Anlage zum LV_Lastenheft.pdf

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Klärwerk Ohligs

Erneuerung der Belüftung der Belebungsgruppe 1

Lastenheft

Ausführungsplanung ▪ Oktober 2026

Revisionsnr. 0.2

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KW Ohligs Erneuerung Belüftung Belebungsgruppe 1 ▪ Lastenheft

Inhalt

Verzeichnisse & Revision .................................................................................................... II

Verzeichnis der Anlagen ................................................................................................... II

Revision ............................................................................................................................ II

1 Veranlassung ................................................................................................................... 3

2 Allgemeines ..................................................................................................................... 4

2.1 Begriffsdefinition ........................................................................................................ 4

2.2 Verbindlichkeit ........................................................................................................... 4

2.3 Ergänzende Unterlagen ............................................................................................. 4

2.4 Betriebspunkte / Einstellwerte / Schaltpunkte ............................................................ 4

2.5 Ersatzwerte ............................................................................................................... 5

3 Schutzeinrichtungen ....................................................................................................... 5

4 Schnittstellen der Stoffströme (Planungsgrenzen) ....................................................... 6

4.1 Abwasser .................................................................................................................. 6

4.2 Rücklaufschlamm ...................................................................................................... 6

4.3 Druckluft .................................................................................................................... 6

4.4 Raumluft Aufstellraum Gebläse ................................................................................. 6

5 Beschreibung der Belebung ........................................................................................... 7

6 Beschreibung der Belebungsgruppe 1 .......................................................................... 7

7 Funktionsbeschreibung Becken 1.1 bis 1.4 ................................................................. 10

7.1 Einsatz einer herstellerseitigen Regelung für das Belüftungssystem ........................10

7.2 Schnittstellen der herstellerseitigen Regelung zur EMSR-Technik ............................10

7.3 Gleitende O2-Sollwert-Berechnung ..........................................................................11

7.4 Schrittsteuerung für die Belüftung der Belebungsbecken ..........................................11

7.5 Steuerung der Magnetventile im Wartungszyklus .....................................................12

7.6 Gleitdruckregelung ...................................................................................................12

7.7 Impulsbelüftung ........................................................................................................12

7.8 Kondensatentnahme ................................................................................................13

I

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7.9 Minimale und maximale Luftmengen ........................................................................13

7.10 Säuredosierung ........................................................................................................14

7.11 Belüftung bei Probenahmen .....................................................................................14

8 Funktionsbeschreibung Prozessluftversorgung ......................................................... 15

8.1 Allgemeine Beschreibung .........................................................................................15

8.2 Steuerung Verdichter und Blendenregulierschieber ..................................................16

8.3 Raumentlüftung ........................................................................................................17

9 EMSR-Technik ................................................................................................................ 18

9.1 Ergänzende Unterlagen ............................................................................................18

9.2 Vorgaben Elektrotechnik ...........................................................................................18

9.3 Niederspannungsverteilungen ..................................................................................18

9.3.1 NSV Biologie .........................................................................................................18

9.3.2 NSV Mechanik und SPS (Bestand) ........................................................................21

9.3.3 Leistungsbedarf .....................................................................................................22

9.4 Unterbrechungsfreie Stromversorgung .....................................................................22

9.5 Messtechnische Ausrüstung .....................................................................................22

9.6 Niederspannungsinstallationsanlagen ......................................................................24

9.6.1 Vor – Ort Steuerstellen (VOS) ................................................................................24

9.6.2 Beleuchtung ...........................................................................................................25

9.6.3 Übernahme der Verbraucher-Kabel aus Feld 5 ......................................................25

9.7 Automatisierungssystem ...........................................................................................26

9.7.1 Vernetzung Automatisierungsstationen ..................................................................26

9.7.2 Automatisierungskonzept .......................................................................................26

9.7.3 Bedienebenen........................................................................................................27

9.7.4 Verarbeiten von Prozessdaten ...............................................................................27

9.7.5 Regelungen ...........................................................................................................28

9.7.6 Schiebersteuerungen .............................................................................................28

9.7.7 Störmeldeverarbeitung ...........................................................................................28

9.7.8 Wiederanlauf nach Spannungsausfall ....................................................................29

9.8 Prozessleitsystem .....................................................................................................29

9.9 Sicherheitstechnische Anlagen .................................................................................30 II

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9.9.1 Brandmeldeanlage .................................................................................................30

9.9.2 Einbruchmeldeanlage ............................................................................................30

9.9.3 Sicherheitsbeleuchtung ..........................................................................................30

9.10 Netzersatzbetrieb .....................................................................................................30

9.11 Not – Halt – Konzept ................................................................................................30

9.12 Demontage ...............................................................................................................30

9.13 Provisorium ..............................................................................................................31

9.14 Anlagenkennzeichnungssystem ...............................................................................31

9.15 Explosionsschutzbestimmungen ...............................................................................31

9.16 Schutzmaßnahmen ..................................................................................................31

9.16.1 Schutz gegen gefährliche Körperströme ................................................................31

9.16.2 Erdungsanlage und Potentialausgleich ..................................................................32

9.17 Schutz gegen Blitzströme und Überspannungen ......................................................32

9.18 EMV – gerechte Installation ......................................................................................32

Entwurfsverfasser: ............................................................................................................. 33

III

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Verzeichnisse & Revision

Verzeichnis der Anlagen

Anlage 1: 803_1 AS_R+I_0-01_0_1 Verfahrensfließbild Gebläsestation

Anlage 2: 803_1 AS_R+I_0-02_0_1 Verfahrensfließbild Belebungsbecken 1.1 – 1.4

Anlage 3: Aggregateliste

Anlage 4: Messstellenliste

Revision

II

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1 Veranlassung

Das Klärwerk Ohligs ist in seiner jetzigen Ausbaustufe mit einer Ausbaugröße von 130.000 EW im Jahr 1997 fertiggestellt worden. Seitdem erfüllt es die Anforderungen an die Stickstoffelimi- nation, die in zwei parallel betriebenen Belebungsgruppen gewährleistet wird.

Die Belebungsgruppe 2 wurde in zwei Schritten in den Jahren 2011 und 2019 bereits umfas- send ertüchtigt und wird aktuell mit ca. 70 % das Abwasser beschickt. Die restlichen 30% des Abwasserstroms werden in der Belebungsgruppe 1 vollbiologisch nach dem Verfahren der intermittierenden Denitrifikation behandelt. Die Belebungsgruppe 1 wurde ursprünglich mit ei- ner vorgeschalteten Denitrifikation betrieben. Seit mehreren Jahren wird die Nitrifikationszone intermittierend belüftet und die Rezirkulationspumpen sind außer Betrieb. Seitdem wird die Denitrifikationszone nur noch von Abwasser und Rücklaufschlamm durchflossen. Nach einer Betriebszeit von etwa 30 Jahren und aufgrund des deutlichen altersbedingten Verschleißes ist eine Erneuerung notwendig.

Es soll das Belüftungssystem bestehend aus Gebläsen inkl. zugehöriger E-Technik, Rohrlei- tungen und Belüftern ersetzt werden. Dabei soll die Betriebsweise der intermittierenden Belüf- tung beibehalten und auch die Belüftung der ehemaligen Denitrifikationszone zukünftig ermög- licht werden.

Das Ziel der Maßnahme ist die vollständige Instandsetzung und Optimierung der Verfahrens- stufe Belebungsgruppe 1. Darunter ist zu verstehen:

 Vollständige Erneuerung der Gebläse mit Rohrleitungen und Regelarmaturen

 Vollständige Erneuerung des Belüftungssystems in den vier Beckenstraßen

 Erneuerung der Niederspannungsinstallationsanlagen der Belebungsgruppe 1 ein- schließlich Versorgungskabel und Vor- Ort Bedienstellen

 Erneuerung der Messtechnik

Veranlassung 3

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2 Allgemeines

2.1 Begriffsdefinition

Dieses Lastenheft wurde in Anlehnung an die Anforderungen der VDE/VDI 3694 erstellt, er- hebt aber nicht den Anspruch, den dort beschriebenen Umfang vollumfänglich zu erfüllen. Zielsetzung hier ist primär die Erläuterung aller relevanten verfahrenstechnischen Funktions- weisen.

2.2 Verbindlichkeit

Dieses Lastenheft dient als Vorlage für die Werkplanung der Auftragnehmer und nicht als ab- schließende Programmiervorlage. Das Lastenheft beschreibt die Forderungen des Auftragge- bers sowie den geforderten Mindest-Leistungsumfang.

Unter Berücksichtigung der Vorgaben dieses Lastenheftes sowie aller herstellerspezifischen und auftragnehmerspezifischen Vorgaben sowohl der Maschinen- als auch der Elektrotechnik erstellt der Auftragnehmer das Pflichtenheft im Rahmen seiner Werkplanung.

Die Vorfertigung der Komponenten und die Montage darf erst begonnen werden, wenn das Pflichtenheft durch den Auftraggeber freigegeben worden ist.

2.3 Ergänzende Unterlagen

Das hier vorliegende Lastenheft wird ergänzt durch die zugehörigen Aggregate- und Mess- stellenlisten sowie die entsprechenden Fließschemata.

In den Ergänzungsunterlagen sind z.B. alle Leistungsdaten, Messbereiche, Bedien- Visuali- sierungs- und Registrierungsebenen, etc. zu finden, die in diesem Lastenheft nicht gesondert aufgeführt werden.

Der spätere Betrieb und die Überwachung der Anlagen erfolgen durch den BRW.

Deshalb werden bei der Ausführung der Steuerung die Ausführungsvorgaben des BRW zu- grunde gelegt und bedürfen der Beachtung.

2.4 Betriebspunkte / Einstellwerte / Schaltpunkte

Alle Betriebspunkte / Einstellwerte / Schaltpunkte müssen durch den Bediener nachträglich über die Bedienebene veränderbar sein.

Allgemeines 4

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KW Ohligs Erneuerung Belüftung Belebungsgruppe 1 ▪ Lastenheft

In den folgenden Kapiteln sind an mehreren Stellen keine definitiven Zahlenwerte, sondern Platzhalter (XXX) bei Betriebspunkten, Einstellwerten oder Schaltpunkten eingetragen.

Hierbei handelt es sich z.B. um Ein- und Ausschaltpunkte, Grenzwerte oder Herstellervorga- ben, die erst final durch die Auftragsvergabe bzw. in der Werkplanung festgelegt werden. Erst in der Werkplanung wird beispielsweise die genaue Position von Messsonden oder das tat- sächliche Fabrikat von Aggregaten festgelegt. In der Auftragsvergabe werden die tatsächlich eingesetzten Fabrikate festgelegt.

Im Rahmen der Erstellung des Pflichtenheftes sind alle diese Platzhalter durch Zahlenwerte zu ersetzen.

2.5 Ersatzwerte

Für alle Messwerte muss durch den Bediener ein Ersatzwert angegeben werden können. Hier- durch kann bei Ausfall eines Messgerätes ein provisorischer / temporärer Betrieb aufrecht- erhalten werden.

3 Schutzeinrichtungen

Aggregate wie Pumpen und Gebläse sind mit folgenden Standard-Schutzeinrichtungen aus- gestattet (hart verdrahtet):

 Temperaturüberwachung

 Motorschutzschalter

 Drucküberwachung

Diese Schutzfunktionen werden nicht erneut in den hier aufgelisteten Aggregattabellen mit aufgeführt.

Schutzeinrichtungen 5

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4 Schnittstellen der Stoffströme (Planungsgrenzen)

4.1 Abwasser

Das Abwasser fließt der Belebungsgruppe 1 aus dem Ablauf der Vorklärung zu. Im Ablauf der Vorklärung erfolgt die Aufteilung des Abwasserstroms auf Belebungsgruppen 1 und Bele- bungsgruppe 2. Im Ist-Zustand ist die Standardaufteilung 30 % zu 70 %. Dies gilt auch für den Umbauzustand. Im Planungszustand wird die Standardaufteilung 50 % zu 50 % sein.

Der Abwasserzulauf in die vier Beckenstraßen der Belebungsgruppe 1 kann jeweils mit Klapp- wehren unterbunden werden. Diese sind im Ablauf der Vorklärung angeordnet.

Im Ablauf der vier Beckenstraßen der Belebungsgruppe 1 sind Überfallschwellen angeordnet, die eine hydraulische Trennung darstellen. Die Becken werden in keinem Betriebszustand von der Unterwasserseite her eingestaut.

4.2 Rücklaufschlamm

In den Zulaufbereich aller vier Beckenstraßen der Belegungsgruppe 1 wird ein Rücklauf- schlammteilstrom zugeführt. Die Rücklaufschlammzuführung kann jeweils mit Klappwehren unterbunden werden.

4.3 Druckluft

Die vier Beckenstraßen der Belebungsgruppe 1 werden mit Druckluft als Prozessluft versorgt. Die Gebläse sind im Maschinenhaus 1 aufgestellt, das oberhalb des Ablaufbereichs der Bele- bungsgruppe 1 angeordnet ist. Die Gebläse sowie das zugehörige Rohrleitungs- und Belüfter- system werden komplett erneuert. Die Gebläse werden im Planungszustand jeweils mit Lei- tungen zur Außenluftansaugung ausgestattet.

4.4 Raumluft Aufstellraum Gebläse

Der Aufstellraum der Gebläse ist mit einem Abluftventilator ausgestattet. Der Ventilator wird im Zuge der geplanten Maßnahme ersetzt. Die Raumluftzuführung erfolgt über eine vorhan- dene Zuluftöffnung mit Filter.

Schnittstellen der Stoffströme (Planungsgrenzen) 6

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5 Beschreibung der Belebung

Die biologische Reinigungsstufe des Klärwerks Ohligs besteht aus zwei Belebungsgruppen. Die Belebungsgruppe 1 besteht aus vier Straßen mit einem Gesamtvolumen von V= 4 x 3.510 m³ = 14.040 m³. Die parallel betriebene dreistraßige Belebungsgruppe 2 weist ein Beckenvo- lumen von 15.360 m³ auf. Die Wasseraufteilung auf die beiden Belegungsgruppen erfolgt di- rekt hinter der Vorklärung durch Steckbleche. Zukünftig ist eine Aufteilung auf die beiden Be- lebungsgruppen von jeweils 50 % vorgesehen. Beide Belebungsgruppen sind jeweils mit einer eigenen Gebläsestation zur Prozessluftversorgung ausgestattet.

Die Belebungsgruppe 2 wurde bereits in zwei Schritten in den Jahren 2011 und 2019 umfas- send ertüchtigt. Die Belegungsgruppe 2 ist mit Plattenbelüftern ausgerüstet und wird intermit- tierend betrieben.

Im vorliegenden Lastenheft wird ausschlielich der Betrieb der Belebungsgruppe 1 beschrie- ben, da die Belegungsgruppe 2 nicht Umfang der Maßnahme ist.

6 Beschreibung der Belebungsgruppe 1

Die Belegungsgruppe 1 besteht aus den vier Beckenstraßen sowie dem Maschinenhaus, in dem die zugeordnete Gebläsestation zur Prozessluftversorgung sowie die Niederspannungs- verteilung angeordnet sind.

Der Abwasserzulauf zu den vier Beckenstraßen erfolgt aus dem Ablauf der Vorklärung. Hier wird der Abwasserstrom über vier Klappwehre auf die vier Straßen aufgeteilt. Jede der Straßen wird mit einer separaten erdverlegten Rohrleitung DN 500 mit Abwasser beschickt. Der Rück- laufschlamm wird im Zulauf der Belebungsgruppe 1 über einen Quellschacht zugegeben, wel- cher direkt vor Kopf der vier Straßen angeordnet ist. Der Rücklaufschlamm wird über Klapp- wehre gleichmäßig auf die vier Straßen verteilt.

Die Benennung der Beckenstraßen erfolgt mit Blick in Fließrichtung von links nach rechts (lin- kes Becken = Beckenstraße 1).

Der Ablauf der vier Beckenstraßen vereinigt sich in einer gemeinsamen Ablaufrinne und fließt von dort über eine erdverlegte Rohrleitung DN 1100 der Nachklärung zu.

Die Gebläsestation befindet sich im Maschinenhaus, das oberhalb des Ablaufbereichs der Be- lebungsgruppe 1 angeordnet ist. Die drei Verdichter fördern auf eine Luftsammelleitung. An der Luftsammelleitung sind die Verteilleitungen zu den vier Beckenstraßen eingebunden. In den Verteilleitungen ist jeweils ein Blendenregulierschieber angeordnet. Außerhalb des Ma- schinenhauses verlaufen die Verteilleitungen in Beckenlängsrichtung an den Außenwänden. An den Verteilleitungen sind die Fallleitungen zu den Belüftungselementen eingebunden.

Beschreibung der Belebung 7

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Für die Belebungsgruppe 1 ist zukünftig eine intermittierende Betriebsweise vorgesehen.

In der nachfolgenden Tabelle sind die geplanten Antriebe dieser Verfahrensstufe aufgelistet:

Beschreibung der Belebungsgruppe 1 8

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KW Ohligs Erneuerung Belüftung Belebungsgruppe 1 ▪ Lastenheft

In der nachfolgenden Tabelle sind die Messungen dieser Verfahrensstufe aufgelistet:

Beschreibung der Belebungsgruppe 1 9

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7 Funktionsbeschreibung Becken 1.1 bis 1.4

7.1 Einsatz einer herstellerseitigen Regelung für das

Belüftungssystem

Für die intermittierende Regelung des Belüftungssystems der Beckengruppe 1 soll das Rege- lungssystem MESSNER® Control zur Kohlenstoff- und Stickstoffelimination eingesetzt werden. Die Regelung ermittelt die optimalen Nitrifikations- und Denitrifikationszeiten. Der Sauerstoff- sollwert wird bedarfsgerecht nach der Belastung angepasst.

Die Regelung beinhaltet die folgenden Module:

 Gleitende O -Sollwert-Berechnung 2

 Schrittsteuerung für die Belüftung der Belebungsbecken

 Steuerung der Magnetventile im Wartungszyklus

 Gleitdruckregelung

Zudem sind die Impulsbelüftung zur Durchmischung des Belebtschlamms während der nicht- belüfteten Phasen sowie die Entnahme des Kondensats, das in den Verteilleitungen anfällt, in die Regelung zu integrieren.

In der Regelstrategie sind die drei Gebläse sowie die vier Blendenregulierschieber zu berück- sichtigen.

7.2 Schnittstellen der herstellerseitigen Regelung zur EMSR-Technik

Die Regelungsstrategie ist durch den Hersteller in einem Regelungskonzept ausführungsreif zu beschreiben. Das durch den AG freigegebene Regelungskonzept dient als Grundlage der Programmierung durch den Hersteller. Im Leistungsumfang des Herstellers ist keine Pflichten- hefterstellung enthalten.

Der AN EMSR-Technik erstellt für die Gesamtmaßnahme ein Pflichtenheft und übernimmt die relevanten Funktionen der herstellerseitigen Regelungsstrategie.

Das Regelungsprogramm wird als Datenbaustein durch den Hersteller geliefert und durch den AN EMSR-Technik auf einer SPS S7-1516 implementiert.

Funktionsbeschreibung Becken 1.1 bis 1.4 10

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Die Visualisierung erfolgt im PLS FlowChief durch den AN EMSR-Technik und ist entspre- chend des Regelungskonzepts umzusetzen.

Die Ansteuerung der Gebläse, der Blendenregulierschieber sowie der weiteren Armaturen er- folgt, initiiert durch die herstellerseitige Regelung, über die Datenbausteine auf SPS-Ebene (Leistungsumfang des AN EMSR-Technik).

Eine eigene speicherprogrammierbare Steuerung für die herstellerseitige Regelung ist nicht vorgesehen.

7.3 Gleitende O2-Sollwert-Berechnung

Die folgenden Messungen stehen zur Ermittlung der gleitenden O -Soll-Werte zur Verfügung 2 und sind in die Regelung einzubinden:

 Druckmessung Sammelluftleitung

 NH -N-Messung Zulauf Belebungsgruppe 1 (installiert im Zulaufbereich von Becken 1.1) 4

 NH -N-Messung Ablauf Belebungsgruppe 1 (installiert im Ablaufgerinne Beckengruppe 1, 4 Messwert der Bestandsmessung ist über externe SPS verfügbar)

 NO -N-Messung Zulauf Belebungsgruppe 1 (installiert im Ablaufgerinne Beckengruppe 1, 3 Messwert der Bestandsmessung ist über externe SPS verfügbar)

Die O -Ist-Werte werden über die folgenden Messungen erfasst. 2

 O -Messung jeweils für Becken 1.1, Becken 1.2, Becken 1.3, Becken 1.4 2

Die biologischen Aktivitäten werden über errechnete Zulauf-, NH -N- und NO -N-Faktoren ge- 4 3 steuert. Die Faktoren sind Eingangsgrößen zur Ermittlung eines gleitenden O -Sollwerts, der 2 Grundlage für die Regelung der Luftversorgung der Biologie ist.

Bei Ausfall einzelner Messungen ist im Regelungskonzept eine verfahrenstechnisch sinnvolle Ersatzwertstrategie zu berücksichtigen.

7.4 Schrittsteuerung für die Belüftung der Belebungsbecken

Ziel der Schrittsteuerung ist die Ermittlung des optimalen Verhältnisses zwischen Nitrifikations- und Denitrifikationsdauer. Eine vorgegebene Zykluszeit wird in Schritte unterteilt. Über

Funktionsbeschreibung Becken 1.1 bis 1.4 11

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KW Ohligs Erneuerung Belüftung Belebungsgruppe 1 ▪ Lastenheft

änderbare Grenzwerte wird die Belüftungszeit belastungsabhängig schrittweise verlängert oder verkürzt.

Die vier Beckenstraßen werden in der grundlegenden Betriebsweise parallel belüftet.

Optional sollen jeweils zwei Beckenstraßen gemeinsam alternierend belüftet werden (paar- weise Becken 1.1+1.2 und Becken 1.3+1.4).

Optional sollen die vier Beckenstraßen alternierend belüftet werden.

7.5 Steuerung der Magnetventile im Wartungszyklus

In der Nitrifikations-Phase des jeweiligen Beckens sind zugehörige Magnetventile geschlos- sen. In der Denitrifikations-Phase werden zugehörige Magnetventile für die Dauer des War- tungszyklus geöffnet und in der weiteren Denitrifikations-Zeit wieder geschlossen.

7.6 Gleitdruckregelung

Grundlage der Gleitdruckregelung ist die Berechnung des aktuell erforderlichen Druckes in der Luftleitung anhand des Sauerstoffbedarfes in den Belebungsbecken.

Die Regelung erfolgt nach dem Prinzip des „most open valve“. Der Blendenregulierschieber des Beckens mit dem höchsten Sauerstoffbedarf (MOV) ist vollständig geöffnet, um Druckver- luste zu minimieren.

Bei Ausfall einzelner Messungen ist in der Regelung eine verfahrenstechnisch sinnvolle Er- satzwertstrategie zu berücksichtigen.

7.7 Impulsbelüftung

Während der unbelüfteten Phasen wird eine Stoßbelüftung zur Durchmischung des Be- lebtschlamms vorgesehen. Dabei wird der Beckeninhalt in frei wählbaren Abständen und für eine frei wählbare Dauer stoßweise belüftet, so dass eventuell abgesetzter Schlamm wieder in Schwebe gehalten wird. Die Impulsbelüftung ist im Regelungskonzept zu berücksichtigen.

Funktionsbeschreibung Becken 1.1 bis 1.4 12

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KW Ohligs Erneuerung Belüftung Belebungsgruppe 1 ▪ Lastenheft

7.8 Dabei ist zu beachten, dass die Luftsysteme je nach

Betriebszustand unterschiedliche Beaufschlagungszeiten

aufweisen können, wenn z.B. ein Gebläse erst neu anfährt. Die

daraus resultierende Verzögerung ist in der Programmierung zu

berücksichtigen, damit die Beaufschlagungszeit in jedem Becken

stets gleich ist. Kondensatentnahme

Zur Entnahme des Kondensats, das im Bereich der Verteilleitungen anfällt, wird je Straße im Leitungstiefpunkt ein Entnahmesystem mit Magnetventil vorgesehen. Die automatische Kon- densatentnahme ist im Regelungskonzept zu berücksichtigen (frei wählbare Abstände, frei wählbare Dauer).

7.9 Minimale und maximale Luftmengen

Die minimalen und maximalen Luftmengen, die während der belüfteten Phase zugeführt wer- den dürfen, sind abhängig von der installierten Belüfterfläche sowie von den Kennwerten der eingesetzten Membranbelüfter.

In der folgenden Tabelle sind die entsprechenden Grenzwerte aufgeführt. Die Werte sind auf Grundlage der tatsächlich eingesetzten Membranbelüfter durch den Lieferanten des Luftein- tragssystems im Rahmen der Erstellung des Regelungskonzepts zu prüfen und zu revidieren. Die Grenzwerte sind in der Regelung zu berücksichtigen.

Die Steuerung muss jederzeit sicherstellen, dass die Belüfter in den einzelnen Becken weder über die gemäß den Vorgaben des Belüfterherstellers zulässige Maximalbeaufschlagung hin- aus beaufschlagt noch die zulässige Mindestbeaufschlagung unterschritten wird.

Funktionsbeschreibung Becken 1.1 bis 1.4 13

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KW Ohligs Erneuerung Belüftung Belebungsgruppe 1 ▪ Lastenheft

7.10 Säuredosierung

Zur Beseitigung von kalkhaltigen Ablagerungen in den Belüfterplatten werden an jeder Straße zwei Anschlüsse für eine mobile Säuredosierung vorgesehen. Die Säuredosierung erfolgt be- darfsweise über eine mobile Dosiereinrichtung mit Pumpe. Für die Stromversorgung der Do- sierpumpe wird je Dosierstelle eine 240 V-Steckdose vorgesehen, die außerhalb der Belüf- tungszyklen stromlos geschaltet wird.

7.11 Belüftung bei Probenahmen

Das intermittierend belüftete Becken erhält neben der zeitgesteuerten Impulsfunktion eine ma- nuelle Impulsfunktion, so dass das Betriebspersonal per Tastendruck eine kurze Belüftung auslösen kann. Die Belüftung erzeugt damit für die Probenahme einen vollständig durchmisch- ten Belebtschlamm. Die Funktion wird in die Mess- und Regelungstechnik sowie in das PLS integriert.

Funktionsbeschreibung Becken 1.1 bis 1.4 14

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8 Funktionsbeschreibung Prozessluftversorgung

8.1 Allgemeine Beschreibung

Zur Prozessluftversorgung der Belebungsbecken 1.1 bis 1.4 werden drei Verdichter mit jeweils geräteseitiger Steuerung und integriertem Schaltschrank eingesetzt.

Funktionsbeschreibung Prozessluftversorgung 15

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8.2 Steuerung Verdichter und Blendenregulierschieber

Die Ansteuerung der Verdichter und der Blendenregulierschieber erfolgt initiiert durch die her- stellerseitige Regelung für das Belüftungssystem über eigene Datenbausteine auf SPS-Ebene (Leistungsumfang des AN EMSR-Technik).

Abhängig von den Betriebspunkten (bzw. den bereitzustellenden Luftmengen) sind Verdichter, so zu verschalten, dass jederzeit der bestmögliche Gesamtwirkungsgrad erzielt wird (Zuschal- tung eines Aggregats, Parallelbetrieb beider Aggregate, Abschaltung eines Aggregats etc.). Die erforderlichen Vorgaben für diese energieoptimierte Betriebsweise sind durch den Liefe- ranten der Verdichter im Rahmen der Werkplanung zu erstellen.

Die Laufzeiten der Verdichter sind durch wechselnde Zuordnungen zu vergleichmäßigen.

Während der unbelüfteten Zeiten der Becken ist die zugeordnete Absperrklappe der jeweiligen Luftleitung zu schließen.

Hinweis:

Die vorliegende Funktionsbeschreibung umfasst nicht die Überwachung und Regelung der einzelnen Gebläse. Die Überwachung und Regelung der Aggregate ist Teil der geräteseitigen Steuerung und ist durch den Lieferanten der Gebläse eigenverantwortlich umzusetzen.

Im Fall von Störungen wird wie folgt reagiert:

Funktionsbeschreibung Prozessluftversorgung 16

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KW Ohligs Erneuerung Belüftung Belebungsgruppe 1 ▪ Lastenheft

8.3 Raumentlüftung

Der Abluftventilator dient zur Raumentlüftung der Gebläsestation. Die Verdichter der Prozess- luftversorgung saugen Außenluft an, so dass über sie kein Luftwechsel im Raum erfolgt. Die Wärmelast der Verdichter muss über den Abluftluftventilator aus dem Raum abgefahren wer- den.

Für die Steuerung des Ventilators ist die Temperaturmessung im Raum sowie die Tempera- turmessung im Außenbereich zu berücksichtigen. Zusätzlich läuft der Ventilator mindestens auf einer festgelegten Grundstufe für einen 1-fachen Luftwechsel pro Stunde. Bei steigender Raumtempe- ratur erhöht sich die Lüftungsleistung. Die Grundlüftung bleibt immer, d.h. auch bei Störung der Tem- peraturregelung bzw. -messung, aktiv. Überschreitet die Raumtemperatur einen einstellbaren Wert, wird der Ventilator betrieben (stufenweiser Betrieb über Frequenzumrichter). Bei Unter- schreitung eines einstellbaren Wertes wird der Ventilator abgeschaltet.

Im Fall von Störungen wird wie folgt reagiert:

Funktionsbeschreibung Prozessluftversorgung 17

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KW Ohligs Erneuerung Belüftung Belebungsgruppe 1 ▪ Lastenheft

9 EMSR-Technik

9.1 Ergänzende Unterlagen

Das hier vorliegende Kapitel EMSR-Technik wird ergänzt durch die zugehörigen Anlagen ein- schließlich der entsprechenden Fließbilder.

In den Ergänzungsunterlagen sind z.B. alle Leistungsdaten und Messbereiche zu finden.

Erläuterungen zu Bedienebenen sind in dieser Funktionsbeschreibung unter Punkt 9.7.3 auf- geführt.

Der spätere Betrieb und die Überwachung der Anlagen erfolgen durch den Bergisch-Rheini- schen Wasserverband (BRW).

Deshalb werden bei der Ausführung der Steuerung die Ausführungsvorgaben des BRW zu- grunde gelegt und bedürfen der Beachtung.

9.2 Vorgaben Elektrotechnik

Bei der Ausführung der elektrotechnischen Anlagen sind die Ausführungsvorgaben des BRW zu beachten.

Insbesondere ist der Standard Elektrotechnik BRW in der aktuellen Fassung zu berücksichti- gen. Dieser liegt den Ausschreibungsunterlagen bei.

9.3 Niederspannungsverteilungen

Die Niederspannungsschaltanlage wird mit CE-Konformitätserklärung nach EU – Maschinen- verordnung 2023/1230 und entsprechend der Niederspannungsrichtlinie sowie der EMV- Richtlinie als Anreihfelder im Stahlblechgehäuse komplett neu errichtet. In den Niederspan- nungsschaltanlagen ist ein Netzüberwachungsgerät zur Visualisierung der Netzparameter vor- zusehen.

9.3.1 NSV Biologie

Für die Erneuerung der Biologie im Klärwerk Ohligs ist eine Niederspannungsschaltanlage zur Versorgung, Absicherung, Steuerung und Überwachung der in der Antriebs- und Messstellen- liste aufgeführten Verbraucher zu errichten.

EMSR-Technik 18

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KW Ohligs Erneuerung Belüftung Belebungsgruppe 1 ▪ Lastenheft

Die Schaltanlage besteht aus insgesamt 11 Anreihfeldern. Die Felder 1 bis 4 werden separat an ihrem ursprünglichen Platz aufgestellt. Die weiteren Felder werden als zusammenhän- gende Schaltanlagenanreihung mit Wandaufstellung über Eck ausgeführt. Die Schaltanlagen- felder haben folgende Abmessungen: jeweils B x H x T: 800 x 2000 x 600 mm. Die Felder 5 – 11 werden auf einem Sockel mit 200 mm Höhe aufgestellt.

Die reguläre Einspeisung und die Notstromeinspeisung erfolgen in Feld 1 und sind mit einem Netzumschalter so zu verriegeln, dass eine unzulässige Parallelschaltung ausgeschlossen wird.

Die Dimensionierung der Einspeisung, Sammelschienen und Abgänge ist auf Grundlage einer Last-, Kurzschluss- und Selektivitätsberechnung vorzunehmen. Dabei sind insbesondere die drei Umrichterantriebe mit jeweils 90 kW, die Anlauf- und Einschaltströme sowie die Gleich- zeitigkeitsfaktoren zu berücksichtigen.

Der Leistungsbedarf wird durch die erforderlichen Verbraucher des Maschinenhauses mit Be- lebung sowie die notwendige Messtechnik bestimmt. Dazu gehören:

• Motorische Blendenregulierschieber, Straßen 1–4

• Motorische Klappen, Straßen 1–4

• Magnetventile Kondensatentleerung, Straßen 1–4

• Magnetventile Druckentlastung, Straßen 1–4

• Verdichter 1

• Verdichter 2

• Verdichter 3

• Abluftventilator Gebläsestation

• Klappe 4 Sammelleitung

• Klappe 5 Sammelleitung

• Klimagerät Schaltanlagenraum

• Automatisierungsstation

• Messtechnische Ausrüstung gemäß R+I – Schema und Datenpunktliste

EMSR-Technik 19

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KW Ohligs Erneuerung Belüftung Belebungsgruppe 1 ▪ Lastenheft

• Allgemeininstallation und Beleuchtung

Für jeden Verbraucher ist ein eindeutig zugeordneter und beschrifteter Abgang vorzusehen. Die Abgänge sind entsprechend der jeweiligen Verbraucherart mit den erforderlichen Kurz- schluss-, Überlast- und Leitungsschutzvorrichtungen auszustatten.

Abbildung 1: Schaltanlagenraum mit neuer NSV Biologie

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9.3.2 NSV Mechanik und SPS (Bestand)

Der Bereich Mechanik / Vorklärung bleibt im Bestand und wird durch den BRW weiter betrie- ben. Dazu gehören die Schaltfelder F6 bis F12. Die Schaltfelder sind in der Mitte des Schalt- anlagenraums angeordnet. Das Feld 6 enthält die Steuerspannungsversorgung der Mechanik. Es wird demontiert und 180° gedreht neben Feld 12 wieder montiert, um Platz für die neu zu errichtende Schaltanlage zu schaffen.

Die NSV Mechanik wird zukünftig über einen 400 A – Leistungsabgang aus der neuen NSV Biologie (Feld 4) versorgt. Das Sammelschienensystem in der NSV Mechanik ist entsprechend anzupassen.

Die Felder 21 bis 24 enthalten die Messungen und Automatisierung für die Mechanik / Vorklä- rung und verbleiben ebenfalls im Bestand. Die erforderliche Versorgungsspannung wird in Feld 6 erzeugt.

Abbildung 2: Umbau Schaltanlagenraum, Schaltfelder der Mechanik (blau markiert) bleiben im Bestand

Die Schaltfelder 6 bis 12 sowie 21 bis 24 können somit, ohne Beeinflussung der neuen NSV Biologie, bei Bedarf zu einem späteren Zeitpunkt zurückgebaut werden.

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9.3.3 Leistungsbedarf

Die gesamte installierte elektrische Leistung beträgt: 617 kW

Leistungsbedarf der Erweiterung unter Berücksichtigung der Gleichzeitigkeit: 453 kW

Anschlussleistung bei cos φ = 0,9: 502 kVA

Reserve 20%: 100 kVA

Gesamtanschlussleistung: 602 kVA

Nennstrom: 895 A

Die Bemessungsstromstärke für den Schaltschrank beträgt: 1000 A

Der ermittelte Leistungsbedarf beinhaltet den weiteren Betrieb der Vorklärung und Mechanik über das Maschinenhaus 1. Der BRW plant eine Erneuerung der mechanischen Reinigungs- stufe mit einhergehender Verlegung der elektrischen Bezugsleistung in andere Gebäude. Der Abgang zur Versorgung der mechanischen Reinigung bleibt im Maschinehaus 1 auch zukünf- tig bestehen.

9.4 Unterbrechungsfreie Stromversorgung

Eine zentrale USV – Einspeisung in die neue NSV ist nicht vorgesehen. Die SPS wird mit einem Batteriemodul als Puffer für kurzzeitige Spannungsausfälle ausgerüstet.

9.5 Messtechnische Ausrüstung

Die Messeinrichtungen im gesamten, geänderten Anlagenbereich werden neu ausgestattet.

Vorrangig ist die Anbindung der Messungen über Profinet vorgesehen. Alle Messwertgeber, die nicht über Profinet ausgewertet werden können, sind mit dem Norm-Ausgangssignal 4 - 20 mA zu betrieben. Die Messwertverarbeitung erfolgt dann über die analogen Eingänge des Automatisierungsgerätes (SPS), Grenzwerte sind sowohl hardware- als auch softwareseitig in der Steuerung zu verarbeiten.

Die Leitungsführung zwischen den Becken und dem Schaltschrank erfolgt durch vorhandene Kabelleerrohre im Bestand. Nach Abschluss aller weiteren Kabelinstallationen im Projektum- fang sind die Bauwerksanschlüsse entsprechend der erforderlichen Schutzart zu verschlie- ßen.

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Generell gelten für die Messeinrichtungen folgende Hinweise:

• die Festlegung der Ex-Schutz-Zonen ist vor Ausführung abzustimmen,

• jeder Messkreis erhält die herstellerspezifische Überspannungsschutzeinrichtung,

• alle Messsignale werden im Automatisierungssystem überwacht. Zusätzlich werden auch alle vorhandenen Störmeldekontakte der Messumformer berücksichtigt.

Folgende Messeinrichtungen werden vorgesehen. In der Datenpunktliste und dem R&I- Schema ist der Mindestumfang der Planung detailliert dargestellt:

Belebungsgruppe 1, Straße 1–4

• AKZ 20.01Q-02: NH₄-N-Messung Zulauf BB1 Straße 1, Funktion QIR

• AKZ 20.01Q-03: NH₄-N-Messung Ablauf BB1 (Bestand), Funktion QIR

• AKZ 20.01Q-04: NO₃-N-Messung Ablauf BB1 (Bestand), Funktion QIR

• AKZ 20.01Q-01: O₂-Messung Straße 1, Funktion QIR

• AKZ 20.02Q-01: O₂-Messung Straße 2, Funktion QIR

• AKZ 20.03Q-01: O₂-Messung Straße 3, Funktion QIR

• AKZ 20.04Q-01: O₂-Messung Straße 4, Funktion QIR

• AKZ 20.02P-01: Druck Straße 2, Funktion PIR

• AKZ 20.03P-01: Druck Straße 3, Funktion PIR

• AKZ 20.04P-01: Druck Straße 4, Funktion PIR

• AKZ 20.01P-01: Druck Straße 1, Funktion PIR

Gebläsestation

• AKZ 23.01P-01: Druck Sammelleitung, Funktion PIRC

• AKZ 23.01T-01: Temperatur innen, Funktion TIC

• AKZ 23.01T-02: Temperatur außen, Funktion TIC

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9.6 Niederspannungsinstallationsanlagen

Die gesamte Verkabelung der technischen Ausrüstung zwischen den Schaltanlagen und An- trieben/Messtechnik ist vollständig zu demontieren und neu zu installieren.

Die Anlagenbereiche sind über Kabelschächte und Kabelleerrohre (Bestand) verbunden. Die vorhandenen Kabelwege können weitestgehend genutzt werden. Die Kabelführung am Bele- bungsbecken sowie in der Gebläsehalle ist in Form von Kabelwannen und Kabelschutzrohren vorgesehen. Die Trassen werden im Innenbereich verzinkt und im Außenbereich in Edelstahl ausgeführt. Bei senkrechter Kabelführung werden Steigtrassen verwendet. Die Anordnung der Kabelwege ist dem Ausführungsplan Elektrotechnik im Anhang zu entnehmen.

Als Einspeiseleitung für die neue Niederspannungsverteilung der Biologie wird die vorhandene Zuleitung (TN-C System, 4-polig, 185 mm²) weiterverwendet. Die Erneuerung der Einspeise- leitung auf ein 5-poliges Kabel ist nicht eingeplant. Die Bestandsleitung ist auch für die neue NSV ausreichend dimensioniert.

Am Belebungsbecken werden vier und im Gebläseraum des Maschinenhaus 1 eine Steckdo- senkombination mit CEE 32 A – Anschluss installiert.

Der Abluftventilator in der Gebläsehalle wird temperaturgeregelt. Zusätzlich läuft der Ventilator mindestens auf einer festgelegten Grundstufe für einen 1-fachen Luftwechsel pro Stunde. Bei steigender Raumtemperatur erhöht sich die Lüftungsleistung. Die Grundlüftung bleibt immer, d.h. auch bei Störung der Temperaturregelung bzw. -messung, aktiv. Eine Heizung ist nicht geplant.

Im Schaltanlagenraum ist die neu installierte Raumklimatisierung zu verkabeln und anzuschlie- ßen.

An jeder Belüftungsleitung der Belebungsbecken ist eine separate, automatisiert geschaltete 230 V – Schuko-Steckdose für den temporären Betrieb des Säuredosiersystems zu installie- ren.

9.6.1 Vor – Ort Steuerstellen (VOS)

Auf Grund des Alters der Installationsanlagen ist der vollständige Austausch der Vor-Ort-Steu- erstellen der neuen Aggregate notwendig. Zur Vor-Ort-Bedienung werden dazu an allen Ag- gregaten entsprechende Bedienstellen mit Schaltern und Tastern vorgesehen. Die genauen Installationsorte (Wand- /Standsäulenmontage) sind den entsprechenden Bauwerksplänen zu entnehmen.

Die Gebläsestufen sind mit einer herstellereigenen Vor- Ort- Steuerung ausgestattet.

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Es ist der Standard Elektrotechnik BRW zu berücksichtigen.

9.6.2 Beleuchtung

Die Beleuchtung wird in folgenden Anlagenbereichen erneuert:

• Schaltanlagenraum

• Gebläsehalle

• Magazin

• Belebungsbecken

Die Installation der Beleuchtung in den verfahrenstechnisch optimierten Bereichen erfolgt auf Grundlage der durchgeführten Beleuchtungsberechnungen. Diese liegen der Ausführungspla- nung als Anlage bei.

Die Türen in den Außenbereich erhalten eine akkugepufferte Fluchtwegleuchte. Neben den Türen werden Feuchtraumschalter zum Schalten der Beleuchtung installiert.

9.6.3 Übernahme der Verbraucher-Kabel aus Feld 5

Das Schaltfeld 5 der Bestandsanlage wird demontiert. Die Kabel der allgemeinen Abgänge müssen in die neue Schaltanlage übernommen und angeschlossen werden. Die Kabel werden nicht erneuert. Folgende Kabel sind umzulegen:

• -W219_04: Heizungen FäKa - Station

• -W208_23: Beleuchtung Eingang Gebläse

• -W208_24: Beleuchtung Schaltanlage Magazin

• -W209_02: Außenbeleuchtung Regenbecken

• -W209_03: Einlauf Vorklärung

• -W209_06: Außenbeleuchtung Eingang Turbo-Raum

Die Dimensionierung der Abgänge ist der beigefügten Netzberechnung zu entnehmen.

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9.7 Automatisierungssystem

Die Belebungsstufe der Kläranlage Ohligs erhält eine Automatisierungsstation S7 1516-3PN als neue Steuerung. Die Automatisierungsstation erhält kein eigenes Touch-Panel. Ein Panel für den Bereich ist im Schaltanlagenraum bereits vorhanden. Das Panel muss für den neuen Funktionsumfang entsprechend visualisiert werden.

Die Gebläse werden mit einer Hersteller-eigenen Steuerung ausgerüstet und über Profinet an die Automatisierungsebene angebunden. Vor Ort an den Modulen sind eigene Bedienpanel der Hersteller verbaut.

Die bisherige SPS im Maschinenhaus 1 ist bereits durch den BRW erneuert worden und bleibt für den Bereich mechanische Reinigung erhalten.

9.7.1 Vernetzung Automatisierungsstationen

Die vorhandene Vernetzungsstruktur der Kläranlage Ohligs wird mit dem neuen Anlagenbe- reich der Biologie erweitert. Die Automatisierungsstation wird über Profinet an den Bestand des Kläranlagennetzes angeschlossen. Der LWL – Busknoten befindet sich im Schaltanlagen- raum Feld 23.

Die Anbindungen der Automatisierungsstationen sind dem Automatisierungsschema zu ent- nehmen.

9.7.2 Automatisierungskonzept

Der spätere Betrieb und die Überwachung des neuen Anlagenbereichs erfolgt durch den Ber- gisch-Rheinischen Wasserverband. Aus diesem Grund sind bei der Ausführung der Steuerung die Ausführungsvorgaben des BRW zugrunde zu legen.

Die Automatisierung ist mittels Speicherprogrammierbarer Steuerung zu realisieren, so dass der Betrieb der Belebung gewährleistet ist. Der autarke Betrieb ist für folgende Funktionen zu realisieren:

▪ Bedienen ▪ Beobachten ▪ Prozessdiagnose ▪ Datensicherung

Aktoren, Sensoren und Antriebe sind auf der Feldebene direkt an die Automatisierungsstation anzuschließen. Die Automatisierungsstation wird entsprechend der Aufteilung auf die Verfah- rensbereiche über einen lokalen Bus an das Bedienpanel gekoppelt.

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Hilfsschalter von Motorschutz- und Leitungsschutzschaltern, sowie Sicherheitsverriegelungen werden der jeweiligen Steuerungsverriegelung (Hardware) zugeordnet.

9.7.3 Bedienebenen

Die Ansteuerung von Aggregaten erfolgt auf drei Ebenen:

1. Vor – Ort - Bedienebene:

Die Vor-Ort-Steuerstellen besitzen die höchste Priorität. Sie werden zum Teil, abhängig von den individuellen Vorgaben des Betreibers, ohne Verriegelungen ausgeführt. Sicherheitsrele- vante Verriegelungen werden grundsätzlich in den entsprechenden Steuerungen hardware- technisch ausgeführt. Dies gilt für notwendige Grenzwertmessungen ebenfalls.

An den Vor-Ort-Steuerstellen werden Wahlschalter mit den Stellungen „Hand-0-Auto“ inte- griert. Bei mehrstufigen Antrieben sind entsprechend mehr Schaltstellungen erforderlich. Es sind Reparaturschalter für jeden Antrieb vor Ort vorzusehen.

2. Automatisierungsebene:

Die Automatik-Bedienbeben beinhaltet die Steuerung/Regelung der Aggregate über die Auto- matisierungsstation unter Einbeziehung der mess- und verfahrenstechnischen Vorgaben.

3. Prozessleitsystemebene:

Das Prozessleitsystem dient der zentralen Beobachtung, Bedienung und Dokumentation der Anlage. Hier werden Betriebszustände, Messwerte, Sollwerte und Störmeldungen visualisiert. Bedienbefehle aus dem Prozessleitsystem werden nur ausgeführt, wenn sich das jeweilige Aggregat in der Betriebsart „Automatik“ befindet und alle erforderlichen Freigaben vorliegen.

Die Prozessleitsystem-Bedienebene hat die geringste Priorität. Die Betätigung von der zent- ralen Leitwarte erfolgt über den Bedienplatz des Leitsystems.

9.7.4 Verarbeiten von Prozessdaten

Über die Automatisierungsebene erfolgt die Verarbeitung von Prozessdaten:

▪ Verarbeiten der Messwerte (Plausibilität, Grenzwertüberwachung), ▪ Bildung von Rechenwerten, ▪ Bildung von Störmeldungen aus Messwerten, ▪ Bildung von Störmeldungen aus digitalen Eingängen, ▪ Bildung von Sammelstörmeldungen,

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▪ Verarbeiten sämtlicher, für den Verfahrensablauf und für die Betriebssicherheit wichtigen Informationen und die Umsetzung der erforderlichen Steuerungsmaßnahmen, ▪ Bildung von Rechenwerten, ▪ Verarbeitung von Sollwerten, ▪ Verarbeitung von Prozessparametern, ▪ Laufzeitüberwachung von Zweirichtungsantrieben, ▪ Verarbeitung von Betriebsstundenzählwerten, ▪ Verarbeitung von Verbrauchswerten, ▪ Nullspannungssichere Programmspeicherung der eingegebenen Programme und Daten.

Die freie Programmierung von Grenzwerten, Sollwerten, Prozessparametern, verfahrenstech- nischen Zeiten, Laufzeiten etc. erfolgt über das Operator-Panel und die Automatisierungssta- tion.

Schaltpunkte sind mit einer für den Bediener frei einstellbaren Hysterese zu versehen.

Zusammenhängende Prozesse sind in demselben Automatisierungsgerät zu programmieren.

9.7.5 Regelungen

Das Regelungskonzept der Rudolf Messner Umwelttechnik AG (RMU) wird als standardisier- ter Software-Baustein direkt im Anwenderprogramm der neuen Siemens S7-Steuerung 1516- 3PN der Biologie implementiert. Es kommt kein externes, proprietäres Regelgerät zum Ein- satz. Sämtliche Regelungsalgorithmen, Stellgrößen und Parameter sind in den zugehörigen Datenbausteinen des TIA Portal – Projekts abgelegt. Die Erfassung der Prozessmesswerte sowie die Ansteuerung der Stellglieder (Gebläse-Frequenzumrichter, Regelventile) erfolgen direkt über die lokalen E/A-Baugruppen der SPS.

9.7.6 Schiebersteuerungen

Schiebersteuerungen sind in ihrer Laufzeit zu überwachen. Bei Überschreitung der maximalen Laufzeit ist das Aggregat automatisch auszuschalten und eine Störmeldung zu generieren.

9.7.7 Störmeldeverarbeitung

Grundsätzlich sind Störmeldungen im Schaltschrank als Meldung im Touch – Panel und als Leuchtmelder zu signalisieren. Einzelmeldungen werden nach Absprache mit dem Betreiber zu einer Sammelstörmeldung zusammengefasst.

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Das Prozessleitsystem (PLS) ist so anzupassen, dass der Betreiber festlegen kann, welche Störmeldungen auf den Sammelalarm des Klärwerks aufgeschaltet werden.

Für alle vier O₂-Sonden sowie für die NH₄- und NO₃-Messung im Ablauf sind Überwachungs- funktionen vorzusehen. Diese sollen bei Grenzwertüberschreitungen oder -unterschreitungen nach einer einstellbaren Zeit eine Störmeldung erzeugen. Die Meldungen müssen manuell auf den Sammelalarm aufgeschaltet oder davon abgewählt werden können (Meldeschablone an- passbar für Messungen).

Beispielhafte Überwachungen:

• O₂-Wert BB1.1 > a für b Minuten: Störmeldung

• O₂-Wert BB1.2 < c für d Minuten: Störmeldung

Dies ist entsprechend für die weiteren drei O₂-Sonden sowie für die NH₄- und NO₃-Messung im Ablauf der Belebung 1 vorzusehen.

Die Stör – und Betriebsmeldungen sind der angehängten Signalliste zu entnehmen.

9.7.8 Wiederanlauf nach Spannungsausfall

Im Automatikbetrieb muss die Anlage nach Spannungsausfall oder kurzzeitigen Spannungs- wischern wieder in den ungestörten Betrieb übergehen. Störungen, die durch den Spannungs- ausfall verursacht werden, sind beim Hochfahren der Anlage zurückzusetzen. Alle Störungen, die vor dem Netzausfall bestanden, müssen nach Rückkehr in den Netzbetrieb weiterhin vor- handen sein.

9.8 Prozessleitsystem

Das vorhandene Prozessleitsystem FlowChief wird in den Steuerungs – und Überwachungs- funktionen des Planungsbereichs der Belebungsbecken angepasst und erweitert. Dazu zählen die Prozessbilder für Gebläsestation sowie die entsprechenden Bereiche der Belebungsbe- cken.

Die erforderlichen Daten erhält das PLS von der angebundenen Automatisierungsstation NSV Biologie.

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9.9 Sicherheitstechnische Anlagen

9.9.1 Brandmeldeanlage

Die Neuerrichtung einer Brandmeldeanlage gehört nicht zum Projektumfang.

9.9.2 Einbruchmeldeanlage

Eine Neuerrichtung einer Einbruchmeldeanlage gehört nicht zum Projektumfang.

9.9.3 Sicherheitsbeleuchtung

Der Schaltanlagenraum und die Gebläsehalle werden mit akkubetriebenen Fluchtwegbeleuch- tungen ausgestattet.

9.10 Netzersatzbetrieb

Im Außenbereich der Maschinehalle befindet sich die Möglichkeit für den Anschluss einer mo- bilen Notstromanlage. Die Verkabelung verläuft im Bestand in Feld 1 und wird nicht erneuert.

9.11 Not – Halt – Konzept

Das Not-Halt-Konzept wird auf Grundlage der von den Auftragnehmern (MT und ET) für den jeweiligen Lieferumfang durchgeführten Risikobeurteilung umgesetzt. Vorrangig ist von der folgenden Festlegung der Not-Halt-Bereiche auszugehen:

• Maschinenhaus

• Belebungsbecken

Die endgültige Anbringung der Not – Halt – Taster ist mit dem Betrieb abzustimmen.

Im Not-Halt-Konzept muss mindestens umgesetzt werden, dass bei Betätigung eines Not-Halt- Tasters (im Maschinenhaus / an den einzelnen Gebläsen / auf den Bedienbrücken) alle Ge- bläse abzuschalten sind.

9.12 Demontage

Die Schaltanlagenfelder F1 bis F4, F5, F13 bis F16 sowie F17 bis F20 werden demontiert.

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Der Doppelboden im Schaltanlagenraum wird bis auf die im Bestand verbleibenden Schaltfel- der demontiert und erneuert.

Sämtliche zu erneuernde bzw. nicht mehr verwendete Niederspannungs- und Steuerungska- bel an den Belebungsbecken, der Gebläsehalle und dem Schaltanlagenraum sind zu demon- tieren. Dazu gehören ebenso die Steuerstellen, Aggregate und Kabelverlegesysteme.

Weiteres siehe Dokument zur Bauablaufplanung.

9.13 Provisorium

Der Umbau der biologischen Stufe erfolgt im laufenden Betrieb. Dazu werden zur Aufrechter- haltung der Belüftung in den Bauphasen III und IV zwei Leihgebläse (jeweils ca. 200 kW) in- stalliert. Es ist kein Parallelbetrieb vorgesehen.

Zum Anschluss der Provisorien wird ein Gruppenverteiler mit 400 A – Lastabgang erforderlich.

Der Umbau ist in der Bauablaufplanung beschrieben.

9.14 Anlagenkennzeichnungssystem

Es ist das Anlagenkennzeichnungssystem des Betreibers (BRW) zu verwenden.

9.15 Explosionsschutzbestimmungen

In den zu erneuernden Anlagenbereichen sind keine Ex – Zonen definiert.

9.16 Schutzmaßnahmen

9.16.1 Schutz gegen gefährliche Körperströme

Das Netz des KW Ohligs ist als TN-C-System vorhanden.

Die neue Niederspannungsschaltanlage wird im TN-S-System aufgebaut.

Hierzu ist eine Erdung vorzusehen, bei der die elektrisch leitfähigen Gehäuse von Betriebs- mitteln mit einem Schutzleiter verbunden werden.

PE- und N – Leiter sind separat zu führen.

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Die Abgänge für Steckdosen und bewegliche Verbraucher sind mit Fehlerstromschutzschal- tern, Nennfehlerstrom 0,03 A auszustatten.

9.16.2 Erdungsanlage und Potentialausgleich

Der Potentialausgleich ist für die neu zu errichtenden Anlagekomponenten an die vorhandene Potentialausgleichsanlage anzubinden. Der Potentialausgleich der vorhandenen Anlage ist gemäß den gültigen Richtlinien zu prüfen und zu ertüchtigen.

9.17 Schutz gegen Blitzströme und Überspannungen

Bei der Projektierung und Ausführung des Überspannungsschutzes sind die Vorschriften be- züglich des Errichtens von Niederspannungsanlagen und Überspannungsschutzeinrichtungen einzuhalten.

Die Erweiterung bzw. Erneuerung der Blitzschutzanlage gehört nicht zum Projektumfang.

9.18 EMV – gerechte Installation

Aus Zuverlässigkeitsgründen ist eine EMV-gerechte Installation erforderlich.

Es wird auf die Einhaltung der entsprechenden DIN bzw. EN-Normen hingewiesen. Durch die bestehenden Anlagen ist mit elektromagnetischen, elektrostatischen und hochfrequenten Stö- reinflüssen zu rechnen. Für die neu zu installierenden Anlagen sind ausreichende Schutz- und Erdungsmaßnahmen zu treffen. Dies beinhaltet das Einhalten der erforderlichen Abstände zwischen Signalleitungen und Starkstromleitungen und die Verwendung abgeschirmter Kabel und Leitungen mit Verdrillung paariger Adern für die MSR-Installation.

Unter Hinweis auf die zu erstellende EG-Konformitätserklärung betreffend der EMV-Richtlinie ist auf die Anwendung der harmonisierten EMV-Normen zwingend zu achten.

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Entwurfsverfasser:

atd Ingenieurgesellschaft mbH

Aachen, den 27.10.2026

Entwurfsverfasser: 33