Projekt 34387/01

Energiecheck auf kommunalen Kläranlagen Messen, Bewerten, Optimieren

Projektdurchführung

Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft. Abwasser und Abfall (DWA) e. V. Landesverband Baden-Württemberg
Rennstr. 8
70499 Stuttgart

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die DWA erhebt zur Beschreibung der Reinigungsleistung und der Ablaufqualitäten bundesweit bereits seit 28 Jahren die wichtigsten Betriebsdaten von mehr als 6.000 kommunalen Kläranlagen. Ergänzt wurde die Datenerhebung in den letzten 10 Jahren um den Stromverbrauch und in einigen DWA-Landesverbänden
auch um die Stromerzeugung. Die erhobenen Daten werden von der DWA AG BIZ-1.1 jährlich ausgewertet
und mit wechselnden Themenschwerpunkten im sogenannten „Leistungsvergleich kommunaler
Kläranlagen“ veröffentlicht. Im Mittelpunkt standen bislang hauptsächlich Fragestellungen zur Reinigungsleistung und der Nährstoffelimination.
Bisher geben die Betreiber die im Rahmen der Eigenüberwachung der Länder erhobenen Daten für den
Leistungsnachweis bei den Lehrern Ihrer Nachbarschaft ab und erhalten hierfür zwar eine Auswertung der
Gesamtbranche bzw. innerhalb der Nachbarschaftsgrenzen, jedoch werden die Daten nur unzureichend für eigene Betriebsoptimierungen genutzt. Insbesondere auf kleinen und mittleren Kläranlagen finden erfahrungsgemäß keine jahresübergreifenden Betrachtungen statt, so dass langfristige Veränderungen im Betriebsverhalten und der Energieeffizienz der Anlagen häufig nicht erkannt werden. Durch die Implementierung der cloudbasierten Software DWA Betrieb sollen Kläranlagenbetreiber durch die Eingabe der Daten einen Mehrwert in Form von eines Umweltberichts, Energieberichts und Energiechecks nach DWA-A 216 erhalten, um hier eine auf ihre Anlage zugeschnittene aktuelle Positionsbestimmung und Auswertung zu erhalten.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Datenerhebung des jährlich durchgeführten Leistungsnachweise in den Kläranlagen-Nachbarschaften ist entsprechend den Vorgaben des im DWA-A 216 beschriebenen Energiechecks zu erweitern sowie eine jahresübergreifende Darstellung der Ergebnisse in einem kläranlagenbezogenen Bericht anzufertigen und die Prozesse der Datenabgabe entsprechend zu ändern. Es ist eine cloudbasierte Software zu entwickeln, welche die Daten nicht nur kontinuierliche sammelt, sondern auch auswertet und automatische Berichte erzeugt und auf die Bedürfnisse der Branche abgestimmt ist. Hierfür wurde die Methode der agilen Softwareentwicklung Scrum angewendet.


Ergebnisse und Diskussion

Es wurde eine cloudbasierte Software DWA Betrieb für Kläranlagenbetreiber entwickelt, welche nicht nur
die jährlich erhobenen Daten auf Kläranlagen sammelt, sondern auch hinsichtlich Ihrer Reinigungsleistung
und Energieeffizienz auswertet. Es können hier zum einen einzelne Jahre und zum anderen auch Zeiträume
von bis zu 10 Jahren dargestellt und analysiert werden. Im Rahmen der Dateneingabe erfolgt eine
automatische Plausibilisierung, welche die Betreiber auf etwaige Fehler hinweisen und so die Datenqualität
auch langfristig durch die Sensibilisierung der Betreiber bezüglich dieses Themas erhöhen. Nach der
Freigabe der Daten durch den Betreiber werden drei Berichte (Umweltbericht, Energiebericht und Energiecheck) automatisch erstellt. Der Energiecheck umfasst den in DWA-A216 beschriebenen Umfang und
geht hinsichtlich weiterer Möglichkeiten der Energieproduktion hinaus. Die anlagenscharf ermittelten Kennwerte werden in Summenhäufigkeitsverteilungen aufgetragen, die sich aus den aktuellen Werten von allen baden-württembergischen Kläranlagen gesammelt innerhalb von DWA Betrieb und im Rahmen des Leistungsvergleiches zusammensetzt. Auch können die Kennwerte über einen längeren Zeitraum von bis zu 10 Jahren verglichen werden. So können Trends erkennbar werden und z.B. Mehrverbräuche oder auch Erfolge von umgesetzten Maßnahmen sichtbar werden.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Es wurde eine Anleitung zur Dateneingabe in DWA Betrieb in Form einer Broschüre für die Betreiber
erstellt und an alle Betreiber durch die DWA per Post versendet. Auch wurden mehr als 80 online Schulungstermine zur Dateneingabe in DWA Betrieb durch die DWA im Rahmen der Nachbarschaftsarbeit angeboten. DWA Betrieb wurde auf der Lehrer- und Obleutetagung 2021 den DWA-Nachbarschaften und
somit einer großen Nutzergruppe vorgestellt. Den Start von DWA Betrieb wurde auf der Homepage des
DWA Landesverbandes Baden-Württemberg, in seinem Newsletter im Oktober 2021 und der Korrespondenz
Abwasser als Mitgliederzeitung der Fachwelt mitgeteilt.


Fazit

Durch DWA Betrieb wurde die erste cloudbasierte Software zur Dateneingabe, -sammlung und automatischer Auswertung von Betriebsdaten von Kläranlagen im deutschsprachigen Raum erstellt. Der Kläranlagenbetreiber gibt seit der Etablierung von DWA Betrieb nicht nur seine Daten für den landesweiten oder innerhalb der Nachbarschaften geführten Leistungsnachweis ab, sondern erhält hier anlagenspezifische, automatisch erstellte Auswertungen zur weiteren Verwendung und Maßnahmeneruierung besonders im Zuge der kontinuierlichen energetischen Optimierung. Durch die jährlich mit aktuellen Daten erstellten Summenhäufigkeitsverteilungen für die Positionsbestimmung im Rahmen des Energiechecks bleibt der Betreiber hinsichtlich seiner Einschätzung seiner Anlage immer auf den neusten Stand.
Für eine zukünftige Weiterentwicklung von DWA Betrieb könnte die monatsgenaue Eingabe der Stromverbräuche und -erzeugung vorgesehen werden, wodurch Jahresgänge ausgemacht und infolge von klimatischen Veränderungen ausgemacht werden können. Auch könnten weitere Themenfelder zur Dateneingabe und -analyse im Bereich der Spurenstoffelimination und Elimination durch 4. Reinigungsstufen integriert werden. Langfristig ist eine gesamtheitliche Betrachtung des Entwässerungssystems in DWA
Betrieb, was die Integration der Kanalisation, Regenüberlaufbecken und der gesamten Kläranlagen umfasst, denkbar.