ARA Engelberg: Ökologie und Energie
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2 Das verantwortliche Planerteam für den Ausbau der ARA Engelberg Wir bedanken uns bei der Gemeinde Engelberg für den Auftrag und das entgegen- gebrachte Vertrauen. Die HOLINGER AG ist ein national und inter- national tätiges Ingenieurunternehmen mit rund 300 Mitarbeitenden. Die Kernkompetenzen sind Abwassertechnik, Energie, Geologie/Hydrogeologie, Industrie- technik, Siedlungsentwässerung, Tiefbau/ Bautechnik, Umweltbereich, Wasserbau und Wasserversorgung. Standorte Schweiz: Baden, Basel, Bern, Dornach, Frauenfeld, Frick, Küsnacht, Lausanne, Liestal, Luzern, Oberhofen, Olten, Schwyz, Thun, Winterthur, Zug, Zürich International: Deutschland, Luxemburg, Marokko TR ADITION HABEN EINIGE , WIR PL ANEN IN DIE ZUKUNF T • Tragwerkplanungen Postfach 640, 6390 Engelberg • Bauwerksanierungen Tel. 041 672 70 60 • Kanalisationen Fax 041 672 70 61 • Wildbachverbauungen engelberg@zeo.ch • Strassenbau und Brückenbau www.zeo.ch • Wasserversorgungsanlagen • Erschliessungsplanungen • Siedlungsentwässerungsanlagen
3 Vorwort Wasser – ein kostbares und lebenswichtiges Gut Aufgrund der geografischen Lage muss Engelberg Infra- gerecht. Der grosse Aufwand und das Engagement aller strukturen unterhalten, die einer mittleren Schweizer hat sich gelohnt! Stadt gleichkommen. Dies stellt unsere Gemeinde im- Seit 2011 darf sich Engelberg als Energiestadt bezeich- mer wieder vor grosse Herausforderungen. Der sorgfäl- nen. Ein Label, auf das die Gemeinde stolz ist, das tige Umgang mit den uns zur Verfügung stehenden Ener- gleichzeitig aber auch verpflichtet. So stand bei der Pla- gieressourcen ist dem Einwohnergemeinderat stets ein nung und beim Umbau der ARA die optimale Rückge- grosses Anliegen. Wir sind stolz darauf, dass unsere Ab- winnung von Energie im Einklang mit der Natur stets im wasserreinigungsanlage (ARA) heute nach der umfas- Vordergrund. Dass das gereinigte Wasser über eine Tur- senden Sanierung zu den energetisch besten Anlagen bine abgeleitet wird und dabei elektrische Energie pro- der Schweiz gehört. duziert, bevor es in die Engelberger Aa abgegeben wird, ist nur ein Beispiel. Dank weiterer Massnahmen wie Nicht ohne Grund werden die Alpen als «Wasserschloss dem Einbau eines Blockheizkraftwerks (BHKW) oder Europas» bezeichnet. Und mitten drin befindet sich En- der Erstellung einer Fotovoltaikanlage beträgt der elek- gelberg. Wir sind uns dieser Tatsache und auch der Ver- trische Eigendeckungsgrad der ARA Engelberg nach antwortung gegenüber dem Wasser bewusst. Wasser der Fertigstellung der Sanierungs- und Erneuerungsar- ist ein kostbares und lebenswichtiges Gut, das inner- beiten rund 160 Prozent. halb seines natürlichen Kreislaufs vielfältigen Nutzun- gen dient. Die umfassende Reinigung des Schmutzwas- Wir freuen uns, dass die erneuerte und modernisierte sers ist deshalb ein wichtiger Prozess, um diesen Kreis- Abwasserreinigungsanlage einen wesentlichen Beitrag lauf nicht zu gefährden. Hohe Anforderungen gilt es zu zum Schutze der Umwelt leistet. Ist doch eine intakte erfüllen, um alle Systeme zur Reinigung des Schmutz- Umwelt der beste Werbebotschafter für einen Touris- wassers umweltgerecht einsetzen und betreiben zu musort wie Engelberg. können. Diesen deutlich gestiegenen Ansprüchen wird die erweiterte und modernisierte Abwasserreinigungs- Martin Odermatt anlage der Einwohnergemeinde Engelberg jetzt vollauf Talammann Bürgi AG Filiale Engelberg Postfach 257 6391 Engelberg 041 639 55 11 Bürgi AG Grüneckweg 3 6055 Alpnach-Dorf 041 672 71 11 Die Bauunternehmung in der Region
4 Interview Die Fachmänner der ARA Engelberg im Gespräch «Als innovativer Betrieb wahrgenommen» Robert Schleiss, Paul und Viktor Niederberger, ten wir durch die Energiegewinnung den finanziellen welche Philosophie vertritt die ARA gegenüber Aufwand reduzieren. Umwelt, Mitarbeiter und Bevölkerung? VN: Die Einleitbedingungen gemäss schweizerischem Am Anfang stand ja ein einfacher Betrieb mit me- Gewässerschutzgesetz müssen natürlich immer einge- chanisch-physikalischer Reinigung? halten werden. Wichtig ist uns daneben eine laufende RS: Genau. Da wir aber mit dem Tourismus Schritt hal- Erneuerung der Infrastruktur. Auch schaffen wir ten mussten, erfolgten stetige Modernisierungen. So mitarbeiterfreundliche Arbeitsbedingungen. Schön ist initiierte man den Neubau, laufende Ausbauten und es, dass die ARA von der Talbevölkerung als innovativer ständige Anpassungen an neue Technologien sowie an und moderner Betrieb wahrgenommen wird. die gängigen Vorschriften wie Gewässerschutz, Ar- beitssicherheit oder die der SUVA. Und welche Bedeutung hat die ARA für die Gemein- von links: de Engelberg? Jetzt wurde die ARA wiederum modernisiert. Was Paul Niederberger Viktor Niederberger PN: Die ARA ist unabdingbar. Das Energiestadtlabel genau ist neu? Robert Schleiss konnte dank der ARA gut erreicht werden. Auch konn- PN: Fast alles – die ganze ARA ist jetzt saniert. Die Highlights sind: neue Technologien in den Schlammbe- handlungsanlagen, ein neues Blockheizkraftwerk mit besserem Wirkungsgrad bei Strom- und Wärmeerzeu- gung, sparsame, effiziente Elektromotoren bei Geblä- sen und Pumpen, feinere Siebung und bessere Wieder- verwertung der noch vorhandenen Organik im Rechen- gutabfall sowie die neue Fotovoltaikanlage. Diese ist ein zusätzlicher Stromlieferant. Der Energieertrag ist nun insgesamt höher als der Energieaufwand? RS: Ja, denn neben der Fotovoltaikanlage gewinnen wir Biogas aus dem Abbauprozess des Schlammes im Faul- raum. Mit diesem Gas wird unser Blockheizkraftwerk betrieben, das elektrische und thermische Energie er- zeugt. Und: Das gereinigte Abwasser wird in einem Kleinwasserkraftwerk turbiniert. Dabei wird das Gefäl- le vom Auslauf der ARA bis zur Engelberger Aa genutzt, um mittels einer Turbine elektrische Energie zu erzeu- gen. Ziel ist nun, unsere Energieerzeugungsanlagen ef- fizient zu betreiben, damit möglichst lange möglichst viel Energie produziert werden kann.
Interview 5 WER WIR SIND Robert «Robi» Schleiss, *1960, gelernter Landwirt, in der ARA seit 1989. Leiter ARA (Administration und Organisation im Betrieb, Mithilfe beim Unterhalt der Pumpwerke und des Kanalisationsnetzes). Paul Niederberger, *1959, gelernter Auto- mechaniker, in der ARA seit 2004. Betriebsmechaniker ARA (Mithilfe beim techni- schen Unterhalt der Gemeindeliegenschaften sowie beim Unterhalt der Pumpwerke und des Kanalisationsnetzes). Viktor «Vik» Niederberger, *1968, gelernter Elektriker, in der ARA seit 2007. Betriebselektriker ARA (und aller Gemeindelie- genschaften, Mithilfe beim Unterhalt der Pumpwerke). Welche Bedeutung haben diese drei Energieerzeu- kontrolliert werden. Unabdingbar ist: Schauen – hören gungsanlagen für die ARA? – riechen. Wenn da etwas auffällt, kann dann sehr spe- VN: Der Strombedarf der ARA kann damit zu 100 % ditiv gehandelt und die Ursache eruiert werden. Im selbst produziert werden, und der überschüssige Notfall müssen ja Betriebsstörungen sofort behoben Strom wird in das öffentliche Netz abgegeben. Die Ab- werden. wärme des Blockheizkraftwerks wird für die Beheizung des Faulraumes und der Betriebsgebäude genutzt. Der Betriebsstörungen werden über Handy an die Pi- Wärmebedarf in der ARA ist relativ gross, da der Faul- kettperson weitergeleitet? raum mit 1100 m3 Inhalt immer mindestens 36 Grad PN: Ja, dank der neuen Steuerung und dem modernen warm sein muss. Mit allen drei Energieerzeugungsanla- Prozessleitsystem kann dann via Fernzugriff über das gen wird täglich für etwa hundert Haushaltungen Strom Internet auf jedes Anlagenteil in der ARA und den produziert. Und schliesslich sind die modernen Stro- Pumpwerken zugegriffen werden, um die Störung even- merzeugungsanlagen auch gute Werbeträger für unse- tuell zu beheben oder allfällige Programmanpassungen re ARA – sie wird dadurch noch besser in der Öffent- vorzunehmen, bevor in der ARA nachgeschaut werden lichkeit wahrgenommen. muss. Die heutigen Systeme für den Fernzugriff auf das Prozessleitsystem sind erprobt, sehr zuverlässig und si- Sie betreiben auch ein Labor – wozu? cher. Um dem Betriebspersonal eine gewisse Ortsunab- PN: Ein modernes und gut eingerichtetes Labor ist hängigkeit zu gewährleisten, ist es auch möglich, mit ei- zwingend notwendig. Im Abwasser werden die Inhalts- nem Tablet auf das ganze Betriebssystem zuzugreifen. stoffe und deren Mengen geprüft. Wir nehmen deshalb tägliche Analysen vor. Mit dem Mikroskop kann zudem Zum Schluss ein Blick in die Zukunft: Wo steht die der Schlamm untersucht werden. Es gibt uns Auf- Anlage in 20 Jahren? schluss, wie «fit» die Biologie ist. Daraus können RS: Gut möglich, dass das Abwasser dann in eine grosse Schlüsse gezogen werden, welche Anpassungen bei ARA in Nidwalden geleitet wird. Ursachen sind ver- der Steuerung vorgenommen werden müssen oder was schärfte Einleitbedingungen, die teilweise von der EU für Massnahmen zu prüfen oder einzuleiten sind. Mit übernommen werden müssen, weil alle Gewässer in die den Laboranalysen kann die ARA optimal gesteuert grossen internationalen Flüsse zusammenfliessen und werden. Die Daten aus Prozessleitsystem, Wasser und ins Meer gelangen. Bei einer nächsten grossen Sanie- Schlamm werden täglich analysiert und dokumentiert. rung bei den Becken muss dieser Aspekt frühzeitig mit- berücksichtigt werden – kantonsübergreifende Lösun- Wie sind Pikett- und Wochenenddienst in der ARA gen werden auch wegen der steigenden Kosten zwin- organisiert? gend. Mittelfristig ist bei einer allfälligen stärkeren Aus- VN: Der Pikettdienst wird unter dem Betriebspersonal lastung der ARA vorgesehen, das älteste Vorklärbecken wöchentlich gewechselt. Das Telefon ist dann ausser- umzunutzen. Dabei sind verschiedene Varianten mög- halb der Arbeitszeit auf die zugewiesene Person umge- lich. Eine davon ist eine Hochlaststufe mit Wirbelbett- stellt. Am Wochenende müssen vor Ort immer ein verfahren, damit die Biologie entlastet werden kann. Rundgang gemacht und diverse Anlageteile visuell
Entwicklung und Projektierung von Branchensoftware ARACOM Software GmbH Datenmanagement zur Betriebsführung von Kläranlagen Mühletobelstrasse 25. Wartungs- und Instandhaltungssoftware T: +41 52 235 10 60. Entwicklung von kundenspezifischen Lösungen F: +41 52 235 10 61 info@aracom.ch Wir danken der ARA für die gute Zusammenarbeit www.aracom.ch
Geschichte 7 Die Entwicklung der ARA Engelberg Immer auf dem neuesten Stand der Technik 1978: Neubau einer dreistufigen Anlage 1978 wurde die neue ARA gebaut und so massiv ver- grössert. Die bestehenden Becken nutzte man teilwei- se anderweitig. Es wurde eine dreistufige Anlage reali- siert, bestehend aus einem mechanischen und einem biologischen Teil sowie einer chemischen Phosphatfäl- lung. Weiter baute man einen grossen Faulraum und eine neue Energiezentrale, damit der anfallende Schlamm hygienisiert und weiter verarbeitet werden konnte. Das anfallende Methangas wurde im neuen Gasspeicher zwischengespeichert. Mit dem Gas be- heizte man den Faulraum sowie die Betriebsgebäude. Der ausgefaulte Schlamm konnte bis 1986 der Land- wirtschaft als willkommener Dünger abgegeben wer- den. Ab 1986 lieferte man den Schlamm in die Schlamm- verbrennungsanlage in Emmen. 1989: Neubau Blockheizkraftwerk (BHKW) und Schlammbehandlung 1989 realisierte man einen weiteren Ausbau: Die Ener- giezentrale wurde um- und zwei neue BHKW eingebaut. Mit den BHKW konnte das Methangas besser genutzt werden. Mit der erzeugten elektrischen und thermi- Foto oben: Nachdem 1967 die ARA Engelberg gebaut wurde, schen Energie wurde der benötigte energetische Auf- Rechenanlage setzte man alles daran, die Anlage immer wieder wand massiv gesenkt. Der elektrische und thermische Foto unten: dem aktuellen Stand der Technik anzupassen. So Eigendeckungsgrad betrug ab sofort im Durchschnitt Faulschlammentwässerung wurden eine dreistufige Anlage, ein Blockheizkraft- 60 %. Weiter baute man für die Frischschlammbehand- werk und schliesslich ein Kleinwasserkraftwerk ge- lung eine Seihtrommel ein, damit der Wasseranteil mit- baut. Alles zur ökologischen Verbesserung. tels chemischer Hilfsmittel massiv reduziert werden konnte. Somit wurde thermische Energie für die Behei- 1967: Neubau erste Abwasserreinigungsanlage (ARA) zung des Schlammes eingespart. Ebenso baute man Seit dem 28. Oktober 1967 wird das Abwasser in Engel- für die ganze ARA eine speicherprogrammierbare berg in der ARA gereinigt. Diese wurde auf dem damals Steuerung (SPS) ein, damit die Anlage einfacher und neuesten Stand der Technik gebaut. Es war eine mecha- bedienerfreundlicher gesteuert werden konnte. nische Anlage mit Sandfang und Vorklärung. Der anfal- lende Schlamm wurde in Stabilisationsbecken belüftet 2008 bis 2013: Umsetzung Werterhaltungskonzept und zwischengelagert, bis er der Landwirtschaft abge- Zwischen 2008 und 2013 wurde die ganze ARA gemäss geben werden konnte. dem Werterhaltungskonzept saniert und erneuert so-
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Geschichte 9 Foto links: wie punktuell ausgebaut. Ebenso wurde in der gleichen ARA selber benötigt. Der thermische Eigendeckungs- Wartungsarbeiten Bauphase im Jahr 2010 ein Kleinwasserkraftwerk grad beträgt 93 %, so werden jährlich etwa 25 000 l Blockheizkraftwerk (KWKW) gebaut. Das gereinigte Abwasser wird beim Heizöl eingespart. Um im Vorwinter die benötige Wär- Foto rechts: KWKW über eine Turbine abgeleitet und elektrische me im Faulraum und den Betriebsgebäuden aufrecht zu Messungen an Energie produziert, bevor das Abwasser in die Engel- erhalten, werden jährlich nur noch rund 2000 l Heizöl Steuerungsanlagen berger Aa abgegeben wird. Weiter baute man 2011 auf benötigt. dem Flachdach des Betriebsgebäudes eine Fotovoltaik- anlage (PVA) auf, die elektrische Energie produziert. Mehr Energieproduktion als für Eigenbedarf Die heute jährlich erzeugte elektrische Energie von rund 450 000 kWh wird in das öffentliche Stromnetz ab- gegeben. Die erzeugte thermische Energie von ca. 270 000 kWh wird zu Heizzwecken für den Faulraum und alle Betriebsgebäude verwendet. Der elektrische Eigendeckungsgrad beträgt rund 160 %. Das heisst, es werden 60 % mehr elektrische Energie erzeugt, als die IMPRESSUM INVESTITIONSKOSTEN SEIT DEM BAU DER ERSTEN ARA Herausgeber: (gerundet; ohne Kanalnetz) Frehner Consulting AG CH-9001 St.Gallen Gesamtleitung: Natal Schnetzer Produktion und Inseratemarketing: MetroComm AG, CH-9001 St.Gallen Neubau erste Anlage 1967: CHF 2 100 000 Chefredaktor: Dr. Stephan Ziegler Texte: Josef Roos Fotos: Tiziana Secchi, zVg. Neubau dreistufige Anlage 1978 CHF 7 100 000 Anzeigenleitung: Verena Mächler Gestaltung: MetroComm AG. Erweiterung und Sanierung 1989 CHF 3 800 000 Sanierung gemäss Werterhaltungskonzept ab 2008 CHF 9 300 000 ARA Engelberg Engelbergerstrasse 125 Neubau Kleinwasserkraftwerk für Abwassernutzung 2010 CHF 890 000 CH-6390 Engelberg Neubau Fotovoltaikanlage auf Betriebsgebäude 2011 CHF 70 000 Tel. 041 637 22 74 September 2014 Gesamtkosten CHF 23 260 000
10 Anlage Ökologisch und ökonomisch So funktioniert die ARA Engelberg Über das Kanalsystem, welches 3 Pumpwer- aus der Biologie mit einem Räumer in die verhindert das Einbringen von Luft ein Abset- ke beinhaltet, wird das Abwasser zur Abwas- Trichter befördert und von dort als sogenann- zen des Belebtschlammes. serreinigungsanlage Engelberg geleitet. Dort ter Frischschlamm abgepumpt. durchfliesst es folgende Stationen: 6 Phosphatelimination 5 Biologie Durch Zugabe eines Fällungsmittels (z. B. Ei- 1 Rechenanlage Das nun vorgereinigte Abwasser enthält noch sensulfat) wird das im Abwasser enthaltene Die beiden Rechen halten die über 6 mm gelöste und nicht absetzbare, aber biologisch Phosphat in eine, für die nachfolgende Nach- grossen Grobstoffe zurück. Diese werden in abbaubare, Schmutzstoffe. Diese Stoffe wer- klärung, absetzbare Form gebracht. die Rechengutwaschpresse befördert, wo sie den nun in der Biologie (zwei Becken à 800 ausgepresst (75 % Volumenreduktion) und in m3, Aufenthaltszeit 4 h) durch Mikroorganis- 7 Nachklärung Container zwischengelagert werden. Das Re- men und Kleinstlebewesen (Belebtschlamm) Der Belebtschlamm setzt sich in den zwei chengut wird anschliessend in der Kehricht- grösstenteils abgebaut. Der zum Leben der Nachklärbecken (à 1200 m3, Aufenthaltszeit verbrennungsanlage (KVA) entsorgt. Mikroorganismen und Kleinstlebewesen er- ca. 7 h) auf dem Boden ab und wird mit zwei forderliche Sauerstoff wird mittels drei Ge- ständig laufenden Saugräumern abgesaugt. 2 Regenbecken bläsen über ein feinblasiges Belüftungssys- Der Grossteil des abgesaugten Schlammes Bei starken Niederschlägen fallen grössere tem in die Becken eingebracht. Gleichzeitig wird in die Biologie zurückgeführt (Rücklauf- Mengen Abwasser an. Diese werden im Re- genklärbecken zurückgehalten und erst nach dem Regenereignis der Abwasserreinigung Rechen zugeführt. Hauptzulauf Abluftbiofilter Bypass 1 Auflösestation Probe- Fe-Salz nahme M l/s Trink- wasser Brauch- wasser M Aufbe- reitung Regenklär- 3 Sandfang Pumpwerke Zulauf 2 becken Kettenräumer 240 m³ Vorklärbecken 1 Rechengut- 340 m³ 6 4 Im Rundsandfang (20 m3, Aufenthaltszeit ca. Rohr 15‘000 l waschpresse Rechen- gut l/s Filtratwasser FSE KVA Filtratwasser SEA 6 min.) wird mit einer kreisförmigen Bewe- Entlastung Zulauf 15‘000 l FE-Dosierung gung Sand vom Abwasser abgetrennt. Der (Phosphatelimination) Vorklärbecken 2 Schleppräumer 380 m³ Sandfang Birren Deponie Sand setzt sich am Boden ab und wird auf ei- Zulauf 4 3 Sand ner Deponie entsorgt. Überschussschlammpumpen Erlen Gebläse Sandfang und Schwimm- schlamm- Vorklärbecken Saugräumer Nachklärung 1 7 1‘200 m³ pumpe H Photovoltaik-Anlage 4 Vorklärung Rücklaufschlammpumpe 1 11 kW Öffentliches Stromnetz Gebläse Biologie Biologie 1 5 In den beiden Vorklärbecken (340 m3 und Betriebsgebäude 800 m³ 380 m3, Aufenthaltszeit ca. 2 h) setzt sich der Biologie 2 5 G 800 m³ grösste Teil der im Abwasser enthaltenen fes- Öffentliches Stromnetz Kleinwasser- kraftwerk Rücklaufschlammpumpe 2 Nachklärung 2 1‘200 m³ 40 kW Bypass Probe- Saugräumer 7 ten Schmutzstoffe ab. Der abgesetzte Notentlastung l/s nahme Auslauf Engelberger Aa Brauchwasseranlage Schlamm (Primärschlamm) wird zusammen mit dem rückgeführten Überschussschlamm
11 H E G C 2 3 7 7 1 4 4 5 5 schlamm), während ein kleiner Teil in das Vor- pumpt. Die Eindickung im Voreindicker er- 36°C unter Luftausschluss mit Hilfe von Met- klärbecken rückgeführt wird (Überschuss- folgt nur mittels Schwerkraft (statische Eindi- hanbakterien teilweise zersetzt. Dabei bildet schlamm). Der Überschussschlamm setzt ckung). sich Klärgas (Methangas), welches gefasst sich im Vorklärbecken ab und wird mit dem und mittels Blockheizkraftwerk zu Wärme Primärschlamm vermischt und abgepumpt. B Frischschlammeindickung und Strom verwertet wird. Das gereinigte Wasser wird über einen Aus- Nach dem Voreindicker besteht der Frisch- laufkanal über das Kleinwasserkraftwerk in schlamm zu 97 % aus Wasser und zu 3 % aus D Faulschlammentwässerung die Engelberger Aa geleitet. Feststoffen. Mit Hilfe von Flockungsmittel Der ausgefaulte Schlamm, der zu 3-4 % aus und einer langsam drehenden Filterscheibe Feststoffen besteht, wird mit einer Schne- Die Durchflusszeit des Abwassers durch die wird der Feststoffgehalt von 3 % auf ca. 8 % ckenpresse auf ca. 30 % entwässert und in ei- ganze ARA beträgt bei Trockenwetter ca. 14 h. erhöht. Anschliessend wird der eingedickte ner Abrollmulde zwischengelagert, bis er zur Frischschlamm in die Faulanlage befördert. Verbrennung abtransportiert wird. A Voreindicker Der abgepumpte Frischschlamm aus der Vor- C Faulanlage E Gasometer klärung wird zur Eindickung und Zwischenla- Im Faulraum (1100 m3) wird der Schlamm bei Im Gasometer (Gasspeicher, 200 m3) wird das gerung in einen Voreindicker (90 m3) ge- einer konstanten Temperatur von mindestens im Faulraum erzeugte Klärgas zwischenge- speichert, bevor dieses im Blockheizkraft- werk verwertet wird. Schaumfalle Kiesfilter Gaskompressor F Blockheizkraftwerk (BHKW) Gasfackel Brauchwasseranlage Es wandelt die im Klärgas enthaltene Energie Siloxanfilter Kiesfilter Kiesfilter Auslauf ARA zu rund 35 % in Strom und zu 55 % in nutzbare Rücklauf Schlamm- BETRIEB Wärme um. Frischschlamm- Gasometer wärme- eindickung (FSE) B Druckluftanlage tauscher 200 m³ E Vorlauf Flockungs- Flockungs- mittel reaktor Brauch- Druckluft- behälter 1 wasser Impfschlamm G Kleinwasserkraftwerk (KWKW) M Faulraum Impfschlamm Voreindicker 270 l Stapel 1 Stapel 2 120 m³ 120 m³ FSE Heiz- schlamm- C 90 m³ BETRIEB pumpe 1 A Heiz- Faulraum 1‘100 m³ Dickschlamm- behälter 270 l Druckluft- behälter 2 Das gereinigte Abwasser wird bevor es in die schlamm- pumpe 2 Filtratwasser- behälter Engelberger Aa eingeleitet wird, über ein Mono- Heizung Mono- Mono- Mono- Kleinwasserkraftwerk geführt, wobei Strom Zulauf ARA Brauch- block Neben- block block block Flockungs- Prosesswasser- Rechen gebäude SEA Keller FSE wasser mittel M behälter 2. UG D Schlamm- entwässerungsanlage (SEA) Schlamm- Raum- Rechen- Betriebs- erzeugt wird. wärme- heizung gebäude gebäude tauscher UG Zulauf ARA Filtratwasser FSE Schlamm 2‘000 l 8‘000 l H Fotovoltaikanlage (PVA) Prozess- Prozesswasser- Auf dem Dach des Betriebsgebäudes ist eine wasser- 2‘000 l 50 kW pumpe 110 m³ behälter F Verbrennung Heizöltanks Heizkessel Blockheizkraftwerk Öffentliches Warmwasser- Fotovoltaikanlage installiert, die zusätzlich (Öl/Gas) (BHKW) Stromnetz speicher Strom erzeugt wird.
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Eigenheiten 13 Typisch für Tourismusorte Bis vierfache Abwasserfracht in den Ferien Foto links: Biologie und Nachklärung Foto rechts: Analytische Auswertung des Abwassers im Labor Die ARA Engelberg ist im Normalbetrieb mit rund son ist die ARA eher unterbelastet, was für eine stabile 12 000 Einwohnerwerten (Private, Gewerbe, Hotel- Reinigungsleistung eher ungünstig ist. lerie) belastet. An Wochenenden, an Feier- und Fe- rientagen sowie über Festtage kann die Abwasser- Im Winter besteht eine starke Abkühlung des Zulaufs fracht aber um das Drei- bis Vierfache zunehmen. zur ARA bis auf 4 Grad. Dadurch ist die Biomasse im Grund: Engelberg ist eine Tourismusgemeinde, die Abwasser sehr träge, der Reinigungsprozess wird be- an solchen Tagen viel mehr Menschen beherbergt. hindert, ist instabil und bedarf einer höheren Aufmerk- Für die notwendige Kapazität ist in der ARA ge- samkeit des Personals. Die ideale Abwassertempera- sorgt. tur wäre höher als 12 Grad. Bei dieser Temperatur sind Wirkungsgrad und Reinigungsleistung der ARA höher, Engelberg ist eine bekannte Feriendestination. Je nach und sie läuft sehr stabil und regelmässig. Wetter und Jahreszeit hat es sehr viele Tagestouristen. Diese zusätzlichen Menschen produzieren natürlich Problem Salzwasser auch Abwasser, auf das die ARA Engelberg vorbereitet Das Salzwasser von den schneebedeckten Strassen sein muss. und die Schneeschmelze im Frühling sind zusätzliche Herausforderungen für die ARA-Mitarbeiter. Die Biolo- Die Kapazität ist für diese Belastungen vorhanden, gie muss vermehrt beobachtet und allenfalls mehr oder wenn die Biologie (Mikroorganismen) gut betrieben weniger Eisensulfat dosiert werden. Eisensulfat bringt wird. Gerade darum sind das Wissen und das Finger- den Phosphor (in vielen Wasch- und Reinigungsmitteln spitzengefühl der Betriebsmitarbeiter besonders ge- enthalten) in eine gebundene Form, zusammen mit fragt, um die Anlage perfekt vorzubereiten. dem Schlamm. Dadurch kann der algenfördernde Phosphor aus dem Abwasser entfernt werden. Durch Für Vierfach-Belastung eingerichtet eine geschickte Dosierung des Fällmittels kann die An- Starke Fracht und Zulaufschwankungen nach oben gibt lage in vielen Fällen ausserordentliche Frachten besser es an Wochenenden und speziell an längeren Feierta- verarbeiten, der Betrieb ist dadurch sehr stabil. Im Üb- gen, wo vermehrt Feriengäste und Tagestouristen kom- rigen werden auch chemische Hilfsmittel bei den men (bis zu viermal mehr als üblich). Im Frühling nach Schlammbehandlungsanlagen eingesetzt. Diese die- der Wintersaison sowie im November vor der Wintersai- nen dazu, das Wasser vom Schlamm zu trennen.
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Energieproduktion 15 Die ARA Engelberg als Energieproduzentin Moderne und nachhaltige Energieerzeugung Beim Reinigungsprozess entsteht Energie, die in den. Der höhere Gesamtnutzungsgrad gegenüber der einem Blockheizkraftwerk in elektrische und ther- herkömmlichen Kombination von lokaler Heizung und mische Energie umgewandelt wird. Das in der ARA zentralem Kraftwerk resultiert aus der Nutzung der Ab- gereinigte Abwasser wird durch eine Druckleitung wärme der Stromerzeugung direkt am Ort der Entste- in ein Kleinwasserkraftwerk abgeleitet und produ- hung. Blockheizkraftwerke können so bis zu 40 % Pri- ziert dort Strom, bevor es in die Engelberger Aa ein- märenergie einsparen. geleitet wird. Auf dem Dach des Betriebsgebäudes ist eine kleine Fotovoltaikanlage aufgebaut, die Kleinwasserkraftwerk (KWKW) ebenfalls Strom produziert. Der Strom von BHKW, Das gereinigte Abwasser wird, bevor es in die Engelber- KWKW und PVA wird in das öffentliche Stromnetz ger Aa eingeleitet wird, über das KWKW geführt. Der abgegeben. dabei erzeugte Strom (für ca. 50 Haushaltungen) wird Blockheizkraftwerk ebenfalls ins öffentliche Netz abgegeben. Zweistoffbrenner Gas/Öl Die gesamte Menge an erzeugter elektrischer Energie beträgt pro Jahr rund 450 000 kWh. Das entspricht dem Verbrauch von etwa 100 Haushaltungen. Die im BHKW erzeugte thermische Energie wird zu Heizzwecken be- triebsintern verwendet. Somit können jährlich gut 25 000 l Heizöl eingespart werden. Blockheizkraftwerk (BHKW) Das BHKW wandelt die im Klärgas enthaltene Energie zu rund 35 % in Strom und zu 55 % in nutzbare Wärme um. Der Strom wird ins öffentliche Netz abgegeben (für ca. 40 Haushaltungen). Ein Teil der gewonnenen Wär- me wird zur ARA zurückgeführt, mit der vor allem der Faulschlamm aufge- und das Betriebsgebäude beheizt werden. Ein BHKW ist eine modular aufgebaute Anlage zur Er- zeugung von elektrischem Strom und Wärme, die vor- zugsweise am Ort des Wärmeverbrauchs betrieben wird, aber auch Nutzwärme in ein Nahwärmenetz ein- speisen kann. Sie setzt dazu das Prinzip der Kraft- Wärme-Kopplung ein. Als Antrieb für den Stromerzeu- ger können Verbrennungsmotoren, d. h. Diesel- oder Gasmotoren, aber auch Gasturbinen verwendet wer-
Automationslösungen für Mensch und Umwelt chestonag automation ag 5707 seengen www.chestonag.ch CAG_ins_ara_185x130.indd 2 05.03.14 09:44 Gelieferte Anlagen für ARA Engelberg: 1 Fällmitteldosieranlage, 2 Polymeransetzstationen. Da nk Besten fü r den t z ten gesc hä . Au ag f t r Focus on Solutions: Dosiertechnik und Ansetzstationen. Aufbereitung und Desinfektion von Trinkwasser bester Qualität sowie von komplexen Abwässern und um- fassende Lösungen für Schwimmbadwasser: Wo Flüssigkeiten exakt dosiert werden müssen, ist innovative Dosiertechnik von ProMinent ganz in ihrem Element. Rund 2300 Mitarbeitende sorgen weltweit dafür, dass die Anlagen unserer Kunden wirtschaftlicher und sicherer arbeiten, Energie sparen und wertvolle Ressourcen schonen. Dies hat uns zum Marktführer gemacht – der mit zukunftsweisenden Lösungen auch zum Schutz der Umwelt beiträgt. www.prominent.ch. ProMinent Dosiertechnik AG • 8105 Regensdorf • Telefon 044 870 61 11 • www.prominent.ch
Energieproduktion 17 Wasserkraftwerke nutzen generell die Bewegungsener- gie des Wassers, um Strom zu erzeugen. Es gibt ver- schiedene Typen, die jedoch alle nach dem gleichen Prinzip arbeiten: Das Wasser wird zunächst in mög- lichst grosser Höhe gestaut. Durch den Höhenunter- schied, den das Wasser überwinden muss, erhöht sich die Fliessgeschwindigkeit und damit die Bewegungse- nergie. Das fliessende Wasser setzt eine Turbine oder ein Wasserrad in Bewegung. Diese Drehbewegung wird direkt oder über ein Getriebe an einen Generator wei- tergeleitet. Hier wird die mechanische Energie in elekt- rischen Strom umgewandelt und in das Stromnetz ein- gespeist. Fotovoltaikanlage (PVA) Auf dem Dach der ARA Engelberg wurde eine Fotovol- taikanlage installiert. Damit kann zusätzlich Strom für etwa drei Haushaltungen erzeugt werden. Fotovoltaik verwendet Sonnenenergie, um sie in elekt- rische Energie umzuwandeln. Erreicht wird dies durch Solarzellen, die zu Solarmodulen und Fotovoltaikanla- gen zusammengesetzt werden. So einfach, wie das klingt, beschreibt es auch schon die Grundidee und Funktionsweise von Fotovoltaik: Die Wärme der Sonne nutzen und in Strom umwandeln. Der Vorteil von Foto- voltaik und Solarenergie ist, dass sie viel umwelt- freundlicher als herkömmliche Arten der Stromerzeu- gung sind. Und: Stromkosten sind so leicht zu senken. Foto oben: Fotovoltaikanlage Foto mitte: Prozessleitsystem (Leitwarte) Foto unten: Kleinwasserkraftwerk
18 Kanalisation Kanalisationsnetz und Pumpwerk Vieles ist in Planung Foto links: Bundesrätin Doris Leuthard Foto rechts: Übergabe «Médaille d’eau» Der grösste Teil des Kanalnetzes in Engelberg ist ein Mischsystem (Ab- und Regenwasser werden zusammen geführt). Das Trennsystem ist erst in den neueren Leitungen angewendet worden (Ab- und Regenwasser getrennt). KANALISATIONSNETZ UND PUMPWERKE IN ZAHLEN Länge Kanalisationsleitungen: Vor einigen Jahren wurde der GEP (Generelle Entwässe- rungsplan) erstellt. Der GEP wurde aber für den Unter- halt zu wenig angewandt und ist daher fast vergessen Mischwasserleitungen Gemeinde: 25 km Private: 5 km gegangen. Meteorwasserleitungen Gemeinde: 5 Km Private: 500 m Seit 2012 wird der GEP zusammen mit einem Ingenieur- büro aufgearbeitet und aktualisiert. Dabei wird die Auf- Kontrollschächte Gemeinde: 800 Private: 300 gabenzuteilung neu geregelt. Das Ziel muss sein, das Hochwasserentlastungen Gemeinde: 5 Fremdwasser (eindringendes Sauberwasser in das Ka- nalnetz) fernzuhalten. Regenklärbecken Gemeinde: 1 Woher kommt das Abwasser sonst noch? Pumpwerke Gemeinde: 3 Vom ganzen Skigebiet am Titlis und Jochpass, das teil- weise zum Kanton Nidwalden gehört. Das Abwasser vom Titlisgebiet wird mittels eines Pumpwerks unter- Médaille d’eau halb der Trübseestation über die Trübseeebene geför- Die «Médaille d’eau» ist eine Auszeichnung für energieeffiziente Kläranlagen in dert und dort in die bestehende Kanalisationsleitung der Schweiz. Sie wird vom Verband Schweizer Abwasser- und Gewässerschutz- eingeleitet. fachleute VSA zusammen mit dem Aktionsprogramm des Bundes «Energie Schweiz» vergeben. An gewissen Orten ist es topografisch nicht möglich, Am 28. Februar 2013 fand im Kursaal Bern die Vergabe nach 2003 und 2008 zum dass das Abwasser im natürlichen Gefälle fliessen dritten Mal statt. 24 Kläranlagen erreichten bei mindestens fünf von sieben ener- kann. Darum muss das Abwasser mittels grosser Pum- getischen Beurteilungskriterien in diesem Jahr den von der VSA und der Energie pen angehoben und in die nächste Kanalisationsleitung Schweiz formulierten Richtwert. Auch die ARA Engelberg erhielt dabei die be- gefördert werden. Insgesamt verfügt die Gemeinde En- gehrte «Médaille d’eau» (Bilder). gelberg über drei Pumpwerke, die das Abwasser über eine kurze Distanz fördern.
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