Konzipierung und Projektierung einer Reinigungsanlage für Abwässer aus Probefahrten von Fährschiffen

Diplomarbeit , 2000 , 93 Seiten , Note: 1.3

Ingenieurwissenschaften - Maschinenbau

In dieser Arbeit soll eine Abwasserreinigungsanlage konzipiert und projektiert werden für Abwässer aus dem Schiffsbetrieb während der Probefahrt sowie für Abwässer aus der Reinigung des Maschinenraumes nach der Probefahrt.

Auf Neubauten fallen diverse Abwässer an, die sich alle im Bilgetank sowie auch in der Maschinenraumbilge sammeln. Des Weiteren fallen bei der Probefahrt und dem Probelauf der Hauptmaschinen Ölschlämme aus der Schwerölaufbereitung an Bord an, die im Sludge (Schlamm-) Tank gesammelt werden. Da die Neubauten jedoch bei der Übergabe an den Käufer meist leere und gereinigte Tanks sowie auch einen gereinigten Maschinenraum aufweisen müssen, ist es notwendig, nach der Probefahrt die entstandenen Ab- und Waschwässer zu entsorgen.

Das in den Tanks und der Maschinenraumbilge gesammelte Gemisch aus Wasser, Öl und Reinigungsmitteln soll zunächst mit einer geeigneten Pumpe von Bord gepumpt werden und anschließend in einer, in der Nähe des Ausrüstungskais stationär aufgestellten, Abwasserreinigungsanlage behandelt werden. Das aufbereitete Wasser soll anschließend in die Kanalisation eingeleitet werden (Indirekteinleitung), wobei Auf-lagen von Seiten der zuständigen Behörden zu beachten sind.

Bei der Erstellung des Konzepts sollte von vornherein die Wirtschaftlichkeit als eines der Hauptentscheidungskriterien für die spätere Umsetzung beachtet werden.

Inhaltsverzeichnis

• EINFÜHRUNG UND ZIEL DER ARBEIT.
• 1.1 FLENSBURGER SCHIFFBAU-GESELLSCHAFT MBH & Co. KG.....
• 1.2 ZIEL DER ARBEIT.
• GESETZLICHE GRUNDLAGEN
• STAND DER TECHNIK ZUR ABWASSERREINIGUNG.
• 3.1 VERFAHRENSÜBERSICHT ZUR ABWASSERREINIGUNG...
• 3.2 BIOLOGISCHE ABWASSERAUFBEREITUNG
• 3.3 CHEMISCH/PHYSIKALISCHE ABWASSERAUFBEREITUNG..
• 3.3.1 Adsorption....
• 3.3.2 Fällung/Flockung..
• 3.3.3 Elektrochemische Verfahren..
• 3.3.4 Ionenaustausch
• 3.3.5 Nassoxidation.....
• 3.4 MECHANISCHE ABWASSERAUFBEREITUNG
• 3.4.1 Schwerkraftsedimentation.
• 3.4.2 Fliehkraftsedimentation.
• 3.4.3 Flotation.
• 3.4.4 Filtration.
• 3.4.5 Membrantrennverfahren .........
• 3.5 THERMISCHE ABWASSERAUFBEREITUNG
• ABWASSERUNTERSUCHUNG.
• 4.1 QUALITATIVE ABWASSERUNTERSUCHUNG..
• 4.1.1 Definition und Herkunft der zu behandelnden Abwässer..
• 4.1.2 Erläuterungen zu den analysierten Abwässern.
• 4.1.3 Analyseergebnisse [vgl. Anhang 10 und 11].
• 4.1.4 Einstufung des Abwassers in Wassergefährdungsklassen nach Anhang 4 der VwVwS/Beurteilung der Genehmigungspflicht nach §33 des LWG.
• 4.2 UNTERSUCHUNG DER REINIGUNGSLEISTUNG VERSCHIEDENER FÄLLUNGS- UND FLOCKUNGS- BZW. ADSORPTIONSCHEMIKALIEN
• 4.2.1 Untersuchungsergebnisse der Firma Buderus.
• 4.2.2 Untersuchungsergebnisse der bei der Firma Protec behandelten Abwasserprobe.
• 4.3 QUANTITATIVE ABWASSERUNTERSUCHUNG
• 4.3.1 Darstellung der angefallenen Abwassermengen der Jahre 1998 bis 2000.
• 4.3.2 Bestimmung der mittleren jährlichen Abwassermenge und der mittleren Gesamtchargengröße......
• 4.3.3 Bestimmung der maximalen Chargengröße und des minimal notwendigen Volumens eines Sammel- bzw. Pufferbehälters
• ANLAGENKONZEPT
• 5.1 VARIATIONSMATRIX..
• 5.2 GRUNDFLIESSBILD DER REINIGUNGSANLAGE FÜR ABWÄSSER AUS DEM SCHIFFSBETRIEB UND DER SCHIFFSINNENREINIGUNG...
• 5.3 VERFAHRENSFLIESSBILD DER ABWASSERREINIGUNGSANLAGE FÜR ABWÄSSER AUS DEM SCHIFFSBETRIEB UND DER SCHIFFSINNENREINIGUNG.
• 5.4 AUFSTELLRAUM UND PLATZBEDARF DER ANLAGE
• 5.4.1 Beschreibung des Aufstellraumes.
• 5.4.2 Lageplan der Werft mit Aufstellraum der Abwasserreinigungsanlage und schematischer Darstellung der Rohrleitungen
• 5.5 SKIZZE DES AUFSTELLRAUMES MIT AUFSTELLUNGSPLAN DER ANLAGE
• PROJEKTPLANUNG
• AUSLEGUNG UND BERECHNUNG VON ROHRLEITUNGEN, BEHÄLTERN, PUMPEN UND APPARATEN
• 7.1 AUSLEGUNG DER HAUPTROHRLEITUNGEN
• 7.2 BERECHNUNGEN ZUR AUSLEGUNG DER PUMPE P1
• 7.2.1 Grundlagen für die Berechnung der minimal notwendigen Förderhöhe der Pumpe Pl..
• 7.2.2 Berechnung der minimal notwendigen Förderhöhe der Pumpe Pl.
• 7.2.3 Spezifikation der Pumpe Pl.
• 7.3 AUSLEGUNG UND SPEZIFIKATION DER PUMPE P4.
• 7.4 AUSLEGUNG UND SPEZIFIKATION DER PUMPEN P5 UND P6.
• 7.5 AUSLEGUNG UND SPEZIFIKATION DER DOSIERPUMPEN P2 UND P3
• 7.6 AUSLEGUNG UND FESTIGKEITSNACHWEIS DES SAMMELBEHÄLTERS B1
• 7.6.1 Festigkeitsnachweis des Behälters Bl
• 7.6.2 Skizze des Sammelbehälters Bl.
• 7.7 AUSLEGUNG UND SPEZIFIKATION DES REAKTIONSBEHÄLTERS B2.
• 7.8 AUSLEGUNG UND SPEZIFIKATION DES TROCKENGUTDOSIERERS H1.
• 7.9 AUSLEGUNG UND SPEZIFIKATION DER FILTERSACKEINHEIT F1.
• 7.10 AUSLEGUNG DES RÜHRWERKS R1.
• 7.11 AUSLEGUNG DES RÜHRWERKS R2.
• 7.12 GRAFISCHE DARSTELLUNG DES ABLAUFS DES CHARGENPROZESSES.
• WIRTSCHAFTLICHKEITSBERECHNUNG.....
• 8.1 ERLÄUTERUNG DER ANGEWENDETEN INVESTITIONSRECHENVERFAHREN
• 8.1.1 Statische Investitionsrechnung / Amortisationsrechnung.
• 8.1.2 Dynamische Investitionsrechnung / Kapitalwert- und Annuitätenmethode.
• 8.2 ERMITTLUNG DER BETRIEBS- UND INVESTITIONSKOSTEN UNTERSCHIEDLICHER ABWASSERREINIGUNGSANLAGEN
• 8.2.1 Ermittlung der Investitionskosten für verschiedene Investitionsvarianten..
• 8.2.2 Ermittlung der Investitionskosten für die verschiedenen Investitionsvarianten unter Berücksichtigung unterschiedlicher Entsorgungskostenentwicklungen.
• 8.3 ERGEBNISSE DER WIRTSCHAFTLICHKEITSBERECHNUNG
• 8.3.1 Ergebnisse der Berechnung der Amortisationszeit möglicher Investitionsvarianten....
• 8.3.2 Ergebnisse der Berechnung der Annuität möglicher Investitionsvarianten.....
• SCHLUSSBETRACHTUNG
• LITERATURVERZEICHNIS
• ANHANG

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Diplomarbeit befasst sich mit der Konzeption und Projektierung einer Reinigungsanlage für Abwässer aus Probefahrten von Fährschiffen. Ziel der Arbeit ist es, ein praktikables und wirtschaftliches Konzept für eine Abwasserreinigungsanlage zu entwickeln, das den gesetzlichen Vorgaben entspricht und die spezifischen Anforderungen des Schiffsbetriebs berücksichtigt. Die Arbeit analysiert die relevanten gesetzlichen Rahmenbedingungen, untersucht den Stand der Technik zur Abwasserreinigung und führt eine detaillierte Abwasseruntersuchung durch. Darüber hinaus werden verschiedene Anlagenkonzepte entwickelt und hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit bewertet.

• Gesetzliche Rahmenbedingungen für die Abwasserreinigung
• Stand der Technik zur Abwasserreinigung
• Abwasseruntersuchung und Charakterisierung
• Entwicklung von Anlagenkonzepten
• Wirtschaftlichkeitsanalyse

Zusammenfassung der Kapitel

Die Einleitung stellt die Flensburger Schiffbau-Gesellschaft MBH & Co. KG als Auftraggeber der Arbeit vor und erläutert das Ziel der Arbeit, ein Konzept für eine Abwasserreinigungsanlage zu entwickeln. Das Kapitel "Gesetzliche Grundlagen" behandelt die relevanten Gesetze und Verordnungen, die für die Abwasserreinigung relevant sind, wie das Wasserhaushaltsgesetz (WHG) und die Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Wasserhaushaltsgesetz über die Einstufung wassergefährdender Stoffe in Wassergefährdungsklassen (VwVwS). Das Kapitel "Stand der Technik zur Abwasserreinigung" gibt einen Überblick über verschiedene Verfahren zur Abwasserreinigung, darunter biologische, chemisch/physikalische, mechanische und thermische Verfahren. Die Abwasseruntersuchung umfasst sowohl qualitative als auch quantitative Analysen. Die qualitative Abwasseruntersuchung beinhaltet die Definition und Herkunft der zu behandelnden Abwässer sowie die Erläuterung der analysierten Abwässer. Die quantitative Abwasseruntersuchung umfasst die Darstellung der angefallenen Abwassermengen, die Bestimmung der mittleren jährlichen Abwassermenge und der mittleren Gesamtchargengröße sowie die Bestimmung der maximalen Chargengröße und des minimal notwendigen Volumens eines Sammel- bzw. Pufferbehälters. Das Kapitel "Anlagenkonzept" präsentiert verschiedene Anlagenkonzepte, darunter eine Variationmatrix, ein Grundfliessbild und ein Verfahrensfliessbild der Reinigungsanlage. Es werden auch der Aufstellraum und der Platzbedarf der Anlage sowie eine Skizze des Aufstellraumes mit Aufstellungsplan der Anlage dargestellt. Das Kapitel "Projektplanung" befasst sich mit der Auslegung und Berechnung von Rohrleitungen, Behältern, Pumpen und Apparaten. Es werden die Auslegung der Hauptrohrleitungen, die Berechnung der minimal notwendigen Förderhöhe der Pumpe P1, die Auslegung und Spezifikation der Pumpen P4, P5 und P6, die Auslegung und Spezifikation der Dosierpumpen P2 und P3, die Auslegung und Festigkeitsnachweis des Sammelbehälters B1, die Auslegung und Spezifikation des Reaktionsbehälters B2, die Auslegung und Spezifikation des Trockengutdosierers H1, die Auslegung und Spezifikation der Filtersackeinheit F1, die Auslegung des Rührwerks R1 und die Auslegung des Rührwerks R2 behandelt. Das Kapitel "Wirtschaftlichkeitsberechnung" erläutert die angewendeten Investitionsrechenverfahren, darunter die statische Investitionsrechnung/Amortisationsrechnung und die dynamische Investitionsrechnung/Kapitalwert- und Annuitätenmethode. Es werden die Ermittlung der Betriebs- und Investitionskosten unterschiedlicher Abwasserreinigungsanlagen sowie die Ergebnisse der Wirtschaftlichkeitsberechnung dargestellt.

Schlüsselwörter

Die Schlüsselwörter und Schwerpunktthemen des Textes umfassen die Abwasserreinigung, Fährschiffe, Probefahrten, Anlagenkonzeption, Projektierung, gesetzliche Rahmenbedingungen, Stand der Technik, Abwasseruntersuchung, Anlagenkonzept, Wirtschaftlichkeitsanalyse, Investitionsrechnung, Amortisationsrechnung, Kapitalwertmethode, Annuitätenmethode, Rohrleitungen, Behälter, Pumpen, Apparate, Umweltschutz, Nachhaltigkeit.

• Hochschule: Hochschule Hannover
• Note: 1.3
• Autor: Mirko Pakschys (Autor:in)
• Erscheinungsjahr: 2000
• Seiten: 93
• Katalognummer: V185601
• ISBN (eBook): 9783656981596
• ISBN (Buch): 9783867464987
• Sprache: Deutsch
• Schlagworte: konzipierung, projektierung, reinigungsanlage, abwässer, probefahrten, fährschiffen