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Abwasserwerk Stadt Bergisch Gladbach
Anlage 1.02 – Projektbeschreibung
Für die Planung der Maßnahmen: 01.01.434 Neubau einer Schlammbehandlungsanlage, Einbau einer Zentrifuge sowie Neubau einer Prozesswasserbehandlung und 01.01.435 Neu- bau von Werkstätten und Sanierung der Fahrzeughalle auf dem Klärwerk Beningsfeld in Ber- gisch Gladbach
Bei den nachfolgend aufgeführten Beschreibungen handelt es sich um eine interne Vorplanung zur Umsetzung des Projekts. Die Reihenfolge der Arbeitsschritte sind auf- grund der schwierigen Bedingungen des Projekts wie nachfolgend entstanden und sind nicht zwingend umzusetzen wie aufgeführt. Dieses Dokument und die darge- stellte Baureihenfolge dient lediglich zur Erläuterung der Randbedingungen des Pro- jekts, d.h. alternative, abweichende Planungen sind möglich und wünschenswert.
1 Allgemeines
Die Kläranlage Beningsfeld in Refrath reinigt das städtische Abwasser in Bergisch Gladbach. Als Abfallprodukt dieses Prozesses fällt Klärschlamm an, der entsorgt werden muss. Zuvor muss der Schlamm entwässert werden, um ihn besser transportieren und kostengünstiger verbrennen zu können.
Zu diesem Zweck wird auf dem Klärwerk eine Schlammbehandlungsanlage betrieben, wel- che aus zwei Kammerfiltermembranpressen besteht. Im Schlammbehandlungsgebäude sind neben dieser Anlage noch die Schlosserei, die Elektrowerkstatt, Lagerstätten, Öl- und Säure- lager, eine Schaltwarte mit Serverraum und Fahrzeugstellplätze untergebracht. Die nachfol- genden Punkte erläutern den Sanierungsbedarf an der Schlammbehandlungsanlage sowie am Gebäude selbst.
Weiterhin soll die vorhandene Fahrzeughalle (43) auf dem Gelände saniert werden.
Es handelt sich bei den Leistungen um zwei ABK Maßnahmen, die zur Aufrechterhaltung des Klärbetriebs notwendig sind.
Der Aufbau der Kläranlage kann dem nachfolgenden Lageplan entnommen werden. Zum Bau stehen die Fläche über der Belebung (38, 39), die Fläche über und rechts neben dem Gasbehälter (41) sowie die Fläche nach (Teil-)Abriss des aktuellen Schlammbehandlungsge- bäudes (45) zur Verfügung. Der Abriss des Schlammbehandlungsgebäudes soll stückweise erfolgen, weswegen nur infolge von Teilabrissen Fläche frei wird. Ursprünglich war geplant den Erdwall, der sich südlich der Vorklärung (26, 27, 28) bis zu den Nachklärbecken (33, 34) erstreckt (ist im Lageplan nicht eingezeichnet), ebenfalls als Baufläche zu nutzen. Jedoch ist für diese Fläche eine andere Nutzung im Flächennutzungsplan angegeben, weswegen diese Fläche für das gesamte Projekt nicht zur Verfügung steht. Erschwerend zur knapp zur Verfü- gung stehenden Fläche ist zu bedenken, dass die gesamte Baumaßnahme während des lau- fenden Betriebs durchzuführen ist.
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Abbildung 1: Lageplan Kläranlage Beningsfeld
2 Sanierung der Schlammbehandlungsanlage
2018 wurde die Notwendigkeit festgestellt, den Plattentransport sowie die Waschanlage und weitere Bestandteile der Schlammbehandlungsanlage zu sanieren. Eine nachfolgende Be- trachtung ergab, dass die Anlage insgesamt in keinem guten technischen Zustand ist. Die Kammerfilterpressen sowie deren Peripherie sind seit Inbetriebnahme des Klärwerks 1975 im Einsatz. Aufgrund des Alters und der vielen sanierungsbedürftigen Teile wurde eine Wirt- schaftlichkeitsbetrachtung durchgeführt, bei der mehrere Neubauvarianten und die Sanie- rung der Bestandsanlage betrachtet wurden.
Neben dem Neubau mit technisch gleichwertigen Filterpressen wurde auch die Umstellung auf Dekanter-Zentrifugen, als Alternative zur bestehenden Entwässerungsmaschine, in Be- tracht gezogen. Die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung wurde 2019 durch das Ingenieurbüro Dr. Denkert durchgeführt, mit dem Ergebnis, dass auf der Anlage zukünftig Zentrifugen zur Ent- wässerung eingesetzt werden sollen.
Es ist betrieblich nicht möglich die alte Anlage abzureißen und im Anschluss eine Neue zu errichten, da der Schlamm kontinuierlich anfällt und somit immer eine Entwässerung stattfin- den muss. Daher muss eine neue Anlage parallel zur alten errichtet werden, damit die Schlammbehandlung während der Bauzeit weiterlaufen kann. Alternativ wäre es möglich eine provisorische Schlammentwässerung über gemietete Förderbänder und eine Mietent- wässerung aufzubauen, was jedoch erhebliche zusätzliche Kosten und betriebliche Schwie- rigkeiten verursachen würde.
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3 Neubau des Schlammbehandlungsgebäudes
Zeitgleich zur Sanierungsplanung für die Schlammbehandlungsanlage wurde ein Sanie- rungskonzept für das Schlammbehandlungsgebäude erarbeitet. Dies wurde notwendig, da die Waschbetonplatten, die die Fassade des Gebäudes bilden, sanierungsbedürftig sind. Die Platten sind an den Trägern des Gebäudes aufgehängt und mehrere Verankerungen sind mittlerweile korrodiert. Zudem ist es an einigen Betonplatten bereits zu Abplatzungen gekom- men. Das Gebäude ist ebenfalls in den 1970er Jahren gebaut worden.
Von dem Ingenieurbüro LPI wurde ein Sanierungskonzept mit mehreren Varianten erstellt. Dabei wurden eine Sanierung und eine Erneuerung der Fassade, sowie ein kompletter Neu- bau betrachtet.
Die Sanierung der Fassade gestaltet sich aus baulichen Gründen sehr schwierig. Zudem schätzt LPI, dass die Sanierung keine längerfristige Verbesserung der Bausubstanz bewirkt und bereits nach 15 Jahren wieder saniert werden müsste.
Eine Erneuerung der Fassade würde mittelfristig eine Verbesserung des Zustands bewirken, ist jedoch unwirtschaftlich. Zudem ist diese Art von Gebäude (mit aufgehängten Betonfassa- denelementen) nicht für den Betrieb einer Zentrifugen-Anlage geeignet, da diese Vibrationen ins Gebäude einbringt.
Da eine weitere Nutzung als Schlammbehandlungsgebäude nicht möglich und eine Sanie- rung unwirtschaftlich ist, wird das Gebäude aufgegeben. Es wird ein neues Gebäude für die neue Schlammbehandlung geplant, so dass das alte Schlammbehandlungsgebäude abgeris- sen werden kann. Dies bedingt, dass die Schlosserei, die Elektrowerkstatt, die Lagerstätten und die Fahrzeuge aus diesem Gebäude ebenfalls in neue Gebäude verlegt werden müs- sen. Da der Erdwall aus planungsrechtlichen Gründen (Flächennutzungsplan) nicht bebaut werden kann, sollen zwei neue Werkstattgebäude errichtet werden. Der Neubau der Schlos- sereigebäude soll neben der Belebung gebaut werden. Der neue Standort für die Elekt- rowerkstatt ist auf der Freifläche neben dem Gasbehälter vorgesehen.
4 Neubau einer Prozesswasserbehandlung
Das bei der Entwässerung des Klärschlamms anfallende Prozesswasser ist stark mit Ammo- nium belastet und sorgt für Probleme im Klärbetrieb. Derzeit wird das Prozesswasser in ei- nem separaten Behälter zwischengelagert und in kleinen Mengen dem Klärprozess zuge- führt, um die Biologische Reinigungsstufe der Kläranlage nicht zu überlasten (d.h. aktuell ist eine Prozesswasserbehandlung nicht vorhanden). Im Zuge des Neubaus der Schlammbe- handlung soll eine Anlage zur Behandlung des Prozesswassers gebaut werden, um die Problematik für den Klärbetrieb zu beheben. Die Neuplanung der Prozesswasser- und Schlammbehandlungsanlagen ist eng miteinander verwoben (wie nachfolgend erläutert wird), weshalb eine gemeinsame Planung sinnvoller ist, als zwei getrennte Projekte durchzu- führen.
5 Geplanter Ablauf des Neubaus
Der Neubau der Schlammbehandlungsanlage soll direkt neben der alten Schlammbehand- lung, auf dem Gelände des Anbaus des Schlammbehandlungsgebäudes errichtet werden, da hier die zugehenden und abgehenden Leitungen für Klärschlamm und Prozesswasser am einfachsten angebunden werden können. Der Anbau (Stahlbauhalle) wurde nachträglich an die alte Schlammbehandlung angebaut und umfasst Lagerflächen, sowie zwei Garagenstell- plätze für Dienstfahrzeuge der Schlosserei. Bevor der Anbau abgerissen werden kann, muss
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für die hier untergebrachten Lagerregale und Fahrzeuge ein provisorischer Zwischenstandort gefunden werden. Als provisorisches Lager kann das alte A-Stufengebäude (18) auf der Kläranlage genutzt werden.
Auf dem Gelände der derzeitigen Schlammbehandlung soll nach dem Abriss das Kellerge- schoss verbleiben. Anschließend wird auf der Kellerdecke die neue Prozesswasserbehand- lungsanlage errichtet, sodass im Endzustand die neue Schlammbehandlung und die Pro- zesswasserbehandlung nebeneinanderstehen.
Die hohen Abhängigkeiten der einzelnen Anlagenteile sowie die in geringem Umfang zur Verfügung stehende Fläche führen zu einem stark eingeschränkten Bauablauf. Die nachfol- gende Darstellung zeigt die einzelnen Abhängigkeiten, die nach Planung und Ausführung aufgeteilt sind, dar. Diese werden nachfolgend weiter erläutert.
Abbildung 2: Abhängigkeiten zwischen den Gebäude-/Anlagentypen
Aufgrund der hohen Abhängigkeiten der einzelnen Anlagenteile sowie der gering zur Verfü- gung stehenden Fläche sind nachfolgende Schritte bei der Ausführung nötig. Auf die Auflis- tung der einzelnen Planungs- und Genehmigungsschritte, beispielweise Maßnahmenbe- schluss, Baugenehmigung etc. sowie der Vergabeverfahren wird hier verzichtet:
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Räumung des Anbaus der alten Schlammbehandlung
Provisorische Unterbringung der Fahrzeuge und der Lagerregale aus dem Werkstattbereich z.B. im A-Stufengebäude und in der Fahrzeughalle des Betriebs.
Abriss Anbau alte Schlammbehandlung
Hierdurch wird der Platz zum Bau des neuen Schlammbehandlungsgebäudes und der neuen Schlammbehandlungsanlage geschaffen.
Es gilt zu beachten, dass beim Abriss des Anbaus ein Loch in der Wand der Schlammbe- handlung offengelegt wird, welches provisorisch abgedeckt werden muss, solange das alte Schlammbehandlungsgebäude noch nicht abgerissen wurde.
Weiterhin muss davon ausgegangen werden, dass das gesamte Gebäude einen nicht uner- heblichen Anteil an Sondermüll enthält. Daher ist der Abriss des Anbaus so auszuführen, dass größere bzw. der geschätzten Menge entsprechende Flächen für die Zwischenlagerung des Sondermülls vorgesehen werden. Des Weiteren ist die Räumung auch entsprechend der gesetzlichen Lage beim Umgang/Bearbeiten bzw. Abriss von Gebäuden mit Sondermüll durchzuführen.
Neubau Schlammbehandlungsgebäude
An der Stelle des alten Anbaus wird das neue Schlammentwässerungsgebäude errichtet.
Neubau Schlammbehandlungsanlage
Einbau der gesamten technischen Ausrüstung für die neue Schlammbehandlungsanlage als Zentrifuge im neuen Schlammbehandlungsgebäude. Bis die neue Anlage stabil läuft, wird die alte Schlammentwässerung als Backup genutzt. Ein Raum für die Schaltwarte ist für die neue Anlage nicht mehr erforderlich. Neben den Entwässerungsmaschinen werden noch Fördertechnik, eine Polymeraufbereitungsanlage sowie Polymerlagertanks im Gebäude un- tergebracht sein. Neben dem neuen Schlammbehandlungsgebäude wird ein neues Schlammsilo errichtet.
Da der Bau im laufenden Betrieb erfolgen muss, muss die neue Anlage stückweise ange- schlossen werden. Daher kann der Abriss des alten Gebäudes erst nach Inbetriebnahme der neuen Anlage erfolgen.
Weiterhin müssen entsprechende Schnittstellen für die Prozesswasserleitungen an der neuen Schlammbehandlung vorgesehen werden, da der Umschluss an die Prozesswasser- behandlung nahtlos erfolgen muss.
Neubau E-Werkstatt
Parallel zum Neubau der Schlammbehandlung wird das neue Gebäude für die E-Werkstatt auf der Fläche neben dem Gasbehälter errichtet. Der Neubau muss vor dem Abriss des alten Schlammbehandlungsgebäudes erfolgen, da die E-Werkstatt aktuell innerhalb des alten
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Schlammbehandlungsgebäudes liegt. Zum Bau der E-Werkstatt gehört der Bau von Lager- räumlichkeiten.
Neubau Schlosserei
Parallel zum Neubau der Schlammbehandlung wird das neue Gebäude für die Schlosserei auf der Fläche neben den Belebungsbecken errichtet. Der Neubau muss vor dem Abriss des alten Schlammbehandlungsgebäudes erfolgen, da die Schlosserei aktuell innerhalb des al- ten Schlammbehandlungsgebäudes liegt. Zum Bau der Schlosserei gehört der Bau von La- gerräumlichkeiten, sowie eine Öl- und Säurelager.
Abriss altes Schlammbehandlungsgebäude
Das Obergeschoss und das Erdgeschoss des alten Schlammbehandlungsgebäudes werden nach der Räumung nicht mehr genutzt. Die technische Ausrüstung aus beiden Etagen kann komplett zurückgebaut und entsorgt werden. Anschließend wird das Gebäude bis zur eben- erdigen Kellerdecke abgerissen. Der Keller verbleibt, da hier auch Maschinentechnik unter- gebracht ist, die nicht zur alten Anlage gehört und weiterhin betrieben werden muss.
Beim Abriss der alten Schlammbehandlung muss ebenso wie beim Abriss des Anbaus auf eine entsprechende Abbruchplanung und Ausführung geachtet werden, die den gesetzlichen Regelungen mit Schadstoffen/Sondermüll gerecht wird. D.h. auch für diesen Teilschritt müs- sen entsprechende Flächen zur Zwischenlagerung vorgesehen werden und beim Abriss sind entsprechende Sicherheitsvorkehrungen zu treffen. Ursächlich hierfür ist, dass aktuell davon ausgegangen werden muss, dass das Gebäude aus Baustoffen besteht, die als Sondermüll behandelt werden müssen.
Vorbereitende Maßnahmen Kellerdecke alte Schlammbehandlung
Bevor die Kellerdecke der alten Schlammbehandlung bebaut werden kann, muss diese bau- lich vorbereitet werden. Der Abgang über die Kellertreppe muss separat eingehaust werden und die Kellerdecke muss wetterfest abgedichtet werden. Ggf. muss zusätzlich eine Keller- wand von außen abgedichtet werden (ob hierfür Erdarbeiten von Nöten sind, ist vom Auftrag- nehmer zu prüfen).
Neubau Prozesswasserbehandlungsanlage
Auf der Kellerdecke des alten Schlammbehandlungskellers wird die neue Prozesswasserbe- handlung gebaut.
Sanierung Fahrzeughalle
Die vorhandene Fahrzeughalle soll saniert werden. Die Planungsleistungen hierzu umfassen die Architekturplanung (überwiegend Kostengruppe 300) sowie die Technische Ausrüstung (KG 400).
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Planerische Abhängigkeiten
Die vorig erläuterten Einschränkungen bei der Ausführung erfordern einen übergeordneten Flächen- und Ablaufplan, welcher vom Generalplaner zu erarbeiten ist. Des Weiteren hat der Planer bei der Gestaltung zu beachten, dass alle neu errichteten Gebäude und Anlagen hochwassergerecht geplant und ausgeführt werden. Auch hierfür bedarf es eines auf sämtli- che Anlagen und Gebäude abgestimmten Gesamtplans.
Im Vergleich zur Ausführung verlaufen die planerischen Abhängigkeiten oftmals rückwärts. So muss bekannt sein, wie die Schlammbehandlungsanlage ausgelegt ist, um das Schlamm- behandlungsgebäude auslegen zu können. Weiterhin muss bekannt sein, welches Verfahren und auch wie die Prozesswasserbehandlung aufgebaut wird, um die Kellerdecke – vor allem aus statischer Sicht – entsprechend vorbereiten zu können. Falls eine statische Überbean- spruchung der Kellerdecke vorliegen sollte und diese nicht zu ertüchtigen ist, muss der Pla- ner den Standort, die Gestaltung und ggf. das Verfahren der Prozesswasserbehandlung an- passen. Diese möglichen Anpassungen beeinflussen ebenfalls die Gestaltung und Ausle- gung der Schlammbehandlungsanlage. So ergibt sich über die Schlammbehandlungsanlage die Menge und die Belastung des Prozesswassers. Auf dieser Basis muss die Prozesswas- serbehandlung ausgelegt werden. Neben der Art des Verfahrens (kontinuierliches Verfahren oder Batch-Verfahren) muss bestimmt werden, ob ein Pufferbehälter benötigt wird, ggf. wie groß dieser sein muss und wo dieser positioniert werden soll (übergeordneter Flächenplan).
Die Ertüchtigung der Kellerdecke beeinflusst die Abrissplanung des Schlammbehandlungs- gebäudes, da diese so gestaltet werden muss, dass Beschädigungen an der Kellerdecke vermieden werden. Weiterhin müssen geeignete freie Flächen zur Zwischenlagerung des Gebäudeschutts gefunden werden, ohne eine Einschränkung des Betriebs und der Neubau- ten hervorzurufen.
Beim Bau der neuen E-Werkstatt und Schlosserei, ist zum aktuellen Zeitpunkt noch nicht klar, ob ein (einziges) Gebäude gebaut wird und somit Synergieeffekte, wie z.B. eine ge- meinsame Heizung, nutzbar werden, oder ob es flächentechnisch notwendig ist, zwei Ge- bäude zu errichten.
Beim Abriss des Gebäudeanbaus ist zu klären, wie viel tatsächlich abgerissen werden muss, um die weiteren Schritte vollziehen zu können. Die Gestaltung und Größe des Schlammbe- handlungsgebäudes definiert, ob die durch den Abriss freiwerdende Fläche ausreichend ist. Sollte eine nicht ausreichend große Fläche vorliegen, müssen Anpassungen vom Planer bei Anlagen- und Gebäudegestaltung vorgenommen werden. Möglicherweise müssen hierfür weitere Flächen (z.B. aktuelle Dekanterposition) geräumt werden. Des Weiteren ist zu klä- ren, wie mit dem beim Abriss entstehenden Wanddurchbruch zum ehemaligen Anbau umzu- gehen ist (z.B. durch eine provisorische Abdeckung).
Die Prozesswasserbehandlung wird als Außenanlage errichtet, jedoch muss die Anbindung an die, im Gebäude befindliche Schlammbehandlungsanlage erfolgen. Hierdurch und durch die Ausmaße der Prozesswasserbehandlung, wird die Gestaltung des Schlammbehand- lungsgebäudes eingeschränkt. Weiterhin sollte der Mittelspannungsanschluss der Prozess- wasseranlage innerhalb des Schlammbehandlungsgebäudes erfolgen. Je nach Planung ist es möglich, dass die E-Werkstatt und die Schlosserei an denselben Mittelspannungsan- schluss angebunden werden. Somit muss der Mittelspannungsanschluss entsprechend ge- plant werden, um die Schlammbehandlungsanlage sowie das hierzu gehörige Gebäude, die Prozesswasserbehandlung, E-Werkstatt und Schlosserei mit genügend Leistung versorgen zu können. Dies ist jedoch nur möglich, wenn bekannt ist wie diese ausgelegt worden sind.
Der Mittelspannungsanschluss muss an die vorhandene Infrastruktur angeschlossen wer- den. Hier ist zu prüfen, ob der alte Mittelspannungsanschluss oder Teile davon für die neuen Anlagen geeignet sind oder ob entsprechende Maßnahmen ergriffen werden müssen. Beim
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Falle einer Wiederverwendung vorhandener Infrastruktur, muss beim Abriss des Schlamm- behandlungsgebäudes entsprechende Planung vorliegen.