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Die Spezialisten gegen Geruch,
Korrosion und
Fremdwasser
Schwerin • Bamberg • Stuttgart • Köln
IBOS Bautzen 04.09.2013
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
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1. Grundlagen von Geruch und biogener Korrosion in
Entwässerungssystemen
2. Geruchsberechnung durch biochemische Modellierung –
Sulfidbilanzierung als dritte Komponente des GEP
3. Beispielprojekte
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Agenda
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Rückläufige Wasserverbräuche von Bevölkerung und Gewerbe/Industrie bei
gleichbleibenden Schmutzfrachten
Veränderte Abwasserinhaltsstoffe
Temperaturveränderungen, insbesondere Sommerextreme
(bis zu 7% Wachstumsrate an Schwefelwasserstoff pro °C Temperaturanstieg)
Veränderung bei Prozessen der Ableitung und Überleitung von Abwasser
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
1. Grundlagen
Demographische und ökologische Veränderungen
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Haupteinflussfaktoren:
• Sulfatgehalt
• Temperatur
• organische
Verschmutzung
• Sauerstoffgehalt / Nitrat
• Sielhaut
• pH-Wert
• Fließgeschwindigkeit
• Flißszeit
• Betriebsweise/ -systeme
• u.w.
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
1. Grundlagen
Anfaulung von Abwasser - Desulfurikation - Sulfidbildung - H2S-Bildung
Biogene Schwefelsäurekorrosion
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GERUCH: anerkannte Geruchsschwelle für Schwefelwasserstoff ≥ 0,1 ppm
ARBEITSSICHERHEIT: MAK-Wert in der Luft 10 ppm
BIOGENE KORROSION:
starke biogene Korrosionserscheinungen ursächlich durch ≥ 0,5 ppm
Schwefelwasserstoff (Durchschnittswert)
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
1. Grundlagen
Schwellen- und Grenzwerte
3 Aspekte der Anfaulung von Abwasser
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(Quelle: Korrosionsrate von Beton in Abhängigkeit der H2S-Konzentration in der
Umgebungsluft bei Dauerbegasung / Weissenberger – Norwegen 2002)
[mm/Jahr]
H2S-Konzentration [ppm]
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
1. Grundlagen
Korrosionsrate von Beton in Abhängigkeit der H2S Konzentration
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Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
1. Grundlagen
Entwässerungsnetz als System von Druckleitungen und Sammlern: Hauptsammler Pumpwerk Druckrohrleitung Hauptsammler
Pumpwerk
Druckrohrleitung
Hauptsammler
Kläranlage
Ausbauzustand 1990:
- Viele Gruben
- Kleinere Ortskläranlagen
- Anschlussgrad gering
- kaum Druckleitungen und
Pumpwerke
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Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
1. Grundlagen
Entwässerungsnetz als System von Druckleitungen und Sammlern: Hauptsammler Pumpwerk Druckrohrleitung Hauptsammler
Pumpwerk
Druckrohrleitung
Hauptsammler
Kläranlage
Ausbauzustand 2010:
- Kaum noch Gruben
- Anschlussgrad steigend
- Beginnende Überleitung zu
Zentralkläranlage über
Druckleitungen
- Erste Geruchsbelästigungen
durch steigende
Aufenthaltszeiten
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Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
1. Grundlagen
Entwässerungsnetz als System von Druckleitungen und Sammlern: Hauptsammler Pumpwerk Druckrohrleitung Hauptsammler
Pumpwerk
Druckrohrleitung
Hauptsammler
Kläranlage
Planausbauzustand 2015 (lt. ABK):
- Keine Gruben
- Umwandlung kleinere Kläranlagen
in Pumpwerke
- Anschlussgrad >90%
- Geruchsbelästigung und
Korrosionsschäden zu erwarten
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Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
1. Grundlagen
Entwässerungsnetz als System von Druckleitungen und Sammlern: Hauptsammler Pumpwerk Druckrohrleitung Hauptsammler
Pumpwerk
Druckrohrleitung
Hauptsammler
Kläranlage
Planausbauzustand 202X (lt. ABK):
- Anschlussgrad >95%
- Sehr starke Geruchsbelästigung
und Korrosionsschäden zu erwarten
- Großer Sanierungsbedarf infolge
biogener Schwefelsäurekorrosion
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Druckrohrleitung
(Länge ca. 2.500 m)
Gefälleleitung
(Fließweg ca. 1.000 m)
M 4 Fließweg ca. 1.000 m M 3 Fließweg ca. 700 m
M 2 Fließweg ca. 250 m M 1 DU-Schacht
Beispiel – Emissionsstrecke ( Qd ca. 200-300 m3/d)
1. Grundlagen
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
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Schacht 1 Schacht 5
Schacht 13
Schacht 9
Schacht 15 Schacht 19
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Schachtzustände (Korrosionszustand in Fließrichtung zunehmend schlechter)
1. Grundlagen
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Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
H2S-Ausgasungen – nach fast JEDER Druckrohrleitung
Teilentwässerungsgebiet im Schnitt
1. Grundlagen
1. H2S Ausgasung mitunter bereits im Pumpwerk
2. H2S Ausgasung über 1-3 km nach der Druckrohrleitung
3. Die größte H2S Belastung ist nicht am DU-Schacht, sondern einige Schächte später
4. Geruch als Indikator biogener Korrosion
5. Lebensdauerreduktion auf teilweise nur noch 5-15 Jahre (!!!)
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Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
1. Grundlagen
Biogene Schwefelsäurekorrosion in Pumpwerken
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Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
1. Grundlagen
Biogene Schwefelsäurekorrosion in Schächten
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Abluftkamin Abluftabsaugung mit Abluftfilter
Druckluftspülstation (Kompressor) (Quelle: www.pollmann-pumpen.de)
Chemikaliendosierstation Eisen (Quelle: www.awb-weimar.de)
Chemikaliendosieranlage Nitrate
Abluftabsaugung mit Biofilter
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Lösungen zur Vermeidung von Geruch und Korrosion
korrosionssichere Bauweise
Schachtfilter
1. Grundlagen
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Abluftkamin Abluftabsaugung mit Abluftfilter
Druckluftspülstation (Kompressor) (Quelle: www.pollmann-pumpen.de)
Chemikaliendosierstation Eisen (Quelle: www.awb-weimar.de)
Chemikaliendosieranlage Nitrate
Abluftabsaugung mit Biofilter
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Korrosionssichere Bauweise
Schachtfilter
Es gibt viele Lösungen gegen Geruch und biogene Korrosion
1. Welche Lösung ist für mein Abwassernetz die Richtige?
2. Wie muss die Lösung dimensioniert und betrieben werden?
3. Welche Auswirkungen ergeben sich für den Rest des
Entwässerungssystems?
Lösungen zur Vermeidung von Geruch und Korrosion
1. Grundlagen
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1. Grundlagen von Geruch und biogener Korrosion in
Entwässerungssystemen
2. Geruchsberechnung durch biochemischee Modellierung –
Sulfidbilanzierung als dritte Komponente des GEP
3. Beispielprojekte
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Agenda
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Ausbauzustand 2015, Sommer, Trockenwetter Seite 3
Nr. Druckleitungsbereic Länge nach-
folgender
Kanal
[m]
ca. Anzahl
vorhandener
Schächte
[Stück]
gesamter
Kanal
betroffen
Rest-
Sulfid-
gehalt
[mg/l]
ca. Kanal-
länge mit
H2S-Emissionen
[m]
emittierte
Sulfid-
fracht
[g/d]
ca. Abluft-
menge bei
0,1 ppm
[m³/d] *)
anteilige
H2S-
Emission
**)
Einzugsbereich Gruppe A
1 PW G-
DU-Schacht 1 F 1.020 23 Ja 1,4 1.020 367 2.444.000 81%
2 PW E -
DU-Schacht 2 F 1.430 32 Nein 0,0 1.260 441 2.943.000 100%
3 PW F-
DU-Schacht J 600 14 Ja 2,9 600 1.108 7.390.000 63%
Einzugsbereich Gruppe B
4 PW A -
DU-Schacht B 210 5 Ja 2,6 210 92 615.000 45%
5 PW B -
DU-Schacht C 1.800 40 Nein 0,0 1.395 546 3.640.000 100%
6 PW D -
Verbindungssammler C 2.028 46 Nein 0,0 315 12 78.000 100%
7 PW C -
DU-Schacht L 3.000 67 Nein 0,0 1.530 2.063 13.755.000 100%
*) Die voraussichtliche Abluftmenge wurde unter der Annahme einer Geruchsschwelle von 0,1 ppm
und dem teilweisen Entweichen des Schwefelwasserstoffs auf dem vorhandenen Fließweg ermittelt.
**) Mit der anteiligen H2S-Emission kann die Effizienz der Ausgasungsstrecke (Kanalabschnitt ab Druckleitungsende) bewertet werden.
GEP nach 1. Hydraulik und 2. Schmutzfrachtberechnung
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
2. Planerische Ursachenanalyse - Sulfidbilanzierung
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1. Wie hoch ist die geruchs- und korrosionsauslösende Sulfidfracht im Abwasser?
2. Wie weit reicht die Ausgasungsstrecke nach einer Druckrohrleitung?
Zentrale Fragen zur Dimensionierung von Lösungen
2. Planerische Ursachenanalyse - Sulfidbilanzierung
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
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Ausbauzustand 2015, Sommer, Trockenwetter Nr. Druckleitungsbereich Länge nach-
folgender
Kanal
[m]
ca. Anzahl
vorhandener
Schächte
[Stück]
gesamter
Kanal
betroffen
Rest-
Sulfid-
gehalt
[mg/l]
ca. Kanal-
länge mit
H2S-Emissionen
[m]
emittierte
Sulfid-
fracht
[g/d]
ca. Abluft-
menge bei
0,1 ppm
[m³/d] *)
anteilige
H2S-
Emission
**)
Einzugsbereich Gruppe A
1 PW G-
DU-Schacht 1 F 1.020 23 Ja 1,4 1.020 367 2.444.000 81%
2 PW E -
DU-Schacht 2 F 1.430 32 Nein 0,0 1.260 441 2.943.000 100%
3 PW F-
DU-Schacht J 600 14 Ja 2,9 600 1.108 7.390.000 63%
Einzugsbereich Gruppe B
4 PW A -
DU-Schacht B 210 5 Ja 2,6 210 92 615.000 45%
5 PW B -
DU-Schacht C 1.800 40 Nein 0,0 1.395 546 3.640.000 100%
6 PW D -
Verbindungssammler C 2.028 46 Nein 0,0 315 12 78.000 100%
7 PW C -
DU-Schacht L 3.000 67 Nein 0,0 1.530 2.063 13.755.000 100%
Unitechnics SULFIDBILANZ® als dritte Komponente des GEP
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
1. Emissionsstrecken
2. Sulfidfrachten
3. Abluftmengen
2. Planerische Ursachenanalyse - Sulfidbilanzierung
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Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
GEP nach 1. Hydraulik, 2. Schmutzfrachtberechnung und 3. Sulfidbilanzierung
Kritische Bereiche für Geruch und biogene Korrosion in farbig
2. Planerische Ursachenanalyse - Sulfidbilanzierung
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1. Grundlagen von Geruch und biogener Korrosion in
Entwässerungssystemen
2. Geruchsberechnung durch biochemischee Modellierung –
Sulfidbilanzierung als dritte Komponente des GEP
3. Beispielprojekte
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Agenda
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Beispiel 1 Herleitung einer Dosierstrategie gegen
biogene Korrosion im neuen Emscher
Kanal
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Beispiel 1 – Emscher Kanal
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Beispiel 1 Dosierstrategie gegen biogene
Korrosion im neuen Emscher Kanal Anwendung am Beispiel Emscherkanal
Vor- Projekt Bottrop Sammler
▪ über 5km Doppelfreispiegelleitung
▪ 2x DN 1600 – 2x DN 2300
▪ bis 5400 l/s
Ziel:
▪ Berechnung der Sulfidfrachten unter
verschiedenen Betriebsbedingungen
▪ Ermittlung der H2S-Emission
▪ Erarbeitung einer Dosierstrategie
▪ Ausarbeiten alternativer Lösungen
▪ Übertragung der Ergebnisse auf den
neuen Emscherkanal
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Beispiel 1 – Emscher Kanal
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Dosierstrategie gegen biogene Korrosion für
den neuen Emscher Kanal Verifizierung am Beispiel Bottropsammler
Vor- Projekt Bottrop Sammler
▪ über 5km Doppelfreispiegelleitung
▪ 2x DN 1600 – 2x DN 2300
▪ bis 5400 l/s
Ziel:
▪ Berechnung der Sulfidfrachten unter
verschiedenen Betriebsbedingungen
▪ Ermittlung der H2S-Emission
▪ Erarbeitung einer Dosierstrategie
▪ Ausarbeiten alternativer Lösungen
▪ Übertragung der Ergebnisse auf den
neuen Emscherkanal
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Beispiel 1 – Emscher Kanal
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Bottrop-Sammler – Messstellenplan Abwasserparameter
Messstelle 1.1: Lanferbach
Messstelle 1.2: Raffineriezulauf
Messstelle 2: PW Hessler
Messstelle 4: Schwarzbach
Messstelle 7: Rahmdörne
Messstelle 6:
PW Essen Karnap
Messstelle 3:
PW Gelsenkirchen Horst
Messstelle 5:
PW Gelsenkirchen Horstermark
Messstelle 8: RWE
Müllverbrennung
Messstelle 9: PAK
PW KA Bottrop
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Beispiel 1 – Emscher Kanal
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Bottrop-Sammler – Messstellenplan H2S-Messung
M 2:
OL02112440
KS 57
M 4:
OL08900885
KS 33
M 7:
OL45106820
KS 3
M 6:
OL10204331
BS 10
M 3:
OL01304674
KS 47
M 5:
OL45088180
BS 20
M 1:
OL08900886
BS 70
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Beispiel 1 – Emscher Kanal
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Beispiel 2 Optimierung einer komplexen
Entwässerungsanlage mit Biofilter in Jena
Lobeda
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Beispiel 2 – Optimierung bestehendes Entwässerungssystem Jena
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Beispiel 2: Optimierung einer komplexen
Druckentwässerung in Jena Anwendung am Beispiel Jena Lobeda
Komplexes Entwässerungssystem mit
diversen voneinander abhängigen
Druckleitungen
Ziel:
▪ Berechnung der Sulfidfrachten unter
verschiedenen Betriebsbedingungen
▪ Ermittlung der H2S-Emission
▪ Ertüchtigung eines bestehenden
Biofilters
▪ Ausarbeiten alternativer Lösungen
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Beispiel 2 – Optimierung bestehendes Entwässerungssystem Jena
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Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Beispiel 2 – Optimierung bestehendes Entwässerungssystem Jena
Ausgasungsstrecken bei
verschiedenen pH Werten
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Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Beispiel 2 – Optimierung bestehendes Entwässerungssystem Jena
Ausgasungsstrecken bei
verschiedenen pH Werten
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Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Beispiel 2 – Optimierung bestehendes Entwässerungssystem Jena
Ausgasungsstrecken bei
verschiedenen pH Werten
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Lösung: ▪ Betriebsumstellung der Druckleitungen
▪ Optimierung Betriebsregime Biofilter
▪ Korrosionsschutz von Schächten
▪ Einsatz von Geruchsdämpfungssystemen
Beispiel 2: Optimierung einer komplexen
Druckentwässerung in Jena Anwendung am Beispiel Jena Lobeda
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Beispiel 2 – Optimierung bestehendes Entwässerungssystem Jena
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Beispiel 3 Optimierung eines komplexen
Entwässerungssystems mit starkem
biogenen Korrosionsangriff
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Beispiel 3 – Optimierung bestehendes Entwässerungssystems in Guttau
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Beispiel 3: Optimierung eines komplexen
Entwässerungssystems mit starkem biogenen
Korrosionsangriff
Komplexes Entwässerungssystem mit
diversen voneinander abhängigen
Druckleitungen und
Freispiegelkanälen
Ziel:
▪ Berechnung der Sulfidfrachten unter
verschiedenen Betriebsbedingungen
▪ Ermittlung der H2S-Emissionen
▪ Beseitigung von
Geruchsbelästigungen und
Vermeidung von biogener Korrosion
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Beispiel 3 – Optimierung bestehendes Entwässerungssystems in Guttau
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Messstellen und Schwefelwasserstoffbelastungen Ausgangsmessungen im Zeitraum 12.08. – 26.08.2009
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Beispiel 3 – Optimierung bestehendes Entwässerungssystems in Guttau
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H2S-Messungen
(Ausgangsmessungen)
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Beispiel 3 – Optimierung bestehendes Entwässerungssystems in Guttau
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Beispiel 3 – Optimierung bestehendes Entwässerungssystems in Guttau
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Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Beispiel 3 – Optimierung bestehendes Entwässerungssystems in Guttau
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Lösung: ▪ Betriebsumstellung der
Druckleitungen
▪ Korrosionsschutz von Schächten
▪ Einsatz von
Geruchsdämpfungssystemen
Beispiel 3: Optimierung eines komplexen
Entwässerungssystems mit starkem biogenen
Korrosionsangriff
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Beispiel 4 – Optimierung bestehendes Entwässerungssystems in Guttau
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Beispiel 4: Optimierung eines reinen
Druckentwässerungssystems in Chemnitz
Reines Druckentwässerungssystem
mit 7 Teilgebieten und Einleitung in
mehrere Zentral-Freispiegelsammler
Ziel:
▪ Berechnung der Sulfidfrachten unter
verschiedenen Betriebsbedingungen
▪ Ermittlung der H2S-Emissionen
▪ Beseitigung von
Geruchsbelästigungen und
Vermeidung von biogener Korrosion
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Beispiel 4 – Optimierung eines reinen Druckentwässerungssystems in
Chemnitz
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Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Beispiel 4 – Optimierung eines reinen Druckentwässerungssystems in
Chemnitz
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Teilgebiet Einleitstelle Schacht
An der Kohlung E 53 T6N110
Sechsruthenweg E 6 S5N340
Slevogtstraße E 5 T5N330
Kiefernweg E 4 T5S150
Liebermannstraße E 2 T5N410
Uhdestraße E 1 T4S110
Schmidt-Rottluff-Straße E 3 T4S110
Aufteilung der Druckentwässerung im Ortsteil Glösa
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Beispiel 4 – Optimierung eines reinen Druckentwässerungssystems in
Chemnitz
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Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Beispiel 4 – Optimierung eines reinen Druckentwässerungssystems in
Chemnitz
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E6
E4
E53
E5
E2
E1/3
E neu
Ausrüstungsempfehlung
Druckleitung verlängern
Entfall vorhandene Einleitpunkte
Fällmitteldosierstation
(Grundlastbetrieb)
Neuer Einleitpunkt
Erhalt vorhandene Einleitpunkte
Geruchsdämpfungssysteme
bereits installiert
Erweiterung der Ausrüstung mit
Geruchsdämpfungssystemen
Kartenquelle: Google maps
Bisherige Emissionsstrecke
künftig unbelastet (ab
Lichterweg)
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Beispiel 4 – Optimierung eines reinen Druckentwässerungssystems in
Chemnitz
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Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Beispiel 4 – Optimierung eines reinen Druckentwässerungssystems in
Chemnitz
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Lösungsvorschlag: ▪ Verlängerung der Druckleitungen
zu einem zentralen Punkt
▪ Basisdosierung gegen biogene
Korrosion mit Eisen je nach
Wassermenge und Temperatur
▪ Geruchsspitzen abmildern durch
Geruchsdämpfungssysteme
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Beispiel 4: Optimierung eines reinen
Druckentwässerungssystems in Chemnitz
Modernes Geruchs- und Korrosionsmanagement
Beispiel 4 – Optimierung eines reinen Druckentwässerungssystems in
Chemnitz
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Hauptsitz
Werkstraße 717
D-19061 Schwerin
Fon: +49 385 343371-20
Fax: +49 385 343371-31
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Die Spezialisten
gegen Geruch,
Korrosion und
Fremdwasser
![Geruch und Korrosion Ursachen, Wirkungen, Lösungen · 2017. 11. 26. · Quelle: [ATV-DVWK-M 154] Org. Material + SO 4 2-→ S2-+ H 2 O + CO 2 Geruch und Korrosion - Ursachen, Wirkungen,](https://img.pdfslide.net/doc/110x75/60fd2853ecd51c1b126ca984/geruch-und-korrosion-ursachen-wirkungen-lsungen-2017-11-26-quelle-atv-dvwk-m.jpg)
