0,73

0,31

BSB5 NH4-N PO4-P NO3-N Chlorid anion. Tenside

Zusätzlich durchgeführte Untersuchungen zur biologischen Abbaubarkeit einzelner Teilproben unter Heranziehung des Closed Bottle Tests weisen in ihrer Dynamik zwar Unterschiede auf, die insbesondere in Abhängigkeit der Belastung zu sehen sind. In der Gesamtbeurteilung sind allerdings sämtliche Teilchargen sowie die Tagesmischprobe als biologisch gut abbaubar einzustufen.

100 90 80 70 06:00 - 10:00

% Abbau

10:00 - 14:00 14:00 - 18:00

18:00 - 22:00 22:00 - 02:00

02:00 - 06:00 Tagesmischprobe

30 20 10 0 0

Inkubationszeit in Tagen

Abbildung 16: Untersuchungsergebnisse zur Produktionsabwassers der Obersteirischen Molkerei

biologischen

Abbaubarkeit

des

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Mediationsmodell 8.1

Workshopplan

Es wurden fünf Workshops mit den relevanten Akteuren (Gemeindevertreter, Betriebsvertreter, Kläranlagenbetreiber, Kanalbetreiber) durchgeführt. In diesen wurden -

ein gemeinsames Verständnis erarbeitet

die Zusammenhänge auf der Basis der Systemanalyse und der erhobenen Daten erläutert und diskutiert

Ansatzpunkte erarbeitet und gesammelt.

Die Workshops hatten folgende Themen: -

Gegenseitiges Kennenlernen und Abstimmung der Ziele

Funktionsweise einer Abwasseranlage, Betriebsführung, Probleme, Kosten

Systemanalyse und Charakterisierung der Einleiter

Optionen, Lösungen, Einzelbeiträge

Programm zur Optimierung des Gesamtkonzeptes der Anlage und ihres Betriebes

Für die Workshops wurden Arbeitsunterlagen erstellt, anhand derer die Teilnehmer (Abwasserverband, Gemeinde, Vertreter der wesentlichen Einleiter) Schritt für Schritt lernen, -

Den Ansatz von nachhaltigem Least Cost Planning zu erfassen

Ihren Beitrag zur Problemlösung zu definieren

Synergien erkennen und Vernetzungen durchzuführen.

Die Workshops fanden im Besprechungsraum des Abwasserverbandes Knittelfeld statt. Tabelle 11: ARAFIT Workshops Workshop

Thema

Gegenseitiges Kennenlernen und Abstimmung der Ziele

Funktionsweise einer Abwasseranlage, Betriebsführung, Probleme, Kosten

Systemanalyse und Charakterisierung der Einleiter

Optionen, Lösungen, Einzelbeiträge

Programm zur Optimierung des Gesamtkonzeptes der Anlage und ihres Betriebes

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8.2

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Workshop 1

Der erste Workshop wurde Ende April 2004 durchgeführt. Das Ziel war ein gegenseitiges Kennenlernen der Betriebe, eine Vorstellung des Projektes und ein Visionsabgleich. Die Themen umfassten: -

ARAFIT - Vorstellung des Projektes zum Management der Belastungen aus dem Einzugsgebiet der Kläranlage Knittelfeld

Vorstellung der Betriebe, der Kläranlage Knittelfeld und des Projektteams (Firma, Wasserversorgung, Entsorgung, aktuelle Situation, Geschichte und Zukunft, jeweils 10 Minuten)

Ziele, Wünsche, Erwartungen (Diskussion)

Planung der weiteren Vorgangsweise

Die Firmen waren durch folgende Personen vertreten (Tabelle 12):

Tabelle 12: Workshopteilnehmer Firma Ing. Herk Oberst. Molkerei Austria Email Abwasserverband ÖBB Zentralw. Knittelfeld Joanneum Research TB Hörner DI A. Plank-Bachselten STENUM STENUM

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Abbildung 17: Ziele der ARAFIT-Teilnehmer

Die Abbildung 17 gibt einen Überblick über die Zielvorstellungen der teilnehmenden Betriebe. Neben dem Sichtbarmachen von Potenzialen, der Lösung von Problemen durch Kommunikation, Optimierung von Prozessen, Bewusstseinsbildung, Information über Gesetze, die Förderung von innovativen Ansätzen, neuer Finanzierung reichen die Visionen. Bezüglich der Abwasserbehandlungsanlage haben die Teilnehmer die Vision einer energieautarken, optimierten, kostendeckenden Anlage.

8.3

Workshop 2

Der Workshop bestand aus einer Einführung in die Funktionsweise von kommunalen Kläranlagen und zeigte den Ablauf von CSB-Abbau und Stickstoff- und Phosphoreliminierung. Dabei wurde besonders auf die Bedeutung von Sauerstoff, Schlammalter usw. eingegangen. Auch die Grundzüge von anaerober Behandlung von Schlämmen im Faulturm sowie von anaeroben Kläranlagen wurden beschrieben. Besonderes Augenmerk wurde auf mögliche Probleme gelegt. Dies sind Temperatur, große Mengen an Niederschlagswasser, Konzentrationen im Abwasser, hydraulische Probleme, Probleme mit der Sauerstoffversorgung, Probleme mit dem Überschussschlamm, Probleme mit Hemmstoffen, mit Giftstoffen. In der Diskussion wird deutlich, dass seitens der Obersteirischen Molkerei ein deutliches Potenzial gesehen wird, Konzentrate in Zukunft direkt in den Faulturm bzw. in eine Biogasanlage zu entsorgen, wobei dort Rücksicht genommen werden muss darauf, dass eine kontinuierliche Zudosierung erfolgt. Es folgte die Erläuterung des Konzeptes der neuen Anlage nach dem Umbau. Dabei wird besonders auf die 2-stufigkeit der Anlage, die Schlammkreisläufe und deren Vorteile eingegangen. Auch das zweite Abscheidebecken, das als quer durchströmtes Längsbecken

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Endbericht

Projekt Nr. 8061-42/60

ausgefüllt ist, bietet eine Besonderheit, der Schlamm selbst wird zur Filtration des Abwassers eingesetzt, was zu sehr hohen Sichttiefe (fast 2 m) führen wird. Momentan hat die Anlage ungefähr 33 % Eigenversorgung mit Strom, das soll in Zukunft durch eine Vorentwässerung des Schlammes besser werden. In Summe sollte 10 bis 15 m³ ausgefaulter, entwässerter Schlamm täglich zum Deponieren übrig bleiben. Die Anlage wird jetzt auf 70.000 Einwohnergleichwerte ausgebaut. In der Vergangenheit waren das 40.000 Einwohnergleichwerte.

8.4

Workshop 3 und 4

Die ursprünglich vorgesehenen Workshops 3 und 4 wurden in Einzelgespräche mit der Austria Email, der ÖBB Zentralwerkstätte und der Obersteirischen Molkerei geteilt. In diesen Besprechungen wurden die Messdaten besprochen, Lösungsvorschläge gesammelt, Maßnahmen vereinbart und neue Anteile an den Betriebskosten festgelegt.

Für die Obersteirische Molkerei zeigte sich anhand der konventionellen nasschemischen Analyseverfahren, dass der Betrieb doch deutlich höhere Abwasserfrachten einleitet, als das bisher bekannt war. Dies erklärt sich einerseits mit wesentlichen Produktionssteigerungen, andererseits mit laufenden Optimierungen an den Wasser- und Reinigungsmittelkreisläufen der CIP-Anlagen. Als wesentlicher Lösungsansatz wurde eine weitere Optimierung der Reinigung, sowie die getrennte Erfassung von Konzentraten identifiziert. Es wurde die grundsätzliche Bereitschaft dokumentiert, in Zukunft alle Konzentrate aus dem Prozess und der Reinigung getrennt zu erfassen, und in den Faulturm der Kläranlage zu verbringen.

Die Auswertungen der Messwerte für die Austria Email zeigten die Richtigkeit des vom Betrieb eingeschlagenen Weges der signifikanten Reduktion von Abwassermengen und von Frachten. Das Ergebnis der Messungen bei der ÖBB Zentralwerkstätte zeigte, dass innerbetrieblich in den letzten Jahren durch die Optimierung der Abwasserbehandlung mit Membrananlagen eine deutliche Reduktion der Frachten erreicht werden konnte. Sowohl die Austria Email als auch die ÖBB Zentralwerkstätte unterschritten ihre Konsenswerte beträchtlich.

Es folgte eine Gesprächsrunde beim Bürgermeister, dem Vorsitzenden des Abwasserverbandes. Aufgrund der gemeinsamen Bewertung der Messergebnisse wurde ein neuer Gebührenvorschlag ausgearbeitet.

8.5

Workshop 5

In einem gemeinsamen Workshop wurden die Ergebnisse präsentiert. Die beteiligten Firmen beschrieben die umgesetzten Maßnahmen und diskutierten die Messergebnisse. Der Vorschlag der aktualisierten Gebührenaufteilung wurde von allen Beteiligten akzeptiert.

STENUM GmbH

Endbericht

Projekt Nr. 8061-42/60

Es besteht Einigkeit über die Sinnhaftigkeit, in jedem Betrieb einen jederzeit zugänglichen Messschacht einzurichten, in dem der Abwasserverband jederzeit unangemeldet Kontrollmessungen durchführen kann.

8.6

Ergebnisse der Messungen 8.6.1

Obersteirische Molkerei

Die Messsonde wurde in den Ablaufstrang über eine Bypass-Leitung eingebaut. Um ein Trockenfallen der Messzelle zu verhindern, wurde die Sonde dauerhaft eingestaut. Da das Abwasser aber diskontinuierlich anfällt, werden von der Sonde durch den Einstau auch Werte geliefert, wenn kein Abwasser durchrinnt. In einer ersten Phase wurde auf diesen Einstau verzichtet, was aber zur Folge hatte, dass sich im Messzellenbereich Fette ablagerten, die nicht mehr durch die eingeblasene Druckluft entfernt werden konnten.

Allgemein zeigte es sich, dass durch den Einbau in die Leitung im Abwasser mitgeführte Feststoffe durch die Reinigungseinrichtung nicht aus dem Sondenbereich entfernt werden konnten und zu Störeffekten führten.

Folgendes Foto zeigt die Bypass-Leitung mit der eingebauten Sonde und die Grafik beispielhaft das Tagesprofil vom 10. April 2005:

Abbildung 18: Einbau der Messsonde bei der Obersteirischen Molkerei

STENUM GmbH

Endbericht

Projekt Nr. 8061-42/60

3.500.000

3.000.000

2.500.000

2.000.000

TS Nitrat-N CSB CSB filtr.

1.500.000

1.000.000

500.000

2005.04.10 22:24:01

2005.04.10 21:48:01

2005.04.10 21:12:01

2005.04.10 20:36:01

2005.04.10 20:00:01

2005.04.10 19:24:01

2005.04.10 18:48:01

2005.04.10 18:12:01

2005.04.10 17:36:01

2005.04.10 17:00:01

2005.04.10 16:24:01

2005.04.10 15:48:01

2005.04.10 15:12:01

2005.04.10 14:36:01

2005.04.10 14:00:01

2005.04.10 13:24:01

2005.04.10 12:48:01

2005.04.10 12:12:01

2005.04.10 11:36:01

2005.04.10 11:00:01

2005.04.10 10:24:01

2005.04.10 09:48:01

2005.04.10 09:12:01

2005.04.10 08:36:01

2005.04.10 08:00:01

2005.04.10 07:24:01

2005.04.10 06:48:01

2005.04.10 06:12:01

2005.04.10 05:36:01

2005.04.10 05:00:01

2005.04.10 04:24:01

2005.04.10 03:48:01

2005.04.10 03:12:01

2005.04.10 02:36:01

2005.04.10 02:00:01

2005.04.10 01:24:01

2005.04.10 00:48:01

2005.04.10 00:12:01

2005.04.09 23:36:01

2005.04.09 23:00:01

Abbildung 19: Tagesprofil der Obersteirischen Molkerei Aus dem Tagesprofil ist ersichtlich, wann tats채chlich Abwasser durch den Bypass geflossen ist. Die konstanten Abschnitte sind jene Zeitr채ume, in denen das r체ckgestaute Medium gemessen wurde.

Die Untersuchungsergebnisse der Obersteirischen Molkerei im Produktionszeitraum 4. April bis 15. April 2005 sind in Abbildung 20 bis Abbildung 26 dargestellt. 6.000.000

5.000.000

Einheiten

4.000.000

TS BSB5 - Aliquot CSB NO3-N

3.000.000

2.000.000

1.000.000

0 MO/DI 4./5.

DI/MI 5./6.

MI/DO 6./7.

DO/FR 7./8.

FR/SA 8./9.

SA/SO 9./10.

SO/MO 10./11.

MO/DI 11./12.

DI/MI 12./13.

MI/DO 13./14.

DO/FR 14./15.

Abbildung 20: Ergebnisse der OnLine Messsonde zur Ablaufqualit채t (1 Stunden Mittelwerte) 61

STENUM GmbH

Endbericht

Projekt Nr. 8061-42/60

9.000

200,0

8.000

180,0 160,0

7.000

140,0 120,0 5.000 100,0 4.000

mg/l NO3-N

mg/l BSB5, CSB

6.000

BSB5 CSB NO3-N

80,0 3.000 60,0 2.000

40,0

1.000

20,0

MO/DI 4./5.

DI/MI 5./6.

MI/DO 6./7. DO/FR 7./8. FR/SA 8./9.

SA/SO 9./10.

SO/MO 10./11.

MO/DI 11./12.

DI/MI 12./13.

MI/DO 13./14.

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

11:00-17:00

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

11:00-17:00

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

11:00-17:00

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

11:00-17:00

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

11:00-17:00

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

11:00-17:00

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

11:00-17:00

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

11:00-17:00

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

11:00-17:00

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

11:00-17:00

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

0,0 11:00-17:00

DO/FR 14./15.

Abbildung 21: Vergleichende Untersuchungsergebnisse mittels nasschemischer Analysenverfahren (6 Stunden Abwassermischproben)

konventioneller

120

7000

6000

100

5000

4000 60 3000

mg/l NO3-N

mg/l BSB5, CSB

BSB5 CSB NO3-N

40 2000

1000

0 MO/DI 4./5.

DI/MI 5./6.

MI/DO 6./7. DO/FR 7./8. FR/SA 8./9. SA/SO 9./10.

SO/MO 10./11.

MO/DI 11./12.

DI/MI 12./13.

MI/DO 13./14.

DO/FR 14./15.

Abbildung 22: Vergleichende Untersuchungsergebnisse mittels konventioneller nasschemischer Analysenverfahren (Tagesdurchschnitt im Produktionszeitraum 11:00 bis 11:00)

STENUM GmbH

Endbericht

Projekt Nr. 8061-42/60

Tabelle 13: Korrelationsmatrix der Messwerte der OnLine-Analysen TS

BSB5 - Aliquot

CSB

NO3-N

-0,08

0,99

0,30

-0,04

0,08

0,30

TS BSB5 - Aliquot CSB NO3-N

Tabelle 14: Korrelation der Untersuchungsergebnisse (6 Stunden Mittelwerte bzw. 6 Stunden Mischprobe) konventioneller nasschemischer Analysenverfahren mit den Messwerten der OnLine Analyse TS

BSB5 - Aliquot

CSB

NO3-N

BSB5

-0,23

0,65

-0,24

0,04

CSB

0,14

0,23

0,10

-0,09

NO3-N

0,11

-0,35

0,07

-0,05

Tabelle 15: Korrelation der Untersuchungsergebnisse (Tagesmittelwerte) konventioneller nasschemischer Analysenverfahren mit den Messwerten der OnLine Analyse TS

BSB5 - Aliquot

CSB

NO3-N

BSB5

-0,27

0,73

-0,27

0,22

CSB

0,21

0,33

0,18

-0,41

NO3-N

-0,02

-0,59

-0,07

-0,13

Vergleichende Darstellung der OnLine Messdaten mit Ergebnissen aus Analysen mittels Normverfahren (Vergleich von 6-Stunden Mittelwerte bzw. Mischproben)

11:00-17:00 17:00-23:00 23:00-05:00 05:00-11:00 11:00-17:00 17:00-23:00 23:00-05:00 05:00-11:00 11:00-17:00 17:00-23:00 23:00-05:00 05:00-11:00 11:00-17:00 17:00-23:00 23:00-05:00 05:00-11:00 11:00-17:00 17:00-23:00 23:00-05:00 05:00-11:00 11:00-17:00 17:00-23:00 23:00-05:00 05:00-11:00 11:00-17:00 17:00-23:00 23:00-05:00 05:00-11:00 11:00-17:00 17:00-23:00 23:00-05:00 05:00-11:00 11:00-17:00 17:00-23:00 23:00-05:00 05:00-11:00 11:00-17:00 17:00-23:00 23:00-05:00 05:00-11:00 11:00-17:00 17:00-23:00

Einheiten 2.000.000 mg/l

Einheiten

MO/DI 4./5.

Endbericht

450.000 200,0

400.000 180,0

350.000

300.000

100,0

150.000

100.000

50.000

DI/MI 5./6.

DI/MI 5./6. MI/DO 6./7.

MI/DO 6./7. DO/FR 7./8.

DO/FR 7./8. FR/SA 8./9.

FR/SA 8./9. SA/SO 9./10.

SA/SO 9./10. SO/MO 10./11.

SO/MO 10./11. MO/DI 11./12.

MO/DI 11./12.

DI/MI 12./13.

3.000.000

1.000.000

500.000

DI/MI 12./13.

mg/l

STENUM GmbH Projekt Nr. 8061-42/60

160,0

140,0

250.000 120,0

200.000

4.000.000 9.000

3.500.000 8.000

4.000

NO3-N Sonde NO3-N Norm

80,0

60,0

40,0

20,0

0,0

MI/DODO/FR 13./14.14./15.

Abbildung 23: Analysenparameter NO3-N

7.000

2.500.000 6.000

5.000

CSB Sonde CSB Norm

1.500.000 3.000

2.000

1.000

MI/DODO/FR 13./14.14./15.

Abbildung 24: Analysenparameter CSB

STENUM GmbH

Endbericht

Projekt Nr. 8061-42/60

Tabelle 16: Schwankungen der Ablaufqualit채t im gesamten Untersuchungszeitraum BSB5

CSB

NO3-N

mg/l

MIN

600

1.050

MAX

4.900

8.200

175

Tabelle 17: Durchschnittliche Abwasserbelastungen in Abh채ngigkeit der Produktionszeiten BSB5

CSB

NO3-N

11:00-17:00

2.361

4.688

17:00-23:00

2.469

4.767

23:00-05:00

2.379

3.584

05:00-11:00

1.450

2.253

1,0

Den Vergleich der Abwasserbelastung aus der Produktion der Obersteirischen Molkerei mit der Gesamtzulaufbelastung der ARA Knittelfeld zeigt die Abbildung 25.

100.000

45000

90.000

40000

80.000

35000

70.000

60.000 25000 50.000 20000

EW60 OM

EW60 Kl채ranlage

30000

40.000 15000 30.000 10000

20.000

5000

10.000

0 SO 3.4.

MO 4.4.

DI 5.4.

MI 6.4.

DO 7.4.

FR 8.4.

SA 9.4.

MO/DI 4./5.

DI/MI 5./6.

MI/DO 6./7.

DO/FR 7./8.

FR/SA 8./9.

SA/SO 9./10.

Kl채ranlage

SO 10.4. MO 11.4. SO/MO 10./11.

MO/DI 11./12.

DI 12.4.

MI 13.4

DI/MI 12./13.

MI/DO 13./14.

DO 14.4.

FR 15.4.

DO/FR 14./15.

Abbildung 25: Zusammenhang der Abwasserbelastung als EW60 (Korrelationsfaktor 0,85)

STENUM GmbH

Endbericht

Projekt Nr. 8061-42/60

4500

1200

4000 1000 3500

800

2500 600 2000

1500

mg BSB 5/l Kl채ranlage

mg BSB 5/l OM

3000

400

1000 200 500

0 SO 3.4.

MO 4.4.

DI 5.4.

MI 6.4.

DO 7.4.

FR 8.4.

MO/DI 4./5. DI/MI 5./6. MI/DO 6./7. DO/FR 7./8. FR/SA 8./9.

OM BSB5

SA 9.4.

SO 10.4.

MO 11.4.

DI 12.4.

MI 13.4

SA/SO 9./10.

SO/MO 10./11.

MO/DI 11./12.

DI/MI 12./13.

MI/DO 13./14.

DO 14.4.

FR 15.4.

DO/FR 14./15.

Kl채ranlage BSB5

Abbildung 26: Zusammenhang der Abwasserbelastung als BSB5

STENUM GmbH

Endbericht

8.6.2

Projekt Nr. 8061-42/60

ÖBB Zentralwerkstätte

Die Messsonde wurde im Endkontrollbehälter der Ultrafiltration eingebaut. Das Abwasser ist relativ homogen und hat einen geringen Feststoffanteil. Daher keine Störungen der Messergebnisse.

2500

2000

1500 TS Nitrat-N CSB CSB filtr. 1000

500

0 1

91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281 291 301 311 321 331 341 351

Abbildung 27: Tagesprofil vom 6. März 2005 bei der ÖBB Zentralwerkstätte Das Ergebnis zeigt, dass das zu prüfende Medium eine relativ konstante Belastung aufweist. Die einzelnen Abweichungen nach unten sind auf Spülvorgänge mit Wasser zurückzuführen, die von der Sonde als kurzfristige Verdünnung des Mediums detektiert werden. Die Schwankungen in der Trübung (TS) sind durch das Einblasen von Druckluft durch die Messeinrichtung selbst verursacht.

Die Untersuchungsergebnisse der ÖBB Werkstätte im Produktionszeitraum 4. März bis 11. März 2005 werden in Abbildung 28 bis Abbildung 33 dargestellt.

STENUM GmbH

Endbericht

Projekt Nr. 8061-42/60

2.500

70 2.000 60

1.500 Einheiten

TS CSB

NO3-N BSB5 - Aliquot

1.000

20 500 10

FR/SA 4./5.

SA/SO 5./6.

SO/MO 6./7.

MO/DI 7./8.

DI/MI 8./9.

MI/DO 9./10.

DO/FR 10./11.

Abbildung 28: Ergebnisse der OnLine Messsonde zur Ablaufqualit채t (1 Stunden Mittelwerte)

2500

5,0 4,5 4,0

2000

1500

3,0 2,5

1000

mg/l NO3-N

mg/l BSB5, CSB

3,5

BSB5 CSB NO3-N

2,0 1,5

500

1,0 0,5

FR/SA 4./5.

SA/SO 5./6.

SO/MO 6./7.

MO/DI 7./8.

DI/MI 8./9.

MI/DO 9./10.

06:00-10:00

02:00-06:00

22:00-02:00

18:00-22:00

14:00-18:00

10:00-14:00

06:00-10:00

02:00-06:00

22:00-02:00

18:00-22:00

14:00-18:00

10:00-14:00

06:00-10:00

02:00-06:00

22:00-02:00

18:00-22:00

14:00-18:00

10:00-14:00

06:00-10:00

02:00-06:00

22:00-02:00

18:00-22:00

14:00-18:00

10:00-14:00

06:00-10:00

02:00-06:00

22:00-02:00

18:00-22:00

14:00-18:00

10:00-14:00

06:00-10:00

02:00-06:00

22:00-02:00

18:00-22:00

14:00-18:00

10:00-14:00

06:00-10:00

02:00-06:00

22:00-02:00

18:00-22:00

14:00-18:00

0,0 10:00-14:00

DO/FR 10./11.

Abbildung 29: Vergleichende Untersuchungsergebnisse mittels nasschemischer Analysenverfahren (4 Stunden Abwassermischproben)

konventioneller

STENUM GmbH

Endbericht

Projekt Nr. 8061-42/60

2000

3,5

1800 3 1600 2,5

1200 2 1000 1,5

mg/l NO3-N

mg/l BSB5, CSB

1400

BSB5 CSB NO3-N

800

600

400 0,5 200

0 FR/SA 4./5.

SA/SO 5./6.

SO/MO 6./7.

MO/DI 7./8.

DI/MI 8./9.

MI/DO 9./10.

DO/FR 9./10.

Abbildung 30: Vergleichende Untersuchungsergebnisse mittels konventioneller nasschemischer Analysenverfahren (Tagesdurchschnitt im Produktionszeitraum 11:00 bis 11:00) Tabelle 18: Korrelationsmatrix der Messwerte der OnLine Analysen

BSB5 - Aliquot

CSB

NO3-N

-0,26

0,74

0,24

0,12

0,46

0,24

BSB5 - Aliquot CSB NO3-N

Tabelle 19: Korrelation der Untersuchungsergebnisse (4 Stunden Mittelwerte bzw. 4 Stunden Mischprobe) konventioneller nasschemischer Analysenverfahren mit den Messwerten der OnLine Analyse TS

BSB5 - Aliquot

CSB

NO3-N

BSB5

0,27

0,02

-0,07

-0,35

CSB

0,09

-0,04

-0,11

NO3-N

0,13

0,63

0,25

0,28

STENUM GmbH

Endbericht

Projekt Nr. 8061-42/60

Tabelle 20: Korrelation der Untersuchungsergebnisse (Tagesmittelwerte) konventioneller nasschemischer Analysenverfahren mit den Messwerten der OnLine Analyse TS

BSB5 - Aliquot

CSB

NO3-N

BSB5

0,41

-0,04

-0,05

-0,38

CSB

0,38

-0,24

0,06

-0,11

NO3-N

0,68

0,26

0,72

0,47

Vergleichende Darstellung der OnLine Messdaten mit Ergebnissen aus Analysen mittels Normverfahren (Vergleich von 4-Stunden Mittelwerte bzw. Mischproben)

1.800,0

5,0

1.600,0

4,5 4,0

1.400,0

3,5

1.200,0

2,5 800,0

mg/l

Einheiten

3,0 1.000,0 NO3-N Sonde NO3-N Norm

2,0 600,0 1,5 400,0

1,0 0,5

0,0

0,0 10:00-14:00 14:00-18:00 18:00-22:00 22:00-02:00 02:00-06:00 06:00-10:00 10:00-14:00 14:00-18:00 18:00-22:00 22:00-02:00 02:00-06:00 06:00-10:00 10:00-14:00 14:00-18:00 18:00-22:00 22:00-02:00 02:00-06:00 06:00-10:00 10:00-14:00 14:00-18:00 18:00-22:00 22:00-02:00 02:00-06:00 06:00-10:00 10:00-14:00 14:00-18:00 18:00-22:00 22:00-02:00 02:00-06:00 06:00-10:00 10:00-14:00 14:00-18:00 18:00-22:00 22:00-02:00 02:00-06:00 06:00-10:00 10:00-14:00 14:00-18:00 18:00-22:00 22:00-02:00 02:00-06:00 06:00-10:00

200,0

FR/SA 4./5.

SA/SO 5./6.

SO/MO 6./7.

MO/DI 7./8.

DI/MI 8./9.

MI/DO 9./10.

DO/FR

Abbildung 31: Analysenparameter NO3-N

10:00-14:00 14:00-18:00 18:00-22:00 22:00-02:00 02:00-06:00 06:00-10:00 10:00-14:00 14:00-18:00 18:00-22:00 22:00-02:00 02:00-06:00 06:00-10:00 10:00-14:00 14:00-18:00 18:00-22:00 22:00-02:00 02:00-06:00 06:00-10:00 10:00-14:00 14:00-18:00 18:00-22:00 22:00-02:00 02:00-06:00 06:00-10:00 10:00-14:00 14:00-18:00 18:00-22:00 22:00-02:00 02:00-06:00 06:00-10:00 10:00-14:00 14:00-18:00 18:00-22:00 22:00-02:00 02:00-06:00 06:00-10:00 10:00-14:00 14:00-18:00 18:00-22:00 22:00-02:00 02:00-06:00 06:00-10:00

Einheiten 800 mg/l

mg/l

Einheiten

STENUM GmbH

FR/SA 4./5.

Endbericht

SA/SO 5./6.

SA/SO 5./6. SO/MO 6./7.

SO/MO 6./7. MO/DI 7./8.

MO/DI 7./8. DI/MI 8./9.

DI/MI 8./9.

Projekt Nr. 8061-42/60

2.500,0 2500

2.000,0 2000

1.500,0 1500

1.000,0

500,0

0,0

MI/DO 9./10.

1600

1400

200

MI/DO 9./10.

CSB Sonde CSB Norm

1000

500

DO/FR

Abbildung 32: Analysenparameter CSB

70,0

60,0

1200 50,0

1000 40,0

BSB5 Norm BSB5 - Aliquot

600 30,0

400 20,0

10,0

0,0

DO/FR

Abbildung 33: Analysenparameter BSB5

STENUM GmbH

Endbericht

Projekt Nr. 8061-42/60

Tabelle 21: Schwankungen der Ablaufqualität im gesamten Untersuchungszeitraum BSB5

CSB

NO3-N

mg/l

MIN

350

1.200

2,1

MAX

1.450

2.020

4,6

Tabelle 22: Durchschnittliche Abwasserbelastungen in Abhängigkeit der Produktionszeiten BSB5

CSB

NO3-N

10:00-14:00

829

1.673

2,5

14:00-18:00

686

1.595

2,5

18:00-22:00

693

1.547

2,5

22:00-02:00

750

1.578

2,5

02:00-06:00

714

1.604

2,4

06:00-10:00

814

1.684

2,8

8.6.3

Austria Email

Die Sonde wurde im letzten Becken vor dem Ablauf in den Kanal installiert. Problematisch ist, dass das Becken periodisch trocken fällt. Dadurch fällt auch die Sonde trocken. Das zu prüfende Medium ist auf Grund eines hohen Eisengehaltes stark rot gefärbt. An der trocken fallenden Sonde anhaftendes Abwasser färbt die Sonde und diese Farbablagerungen lassen sich durch Druckluft nicht entfernen.

Die Farbablagerungen verfälschen die Messergebnisse dahingehend, dass ein kontinuierlicher Belastungsanstiege indiziert wird, was nicht den tatsächlichen Sachverhalten entspricht.

Einheiten

FR/SA 29.4./30.4.

SA/SO 30.4./1.5.

SO/MO 1.5./2.5.

MO/DI 2.5./3.5.

DI/MI 3.5./4.5.

3.500.000

2.500.000

2.000.000

1.500.000

500.000

0 250.000

2005.04.30 22:30:01

2005.04.30 22:00:01

2005.04.30 21:30:01

2005.04.30 21:00:01

2005.04.30 20:30:01

2005.04.30 20:00:01

2005.04.30 19:30:01

2005.04.30 19:00:01

2005.04.30 18:30:01

2005.04.30 18:00:01

2005.04.30 17:30:01

2005.04.30 17:00:01

Endbericht

Einheiten

4.000.000 2005.04.30 16:30:01

2005.04.30 16:00:01

2005.04.30 15:30:01

2005.04.30 15:00:01

2005.04.30 14:30:01

2005.04.30 14:00:01

2005.04.30 13:30:01

2005.04.30 13:00:01

2005.04.30 12:30:01

2005.04.30 12:00:01

2005.04.30 11:30:01

2005.04.30 11:00:01

2005.04.30 10:30:01

2005.04.30 10:00:01

2005.04.30 09:30:01

2005.04.30 09:00:01

2005.04.30 08:30:01

2005.04.30 08:00:01

2005.04.30 07:30:01

2005.04.30 07:00:01

2005.04.30 06:30:01

2005.04.30 06:00:01

2005.04.30 05:30:01

2005.04.30 05:00:01

2005.04.30 04:30:01

2005.04.30 04:00:01

2005.04.30 03:30:01

2005.04.30 03:00:01

2005.04.30 02:30:01

2005.04.30 02:00:01

2005.04.30 01:30:01

2005.04.30 01:00:01

2005.04.30 00:30:01

2005.04.30 00:00:01

2005.04.29 23:30:01

2005.04.29 23:00:01

STENUM GmbH Projekt Nr. 8061-42/60

1.000.000

900.000

800.000

700.000

600.000

500.000 TS Nitrat-N

CSB

400.000 CSB filtr.

300.000

200.000

100.000

Abbildung 34: Tagesprofil vom 30. April 2005 bei der Austria Email

Die Untersuchungsergebnisse der Austria Email im Produktionszeitraum 29. April bis 5. Mai 2005 sind in Abbildung 35 bis Abbildung 39 dargestellt. 500.000

450.000

3.000.000 400.000

350.000

300.000 TS

CSB

BSB5 - Aliquot

200.000 NO3-N

1.000.000

150.000

100.000

50.000

MI/DO 4.5./5.5.

Abbildung 35: Ergebnisse der OnLine Messsonde zur Ablaufqualit채t (1 Stunden Mittelwerte)

STENUM GmbH

Endbericht

Projekt Nr. 8061-42/60

600

1,4

1,2

500

1,0

0,8 300 0,6

mg/l NO3-N

mg/l BSB5, CSB

400

BSB5 Norn CSB Norm NO3-N Norm

200 0,4

100

0,2

FR/SA 29.4./30.4.

SA/SO 30.4./1.5.

SO/MO 1.5./2.5.

MO/DI 2.5./3.5.

DI/MI 3.5./4.5.

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

11:00-17:00

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

11:00-17:00

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

11:00-17:00

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

11:00-17:00

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

11:00-17:00

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

0,0 11:00-17:00

MI/DO 4.5./5.5.

Abbildung 36: Vergleichende Untersuchungsergebnisse mittels nasschemischer Analysenverfahren (6 Stunden Abwassermischproben)

400

konventioneller

0,9

0,8

350

0,7

300

0,6

0,5 200 0,4

mg/l NO3-N

mg/l BSB5, CSB

250 BSB5 Norm CSB Norm NO3-N Norm

150 0,3 100

0,2

0,1

0 FR/SA 29.4./30.4.

SA/SO 30.4./1.5.

SO/MO 1.5./2.5.

MO/DI 2.5./3.5.

DI/MI 3.5./4.5.

MI/DO 4.5./5.5.

Abbildung 37: Vergleichende Untersuchungsergebnisse mittels konventioneller nasschemischer Analysenverfahren (Tagesdurchschnitt im Produktionszeitraum 11:00 bis 11:00) Tabelle 23: Korrelationsmatrix der Messwerte der OnLine Analysen

STENUM GmbH

Endbericht

Projekt Nr. 8061-42/60

BSB5 - Aliquot

CSB

NO3-N

0,59

0,12

BSB5 - Aliquot CSB NO3-N

Tabelle 24: Korrelation der Untersuchungsergebnisse (4 Stunden Mittelwerte bzw. 6 Stunden Mischprobe) konventioneller nasschemischer Analysenverfahren mit den Messwerten der OnLine Analyse TS

BSB5 - Aliquot

CSB

NO3-N

BSB5

-0,23

-0,76

-0,42

CSB

-0,10

-0,18

-0,34

NO3-N

0,43

0,38

0,32

STENUM GmbH

Endbericht

Projekt Nr. 8061-42/60

Tabelle 25: Korrelation der Untersuchungsergebnisse (Tagesmittelwerte) konventioneller nasschemischer Analysenverfahren mit den Messwerten der OnLine Analyse TS

BSB5 - Aliquot

CSB

NO3-N

BSB5

-0,82

-0,96

-0,52

CSB

-0,51

-0,42

-0,61

NO3-N

0,81

0,75

0,63

Vergleichende Darstellung der OnLine Messdaten mit Ergebnissen aus Analysen mittels Normverfahren (Vergleich von 4-Stunden Mittelwerte bzw. Mischproben) 250.000

1,4

1,2 200.000 1,0

150.000

mg/l

Einheiten

0,8 NO3-N Sonde NO3-N Norm

0,6

100.000

0,4 50.000 0,2

FR/SA 29.4./30.4.

SA/SO 30.4./1.5.

SO/MO 1.5./2.5.

MO/DI 2.5./3.5.

DI/MI 3.5./4.5.

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

11:00-17:00

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

11:00-17:00

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

11:00-17:00

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

11:00-17:00

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

11:00-17:00

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

0,0 11:00-17:00

MI/DO 4.5./5.5.

Abbildung 38: Analysenparameter NO3-N

STENUM GmbH

Endbericht

Projekt Nr. 8061-42/60

600

4.000.000

3.500.000 500 3.000.000 400

2.000.000

300

CSB Sonde

mg/l

Einheiten

2.500.000

CSB Norm

1.500.000 200 1.000.000 100 500.000

FR/SA 29.4./30.4.

SA/SO 30.4./1.5.

SO/MO 1.5./2.5.

MO/DI 2.5./3.5.

DI/MI 3.5./4.5.

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

11:00-17:00

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

11:00-17:00

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

11:00-17:00

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

11:00-17:00

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

11:00-17:00

05:00-11:00

23:00-05:00

17:00-23:00

0 11:00-17:00

MI/DO 4.5./5.5.

Abbildung 39: Analysenparameter CSB Tabelle 26: Schwankungen der Ablaufqualit채t im gesamten Untersuchungszeitraum BSB5

CSB

NO3-N

mg/l

MIN

130

150

0,3

MAX

250

552

1,2

Tabelle 27: Durchschnittliche Abwasserbelastungen in Abh채ngigkeit der Produktionszeiten BSB5

CSB

NO3-N

11:00-17:00

209

244

0,7

17:00-23:00

178

221

0,6

23:00-05:00

175

252

0,6

05:00-11:00

181

305

0,6

8.6.4

Landeskrankenhaus Knittelfeld

Die Messsonde wurde in den Endkontrollschacht eingebaut. Auf Grund des geringen Wasserstandes wurde das Abwasser aufgestaut. Probleme verursachten Papierfetzen und sich im Staubereich ablagernde Speisereste. Die Messeinrichtung wurde t채glich gewartet.

2005.04.23 22:48:01

2005.04.23 22:06:01

2005.04.23 21:24:01

2005.04.23 20:42:01

Endbericht

2005.04.23 20:00:01

2005.04.23 19:18:01

2005.04.23 18:36:01

2005.04.23 17:54:01

2005.04.23 17:12:01

2005.04.23 16:30:01

2005.04.23 15:48:01

2005.04.23 15:06:01

2005.04.23 14:24:01

2005.04.23 13:42:01

2005.04.23 13:00:01

2005.04.23 12:18:01

2005.04.23 11:36:01

2005.04.23 10:54:01

2005.04.23 10:12:01

2005.04.23 09:30:01

2005.04.23 08:48:01

2005.04.23 08:06:01

2005.04.23 07:24:01

2005.04.23 06:42:01

2005.04.23 06:00:01

2005.04.23 05:18:01

2005.04.23 04:36:01

2005.04.23 03:54:01

2005.04.23 03:12:01

2005.04.23 02:30:01

2005.04.23 01:48:01

2005.04.23 01:06:01

2005.04.23 00:24:01

2005.04.22 23:42:01

2005.04.22 23:00:01

STENUM GmbH Projekt Nr. 8061-42/60

Abbildung 40: Eingebaute Sonde im Kanal des Landeskrankenhauses Knittelfeld

3.500.000

3.000.000

2.500.000

2.000.000 TS Nitrat-N CSB

1.500.000 CSB filtr.

1.000.000

500.000

Abbildung 41: Tagesprofil des Landeskrankenhauses Knittelfeld

Das Tagesprofil zeigt viele kurzfristige Schwankungen, die ihre Ursache in den unterschiedlichen Teilströmen haben (WCs, Küche, Wäscherei, Labor usw.).

Die Untersuchungsergebnisse für das Krankenhaus Knittelfeld im Beobachtungszeitraum 18. bis 25. April 2005 sind in Abbildung 42 bis Abbildung 44 zusammengefasst.

STENUM GmbH

Endbericht

Projekt Nr. 8061-42/60

1.400.000

14.000

1.200.000

12.000

1.000.000

10.000

Einheiten

800.000

8.000

TS CSB NO3-N

600.000

6.000

400.000

4.000

200.000

2.000

BSB5 - Aliquot

MO/DI 18.4./19.4.

DI/MI 19.4./20.4.

MI/DO 20.4./21.4.

DO/FR 21.4./22.4.

FR/SA 22.4./23.4.

SA/SO 23.4./24.4.

SO/MO 24.4./25.4.

3,0

2500

2,5

2000

2,0

1500

1,5

MO/DI 18.4./19.4.

DI/MI 19.4./20.4.

MI/DO 20.4./21.4.

DO/FR 21.4./22.4.

FR/SA 22.4./23.4.

SA/SO 23.4./24.4.

BSB5 Norn CSB Norm NO3-N Norm

04:00-10:00

22:00-04:00

16:00-22:00

10:00-16:00

04:00-10:00

22:00-04:00

16:00-22:00

10:00-16:00

04:00-10:00

22:00-04:00

16:00-22:00

10:00-16:00

04:00-10:00

22:00-04:00

16:00-22:00

10:00-16:00

04:00-10:00

22:00-04:00

16:00-22:00

10:00-16:00

04:00-10:00

22:00-04:00

0,0 16:00-22:00

0 10:00-16:00

0,5

04:00-10:00

500

22:00-04:00

1,0

16:00-22:00

1000

mg/l NO3-N

3000

10:00-16:00

mg/l BSB5, CSB

Abbildung 42: Ergebnisse der OnLine Messsonde zur Ablaufqualit채t (1 Stunden Mittelwerte)

SO/MO 24.4./25.4.

Abbildung 43: Vergleichende Untersuchungsergebnisse mittels nasschemischer Analysenverfahren (6 Stunden Abwassermischproben)

konventioneller

STENUM GmbH

Endbericht

Projekt Nr. 8061-42/60

1400

1,8

1,6 1200 1,4 1000

800

1,0

0,8

600

mg/l NO3-N

mg/l BSB5, CSB

1,2

BSB5 Norn CSB Norm NO3-N Norm

0,6 400 0,4 200 0,2

0,0 MO/DI 18.4./19.4.

DI/MI 19.4./20.4.

MI/DO 20.4./21.4.

DO/FR 21.4./22.4.

FR/SA 22.4./23.4.

SA/SO 23.4./24.4.

SO/MO 24.4./25.4.

Abbildung 44: Vergleichende Untersuchungsergebnisse mittels konventioneller nasschemischer Analysenverfahren (Tagesdurchschnitt im Zeitraum 10:00 bis 10:00) Tabelle 28: Korrelationsmatrix der Messwerte der OnLine Analysen

BSB5 - Aliquot

CSB

NO3-N

0,35

0,74

-0,01

0,09

-0,23

-0,01

BSB5 - Aliquot CSB NO3-N

Tabelle 29: Korrelation der Untersuchungsergebnisse (4 Stunden Mittelwerte bzw. 6 Stunden Mischprobe) konventioneller nasschemischer Analysenverfahren mit den Messwerten der OnLine Analyse TS

BSB5 - Aliquot

CSB

NO3-N

BSB5

0,16

0,08

0,15

-0,03

CSB

-0,07

0,07

-0,11

-0,12

NO3-N

0,05

-0,06

0,03

-0,04

Tabelle 30: Korrelation der Untersuchungsergebnisse (Tagesmittelwerte) konventioneller nasschemischer Analysenverfahren mit den Messwerten der OnLine Analyse TS

BSB5 - Aliquot

CSB

NO3-N

BSB5

0,75

0,44

0,61

0,59

CSB

0,55

0,13

0,48

0,54

NO3-N

0,40

0,13

0,55

0,73

STENUM GmbH

Endbericht

Projekt Nr. 8061-42/60

MO/DI 18.4./19.4.

DI/MI 19.4./20.4.

MI/DO 20.4./21.4.

DO/FR 21.4./22.4.

FR/SA 22.4./23.4.

SA/SO 23.4./24.4.

mg/l

NO3-N Sonde NO3-N Norm

04:00-10:00

22:00-04:00

16:00-22:00

10:00-16:00

04:00-10:00

22:00-04:00

16:00-22:00

10:00-16:00

04:00-10:00

22:00-04:00

16:00-22:00

10:00-16:00

04:00-10:00

22:00-04:00

0,0 16:00-22:00

0 10:00-16:00

0,5

04:00-10:00

100.000

22:00-04:00

1,0

16:00-22:00

200.000

10:00-16:00

1,5

04:00-10:00

300.000

22:00-04:00

2,0

16:00-22:00

400.000

10:00-16:00

2,5

04:00-10:00

500.000

22:00-04:00

3,0

16:00-22:00

600.000

10:00-16:00

Einheiten

Vergleichende Darstellung der OnLine Messdaten mit Ergebnissen aus Analysen mittels Normverfahren (Vergleich von 4-Stunden Mittelwerte bzw. Mischproben)

SO/MO 24.4./25.4.

Abbildung 45: Analysenparameter NO3-N

3000

1.000.000 900.000

2500

800.000 700.000

2000

500.000

1500

mg/l

Einheiten

600.000 CSB Sonde CSB Norm

400.000 1000

300.000 200.000

500

100.000

MO/DI 18.4./19.4.

DI/MI 19.4./20.4.

MI/DO 20.4./21.4.

DO/FR 21.4./22.4.

FR/SA 22.4./23.4.

SA/SO 23.4./24.4.

04:00-10:00

22:00-04:00

16:00-22:00

10:00-16:00

04:00-10:00

22:00-04:00

16:00-22:00

10:00-16:00

04:00-10:00

22:00-04:00

16:00-22:00

10:00-16:00

04:00-10:00

22:00-04:00

16:00-22:00

10:00-16:00

04:00-10:00

22:00-04:00

16:00-22:00

10:00-16:00

04:00-10:00

22:00-04:00

16:00-22:00

10:00-16:00

04:00-10:00

22:00-04:00

16:00-22:00

0 10:00-16:00

SO/MO 24.4./25.4.

Abbildung 46: Analysenparameter CSB

STENUM GmbH

Endbericht

Projekt Nr. 8061-42/60

7.000

2500

6.000 2000

1500

4.000

BSB5 - Aliquot BSB5 Norn

mg/l

Einheiten

5.000

3.000

1000

2.000 500 1.000

MO/DI 18.4./19.4.

DI/MI 19.4./20.4.

MI/DO 20.4./21.4.

DO/FR 21.4./22.4.

FR/SA 22.4./23.4.

SA/SO 23.4./24.4.

04:00-10:00

22:00-04:00

16:00-22:00

10:00-16:00

04:00-10:00

22:00-04:00

16:00-22:00

10:00-16:00

04:00-10:00

22:00-04:00

16:00-22:00

10:00-16:00

04:00-10:00

22:00-04:00

16:00-22:00

10:00-16:00

04:00-10:00

22:00-04:00

16:00-22:00

10:00-16:00

04:00-10:00

22:00-04:00

16:00-22:00

10:00-16:00

04:00-10:00

22:00-04:00

16:00-22:00

0 10:00-16:00

SO/MO 24.4./25.4.

Abbildung 47: Analysenparameter BSB5 Tabelle 31: Schwankungen der Ablaufqualität im gesamten Untersuchungszeitraum BSB5

CSB

NO3-N

mg/l

MIN

150

386

0,3

MAX

2.350

2.790

2,4

Tabelle 32: Durchschnittliche Abwasserbelastungen in Abhängigkeit der Betriebszeiten BSB5

CSB

NO3-N

10:00-16:00

731

1.155

1,2

16:00-22:00

464

1.007

1,1

22:00-04:00

376

989

0,9

04:00-10:00

376

692

1,4

8.6.5

Kanalnetz 8.6.5.1

Zulauf der Kläranlage

Die stationäre Messsonde war vom 5.1.2005 bis 25.5.2005. Ab diesem Zeitpunkt wurde die Sonde wegen eines Defekts in der Drucklufteinheit außer Betrieb genommen. Der Einsatz im Zulaufgerinne der Verbandskläranlage brachte folgendes Ergebnis:

STENUM GmbH

Endbericht

Projekt Nr. 8061-42/60

Einsatz vor dem Rechen: Der erste Einsatz im Zulauf erfolgte vor der Rechenanlage. Auf Grund der im Rohabwasser enthaltenen Feststoffe, vor allem des mitgeführten Klopapiers konnte ein rasches „Verzopfen“ der eingetauchten Messeinrichtung festgestellt werden. Aus diesem Grund wurde noch am ersten Tag die Messstelle gewechselt und hinter die Rechenanlage verlegt.

Einsatz nach der Rechenanlage: An diesem Standort waren keine Probleme mit Feststoffen mehr gegeben. Die Tätigkeit des Rechens übt aber einen Einfluss auf die Zusammensetzung des Rohabwassers aus. Anscheinend werden vor dem Rechen Abwasserinhaltsstoffe zur Sedimentation bzw. zurückgehalten gebracht, die mit dem Heben des Rechens wieder freigegeben werden. Zudem ist denkbar, dass durch die Bewegung des Rechens grobe Abwasserpartikel, wie etwa Fäkalienstücke, zerkleinert werden und dadurch die Trübung zunimmt.

Hinter der Rechenanlage ergeben sich daher folgende Ganglinien: Ausschnitte aus den Tagesganglinien in der Nachtzeit zeigen kurzfristige, sich wiederholende Schwankungen der Trübung (TS), die auf die Tätigkeit des Rechens zurückzuführen sind. Zu diesem Zeitpunkt war die Rechenanlage zeitproportional gesteuert. An den ausgewählten Tagen zeigt sich auch jeweils ein Anstieg der Belastung um etwa 1 Uhr, was auf Emissionen aus privaten Haushalten zurückzuführen sein dürfte.

7.1.2005; 00:00 - 02:00 h 1.600.000

1.400.000

1.200.000

1.000.000 TS Nitrat-N

800.000

CSB BSB

600.000

400.000

200.000

0 2005.01.07 01:56:00

2005.01.07 01:52:00

2005.01.07 01:48:00

2005.01.07 01:44:00

2005.01.07 01:40:00

2005.01.07 01:36:00

2005.01.07 01:32:00

2005.01.07 01:28:00

2005.01.07 01:24:00

2005.01.07 01:20:00

2005.01.07 01:16:00

2005.01.07 01:12:00

2005.01.07 01:08:00

2005.01.07 01:04:00

2005.01.07 01:00:00

2005.01.07 00:56:00

2005.01.07 00:52:00

2005.01.07 00:48:00

2005.01.07 00:44:00

2005.01.07 00:40:00

2005.01.07 00:36:00

2005.01.07 00:32:00

2005.01.07 00:28:00

2005.01.07 00:24:00

2005.01.07 00:20:00

2005.01.07 00:16:00

2005.01.07 00:12:00

2005.01.07 00:08:00

2005.01.07 00:04:00

2005.01.07 00:00:00

Abbildung 48: Messwerte vom 7. Jänner 2005

2005.03.18 23:48:01

2005.03.18 23:06:00

2005.03.18 22:24:00

2005.03.18 21:42:00

2005.03.18 21:00:01

2005.03.18 20:18:00

2005.03.18 19:36:01

2005.03.18 18:54:00

2005.03.18 18:12:01

2005.03.18 17:30:00

2005.03.18 16:48:00

2005.03.18 16:06:00

2005.03.18 15:24:01

2005.03.18 14:42:00

2005.03.18 14:00:01

2005.03.18 13:18:00

2005.03.18 12:36:01

2005.03.18 11:54:00

2005.03.18 11:12:01

2005.03.18 10:30:00

2005.03.18 09:48:01

2005.03.18 09:06:00

2005.03.18 08:24:01

2005.03.18 07:42:00

2005.03.18 07:00:00

2005.03.18 06:18:00

2005.03.18 05:36:01

2005.03.18 04:54:00

2005.03.18 04:12:01

2005.03.18 03:30:00

2005.03.18 02:48:01

2005.03.18 02:06:00

2005.03.18 01:24:01

2005.01.13 01:56:00

2005.01.13 01:52:00

2005.03.18 00:42:00

Endbericht

2005.01.13 01:48:00

2005.01.13 01:44:00

2005.01.13 01:40:00

2005.01.13 01:36:00

2005.01.13 01:32:00

2005.01.13 01:28:00

2005.01.13 01:24:00

2005.01.13 01:20:00

2005.01.13 01:16:00

2005.01.13 01:12:00

2005.01.13 01:08:00

2005.01.13 01:04:00

2005.01.13 01:00:00

2005.01.13 00:56:00

2005.01.13 00:52:00

2005.01.13 00:48:00

2005.01.13 00:44:00

2005.01.13 00:40:00

2005.01.13 00:36:00

2005.01.13 00:32:00

2005.01.13 00:28:00

2005.01.13 00:24:00

2005.01.13 00:20:00

2005.01.13 00:16:00

2005.01.13 00:12:00

2005.01.13 00:08:00

2005.01.13 00:04:00

2005.01.13 00:00:00

2005.03.18 00:00:01

STENUM GmbH Projekt Nr. 8061-42/60

13.1.2005; 00:00 - 02:00 h

2.000.000

1.800.000

1.600.000

1.400.000

1.200.000

1.000.000

800.000 TS Nitrat-N CSB BSB

600.000

400.000

200.000

Abbildung 49: Messwerte vom 13. Jänner 2005

Zur Demonstration der Tagesabläufe, wie sie von der stationären Sonde erfasst wurden, wurde rein willkürlich der 18.3.2005 ausgewählt:

1.600.000

1.400.000

1.200.000

1.000.000

800.000 TS Nitrat-n

CSB

600.000 CSB filtr.

400.000

200.000

Abbildung 50: Messwerte vom 18. März 2005

STENUM GmbH

Endbericht

Projekt Nr. 8061-42/60

Auch dieses Tagesprofil zeigt periodische Schwankungen der Belastung, die eigentlich nicht durch Prozesse im Einzugsgebiet erklärlich sind. Vor allem die kurzen Belastungsspitzen in den Nachtstunden sind am ehesten auf die Tätigkeit der Rechenanlage zurückzuführen.

3.500.000

35.000

3.000.000

30.000

2.500.000

25.000

2.000.000

20.000

1.500.000

15.000

1.000.000

10.000

500.000

Einheiten

Den Vergleich der OnLine Messung im Zulauf der ARA Knittelfeld mit den Ergebnissen der Eigenuntersuchung (Zeitraum April 2005) zeigt Abbildung 51.

5.000

TS - Sonde

CSB - Sonde

NO3-N Sonde

30.04.05

29.04.05

28.04.05

27.04.05

26.04.05

25.04.05

24.04.05

23.04.05

22.04.05

21.04.05

20.04.05

19.04.05

18.04.05

17.04.05

16.04.05

15.04.05

14.04.05

13.04.05

12.04.05

11.04.05

10.04.05

09.04.05

08.04.05

07.04.05

06.04.05

05.04.05

04.04.05

03.04.05

02.04.05

0 01.04.05

BSB5 - Sonde

Abbildung 51: Ergebnisse der OnLine Sonde Unter Berücksichtigung sämtlicher Werte vom 1.4.2005 bis 30.4.2005 ergeben sich folgende Zusammenhänge: Tabelle 33: Statistische Zusammensetzung der verwendeten Sonden TS-Sonde

BSB5–Sonde

CSB-Sonde

NO3-N-Sonde

BSB5 - ARA

0,23

0,34

-0,05

-0,06

CSB - ARA

0,00

0,32

-0,25

-0,27

NO3-N - ARA

0,04

0,40

0,03

0,04

Offensichtlich gab es ab dem 18.4.2005 eine Fehlfunktion, da die Werte mit Ausnahme des BSB5 – Aliquoten nach oben abdriften. Berücksichtigt man demnach nur die Werte vom 1.4.2005 bis 17.4.2005 sind die statistischen Zusammenhänge eindeutiger:

STENUM GmbH

Endbericht

Projekt Nr. 8061-42/60

Tabelle 34: Statistische Zusammensetzung der verwendeten Sonden für die Kläranlage korrigiert TS-Sonde

BSB5-Sonde

CSB-Sonde

NO3-N-Sonde

BSB5 - ARA

0,59

0,30

0,52

0,44

CSB - ARA

0,20

0,36

0,32

NO3-N - ARA

-0,02

0,48

-0,02

35.000

1200

30.000

1000

25.000

20.000 600

mg/l

Einheiten

800

BSB5 - Sonde BSB5 -ARA

15.000 400 10.000

200

5.000

30.04.05

29.04.05

28.04.05

27.04.05

26.04.05

25.04.05

24.04.05

23.04.05

22.04.05

21.04.05

20.04.05

19.04.05

18.04.05

17.04.05

16.04.05

15.04.05

14.04.05

13.04.05

12.04.05

11.04.05

10.04.05

09.04.05

08.04.05

07.04.05

06.04.05

05.04.05

04.04.05

03.04.05

02.04.05

0 01.04.05

Abbildung 52: Vergleich der BSB5-Zulaufbelastung der ARA Knittelfeld im April 2005 gemessen als 24 Std. Mischproben bzw. Tagesmittelwert der OnLine Daten

8.6.5.2

Hauptsammler

Die Erfahrung mit dem Einsatz der mobilen Messsonde in den Hauptkanalsträngen zeigt, dass die Sonde nur kurzfristig funktionsfähig bleibt. Durch die im Rohabwasser mitgeführten Feststoffe, wie etwa Toilettepapier, Slipeinlagen, Essensreste wird die Messeinrichtung innerhalb kurzer Zeit verlegt und die Messwerte sind dadurch verfälscht.

Die Sonde ist daher nur einsetzbar, wenn die Messeinrichtung dauernd gewartet wird. Das heißt, eine Person muss ständig im Kanal sein, um sich ablagernde Feststoffe zu entfernen. Die Drucklufteinrichtung kann zwar das eigentliche Messfenster der Sonde freihalten, nicht aber das weitere Umfeld des Sondenbereiches.

Folgende Abbildungen zeigen die im Kanal eingebaute Sonde bzw. das Aussehen der Sonde nach einer kurzen Exposition im Abwasser.

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Abbildung 53: Ablagerungen auf den Messsonden

Die Art der Beprobung in den Sammlern ist daher sicher noch zu adaptieren. Ein simples Eintauchen der Sonde in das zu beprobende Medium führt zu den oben angeführten Störeffekten.

Die vergleichenden Untersuchungen im Sammelsystem des Abwasserverbandes wurden gegenüber der ursprünglichen Versuchsplanung eingeschränkt, da in sämtlichen Untersuchungsphasen die Anwendbarkeit der eingesetzten UV-VIS Sonden nicht gegeben war. Innerhalb kürzester Zeit kam es zu durch Feststoffe bedingte Verblockungen an der Sondenoberfläche und damit zu einem Signalausfall. Die Erhebungen beschränkten sich somit auf konventionelle Analysen gemäß ÖNORM in mengenproportionalen Tagesmischproben. 87

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Tabelle 35: Hauptsammler S端d (3) DI/MI

MI/DO

DO/FR

Mittelwert

31.05. - 1.6.05

01.06. - 2.6.05

2.5. - 3.6.05

BSB5 (mg/l)

10:00-16:00

900

420

1150

16:00-22:00

740

460

1050

22:00-04:00

1550

920

440

04:00-10:00

600

480

1550

Tagesmittelwert

948

570

1048

855

m3/d

3800

3600

3450

3617

BSB5/kg/d

3600

2052

3614

3092

EW60

60008

34200

60231

51538

Gegen端ber den theoretischen Annahmen lag der Trockenwetterabfluss um rund 30 % und die korrespondierende BSB5 Fracht um nahezu 90 % 端ber diesen Werten. Tabelle 36: Sammler Apfelberg (2) MI/DO

DO/FR

FR/SA

SA/SO

Mittelwert

25.05. - 26.5.05 26.5. - 27.5.05 27.5. - 28.5.05 28.5. - 29.5.05 BSB5 (mg/l)

BSB5 (mg/l)

10:00-16:00

380

370

240

250

16:00-22:00

220

400

220

300

22:00-04:00

240

250

450

440

04:00-10:00

160

270

430

440

Tagesmittelwert

250

323

335

358

316

m3/d

650

640

720

660

668

BSB5/kg/d

162,5

206,4

241,2

236,0

211

EW60

2708

3440

4020

3933

3518

Gegen端ber den theoretischen Annahmen lag der Trockenwetterabfluss um rund 28 % und die korrespondierende BSB5 Fracht um rund 38 % unter diesen Werten.

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Tabelle 37: Sammler Kobenz FR/SA

SA/SO

SO/MO

MO/DI

Mittelwert

20.5. - 21.5.05 21.5. - 22.5.05 22.5. - 23.5.05 23.5. - 24.5.05 BSB5 (mg/l)

BSB5 (mg/l)

10:00-16:00

170

300

160

400

16:00-22:00

180

250

350

270

22:00-04:00

180

310

440

370

04:00-10:00

140

160

250

210

Tagesmittelwert

168

255

300

313

259

m3/d

770

750

840

778

BSB5/kg/d

129

191

225

262

201

EW60

2150

3188

3750

4375

3353

8.6.6

Korrelation der verschiedenen Messwerte Vergleich CSB

9000

8000

7000

6000

mg/l

5000

4000

3000

2000

1000

0 0

500.000

1.000.000

1.500.000

2.000.000

2.500.000

3.000.000

3.500.000

4.000.000

Einheiten

Abbildung 54: Vergleich der OnLine Messdaten mit chemischen Analysedaten (Datenpool: s채mtliche Betriebsergebnisse, Mittelwerte oder Mischproben - 4 oder 6 Stundenintervalle).

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Vergleich BSB5 6000

5000

mg/l

4000

3000

2000

1000

0 0

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

90.000

Einheiten

Abbildung 55: Vergleich CSB aller Messpunkte – nassanalytische Messwerte vs. Sonden

Für jeden Betrieb wurde im Ablauf des Abwassers über mindestens eine Woche eine OnLineMesssonde eingebracht. Mit der Sonde wurden kontinuierlich Daten (Chemischer Sauerstoffbedarf, Biologischer Sauerstoffbedarf, Stickstoff) aufgezeichnet. Die Daten wurden in Form von 1-Stunden-Mittelwerten ausgewertet. Vergleichende Untersuchungen mit konventionellen nasschemischen Analysen auf der Basis von 6-Stunden- Mischproben wurden im gleichen Zeitraum durchgeführt. Für jeden Betrieb wird ein Vergleich der Ergebnisse der Messungen mit Sonden und auf konventionelle nasschemische Art vorgenommen. Dieser Vergleich umfasst einen grafischen Vergleich sowie eine Korrelationsmatrix der Messwerte.

In den Tabellen im Anhang werden die Sauerstoffbedarf, Biologischer Sauerstoffbedarf Messzeitraum.

wesentlichen Messwerte Chemischer und Stickstoff angegeben für den

Folgende Ergebnisse liegen aufgrund der Messwerte vor: Für die Obersteirische Molkerei zeigte sich anhand der konventionellen nasschemischen Analyseverfahren, dass der Betrieb doch deutlich höhere Abwasserfrachten einleitet, als das bisher bekannt war. Dies bezieht sich sowohl auf die Parameter biologischer Sauerstoffbedarf, als auch chemischer Sauerstoffbedarf. Diese Frachten liegen an allen Tagen der Messwoche vor.

Die Gegenüberstellung der Ablaufwerte der Obersteirischen Molkerei und der Zulaufwerte der Abwasserreinigungsanlage zeigt eine ausgeprägte Parallelität der Kurvenverläufe, woraus auf einen kausalen Zusammenhang geschlossen wird. Die Messwerte zwischen dem Zulauf der Abwasserreinigungsanlagen und dem Ablauf der Molkerei korrelieren mit einem Regressionsfaktor von 0,3, was ebenfalls eine signifikante Korrelation bedeutet.

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Die Gegenüberstellung der Messwerte, die auf konventionelle Art gewonnen wurden, zeigte, dass die Tendenzen, die durch die Messsonde angegeben werden, mit den auf nasschemischem Weg ermittelten Daten korrelieren. Gleichzeitig ist jedoch festzustellen, dass eine direkte Anwendbarkeit der angezeigten Messwerte der Sonden nicht gegeben. Dies ist vor allem auf die Bildung von störenden Ablagerungen auf der Sonde und den Einfluss von Feststoffen, die mit der Sonde nicht erfasst werden, wohl aber mit der konventionellen Probennahme, zurückzuführen.

Die Auswertungen der Messwerte für die Austria Email zeigten folgende Ergebnisse: die auf nasschemischen Weg gewonnenen Daten über biologischen Sauerstoffbedarf und chemischen Sauerstoffbedarf bestätigen die Richtigkeit des vom Betrieb eingeschlagenen Weges der signifikanten Reduktion von Abwassermengen und von Frachten. Aufgrund des Eisengehalts des Abwassers kam es zu offenbar zu einer starken Belegung der Oberfläche der Probe, die im Laufe der Messperiode immer stärker wurde, wodurch es zu einer starken Trift der Messwerte kam. Eine Reinigung der Sonde wäre in sehr kurzem Intervall erforderlich. Damit ist die momentan verfügbare Sondenbauweise für Abwasser vergleichbarer Qualität nur sehr beschränkt einsetzbar.

Das Ergebnis des Vergleichs für die ÖBB Zentralwerkstätte zeigt, dass die Sonde für dieses Abwasser extra kalibriert hätte werden müssen. Tendenziell sind die gängigen Profile der kontinuierliche gewonnenen und der auf nasschemischen Weg ermittelten Messwerte ähnlich. Die absolute Höhe der Messwerte müsste durch eine spezielle Kalibration abgeglichen werden. Die Messwerte zeigen auch hier, dass innerbetrieblich in den letzten Jahren durch die Optimierung der Abwasserbehandlung mit Membrananlagen eine deutliche Reduktion der Frachten erreicht werden konnte.

Die Auswertung der Messwerte für das Krankenhaus zeigte gute Parallelität der Werte der Sonde und der auf nasschemischem Weg gewonnenen Analyseverfahren. Insgesamt liegen die Messwerte tendenziell höher, als dies bisher erwartet wurde. Die Anwendbarkeit der Sonden für eine kontinuierliche Überwachung von Abwasser dieser Qualität ist gegeben, sofern Sie in geeigneter Art und Weise in einem fixen Messschacht mit Strom- und Wasserversorgung zur Spülung und Reinigung der Sonde eingebaut ist.

Die Analyse der Messdaten im Zulauf der Kläranlage zeigt, dass die Korrelation zwischen Sondendaten und nasschemischen Messwerten nur beschränkt gegeben ist. Die BSB-Werte und CSB-Werte zeigen, dass eine Korrelation gegeben ist. Alle Messwerte weisen eine akzeptable Korrelation auf. Die Sonde scheint hier einsetzbar zu sein, um Spitzenbelastungen rasch zu erkennen. Die exakte Lage des Messwertes müsste jedoch durch eine spezielle Kalibration laufend durchgeführt werden.

Im Vergleich aller OnLine ermittelten Messdaten mit allen chemischen Analysendaten für die Summe der Betriebe (Abbildung 43) für chemischen Sauerstoffbedarf zeigt sich eine beschränkte Anwendbarkeit der Sonde. Die Sonde hätte doch für die speziellen Anwendungsbereiche in Abhängigkeit von Färbung des Abwassers und der Höhe des speziell zu erwartenden Messwertes jeweils gesondert kalibriert werden müssen. Die Sonde wäre so umzubauen, dass sie in regelmäßigen Intervallen (erfahrungsgemäß täglich) von Verzopfungen, Feststoffablagerung, Belägen gereinigt werden kann. Der Vergleich der Messdaten für den biologischen Sauerstoffbedarf in Abbildung 44 zeigt eine deutlich bessere

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Korrelation. Ab hier ist jedoch eine direkte Anwendbarkeit für die laufende Kontrolle der Betriebe noch nicht gegeben.

8.7

Ergebnisse für den Abwasserverband 8.7.1

Handbuch

Für den Abwasserverband wurde ein Handbuch erarbeitet, in dem alle Managementprozesse, der Prozess des Kläranlagenbetriebes und alle unterstützenden Prozesse dokumentiert sind. Das macht die Arbeit im Verband nachvollziehbar und ermöglicht eine regelmäßige Überprüfung der Effektivität und Effizienz der Abläufe. Die Tabelle 38 zeigt die Struktur des ARAFIT Handbuches. Die Steirische Landesregierung und der steirische Verband der Abwasserverbände haben ihr Interesse angemeldet, dieses Handbuch für die Nutzung in allen steirischen Kläranlagen zu adaptieren.

Tabelle 38: Struktur des ARAFIT Handbuches Prozess Management

Führung &Personal Organisation &Management Audit, Review Unfall, Notfall, Störfall Controlling, kontinuierliche Verbesserung

Kernprozesse

Produktentwicklung Auftragsannahme, Auftragsabwicklung Produktion Bestellung Kundenbeziehung

Unterstützungsprozesse

Kalkulation, EDV Dokumentation Instandhaltung Umwelt Sicherheit Messen und Prüfen

Der Abwasserverband Knittelfeld hat sich freiwillig das Ziel gesetzt, ein Managementsystem einzuführen, das die Elemente der ISO 9001:2000, der ISO 14001 und des Arbeitsschutzes berücksichtigt.

Es soll das Unternehmen und seine Mitarbeiter bei der Beherrschung der betrieblichen Prozesse unterstützen und deren laufende Optimierung sicherstellen. 92

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Die in diesem Handbuch festgelegten Richtlinien sollen in jedem Bereich implementiert sein und sich laufend den wechselnden Gegebenheiten und Anforderungen anpassen. In internen Audits wird erhoben, ob dieses Ziel erreicht wurde, oder ob Korrekturen notwendig und Verbesserungen möglich sind.

Verbandspolitik des Abwasserverbandes Knittelfeld: Wofür der Abwasserverband Knittelfeld steht: -

Verlässliche, kostengünstige Abwasserbehandlung in bester Qualität für die Region unter Einhaltung der rechtlichen Anforderungen und verantwortungsbewusste Berücksichtigung ökologischer und ökonomischer Rahmenbedingungen

Innovative Ansätze im Dienste des Kunden, um heute schon Probleme aus der Welt zu schaffen, die man für morgen oder übermorgen sieht

Aktive Kooperation mit Behörden, Sachverständigen und Wissenschaftlern

Kontinuierliche Verbesserung mit unseren Mitarbeitern

Ein sorgsamer Betrieb auf dem Stand der Technik

Ein Vorzeigeverband, auf den die Verbandsmitglieder und die Mitarbeiter stolz sein können

Die Abbildung 56 zeigt die Prozesslandkarte des Abwasserverbandes.

Verwaltung Verbandspolitik

Reinigung des Abwassers des Einzugsgebietes

Organigramm

Fortbildung

Controlling, Verbesserung und Audit

Notfall und Störfall

Erfüllung des bescheidgemäßen Auftrages

Abwasserreinigung und -behandlung

Unterstützende Prozesse Instandhaltung Beschaffung

Dokumentation und Dokumentenlenkung

Rechnungswesen

Umwelt

Umwelt, Sicherheit

Abbildung 56: Prozesslandkarte des Abwasserverbandes Knittelfeld Alle Prozesse sind durch entsprechende Beschreibungen und unterstützende Formulare ausgestaltet. Die Regeln der Abläufe und der zugehörigen Dokumentation sind exakt ausformuliert. So ist für jeden Mitarbeiter klar, was wann wo im Betrieb geschehen muss, um 93

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im Sinne der Kunden optimale Abläufe bei Gewährleistung von Rechtssicherheit und effizienter Kostenkontrolle zu garantieren.

Folgende Prozesskennzahlen werden zur Charakterisierung der Zielerreichung eingesetzt:

Tabelle 39: Ablaufwerte (Bescheid vom 05.06.2003, FA13A-33.20 K 14-03/63): Parameter

Maximalwert in der 24 h-Mischprobe [mg/l]

Maximalfracht in 24 h [kg/d]

Mindestwirkungsgrad bezogen auf die Zulauffracht [%]

BSB5

210

CSB

1260

TOC

NH4-N

Gesamt-P

Gesamt gebundener N

Häufigkeit der Fremdüberwachung: 12 Mal pro Jahr

Emissionsgrenzwerte für die Gaskessel (Halbstundenmittelwerte, bezogen auf trockenes Abgas unter Normbedingungen und 3 % O2): NOx (als NO2): 120 mg/m³, CO 180 mg/m³ Emissionsgrenzwerte für das BHKW 3 (Halbstundenmittelwerte, bezogen auf trockenes Abgas unter Normbedingungen und 3 % O2): NOx (als NO2): 500 mg/m³, CO: 400 mg/m³ und NMHC: 150 mg/m³

Die Einhaltung der Emissionsgrenzwerte ist durch eine Abnahmeprüfung und in der Folge mindestens alle fünf Jahre durch eine Wiederholungsmessung nachzuweisen.

Die folgende Abbildung 57 zeigt die Mitarbeiter des Abwasserverbandes.

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Abbildung 57: Das Team des Abwasserverbandes Knittelfeld (von links): Herr Bernhard Hatz, Herr Helmut Hörtner, Herr Karl Wolf, Herr Siegfried Schreibmayr, Herr Peter Kletzmayr, Herr Christian Pickl

Die Aufgaben und Befugnisse sämtlicher Arbeitsplätze sind in Form von Stellenbeschreibungen festgelegt. Dabei sind insbesondere auch die Aufgaben und Befugnisse bezüglich -

Qualität

Umwelt

Arbeitssicherheit

festgehalten. Durch die klare Abgrenzung der Zuständigkeiten soll sichergestellt werden, dass kein Mitarbeiter mit Aufgaben betraut wird, die nicht innerhalb seiner Kenntnisse und Fähigkeiten liegen. Eine Überforderung würde zwangsläufig zu einer Einschränkung der Qualität führen.

Durch die Förderung der Teamarbeit soll ein Arbeitsklima geschaffen werden, in dem Hilfsbereitschaft und gegenseitiges Vertrauen die gemeinsame Lösung von Problemen und einen reibungslosen innerbetrieblichen Ablauf gewährleisten.

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In den wöchentlichen Jour Fix werden folgende Punkte besprochen: -

Probleme des laufenden Betriebes

Fortschritt der Umsetzung des Unternehmensprogramms

Verläufe der Unternehmenskennzahlen

Lösungsvorschläge

Verbesserungsvorschläge

allfälliges

Die Festlegung zukünftiger Ziele und die Kontrolle, ob das System geeignet war, die bisher gesetzten Ziele zu erreichen, erfolgt im Zuge des jährlichen Management-Reviews. Bei einer Erweiterung des Leistungsangebotes, einer Änderung der Leistungsabwicklung oder Veränderungen in der Unternehmensumwelt wird die Unternehmensleitung von sich aus die Konsequenzen auf das Managementsystem prüfen lassen. Die Management-Review-Berichte werden aufbewahrt und bei der nächsten Bewertung berücksichtigt. Dabei sind vor allem folgende Kriterien zu beachten: -

die finanzielle „Gesundheit“ des Verbandes

Qualität der Dienstleistungen

Verantwortung gegenüber Gesellschaft und Umwelt

Verantwortung gegenüber Kunden und Lieferanten

Verantwortung gegenüber den Kollegen und Mitarbeitern

Die Geltungsbereiche der einzelnen Verfahrens- und Arbeitsanweisungen und der sonstigen Dokumente für die einzelnen Abschnitte des Leistungserstellungsprozesses kann aus dem folgenden Ablaufschema entnommen werden.

Tabelle 40: Zuständigkeiten beim Abwasserverband Knittelfeld

Hr. Hörtner, Herr Hatz

Herr Schreibmayer, Pickl

Herr Wolf

Zuständigkeiten

Hr. Priwitzer

Prozess

Hr. Kletzmayer

Dokumente

HB Verfahrens- oder Kapite Arbeitsanweisungen l

Formular, Checkliste, etc.

Management Verbandspolitik E Organisation & E Management Fortbildung E

Schulungsplan, Organigramm, Dienstpostenanweisu ng

Controlling, Verbesserung, E Audit, Review Unfall, Notfall, Störfall E

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Herr Schreibmayer, Pickl

Hr. Hörtner, Herr Hatz

Budget

Messprotokolle, Fehlermeldung, Programm

HB Verfahrens- oder Kapite Arbeitsanweisungen l

Formular, Checkliste, etc.

Kernprozess Abwasserreinigung E

Dokumente

Herr Wolf

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Zuständigkeiten

Hr. Priwitzer

Prozess

Hr. Kletzmayer

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Unterstützungsprozesse Rechnungswesen

Dokumentation

Instandhaltung Umwelt

Sicherheit

Messen und Prüfen D...............Durchführung E ...............Prozesseigentümer

Das Qualitätsmanagement folgt folgendem Jahresablauf (Abbildung 58):

Monat

Tätigkeit Analysieren der Bilanz Aktualisierung des Umweltregisters Jour Fix Betrieb Fehler Programmfortschritt Ideen Internes Audit Management-Review Managementprogramm Schulungsplan Budget

Abbildung 58: Jahresablauf des Qualitätmanagements des Abwasserverbandes Knittelfeld

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Das Managementsystem ist in folgenden Stufen dokumentiert:

Das Handbuch dient als Zusammenfassung, es wird auf Anforderung auch Kunden zur Einsichtnahme zur Verfügung gestellt. Innerbetrieblich erhalten es alle Mitarbeiter nach Bedarf.

In Verfahrensanweisungen werden Abläufe komplexer Natur beschrieben, bei denen mehrere Mitarbeiter tätig werden, bzw. wo der Gesamtablauf in mehrere isolierte Arbeitsschritte zerfällt.

In Arbeitsanweisungen wird die Durchführung eines einzelnen Arbeitsschrittes beschrieben.

Sonstige Dokumente mit Vorgabecharakter (Checklisten, Formulare, etc.) unterstützen das Handbuch, Arbeits- oder Verfahrensanweisungen. Abbildung 59: Stufen des Managementsystems Die Pflege der Dokumentation ist Angelegenheit der Verwaltung. Ungültige Dokumente werden von ihr eingezogen und durch aktuelle Versionen ersetzt.

Mit zielgerichteten Schulungen sollen die Mitarbeiter mit dem Fachwissen ausgestattet werden, welches notwendig ist, um die Qualitäts- und Wachstumsziele der Firma zu erreichen. Dabei sollen auch die persönlichen Entwicklungsziele der Mitarbeiter berücksichtigt werden.

Durch gezielte Aus- und Weiterbildung wird sichergestellt, dass an allen Arbeitsplätzen ausreichend qualifizierte Mitarbeiter eingesetzt werden und somit das Risiko von z.B. Material- und Energieverlusten, Unfällen, etc. reduziert wird. Insbesondere ist gewährleistet, dass der Betrieb der Kläranlage immer von einem Mitarbeiter mit Klärwärterkurs und Mikroskopierkurs überwacht wird.

Der Abwasserverband Knittelfeld benutzt moderne Planungs- und Steuerungstechniken, um eine Dienstleistung von höchster Qualität preiswert anbieten zu können. Um Ansatzpunkte für Kostensenkungen zu erkennen, wurde ein effektives Controllingsystem eingerichtet.

Durch interne Audits wird die Wirksamkeit des Managementsystems laufend kontrolliert und verbessert. Geänderte Rahmenbedingungen können ebenfalls eine Überprüfung oder Änderung des Systems notwendig machen.

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Der Abwasserverband will sicherstellen, dass -

Unfälle und Notfälle so weit wie möglich vermieden werden und

im Unfall oder Notfall entsprechende Pläne und Abläufe festgelegt sind, um darauf reagieren zu können und die damit verbundenen Umweltauswirkungen so gering wie möglich zu halten.

Zur Vermeidung von Störfällen wird im Rahmen der Instandhaltung darauf geachtet, die Anlagen in einem betriebssicheren Zustand zu halten. Durch entsprechende Schulungen wurden die Mitarbeiter informiert. Besonders die Zusammenlagerungsvorschriften für Chemikalien werden strikt beachtet.

Der Abwasserverband Knittelfeld hat ein Verfahren, um -

die interne Kommunikation sowie

den Empfang, die Dokumentation und Beantwortung relevanter Mitteilungen externer Kreise bezüglich der Umweltaspekte und des Umweltmanagementsystems

sicherzustellen und zu verbessern.

Festgelegte Ansprechpartner sind dafür zuständig, Anfragen zum Thema Qualität und Umweltschutz von extern entgegenzunehmen, zu dokumentieren und zu beantworten.

Die Wartung der Betriebsanlagen erfolgt gemäß den Vorschriften der Lieferanten. Die regelmäßigen Prüfungen und Arbeiten sind im Instandhaltungsplan dokumentiert.

Von jedem chemischen Produkt werden bei der Erstbestellung aktuelle Sicherheitsdatenblätter angefordert. Diese werden jährlich auf Aktualität und Vollständigkeit durchgesehen und im Bedarfsfall nachbestellt.

Bestehende und neu hinzukommende Lieferanten werden bezüglich ihrer Leistungsfähigkeit und der implementierten Qualitätssicherungsmaßnahmen und Umweltleistungen überprüft. Die Überprüfung wird nach den Kriterien in der Checkliste „Lieferantenbewertung“ durchgeführt.

In der Kläranlage sind Messpunkte mit dem Prüfungsintervall und dem jeweiligen Messverfahren („Prüfplan“) definiert. Für die Probenahme wurde eine Checkliste erstellt, für die Analysen jeweils detaillierte Analysevorschriften.

Entsprechend der bescheidgemäßen Auflagen werden regelmäßig externe Untersuchungen zur Überprüfung der eigenen Messungen des Ablaufes in Auftrag gegeben.

Die Prüfmittel werden von namhaften Lieferanten gekauft. Sie werden im Betrieb sorgfältig behandelt. Genaue Daten, wie Gerätedaten, Wartung, Kalibrierung der einzelnen Prüfmittel werden mit dem Formular „Prüfmittelkarte“ dokumentiert.

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Zur laufenden Aktualisierung der geltenden Rechtsvorschriften führt der Abwasserverband ein Rechtsregister, in dem alle behördlichen Auflagen verzeichnet sind. Dies betrifft sowohl Vorschriften aus Gesetzen und Verordnungen als auch Behördenbescheide.

Das Handbuch ist ein wesentlicher Bestandteil des effizienten Qualitätsmanagements des Verbandes. Dies dient der betrieblichen Optimierung und auch der Vertrauensbildung der Betriebe gegenüber dem Verband, da dokumentiert wird, dass im Verband nach klaren dokumentierten Spielregeln gearbeitet wird, dass Messungen ordnungsgemäß erfolgen, dass die wesentlichen Regelzusammenhänge erkannt werden und dass geschulte und erfahrene Mitarbeiter alles tun, um die geforderte Qualität des Gesamtabwassers sicher zu stellen und gleichzeitig einen vernünftigen minimalen Betriebskosteneinsatz zu erreichen.

8.7.2

Betrieb der Kläranlage und Einsatz der Messsonden

Für den Betrieb der Kläranlage konnten folgende Erkenntnisse gezogen werden: einerseits wird weiter an einer kontinuierlichen Überwachung des Zulaufes gearbeitet. Grundsätzlich sind die getesteten Sonden für diesen Zweck einsetzbar, jedoch sind hier weitere Optimierungen notwendig, bis sie als verlässliches Instrument zur Überwachung der Qualität des Zulaufes und zur Überwachung der Einleiter verwendet werden können.

Die Sonde selbst ist an sich „einsatzbereit“, Entwicklungsbedarf besteht hinsichtlich der Zuführung des zu prüfenden Mediums zur Messeinheit.

Bei den konventionellen Methoden werden Mischproben über einen längeren Zeitraum genommen. Auch wenn nur eine Stichprobe genommen wird, handelt es sich dabei immer um ein größeres Probenvolumen, wobei die Probe vor der Analyse homogenisiert wird. Die eingesetzte Messsonde hingegen liefert immer eine Momentaufnahme des Mediums zum Zeitpunkt der Bestimmung des Messwertes.

Sollten die Messwerte der Sonde daher mit „gewöhnlichen“ Messungen vergleichbar gemacht werden, dann ist am Messmedium anzusetzen. Dazu müsste eine eigene Probenahmeeinheit entwickelt wird, wobei kontinuierlich oder in definierten Intervallen ein Teilstrom des zu prüfenden Abwassers entnommen wird, z. B. über Schlauchquetschpumpen. Günstigstenfalls wird der zu analysierende Strom gleichzeitig an mehreren Stellen (oben, unten, mittig, rechts, links) aus dem Abwasserstrom entnommen, um eine Durchschnittsbildung zu erreichen.

Dazu sollten diese Teilproben vermengt und durch ein Rührwerk homogenisiert werden. Die homogenisierte Probe sollte dann über das Messfenster der Sonde geführt und nach der Messung in den Kanal rückgeleitet werden. Wenn nur ein oder mehrere Entnahmeschläuche und nicht die Sonde selbst im Medium hängen, sollte es auch keine Probleme mit einem Verstopfen geben.

Es sollte dabei eigentlich kein Problem sein, diese Probennahmeneinheit so zu „programmieren“, dass etwa in bestimmten Abständen Referenzproben sichergestellt werden, die dann konventionell analysiert werden. Auch ist eine Steuerung denkbar, bei der 100

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immer bei starken Abweichungen von den zu erwartenden Messwerten Proben zur Beweissicherungen genommen werden (Alarmsystem).

Die entsprechenden Vorhaben zur Weiterentwicklung der Sonden werden zur Zeit konzipiert.

Es hat sich auch gezeigt, dass eine unverzichtbare Maßnahme für eine erfolgreiche vertrauensbasierte Zusammenarbeit mit den Betrieben und eine faire, verursachergerechte Zuordnung der Betriebskosten ist, dass bei den Betrieben geeignete Messschächte installiert werden, die jederzeit für den Abwasserverband zugänglich sind und die eine reproduzierbare Probenahme von mengenproportionalen Tagesmischproben jederzeit ermöglichen. Entsprechende Maßnahmen wurden mit den Betrieben vereinbart und werden zur Zeit vorbereitet. Bei der Konstruktion des Messschachten sind verschiedene praktische Aspekte zu berücksichtigen. Einerseits muss für die Energieversorgung (Strom für den Betrieb und Druckluft zur Reinigung) gesorgt werden. Beim Sondeneinsatz wäre es optimal, wenn auch ein Druckluftanschluss besteht. Alternativ kann man weiterhin wie beim Einsatz im Rahmen von ARAFIT mit portablen Kompressoren arbeiten. Ein idealer Aufbau wäre, dass nur die Probenahmeschläuche über Öffnungen im Kanaldeckel in den eigentlichen Kanal eingeführt werden und der Rest der Apparatur (Messsonde, Auswerteelektronik, Messdatenspeicher) außerhalb des Kanals; „im Sicheren und trocken“ steht.

8.7.3

Energieautarkie der Verbandskläranlage

Vom Betreiber der Abwasserreinigungsanlage wird für die Zukunft ein energieautarker Betrieb geplant. Dies wird durch folgende Maßnahmen erreicht werden: zur Trocknung des Klärschlammes wird eine solare Klärschlammtrocknung geplant und im Laufe des Jahres 2006 umgesetzt werden. Dadurch reduziert sich auf kostengünstige Art und Weise das Volumen des zu behandelnden Klärschlammes. Er wird besser geeignet für die Kompostierung bzw. für die zukünftige Verwendung als eventueller Ersatzbrennstoff. Dies hat gegenüber einer Verbringung in die Landwirtschaft oder der Deponierung den Vorteil einer deutlichen Kostenreduzierung für den Betreiber.

Eine weitere Maßnahme ist die weitere Reduktion des Einsatzes von zugekauftem elektrischem Strom durch eine Erhöhung der Biogasproduktion aus den Faultürmen. Dies wird in Zukunft durch die Übernahme der Konzentrate der Obersteirischen Molkerei, aber auch von Speiseresten und ähnlichen Stoffen ermöglicht werden. Entsprechende Umbauten von entsprechenden Speicherpunkern und Mischeinrichtungen werden zur Zeit vorgenommen. Eine entsprechende Verstärkung oder entsprechende Erneuerung der vorhandenen Biogasmotoren zur Stromerzeugung wurde bereits im Zuge des Umbaus 2005 durchgeführt.

101

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Zusammenfassung, Ergebnisse und Ausblick

Wichtig für den Erfolg von ARAFIT war eine genaue Erfassung der Belastung, die von den einzelnen Betrieben, den großen Abwasserverursachern und den kommunalen Einleitern für die Verbandskläranlage ausgeht. Es zeigte sich, dass die in der Vergangenheit gewonnenen Ergebnisse, die auf der Basis von Regelblättern und Umfang ermittelt wurden, nur zum Teil zweckdienlich waren. Die Ergebnisse des Indirekteinleiterkatasters waren für die kleinen Betriebe zutreffend. Auch die kommunalen Abwassermengen und Frachten ließen sich recht gut mit den Regelblättern nachvollziehen. Für die großen Einleiter traf dies jedoch nur bedingt zu. Hier mussten deutliche Korrekturen des Bildes vorgenommen werden. Einerseits hatten einige Betriebe in der Vergangenheit sehr effiziente Maßnahmen zur Vermeidung von Abwasseranfall und Abwasserfrachten durchgeführt, was in die Nähe eines abwasserfreien Betriebes rückt. Andererseits gab es zwei Betriebe, die doch deutlich über den erwarteten Frachten lagen.

Eine entsprechende Korrektur des Verrechnungsmodells wurde diskutiert und vereinbart. Dieses Modell nimmt zudem auf die betriebliche Realität und das politische Umfeld in der Stadtgemeinde Rücksicht. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, dass in Zukunft Möglichkeiten geschaffen werden, dass der Abwasserverband jederzeit die größeren Einleiter bezüglich der Frachten kontrollieren kann. Dies ist durch den Einbau geeigneter Messschächte möglich. Die so gewonnenen Daten können dann als eine gute Basis zur Verbesserung des Bildes der Einleitungen, zur Definition geeigneter Maßnahmen und zur Kontrolle der Einhaltung der getroffenen Vereinbarungen herangezogen werden.

Die eingesetzten Messsonden in der bestehenden Konfiguration (die Messsonde wird unmittelbar in den Hauptabwasserstrom eingebaut) sind für eine qualitative Beobachtung der Einleiter mit gewissen Einschränkungen einsetzbar. Sie sollten speziell für die Einleiter kalibriert werden, da die Charakteristiken der Abwässer der Betriebe der verschiedenen Branchen doch zu weit auseinander liegen. Auf die Einbaulage ist speziell Rücksicht zu nehmen. Es muss jedenfalls verhindert werden, dass es zu farbbildenden Ablagerungen oder zu Verzopfungen der Sonde kommt. Auch ein Feststoffgehalt im Abwasser führt bei dem bestehenden System zu verfälschten Messungen. Ein entsprechender Messaufbau sollte in einem Folgeprojekt entwickelt werden.

Der Einsatz von Online-Messsonden zur Überwachung der Einleitungen im Einzugsgebiet einer kommunalen Kläranlage lässt sich in der Zusammenschau der Erfahrungen aus dem Projekt wie folgt beurteilen: -

Die Sonden sind schnell installiert und liefern sofort Ergebnisse („real time“)

Im Kanal rasches „Verzopfen“ der Messeinrichtung durch Anlagerung von Papierfetzen und in der Folge Ablagerungen von Feststoffen im Sondenbereich. Dadurch Störung der Messungen. „Realistische“ Werte nur bei ständiger Wartung zu erwarten.

Fällt die Sonde trocken, dann zeigt die Erfahrung, dass Ablagerungen im Messzellenbereich entstehen, die sich durch die eingesetzte Druckluft nicht mehr entfernen lassen.

Zur Vergleichbarkeit der Messwerte der Sonde mit Ergebnissen aus Messungen nach Normmethoden ist es unbedingt notwendig, eine lokale Kalibration durchzuführen. Die eingesetzte globale Kalibration ist zwar geeignet, Belastungsschwankungen zu 102

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dokumentieren, stellt aber wiedergegeben werden. -

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nicht

sicher,

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dass

die

Belastungshöhen

richtig

Die Messsonde misst die Abwasserbeschaffenheit jenes Abwasserteils, der sich gerade zum Zeitpunkt der Messung im 2 mm breiten Messfenster befindet. Es daher nachvollziehbar, dass immer nur ein geringer Teil des durchfließenden Abwassers beprobt werden kann. Das kommunale Abwasser selbst ist aber ein heterogenes Medium. So fallen etwa in einem normalen Haushalt folgende Teilströme an: WC (Fäkalien, Harn, Wasser), Abwaschen von Geschirr (Fett, Salz etc.), Körperpflege (Tenside etc.), Wäschewaschen, Hausreinigung usw.

Diese unterschiedlichen Abwässer lassen es daher nahe liegend erscheinen, dass im kommunalen Bereich räumlich und zeitlich unterschiedliche Zusammensetzungen des Abwassers zu erwarten sind.

Herkömmliche Methoden der Beprobung von Abwasser können diese Heterogenität der Zusammensetzung nur bei einer großen Anzahl von Stichproben erfassen. Die Probenanzahl wäre aber nur mit großem Aufwand analysierbar.

Daher werden üblicherweise Abwassermischproben genommen. In diesen Mischproben werden die verschieden konzentrierten Teilproben vereinigt und es ergibt sich eine Zusammensetzung, die nicht mehr den einzelnen Momentaufnahmen entspricht. Kurzfristige Schwankungen in der Abwasserzusammensetzung sind daher nicht mehr erkennbar.

Es ist daher nahe liegend, dass bei stark heterogen aufgebauten Abwässern die Messergebnisse der Online-Sonde nicht mit den standardisierten Messungen aus homogenisierten Mischproben übereinstimmen wird.

Um eine Vergleichbarkeit mit standardisierten Methoden herzustellen, erscheint es daher notwendig, den Beprobungsvorgang an jenen der Mischprobennahme anzugleichen, also homogenisiertes Abwasser der Messeinheit zuzuführen. Die Vorteile der Online-Messsonde, nämlich rasche Einsetzbarkeit und rasches Ergebnis, sind unbestreitbar.

Die Ergebnisse und Erfahrungen aus dem Projekt wurden in Form eines 10-seitigen Leitfadens zusammengestellt. Dieser Leitfaden beschreibt die einzelnen Schritte des Mediationsmodells. Er ist im Anhang diesem Bericht beigefügt. Er wird zur Zeit mit den zuständigen Fachabteilungen der Steirischen Landesregierung besprochen und sollte in Zukunft als Basis für ähnliche Lösungen in anderen steirischen Kläranlagen dienen.

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Literatur

Abwasserverband Knittelfeld und Umgebung, Abwasserreinigungsanlage – Erweiterung und Anpassung an den Stand der Technik, Aktualisierung Auslastungsuntersuchung 2002, DI A. Plank-Bachselten, 2002 ATV (1985): Lehr- und Handbuch der Abwassertechnik, 3. Aufl., Bd. V Das Handbuch Umweltmediation, ÖGUT, Wien, 2001 Das Harvard-Konzept. Sachgerecht verhandeln erfolgreich verhandeln. R. Fischer, W. Ury, B. Patton, Frankfurt/Main, Campus, 1997. Environmental mediation in Europe, Tagungsband, ÖGUT, Wien, 2001 LCP in Österreich, Schmid et al., EVA, Wien 1995 Mediation. Kooperatives Konfliktmanagement in der Umweltpolitik, Horst Zille (Hrsg.), Opladen, Westdeutscher Verlag, 1998. Österreichische Abfallstatistik, Umweltbundesamt, 2000 ÖWAV (1982): Hinweise für das Einleiten von Abwasser aus milchbearbeitenden und – verarbeitenden Betrieben in eine Abwasseranlage, Regelblatt 12 R. Sattelberger (1999): Arzneimittelrückstände in der Umwelt, Bestandsaufnahme und Problemdarstellung, Umweltbundesamt Report 162 Umweltbundesamt Berlin (1995): Stand der Abwasserentsorgung in verschiedenen Branchen, Texte 72/95 Umweltmediation in Österreich: Einstellungen, Informationsstand und Erwartungen, ÖGUT, Wien, 2001

Bundesgesetzblätter: BGBl. 872/93 Abwasseremissionen -waschbetrieben

aus

Tankstellen

und

Fahrzeugreparatur-

und

BGBl. 186/96 Allgemeine Abwasseremissionsverordnung BGBl. 872/93 AEV Fleischwirtschaft BGBl.871/93 Abwasseremissionen aus Wasch- und Chemischreinigungsprozessen von Textilien BGBl.870/93 Abwasseremissionsverordnung für den medizinischen Bereich BGBl.886/95 AEV Verbrennungsgas BGBl.609/92 Abwasseremissionen aus Betrieben zur Behandlung metallischer Oberflächen BGBl.1072/94 Abwasseremissionen aus Kühlsystemen und Dampferzeuger BGBl.II 11/99 AEV Milchwirtschaft

Links: www.zermeg.net www.prepare.at www.oebb.at

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www.oem.at www.austria-email.at www.lkh-knittelfeld.at

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Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Überblick über die Herkunft des Zulaufs der Kläranlage des Abwasserverbandes Knittelfeld und Umgebung, gegliedert nach Abwassermengen ________________________ 6 Abbildung 2: Prozentuelle Gliederung des Abwasseranfalls nach Herkunftsbereichen (Basis 2002) ____________________________________________________________________ 18 Abbildung 3: Abwasseranfallstellen (Quelle: Abwasserbelastende Stoffe und Abwassersituation in Kliniken - chemische und ökotoxikologische Untersuchungen Forschungsprojekt im Auftrag des Umweltbundesamtes Berlin in Zusammenarbeit mit der Universität Freiburg, F + E 102 06 514, UBA-Texte 74/95, August 1995)_______________ 37 Abbildung 4: Überblick über Indirekteinleiter im Einzugsgebiet des Abwasserverbandes Knittelfeld und Umgebung, gegliedert nach Branchen gemäß AEV und Abwassermengen, berechnet_________________________________________________________________ 41 Abbildung 5: Überblick über die Herkunft des Zulaufs der Kläranlage des Abwasserverbandes Knittelfeld und Umgebung, gegliedert nach Abwassermengen, berechnet – Basis Daten 2002 (Fragebogenerhebung) ______________________________________________________ 41 Abbildung 6: Überblick über die Belastung der Kläranlage des Abwasserverbandes Knittelfeld und Umgebung, gegliedert nach Branchen und Abwassermengen, berechnet als biologischer Sauerstoffbedarf (BSB) ______________________________________________________ 42 Abbildung 7: Tageswassermengen Qd der Kläranlage Knittelfeld im Zeitraum 1999 bis 200146 Abbildung 8: Darstellung der Unterschiede der Zulaufmengen zwischen Werktagen und Wochentagen im Februar 2003 ________________________________________________ 46 Abbildung 9: Darstellung der Unterschiede der Zulaufmengen zwischen Werktagen und Wochentagen im Mai 2003 ___________________________________________________ 47 Abbildung 10: Zulaufwerte in den 12 Monaten des Jahres 2003 ______________________ 47 Abbildung 11: Zusammenhang zwischen den Zulaufwerten (monatlicher Mittelwert) unter Berücksichtigung aller Tage und unter Nichtberücksichtigung der Tage mit Regen sowie der Tage mit Schneeschmelze ____________________________________________________ 48 Abbildung 12: Übersichtsplan zur Aufteilung der Sammler im Einzugsgebiet der Kläranlage Knittelfeld_________________________________________________________________ 50 Abbildung 13: Überblick über einzurichtende Messstellen im Sammlersystem ___________ 51 Abbildung 14: Variabilität organischer Summenparameter bezogen auf Maximalwerte im Tagesverlauf ______________________________________________________________ 54 Abbildung 15: Variabilität der Parameter anionische Tenside und NH4-N bezogen auf Maximalwerte im Tagesverlauf ________________________________________________ 54 Abbildung 16: Untersuchungsergebnisse zur biologischen Abbaubarkeit des Produktionsabwassers der Obersteirischen Molkerei _______________________________ 55 Abbildung 17: Ziele der ARAFIT-Teilnehmer______________________________________ 58 Abbildung 18: Einbau der Messsonde bei der Obersteirischen Molkerei ________________ 60 Abbildung 19: Tagesprofil der Obersteirischen Molkerei ____________________________ 61 Abbildung 20: Ergebnisse der OnLine Messsonde zur Ablaufqualität (1 Stunden Mittelwerte) _________________________________________________________________________ 61 Abbildung 21: Vergleichende Untersuchungsergebnisse mittels konventioneller nasschemischer Analysenverfahren (6 Stunden Abwassermischproben)________________ 62 106

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Abbildung 22: Vergleichende Untersuchungsergebnisse mittels konventioneller nasschemischer Analysenverfahren (Tagesdurchschnitt im Produktionszeitraum 11:00 bis 11:00) ___________________________________________________________________ 62 Abbildung 23: Analysenparameter NO3-N ________________________________________ 64 Abbildung 24: Analysenparameter CSB__________________________________________ 64 Abbildung 25: Zusammenhang der Abwasserbelastung als EW60 (Korrelationsfaktor 0,85) 65 Abbildung 26: Zusammenhang der Abwasserbelastung als BSB5 _____________________ 66 Abbildung 27: Tagesprofil vom 6. März 2005 bei der ÖBB Zentralwerkstätte ____________ 67 Abbildung 28: Ergebnisse der OnLine Messsonde zur Ablaufqualität (1 Stunden Mittelwerte) _________________________________________________________________________ 68 Abbildung 29: Vergleichende Untersuchungsergebnisse mittels konventioneller nasschemischer Analysenverfahren (4 Stunden Abwassermischproben)________________ 68 Abbildung 30: Vergleichende Untersuchungsergebnisse mittels konventioneller nasschemischer Analysenverfahren (Tagesdurchschnitt im Produktionszeitraum 11:00 bis 11:00) ___________________________________________________________________ 69 Abbildung 31: Analysenparameter NO3-N ________________________________________ 70 Abbildung 32: Analysenparameter CSB__________________________________________ 71 Abbildung 33: Analysenparameter BSB5 _________________________________________ 71 Abbildung 34: Tagesprofil vom 30. April 2005 bei der Austria Email ___________________ 73 Abbildung 35: Ergebnisse der OnLine Messsonde zur Ablaufqualität (1 Stunden Mittelwerte) _________________________________________________________________________ 73 Abbildung 36: Vergleichende Untersuchungsergebnisse mittels konventioneller nasschemischer Analysenverfahren (6 Stunden Abwassermischproben)________________ 74 Abbildung 37: Vergleichende Untersuchungsergebnisse mittels konventioneller nasschemischer Analysenverfahren (Tagesdurchschnitt im Produktionszeitraum 11:00 bis 11:00) ___________________________________________________________________ 74 Abbildung 38: Analysenparameter NO3-N ________________________________________ 76 Abbildung 39: Analysenparameter CSB__________________________________________ 77 Abbildung 40: Eingebaute Sonde im Kanal des Landeskrankenhauses Knittelfeld ________ 78 Abbildung 41: Tagesprofil des Landeskrankenhauses Knittelfeld______________________ 78 Abbildung 42: Ergebnisse der OnLine Messsonde zur Ablaufqualität (1 Stunden Mittelwerte) _________________________________________________________________________ 79 Abbildung 43: Vergleichende Untersuchungsergebnisse mittels konventioneller nasschemischer Analysenverfahren (6 Stunden Abwassermischproben)________________ 79 Abbildung 44: Vergleichende Untersuchungsergebnisse mittels konventioneller nasschemischer Analysenverfahren (Tagesdurchschnitt im Zeitraum 10:00 bis 10:00) ____ 80 Abbildung 45: Analysenparameter NO3-N ________________________________________ 81 Abbildung 46: Analysenparameter CSB__________________________________________ 81 Abbildung 47: Analysenparameter BSB5 _________________________________________ 82 Abbildung 48: Messwerte vom 7. Jänner 2005____________________________________ 83 Abbildung 49: Messwerte vom 13. Jänner 2005___________________________________ 84 107

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Abbildung 50: Messwerte vom 18. März 2005 ____________________________________ 84 Abbildung 51: Ergebnisse der OnLine Sonde _____________________________________ 85 Abbildung 52: Vergleich der BSB5-Zulaufbelastung der ARA Knittelfeld im April 2005 gemessen als 24 Std. Mischproben bzw. Tagesmittelwert der OnLine Daten ____________ 86 Abbildung 53: Ablagerungen auf den Messsonden_________________________________ 87 Abbildung 54: Vergleich der OnLine Messdaten mit chemischen Analysedaten (Datenpool: sämtliche Betriebsergebnisse, Mittelwerte oder Mischproben - 4 oder 6 Stundenintervalle). 89 Abbildung 55: Vergleich CSB aller Messpunkte – nassanalytische Messwerte vs. Sonden __ 90 Abbildung 56: Prozesslandkarte des Abwasserverbandes Knittelfeld___________________ 93 Abbildung 57: Das Team des Abwasserverbandes Knittelfeld (von links): Herr Bernhard Hatz, Herr Helmut Hörtner, Herr Karl Wolf, Herr Siegfried Schreibmayr, Herr Peter Kletzmayr, Herr Christian Pickl _____________________________________________________________ 95 Abbildung 58: Jahresablauf des Qualitätmanagements des Abwasserverbandes Knittelfeld 97 Abbildung 59: Stufen des Managementsystems ___________________________________ 98

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Tabellenverzeichnis

Table 1: Sources of waste water generation for treatment in the public owned treatment plant in Knittelfeld __________________________________________________________ 12 Tabelle 2: Wasser- und Chemikalieneinsatz alt und neu ____________________________ 29 Tabelle 3: Kenndaten für unbehandeltes Molkereiabwasser _________________________ 31 Tabelle 4: Abwasserkennwerte einzelner Molkereiprodukte – Milchverarbeitung _________ 32 Tabelle 5: Abwasserkennwerte für Molkereiabwasser nach Produktgruppen ____________ 34 Tabelle 6: Abwasserbelastungen von Waschanlagen ohne Wasserrückgewinnung _______ 39 Tabelle 7: Überblick über Indirekteinleiter im Einzugsgebiet des Abwasserverbandes Knittelfeld und Umgebung, gegliedert nach Branchen und den gesetzlich relevanten Verordnungen _____________________________________________________________ 40 Tabelle 8: Bemessung der Ausbaugröße der Verbandskläranlage Knittelfeld ____________ 45 Tabelle 9: Detailergebnisse zur Ablaufqualität der Obersteirischen Molkerei ____________ 53 Tabelle 10: Korrelationsmatrix relevanter Einzelparameter __________________________ 55 Tabelle 11: ARAFIT Workshops________________________________________________ 56 Tabelle 12: Workshopteilnehmer ______________________________________________ 57 Tabelle 13: Korrelationsmatrix der Messwerte der OnLine-Analysen ___________________ 63 Tabelle 14: Korrelation der Untersuchungsergebnisse (6 Stunden Mittelwerte bzw. 6 Stunden Mischprobe) konventioneller nasschemischer Analysenverfahren mit den Messwerten der OnLine Analyse ____________________________________________________________ 63 Tabelle 15: Korrelation der Untersuchungsergebnisse (Tagesmittelwerte) konventioneller nasschemischer Analysenverfahren mit den Messwerten der OnLine Analyse ___________ 63 Tabelle 16: Schwankungen der Ablaufqualität im gesamten Untersuchungszeitraum _____ 65 Tabelle 17: Durchschnittliche Abwasserbelastungen in Abhängigkeit der Produktionszeiten 65 Tabelle 18: Korrelationsmatrix der Messwerte der OnLine Analysen ___________________ 69 Tabelle 19: Korrelation der Untersuchungsergebnisse (4 Stunden Mittelwerte bzw. 4 Stunden Mischprobe) konventioneller nasschemischer Analysenverfahren mit den Messwerten der OnLine Analyse ____________________________________________________________ 69 Tabelle 20: Korrelation der Untersuchungsergebnisse (Tagesmittelwerte) konventioneller nasschemischer Analysenverfahren mit den Messwerten der OnLine Analyse ___________ 70 Tabelle 21: Schwankungen der Ablaufqualität im gesamten Untersuchungszeitraum _____ 72 Tabelle 22: Durchschnittliche Abwasserbelastungen in Abhängigkeit der Produktionszeiten 72 Tabelle 23: Korrelationsmatrix der Messwerte der OnLine Analysen ___________________ 74 Tabelle 24: Korrelation der Untersuchungsergebnisse (4 Stunden Mittelwerte bzw. 6 Stunden Mischprobe) konventioneller nasschemischer Analysenverfahren mit den Messwerten der OnLine Analyse ____________________________________________________________ 75 Tabelle 25: Korrelation der Untersuchungsergebnisse (Tagesmittelwerte) konventioneller nasschemischer Analysenverfahren mit den Messwerten der OnLine Analyse ___________ 76 Tabelle 26: Schwankungen der Ablaufqualität im gesamten Untersuchungszeitraum _____ 77 Tabelle 27: Durchschnittliche Abwasserbelastungen in Abhängigkeit der Produktionszeiten 77 109

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Tabelle 28: Korrelationsmatrix der Messwerte der OnLine Analysen ___________________ 80 Tabelle 29: Korrelation der Untersuchungsergebnisse (4 Stunden Mittelwerte bzw. 6 Stunden Mischprobe) konventioneller nasschemischer Analysenverfahren mit den Messwerten der OnLine Analyse ____________________________________________________________ 80 Tabelle 30: Korrelation der Untersuchungsergebnisse (Tagesmittelwerte) konventioneller nasschemischer Analysenverfahren mit den Messwerten der OnLine Analyse ___________ 80 Tabelle 31: Schwankungen der Ablaufqualität im gesamten Untersuchungszeitraum _____ 82 Tabelle 32: Durchschnittliche Abwasserbelastungen in Abhängigkeit der Betriebszeiten ___ 82 Tabelle 33: Statistische Zusammensetzung der verwendeten Sonden _________________ 85 Tabelle 34: Statistische Zusammensetzung der verwendeten Sonden für die Kläranlage korrigiert _________________________________________________________________ 86 Tabelle 35: Hauptsammler Süd (3) _____________________________________________ 88 Tabelle 36: Sammler Apfelberg (2) _____________________________________________ 88 Tabelle 37: Sammler Kobenz__________________________________________________ 89 Tabelle 38: Struktur des ARAFIT Handbuches ____________________________________ 92 Tabelle 39: Ablaufwerte (Bescheid vom 05.06.2003, FA13A-33.20 K 14-03/63): _________ 94 Tabelle 40: Zuständigkeiten beim Abwasserverband Knittelfeld ______________________ 96

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Anhang

ARAFIT-Leitfaden

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