Ausführung der gewählten Maßnahmen zur Emissionsminderung

Sobald Maßnahmen zur Emissionsminimierung ausgewählt sind, muss ihre Ausführung, organisatorischer oder anlagentechnischer Art, im Detail geplant werden. Sofern unerwartete Probleme im Zuge der Detailplanung und/oder der Überprüfung festgestellt werden, kann eine Überarbeitung der Auswahl der Möglichkeiten zur Emissionsminderung erforderlich werden. Es ist völlig klar, dass eine erfolgreiche Ausführung von Minde-rungstechniken eine sorgfältige Planung erfordert. Ansonsten würde die Minderungstechnik einen niedrigen Wirkungsgrad und ein schlechtes Kosten-Nutzen-Verhältnis hinsichtlich der Umweltinvestition aufweisen.

Die erforderliche Zeit für die Ausführung der Emissionsminderungsmaßnahmen hängt sehr von der Art der Maßnahme und der Anlagenart ab, in die sie einzubauen sind:

 organisatorische Maßnahmen, z. B. die Überwachung von Betriebsweisen oder des praktischen Ablaufs können gewöhnlich relativ schnell umgesetzt werden

 Überwachungsmaßnahmen, z. B. die Optimierung der Computersteuerung, können mehrere Monate (oder sogar Jahre) zur Entwicklung und zum Testen unter Praxisbedingungen in Anspruch nehmen

 Maßnahmen bei der Anlagentechnik, z. B. Einführung von Minderungstechniken oder Prozessänderungen zur Reduktion an der Quelle können einige Monate bis zu einigen Jahren erfordern. Dies hängt vom Pro-jektumfang und den Möglichkeiten des Einbaus der Technik in einer laufenden Anlage ab. Diese Zeitspan-ne beinhaltet die Auslegung der technischen Einrichtungen, das GeZeitspan-nehmigungsverfahren, das Detailengi-neering, die Anlagenbeschaffung, den Einbau und die Inbetriebnahme. In vielen Fällen ist für die Umset-zung der Anlagenänderungen das komplette Herunterfahren (Generalüberholung) erforderlich und in gro-ßen chemischen oder petrochemischen Betrieben kann dies nur einmal in ein paar Jahren erfolgen.

2.2.2.6 Qualitätssicherungsverfahren

Qualitätssicherungsverfahren sind Instrumente, die als “Trouble Shooter“ eingesetzt werden, wenn ein be-stimmtes Behandlungsverfahren außer Kontrolle gerät oder die Genehmigungsanforderungen nicht erfüllen kann. Die Emissionen einer Behandlungsanlage hängen von der Rohgascharakteristik und vom Wirkungsgrad der Behandlungstechnik ab. Zur Überprüfung des Erfolgs eines Behandlungsverfahrens muss die Qualität des Reingases mit den vorgegebenen Grenzwerten verglichen werden. Werden diese Grenzwerte nicht eingehalten, ist eine umgehende Wiederherstellung des Betriebs mit Einhaltung der Grenzwerte erforderlich [cww/tm/129]durch:

 Feststellung der Änderung

 Identifizierung der Ursache für die Änderung

 Ergreifen von Abhilfemaßnahmen, mit denen das System wieder in den bestimmungsgemäßen Betrieb ge-bracht wird

Für die Problemlösung und die Verbesserung des Systems ist die Betrachtung der gesamten Anlage erforderlich und für Abhilfemaßnahmen ist die Zusammenarbeit verschiedener Abteilungen notwendig. Im Folgenden wer-den diese Verfahren für die Abwasserbehandlung dargestellt. Für die Abgasbehandlung gelten die gleichen Verfahren.

Durchführung von Kontrollen[cww/tm/129]

Einige Einflussfaktoren können vom Betreiber einer Abwasserbehandlungsanlage überwacht werden, wie der Schlammabzug eines Sedimentationsbeckens, der Sauerstoffgehalt und der stoffliche Zulauf, die bei Bedarf angepasst werden können. Andere Einflussfaktoren unterliegen nicht der Kontrolle des Betreibers, z. B. die Menge des Abwassers und seine Charakteristik. Diese sich ändernden Parameter können große Auswirkungen auf den Betrieb der Abwasserbehandlungsanlage und letztlich auf die Qualität des eingeleiteten Abwassers ha-ben.

Die überwachbaren Parameter werden alle als Reaktion auf eine Veränderung des Systems geregelt. Die Rege-lung in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen stellt eine RückkoppRege-lung dar, mit der versucht wird, eine konstante Ablaufqualität bei schwankendem Zulauf zu erreichen. Mit den nicht überwachbaren Einflussfakto-ren wird in vorausschauender Art oder mittels “Feed forward“ (Vorkopplung) umgegangen. Online Test- und Messverfahren geben der Abwasserbehandlungsanlage Vorwarnungen über Änderungen, die im Zulauf auftre-ten.

Überwachung/Verbesserung[cww/tm/129]

Die übliche Art der Überwachung einer Abwasserbehandlungsanlage ist die Prozessüberwachung. Es werden diejenigen Prozesse überwacht, die für die Einhaltung der Grenzwerte und zum Betrieb innerhalb der vorgege-benen Abwasserqualität erforderlich sind, wodurch ein Teil der Systemüberwachung verloren geht. Die zu er-greifenden Schritte bei Verlust der Prozesskontrolle sind wohl bekannt, wie Feststellung der Ursache, Maß-nahmen zur Identifizierung und Abhilfe (siehe oben). Die einfache Möglichkeit, nichts zu unternehmen, ist in den meisten Fällen nicht akzeptabel.

Im Sinne der Qualitätssicherung bedeutet “unter Kontrolle”, dass das System mit Schwankungen so gut wie möglich umgeht, aber der Prozess selbst ist nicht in der Lage ist, die festgelegten Abwassergrenzwerte statis-tisch einzuhalten, entweder weil es neue Grenzwerte gibt, oder weil sich der Zulauf geändert hat. Neue Grenz-werte erfordern Verbesserungen, die sich aus einer Reihe von Abhilfemaßnahmen zum Erreichen eines neuen Regelungsbereiches ergeben, der innerhalb der neuen Grenzwerte liegt.

Instrumente zur Qualitätsverbesserung[cww/tm/129]

Das Ziel der Qualitätsverbesserung ist das Verwerfen üblicher Standards und das Erklimmen eines bis dahin nie erreichten Leistungsniveaus, um so den Lösungsbereich auszubauen, der oberhalb der Verbesserung von offen-sichtlichen Problemen liegt. Während es durchaus wichtig ist, ein System zum Laufen zu bringen, dürften die Überprüfung des gesamten Systems und die Identifizierung potenzieller Verbesserungsmöglichkeiten wichtiger sein. Der Weg dazu besteht aus einem dreistufigen Vorgehen:

 Ermittlung der Gründe potenzieller Probleme

 Beschaffung der Daten und Analysen

 Statistische Prozessüberwachung

Der erste Schritt zur Problemlösung und zur Qualitätsverbesserung besteht in der Konzentration auf eine be-grenzte Anzahl potenzieller Probleme und im Versuch, ihre Ursachen herauszufinden. Ein Ursache-Wirkungs-Diagramm in Form eines ISHIKAWA-Fishbone-Diagramms, wie es in Abbildung 2.6 dargestellt ist, bietet ei-nen effektiven Weg, die verschiedeei-nen Ideen zu den möglichen Ursachen zu ordei-nen und darzulegen.

Ein anderes Instrument ist diePareto-Analyse, das aus einem abgestuften Vergleich von Faktoren eines Prob-lems besteht. Es ist eine graphische Möglichkeit, die entscheidenden Faktoren eines ProbProb-lems zu identifizieren und sich darauf zu konzentrieren.

Ein Fließdiagramm stellt die erforderlichen Schritte zur Entwicklung der gewünschten Ergebnisse dar und kann zur Klarstellung der eingesetzten Verfahrensweisen angewendet werden sowie ein einfaches Verständnis des Gesamtprozesses liefern.

Der zweite Schritt der Problemlösung und zur Qualitätsverbesserung besteht in der Beschaffung von genauen und verlässlichen Daten und ihrer Analyse. Dazu werden die erforderlichen Informationen gesammelt und die Daten für eine bessere Verwendungsmöglichkeit aufbereitet, z. B. in Form von Histogrammen und/oder Ent-wicklungskurven. Dies ermöglicht die Veranschaulichung des Ausmaßes der Prozessschwankung und die Iden-tifizierung spezieller Probleme.

Der dritte Schritt auf dem Weg zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit der Abwasserbehandlungsanlage ist der Einsatz derstatistischen Prozessüberwachung (SPC). Bei der SPC werden statistische Methoden zur Un-tersuchung, Analyse und Überwachung der Schwankungen eines Prozesses angewandt. Es ist ein Mittel, aussa-gekräftige Informationen über einen Prozess zu gewinnen, sodass gegebenenfalls erforderliche Verbesserungs-maßnahmen durchgeführt werden können. Die SPC wird zur Quantifizierung von streuenden Daten und zur ma-thematischen Bestimmung, ob ein Prozess stabil oder instabil verläuft, voraussagbar oder unbeständig ist, ver-wendet. Ein SPC-Diagramm ist ein Werkzeug, das auf folgende Fragen Antworten geben kann:

 liefert die Abwasserbehandlungsanlage stets die gleichen Ergebnisse?

 liegt sie im Rahmen der statistischen Überwachung oder liegen spezifische Ursachen für die Nichtüberein-stimmung auf der Hand?

 liegt ihr Betrieb im zu erwartenden Bereich, soweit es die technischen Rahmenbedingungen zulassen?

 wann genau sind Abhilfemaßnahmen erforderlich und wann sollte das System ohne Aufsicht bleiben?



BESCHÄFTIGTE STOFFE VERFAHREN

MESSUNGEN MASCHINEN

Schlechte Wartung

Fehlende Aufmerksamkeit

Fehlende Ausbildung Ungenügendes Personal

Ungenügende Vermischung

Schlechte Ablauf-qualität

(Genehmi- gungsver-stöße) Falsches Produkt

Falsche Rohstoffzufüh-rungsrate

Falscher Zugabepunkt

Schlechte Zulaufqualität

Falsche Anlagen-einstellungen

Unsachgemäße Pro-duktabtrennung

Fehlerhafte Verfahrensweisen

Falsche Anlagen -ablesungen

Ungenügender Gehalt an gel östem Sauerstoff Ungenügendes Abfallrecycling

Übermäß ige hydrau-lische Belastung Nicht genügend Nährstoffe

Mangelnde Überwachung

Schlechter Schlammindex

Auswirkung

Abbildung 2.6: Ursache-Wirkungs-Diagramm einer schlechten Abwasserqualität

Bei der Erstellung eines SPC-Diagramms werden aus den Daten die oberen und unteren statistischen Grenzen berechnet. Diese Grenzen sind durch den Prozess bedingt und ergeben sich aufgrund der bisherigen Betriebs-weise. Sie sollten nicht mit den betrieblichen Überwachungsgrenzwerten verwechselt werden, das sind die Grenzwerte für den Betrieb der Abwasserbehandlungsanlage oder der Genehmigung. Die betrieblichen Über-wachungsgrenzwerte müssen innerhalb der statistischen Grenzen (obere und untere) liegen.

Eine sofortige Reaktion oder Maßnahme ist erforderlich, wenn:

 die Daten außerhalb der statistischen Grenze liegen und deshalb von einer speziellen Ursache der Schwan-kung auszugehen ist, z. B. die Art der Probenahme, eine unkontrollierte Mutterlaugenableitung oder Mess-instrumente, die eine Kalibrierung benötigen

 die statistischen Grenzen zu weit auseinander liegen und die aktuellen Werte eventuell außerhalb des Ü-berwachungsbereichs oder der Genehmigungsgrenzwerte liegen.

Sofern die durch den Prozess festgelegten Grenzen außerhalb der betrieblichen Vorgaben oder Anforderungen liegen, reagiert der Betreiber auf die festgestellten Prozessänderungen möglicherweise richtig. Er müht sich mit einem System ab, dessen Betrieb innerhalb eines Bereiches erfolgen soll, innerhalb dessen ein Betrieb aber nicht beständig möglich ist. Die Daten zeigen an, dass es für einen stabilen Betrieb der Abwasserbehandlungs-anlage zu große Schwankungen gibt und Systemänderungen erforderlich sind, um die Anlage in den Griff zu bekommen.