Machbarkeitsstudie zur Zusammenlegung der Kläranlagen der Bundesstadt Bonn

Mitteilungsvorlage
öffentlich
231468
Die Oberbürgermeisterin
Federführung:
66 Tiefbauamt
Dezernat:
Dez. III
Machbarkeitsstudie zur Zusammenlegung der
Kläranlagen der Bundesstadt Bonn
Beratungsfolge
Ausschuss für Umwelt, Klima und Lokale
Agenda
29.08.2023 Kenntnisnahme
Mitteilung:
Ausgangssituation
Die beauftragte Machbarkeitsstudie (MBKST) zur Zusammenlegung der Bonner
Kläranlagen ist zum Großteil fertiggestellt. Es war Ziel der MBKST, umfassend
zu untersuchen, wie die Kläranlage Salierweg (KAS) dahingehend ertüchtigt
und erneuert werden kann, damit es technisch möglich ist, die gesamten Ab-
wassermengen aller 4 Bonner Kläranlagen an einem Standort zu reinigen. Zur
weitergehenden technischen und wirtschaftlichen Prüfung hinsichtlich der An-
zahl an zukünftigen Kläranlagenstandorten und des günstigsten Zeitpunktes
der Überleitung wurden mögliche Ausbauvarianten am Standort der Kläranlage
Salierweg definiert.
In der Studie waren eine umfassende Bestandsaufnahme (Stand 2020) der
Abwasserreinigungsanlagen (Reinigungsleistung, Verfahrens-, Bau- und Ma-
schinentechnik) und der Abwasserüberleitungen (Bestandsnetze) sowie sämtli-
che kostentechnischen Aspekte zu betrachten. Anhand dynamischer Simulatio-
nen wurden die möglichen Reinigungsleistungen der einzelnen Varianten mo-
dellhaft technisch nachgewiesen. Es wurden mögliche Kapazitätserhöhungen
der Kläranlage Salierweg mit konventionellen biologischen Verfahren und mit
neueren technischen Membranverfahren gegenübergestellt und bewertet.
Bei der Abwasserüberleitung wurden die Bestandsnetze einschließlich der Hy-
draulik untersucht und mögliche Überleitungsalternativen des Abwassers von
den Kläranlagen Duisdorf (KAD), Beuel (KAB) und Bad Godesberg (KAG) zur
Kläranlage Salierweg (KAS) definiert und hinsichtlich ihrer Umsetzbarkeit über-
prüft.
Die Ergebnisse der MBKST werden nachfolgend in Kapiteln zusammengefasst.
Abwasserreinigung
Untersucht wurden die Varianten 1 bis 4
1 1 Standort KAS
2 2 Standorte KAS+KAB oder KAS+KAG
3 3 Standorte KAS+KAG+KAB
4 Bestand 4 Standorte KAS+KAG+KAB+KADSeite 1 von 24
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Es wurde jeweils betrachtet, ob diese Varianten mit Membran-Verfahren (MBR)
oder mit Biologischen Verfahren möglich sind. Weitere Untervarianten 1a, 1b,
2a, 2b, 2c, 3a, 3b und 4 wurden gebildet und weiter untersucht.
Eine Variante 5 bzgl. eines neuen Standortes wurde geprüft, aber aufgrund von
dafür nicht verfügbaren Flächen im Stadtgebiet verworfen.
Die Umsetzbarkeit des Ausbaus der KAS und der Überleitungen der 3 Kläran-
lagen KAD, KAG und KAB kann nur nacheinander erfolgen, u.a. aus techni-
schen, personellen und wirtschaftlichen Gründen.
Bei den konventionellen Biologischen Verfahren kann eine aufbauende Kapa-
zitätserweiterung mit Rücklaufschlamm-Denitrifikation, Erweiterung der Biologi-
schen Stufe und Separater Trübwasserbehandlung nacheinander grundsätzlich
die erforderliche Kapazität erreichen.
Aufgrund der sehr begrenzten Freiflächen auf dem Gelände der KAS ist eine
Kapazitätserweiterung mit biologischen Verfahrenstechniken zunächst nur mit
den Einwohner-Werten (EW) der Kläranlage Duisdorf (derzeit 36.250 EW) mög-
lich. Eine weitere Erweiterung der bestehenden biologischen Reinigung ist nur
mit der Steigerung der Trennleistung der Nachklärbecken und somit nur über
eine Vergrößerung der Nachklärflächen zu erreichen. Dieser Platz ist derzeit
auf der KAS nicht gegeben. Nach dem Wegfall der Klärschlammverbrennungs-
anlage (KVA) auf der KAS (vrs. ab 2029, KLAR) könnte die Fläche der Nach-
klärung so erweitert werden, dass mit weiteren Verfahrensoptimierungen die
Einwohner-Werte der KAB (zukünftig 98.600 EW) zusätzlich mit in der KAS
konventionell gereinigt werden könnten. Für die weitere biologische Reinigung,
z.B. durch Anschluss der KAG (derzeit 121.000 EW) an die KAS könnte ein
Verbund über Rheindüker der Vor- und Nachklärung von KAS und KAB erfol-
gen, d.h. Teile der Vor- und Nachklärung erfolgen in der KAB, die gesamte Bio-
logische Reinigung in der KAS. Einen Kläranlagen-Verbund über Biologische
Verfahren gibt es z.B. bei den Stadtentwässerungsbetrieben in Köln (Rhein)
und Hamburg (Elbe).
Für das in der Praxis vergleichsweise selten eingesetzte Membranverfahren
reicht der Platz auf der KAS aus. Es müssten allerdings bereits zu Beginn
grundlegende technische Anlagen für den Endausbau (1 Standort) errichtet
werden, die dann modulweise erweitert werden könnten. Die bisher größte
MBR-Anlage in Deutschland ist beim Erftverband (Kaarst-Nordkanal) mit
80.000 EW in Betrieb. Die größte Anlage in Europa befindet sich aktuell in
Schweden (Stockholm) mit 900.000 EW.
Vorstellbar wären für den Ausbau der KAS auch eine Kombination von Biologi-
schen Verfahren im Bestand und kapazitätsergänzenden Membranverfahren
für die Überleitungen. Diese Variante könnte noch im Nachgang zur Studie un-
tersucht werden.
Beide Verfahren haben Vor- und Nachteile, wobei die Membrananlagen mehr
Wartungs-, Energie- und Chemikalienaufwand bei gleichzeitig geringerem
Platzbedarf und besserer Reinigungsleistung bei den sog. Spurenstoffen
benötigen.
Abwasserüberleitung
Grundsätzlich sind von allen Kläranlagenstandorten Freigefällekanal- oder
Druckrohrüberleitungen über Hebeanlagen machbar. Schmutzwasserrückhal-
tebecken an den KA-Standorten zur Drosselung der Abwassermengen sind
möglich, stellen aber wegen ihres außerordentlich großen SpeichervolumensSeite 2 von 24
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relativ kostenintensive Ingenieurbauwerke dar.
Bei der KAD ist die Anbindung an das bestehende Kanalnetz ohne größere
kostenintensive Beseitigungen von Engstellen technisch und wirtschaftlich vor-
teilhaft und hier die günstigste Alternative.
Die Überleitung der KAB ist machbar und lässt sich auf Grund des hydrauli-
schen Gefälles mit einer Rhein-Dükerleitung mit freiem Auslauf in das Zulauf-
pumpwerk Süd auf der KAS verwirklichen.
Die Überleitung von der KAG ins Kanalnetz „Hauptsammler Süd“ bedingt eine
hydraulische Sanierung des Hauptsammlers vor der KAS. Eine unabhängige
Freigefälle-Überleitung von der KAG zur KAS erfordert den Bau eines 6,5 km
langen Transportkanals in DN 1.200 und einer zusätzlichen Hebeanlage. Bei-
des sind sehr kostenintensive Baumaßnahmen.
Es ergeben sich die folgenden empfohlenen Überleitungsalternativen.
KAD ca. 7 km, neue Freispiegelleitung von der KAD, ca. 300 m, DN 800 und,
bestehendes Kanalnetz
KAB ca. 1.200 m, Rhein-Dükerleitung, ca. 450 m, 2-lagig DN400/600, Freige-
fällekanal DN1000, kürzeste Trasse, ca. 750 m
KAG ca. 6,5 km, neues PW auf KAG und neue Doppel-DL (Druckleitung)
Kosten und Zeitpunkte
Anhand einer Projektkostenbarwertermittlung je Variante konnte aufgezeigt
werden, dass eine Reduzierung der Standorte immer günstiger ist als die Fort-
führung von allen 4 Kläranlagenstandorten. In der Kostendarstellung sind die
bisher im Rahmen dieser Studie ermittelten Kosten dargestellt. Diese sind ins-
gesamt nicht abschließend. Im Rahmen dieser Studie konnten weitere Unter-
suchungsbedarfe ermittelt werden, die in nachgehenden ergänzenden Studi-
en/Planungen weitergeführt werden müssen, um die Planungs- und Kostensi-
cherheit zu verbessern, z.B. zur Ertüchtigung bzw. Erweiterung von ermittelten
hydraulischen und verfahrenstechnischen Engstellen auf der KAS.
Anhand der Kostendarstellung von Rest-Buchwerten und Re-Investitionen er-
gibt sich für jede Kläranlage ein bestmögliches Umschlussjahr mit geringsten
Sonderabschreibungen. Dabei ist beim empfohlenen Umschlussjahr ein Vorlauf
für Planungen und Bauausführungen von 1-3 bzw. 3-5 Jahren einzukalkulieren.
Es ist folglich ein dynamischer Prozess, der nicht auf das Jahr genau kalkulier-
bar ist und bei dem minimale Restbuchwerte den eingesparten Betriebskosten
gegenüberstehen.
Als günstige Zeitpunkte des jeweiligen Umschlusses ergeben sich für die KAD
und die KAB das Jahr 2032 sowie für die KAG da Jahr 2043. Damit könnten im
günstigsten Fall alle 3 externen Kläranlagen bis 2043 am Standort KAS kon-
zentriert werden. Sollten die Überleitungen der KAD und KAB mittelfristig in
einem Zeithorizont von 10 Jahren erfolgen, könnten die finanziellen Mittel von
Re-Investitionen und Neu-Investitionen in der KAD und KAB entsprechend in
die Planungen einfließen. Die in der MBKST angenommenen Umschlussjahre
müssen noch aufeinander und mit allen Ressourcen (Personal, Finanzen) fein-
abgestimmt werden, sie sind als Ergebnis der Studie zu sehen und noch nicht
als Ausführungszeitschiene.
Bewertungsmatrix (vorläufiger Stand Juli 2023).
In der Bewertungsmatrix werden die aufgestellten Varianten anhand der Kos-
ten, weiterer Kriterien und mit einer Gewichtung bewertet. Dabei sind die Kos-
ten-Kriterien absolut (niedrigerer/höherer Betrag) und die weiteren KriterienSeite 3 von 24
Seite 4
relativ (besser/schlechter) mit Zahlen (1, 2, 3, 4) besetzt worden. Bei der Sum-
mierung der Zahlen über alle Kriterien ergibt sich eine Rangfolge als Entschei-
dungshilfe für die beste(n) Variante(n) zur Umsetzung. Die Reihenfolge die sich
ergibt, ist eine derzeitige Einschätzung anhand der bisherigen Ergebnisse der
MBKST und ist nicht abschließend.
Die Bewertungsmatrix und eine Kurz-Präsentation sind als Anlage beigefügt.
Anlage/n
1 Anlage Präsentation-Machbarkeitsstudie (öffentlich)
2 Anlage Bewertungsmatrix (öffentlich)Seite 4 von 24
Machbarkeitsstudie zur Zusammenlegung der Kläranlagen
der Stadt Bonn
Dr. Born - Dr. Ermel GmbH
Bjarne Kaupp, Sebastian Kempke, Dirk Krieger, Philipp Pyro, Peter Schmitz, Sven Theus,
Tobias Rocktäschel
Juni 2023
Strategien und Empfehlungen zur Reduzierung der
4 Kläranlagenstandorte in Bonn und deren Einflüsse
auf den Kläranlagenstandort SalierwegSeite 5 von 24
Machbarkeitsstudie zur Zusammenlegung der Kläranlagen der Stadt Bonn | Präsentation der Ergebnisse | 2023 2/19
Einleitung
Varianten Abwasserbehandlung (1-4) und Ableitung (I-III)
Technische Machbarkeit
Kosten
Zeit
Bewertung
Zusammenfassung
Inhalt der PräsentationSeite 6 von 24
Machbarkeitsstudie zur Zusammenlegung der Kläranlagen der Stadt Bonn | Präsentation der Ergebnisse | 2023 3/19
Einleitung
Ziele und Vorgehensweis
Ziele
 Variantenbetrachtung zur Reduzierung
der Kläranlagenstandorte
 Trassenfindung für die
Abwasserüberleitung
 Aufzeigen technischer Lösungen,
Engstellen und erforderliche Maßnahmen
 Ermittlung der Kosten und Definition der
wirtschaftlichsten Lösungen
 Mögliche Zeitschiene und Reihenfolge
 Bewertungsmatrix mit Empfehlung
 Weitergehende Untersuchungen
Vorgehensweise
 Grundlagenermittlung
Randbedingungen, Plausibilität, Relevanz
 Bestandsermittlung Kläranlagen,
Variantenuntersuchung 1 bis 4 Standorte
Kapazitäten und Reinigungsleistung,
Technischer Zustand, Anlagenrestbuchwerte,
erforderliche Restlaufzeiten,
Verfahrenstechniken zur Standortreduzierung
 Bestandsuntersuchung
Abwasserableitung, Alternativen I, II, III
Überstaunachweise, Engstellen, Nutzung
Bestandsnetz, Freigefälle, Druckleitung mit
Pumpwerk
 Variantenvergleich mit Gesamtanalyse und
Empfehlung
Gegenüberstellung PKBW Variante 1 bis 4 mit
Kosten, Terminen, Bewertungsmatrix)
 Weitergehende Untersuchungen und
MaßnahmenSeite 7 von 24
Machbarkeitsstudie zur Zusammenlegung der Kläranlagen der Stadt Bonn | Präsentation der Ergebnisse | 2023 4/19
Festgelegte Varianten
Variante 1
• 1 Standort
• Kläranlage Salierweg
• Das gesamte Abwasser
der Kläranlagen
Godesberg, Beuel, und
Duisdorf wird zur
Kläranlage Salierweg
geleitet und dort
behandelt
Variante 2
• 2 Standorte
• Kläranlage Salierweg
und Kläranlage Beuel
• Die Abwässer der
Kläranlagen Godesberg
und Duisdorf werden
zur Kläranlage
Salierweg geleitet.
• Die Kläranlage Beuel
wird weiter, wie bisher,
betrieben.
Variante 3
• 3 Standorte
• Kläranlage Salierweg,
Kläranlage Beuel und
Kläranlage Godesberg
• Das Abwasser der
Kläranlage Duisdorf
wird zur Kläranlage
Salierweg geleitet.
• Die Kläranlagen
Godesberg und Beuel
werden weiter, wie
bisher, betrieben.
Variante 4
• 4 Standorte
• Kläranlage Salierweg,
Kläranlage Beuel,
Kläranlage Godesberg
und Kläranlage Duisdorf
• Alle 4 Kläranlagen
werden weiter, wie
bisher, betrieben.
Für die Reduzierung / Zusammenlegung der Kläranlagen der Stadt Bonn wurden
die Varianten 1 bis 4 festgelegt und betrachtet.Seite 8 von 24
Machbarkeitsstudie zur Zusammenlegung der Kläranlagen der Stadt Bonn | Präsentation der Ergebnisse | 2023 5/19
 Bestandsuntersuchung Kläranlage Salierweg
• Zukünftige Wassermengen & Belastungen
• Anlagenteile Mechanik/Vorklärung, Biologie, Nachklärung,
• Potenzelle Engstellen
• Dynamische Simulationsnachweise mit verschiedenen Modellen je nach Variante
 Auswahl der passenden Reinigungsverfahren
• Erweiterung Konventionell durch Einbeziehung RS-Denitrifikation
• Erweiterung Konventionell durch Bau der 3. Stufe Biologie
• Erweiterung Konventionell mit Prozesswasserbehandlung
• Umbau der Kläranlage zu einer Membrananlage
 Anordnung auf der Kläranlage
• Platzbedarf, Platzverfügbarkeit
• Integrationsmöglichkeit
 Ermittlung Investitions- und Betriebskosten
• Mit optimalen Überleitungszeitpunkt
Abwasserreinigung
ArbeitspaketeSeite 9 von 24
Machbarkeitsstudie zur Zusammenlegung der Kläranlagen der Stadt Bonn | Präsentation der Ergebnisse | 2023 6/19
Abwasserreinigung
Ausbauoptionen u.a. auf Basis der Dynamischen Simulation
Varianten Bezeichnung mit Verfahrenstechnik Überleitung
zum Salierweg
Standorte, die
bestehen bleiben
Erforderliche
Kapazitäten KAS (Zulauf)
1a Umbau zur Membrananlage KA Duisdorf
KA Beuel
KA Godesberg
KA Salierweg 544.250 E
17.182 m³/h
1b Optimierung der Rücklaufschlamm-Denitrifikation,
Erweiterung Biologe mit Nachklärung
Neubau Prozesswasserbehandlung
KA Duisdorf
KA Beuel
KA Godesberg
KA Salierweg 544.250 E
17.182 m³/h
2a Umbau zur Membrananlage KA Duisdorf
KA Godesberg
KA Salierweg
KA Beuel
464.250 E
15.270 m³/h
2b Optimierung der Rücklaufschlamm-Denitrifikation
Erweiterung Biologe mit Nachklärung
KA Duisdorf
KA Godesberg
KA Salierweg
KA Beuel
464.250 E
15.270 m³/h
2c Optimierung der Rücklaufschlamm-Deni,
Erweiterung Biologe mit Nachklärung
KA Duisdorf
KA Beuel
KA Salierweg
KA Godesberg
423.250 E
14.303 m³/h
3a Umbau zur Membrananlage KA Duisdorf KA Salierweg
KA Beuel
KA Godesberg
343.250 E
12.391 m³/h
3b Optimierung der Rücklaufschlamm-Denitrifikation KA Duisdorf KA Salierweg
KA Beuel
KA Godesberg
343.250 E
12.391 m³/h
4 Istzustand, Bestand keine KA Salierweg
KA Beuel
KA Godesberg
KA Duisdorf
307.000 E
11.365 m³/h
1
1
2
2
2
3
3
4Seite 10 von 24
Machbarkeitsstudie zur Zusammenlegung der Kläranlagen der Stadt Bonn | Präsentation der Ergebnisse | 2023 7/19
 Durch die beengten Platzverhältnisse scheint eine Zusammenlegung aller 4
Kläranlagen am Standort Salierweg aktuell nur mit einer Umstellung der
Verfahrenstechnik auf Membranbiologie möglich, da hier durch den Wegfall der
Nachklärbecken Platz frei wird
 Mit der klassischen vorhandenen Biologie scheint eine Reduzierung auf 2
Kläranlagenstandorte nur realisierbar unter Nutzung der frei werdenden Fläche der
Klärschlammverbrennung
 Es sind im Nachgang zur Machbarkeitsstudie zur Planungs- u. Kostensicherheit noch
offene Punkte zu betrachten z.B. hydraulische Engstellen (z.B. Mechanik,
Nachklärung), Verfahrenstechniken (z.B. Flotation), Redundanzen
 Unter größtmöglicher Nutzung des Bestandes ergeben sich
Gesamtinvestitionskosten für die Abwasserreinigung zwischen 50 und 165 Mio. €
netto
Abwasserreinigung
Zusammenfassung
Variante 1a bis 1b
Netto
Variante 2a bis 2c
Netto
Variante 3a bis 3b
Netto
163 Mio. € bis 127 Mio. € 134 Mio. € bis 132 Mio. € 102 Mio. € bis 34 Mio. €Seite 11 von 24
Machbarkeitsstudie zur Zusammenlegung der Kläranlagen der Stadt Bonn | Präsentation der Ergebnisse | 2023 8/19
Abwasserüberleitung
Einzugsgebiete
KAS
KAD
KAG
KAB
Nach Königswinter
Von Wachtberg
Von Alfter
Von Alfter
Von/nach St.Aug.
Bad Godesberg
BeuelBonn
HardtbergSeite 12 von 24
Machbarkeitsstudie zur Zusammenlegung der Kläranlagen der Stadt Bonn | Präsentation der Ergebnisse | 2023 9/19
 Bestandsaufnahme und Zulaufsituation KAS
 Ermittlung von möglichen Alternativen zur Abwasserüberleitung von den
einzelnen Kläranlagen in das Bestandsnetz
• Über eine Anbindung an das vorhandenen Kanalnetz der KA Salierweg
• Mittels Pumpwerk und einer neuen Druckleitung zur KA Salierweg
• Mittels einer Hebeanlage und einem neuen Freigefällekanal zur KA Salierweg
 Prüfung der Einzugsgebiete
• Hydraulische Verhältnisse
• RW-Mengen, Überstaunachweise
• Engstellen (Maximal ableitbare Abwassermengen)
• Maßnahmen (Haupt- und Nebensammlern, Sonderbauwerke)
 Kostenermittlung verschiedener Alternativen
 Zusammenfassung
Abwasserüberleitung
ArbeitspaketeSeite 13 von 24
Machbarkeitsstudie zur Zusammenlegung der Kläranlagen der Stadt Bonn | Präsentation der Ergebnisse | 2023 10/19
Abwasserüberleitung
Alternativen und Investitionskosten
Überleitung
(von-nach)
Über Anbindung ans
Bestandsnetz KAS
Über Hebeanlage +
Freigefällekanal
Über Druckleitung
+ Pumpwerk
KA Duisdorf zur
KA Salierweg
0,3 km in DN 800 zum
Bestandsnetz,
Umbau RÜ zu SKU
2,1 Mio €
7 km in DN 800
34,8 Mio €
Pumpwerk auf KA Duisdorf
+ 7 km Doppel-Druckleitung
in DN 400
16,4 Mio €
KA Godesberg zur
KA Salierweg
Pumpwerk auf KAG
3,5 km Doppel-DL
3 km Netz
Hauptsammlersanierung
Ei-Profil 1000/1750 auf 1333/2000
42,3 Mio €
6,5 km in DN 1200
42,7 Mio €
Pumpwerk auf KA
Godesberg
+ 6,5 km Doppel-
Druckleitung in DN 600
19,1 Mio €
KA Beuel zur
KA Salierweg
Düker als DL 450 m Rhein
2-lagig, DN 450/600
Freigefälle DN 1000 entlang der
SDL-Trasse Alt.1.1 1.350m
11,0 Mio €
Freigefälle DN1000
Kürzeste Trasse 1200m
9,2 Mio €
PW KAB
DL 2xDN600
1200m
10,0 Mio €
KA Beuel (kurz)
zur KA Salierweg
Kürzeste Trasse Alt.1.3. 750m
8,6 Mio €
KA Beuel
(begehbarer Düker)
zur KA Salierweg
Begehbarer Düker 650m
Mantelrohr DN 2600
Trasse 1000m
25,0 Mio €Seite 14 von 24
Machbarkeitsstudie zur Zusammenlegung der Kläranlagen der Stadt Bonn | Präsentation der Ergebnisse | 2023 11/19
 Für alle Varianten ist die Überleitung mittels Freigefällekanal- oder
Druckrohrleitungen realisierbar
 Für die Nutzung des Kanalnetzes ist die Anpassung aufgrund geänderter
Wassermengen und Zukunftsprognosen erforderlich, da
Überlastungsbereiche erkennbar sind.
 Die Kosten je nach Alternative (Kanalnetz, Freigefälle, Druckleitung) sind
abhängig von den örtlichen Gegebenheiten
 Unter größtmöglicher Nutzung des Bestandes ergeben sich
Investitionskosten für die Abwasserüberleitung zur KAS
Abwasserüberleitung
Zusammenfassung
KAD nach KAS
Netto
KAG nach KAS
Netto
KAB nach KAS
Netto
Gesamt
Netto
Kanalnetz PW + DL Freigefälle + Düker -
2,1 Mio. € 19,1 Mio. € 8,6 Mio. € 29,8 Mio. €Seite 15 von 24
Machbarkeitsstudie zur Zusammenlegung der Kläranlagen der Stadt Bonn | Präsentation der Ergebnisse | 2023 12/19
 Reinvestitionen (Investition nach Abschreibungsende)
 Zukünftige Investitionen (Investitionen für z. Zt. bekannte neue
Anlagen, z.B. Erneuerung. Filtration KAD, Optimierung KAB auf
98.600 E)
 Buchwert (ohne Reinvestition), Wert des Anlagevermögens zum
Zeitpunkt X
 Buchwerte (mit Reinvestition) zum Zeitpunkt X
 Projektkostenbarwert (PKBW) über Betrachtungszeitraum 50 J
 Jahreskosten
 Günstigste Überleitungszeitpunkte für jede Kläranlage im
Zusammenhang
Kosten
ArbeitspaketeSeite 16 von 24
Machbarkeitsstudie zur Zusammenlegung der Kläranlagen der Stadt Bonn | Präsentation der Ergebnisse | 2023 13/19
Kosten
Abwasserreinigung
 Abschätzung der tatsächlichen
Betriebskosten aufgrund
vorhandener Betriebsdaten
Betrieb und Wartung,
Personalkosten
Energie und Betriebsmittel
Instandhaltung
 Abschätzung der
Investitionskosten
Ohne Planungskosten
Ohne Baunebenkosten
KA EW Mio €/a
KAS 285.000 12,2
KAG 121.000 1,7
KAB 80.000 1,9
KAD 36.500 1,2
Gesamt 522.500 17,0Seite 17 von 24
Machbarkeitsstudie zur Zusammenlegung der Kläranlagen der Stadt Bonn | Präsentation der Ergebnisse | 2023 14/19
 Vorgehen zur
Kostenvergleichsrechnung für
Projektkostenbarwert
• Zeithorizont 2070
• Nutzungsdauer:
Bautechnik 30a
Maschinentechnik 15a
E-Technik 10a
• Reinvestitionen bis 2070 (Ausbau
KAS, Restlaufzeit)
• Realzinssatz 3,0%/a
• Reale jährliche
Preissteigerungsraten für
Energiekosten 3,5%/a
Übrige laufende Kosten 3,5%/a
Kosten
Projektkostenbarwert
Projektkostenbarwert für AbwasserreinigungSeite 18 von 24
3,6 Mio. €
~2 Mio. €
Buchhalterisch ist der beste Zeitpunkt für den Umschluss 2043.
Da die Betriebskosten von ca. 1,2 Mio €/a der KAD wegfallen würden,
könnte auch ein Umschluss schon früher vorteilhaft sein.
Zeit
Terminplanung – Beispiel KADSeite 19 von 24
Machbarkeitsstudie zur Zusammenlegung der Kläranlagen der Stadt Bonn | Präsentation der Ergebnisse | 2023 16/19
 Berücksichtigung der
Restlaufzeiten der Kläranlagen
Planung und Bau für Kanalnetz und Umbau Kläranlagen
Zeit
Terminplanung – Beispiel Variante 1
2024
2025
2026
2027
2028
2029
2030
2031
2032
2033
2034
2035
2036
2037
2038
2039
2040
2041
2042
2043
2044
2045
KAS: Restlaufzeit
KAS: Umbau KA
KAG: Restlaufzeit
KAG: Maßnahmen Kanal
KAB: Restlaufzeit
KAB: Maßnahmen Kanal
KAD: Restlaufzeit
KAD: Maßnahmen KanalSeite 20 von 24
Machbarkeitsstudie zur Zusammenlegung der Kläranlagen der Stadt Bonn | Präsentation der Ergebnisse | 2023 17/19
Bewertung
Übersicht Kriterien & Reihenfolge der Varianten
RF - Rangfolge Punkt:
TN - Teilnote 1 Sehr gut
2 gut
3 schlecht
4 sehr schlecht
Wichtung
RF TN RF TN RF TN RF TN RF TN RF TN RF TN RF TN
Kosten - - - - - - - - - - - - - - - -
2,75 0,69 1 0,25 3 0,75 2 0,50 2 0,50 3 0,75 2,5 0,63 4 1,00
4 0,80 3,5 0,70 3,5 0,70 3 0,60 3 0,60 3 0,60 2 0,40 1 0,20
2 0,20 1 0,10 2,5 0,25 1,5 0,15 1,5 0,15 3,5 0,35 2 0,20 4 0,40
Bauzeit 2% 3,5 0,07 4 0,08 3 0,06 2,5 0,05 2,5 0,05 1,5 0,03 1 0,02 0,5 0,01
Flächengewinn 5% 1 0,05 1 0,05 2 0,10 2 0,10 2 0,10 3 0,15 3 0,15 4 0,20
Reinigungsleistung 10% 1 0,10 2 0,20 1 0,10 2 0,20 2 0,20 1,5 0,15 2 0,20 2 0,20
Personalbedarf Abwasserbehandlung 1% 1 0,01 1 0,01 2 0,02 2 0,02 2 0,02 3 0,03 3 0,03 4 0,04
Personalbedarf Abwasserüberleitung 1% 2 0,02 2 0,02 2 0,02 2 0,02 2 0,02 2 0,02 2 0,02 2 0,02
Genehmigunsfähigkeit Abwasserbehandlung 2% 3 0,06 3 0,06 2,5 0,05 2,5 0,05 2,5 0,05 2 0,04 1,5 0,03 1 0,02
Genehmigunsfähigkeit Abwasserableitung 2% 3 0,06 3 0,06 3 0,06 3 0,06 2 0,04 2 0,04 2 0,04 1 0,02
öffentliche Akzeptanz der Variante 2% 3 0,05 3 0,06 2 0,04 2 0,04 2 0,04 2 0,04 2 0,04 1 0,02
Reduktion Energiebedarf 10% 3 0,30 1 0,10 2,5 0,25 2 0,20 2 0,20 3,5 0,35 3 0,30 4 0,40
Auswirkungen Umwelt 10% 2 0,20 2,5 0,25 2,5 0,25 3 0,30 3 0,30 3 0,30 4 0,40 4 0,40
Gesamtbewertung
Gesamtsumme 100% 2,61 1,94 2,65 2,29 2,27 2,85 2,46 2,93
Reihenfolge 5 1 6 3 2 7 4 7
975 Mio € 1.329 Mio €
Variante 1a
1 Standort
KAS
mit Umbau zur
MBR-Anlage
Variante 1b
1 Standort
KAS mit
Optimierungung
der RS-DENI +
Ausbau 3.te BA +
Prozesswasser-
behandlung
Variante 2a
2 Standorte
KAB und KAS
mit Umbau zur
MBR-Anlage
Variante 2b
2 Standorte
KAB und
KAS mit Optimierung
der RS-DENI +
Ausbau 3.te BA
Variante 2c
2 Standorte
KAG und KAS mit
Optimierung der RS-
DENI + Ausbau 3.te BA
Variante 3a
3 Standorte
KAG, KAB und KAS
mit Umbau zur
MBR-Anlage
Variante 3b
3 Standorte
KAG, KAB und KAS mit
Optimierungung
der RS-DENI
Variante 4
alle
4 Standorte
bleiben
Bewertungsmatrix
Erstinvestitionskosten
(Netto in Mio. Euro) 20%
Projekkostenbarwert
(Netto in Mio. Euro über 50 Jahre) 25%
163 Mio € 127 Mio € 134 Mio € 132 Mio € 132 Mio € 102 Mio € 34 Mio € -
1.020 Mio € 760 Mio € 1.060 Mio € 870 Mio € 850 Mio € 1.075 Mio €
Laufende Kosten
(Netto in Mio. Euro pro Jahr) 10%
13 Mio € 10 Mio € 14 Mio € 12 Mio € 12 Mio € 17 Mio € 16 Mio € 20 Mio €Seite 21 von 24
Machbarkeitsstudie zur Zusammenlegung der Kläranlagen der Stadt Bonn | Präsentation der Ergebnisse | 2023 18/19
Zusammenfassung
Kosten & Zeit
Kosten
Projektkostenbarwert Abwasserreinigung
und Abwasserüberleitung
Zeit
Minimale und mögliche Restbuchwerte für
Umschlusszeitpunkte
Kläranlage Minimaler
Restbuchwert
Im Jahr
Möglicher
Restbuchwert
für Umschluss im
Jahr
KAS 2043 2032
KAD 2043 2032
KAB 2032 2032
KAG 2042 (2024) 2042
Aus personellen, technischen und wirtschaftlichen Aspekten ist eine
Umsetzung der Maßnahmen ggf. nur nacheinander möglich.Seite 22 von 24
Machbarkeitsstudie zur Zusammenlegung der Kläranlagen der Stadt Bonn | Präsentation der Ergebnisse | 2023 19/19
 Nach Bewertungsmatrix wäre die Variante 1b (Zusammenlegung aller Kläranlagen
am Standort Salierweg) die Vorzugslösung. Aufgrund des erforderlichen
Flächenbedarfes scheint diese Variante jedoch nicht umsetzbar. Dies sollte jedoch
noch weiter untersucht werden.
 Es konnte festgestellt werden, je weniger Anlagenstandorte um so besser im Ranking
der Bewertungsmatrix. Eine klassische Biologie scheint grundsätzlich sinnvoller als
eine Membranbiologie.
 Sollte durch Wegfall der KVA so viel Fläche aus der KAS generiert werden, dass 2
Kläranlagen technisch mittels klassischer Biologie zu integrieren wären, sollten die
Varianten 2b und 2c als weitere Vorzugsvarianten intensiver untersucht werden.
 Sollte keine Lösung zum Platzmangel gefunden werden, wäre die Variante 3b (KAD
in KAS) die verbleibende umsetzbare Vorzugsvariante.
 Es ergeben sich Kostenansätze für Erstinvestitionen (KA Salierweg und Kanalnetz) in
Höhe von 142,7 Mio. € für Variante 2b und 2c und 36,1 Mio. € für Variante 3b.
Zusammenfassung
Vorzugslösung
Vorzugsvariante Abwasserreinigung Netto Abwasserüberleitung Netto Gesamt Netto
2b und 2c 132 Mio. € 10,7 Mio. € 142,7 Mio. €
3b 34 Mio. € 2,1 Mio. € 36,1 Mio. €Seite 23 von 24
Wichtung
RF TN RF TN RF TN RF TN RF TN RF TN RF TN RF TN
Kosten - - - - - - - - - - - - - - - -
2,75 0,69 1 0,25 3 0,75 2 0,50 2 0,50 3 0,75 2,5 0,63 4 1,00
4 0,80 3,5 0,70 3,5 0,70 3 0,60 3 0,60 3 0,60 2 0,40 1 0,20
2 0,20 1 0,10 2,5 0,25 1,5 0,15 1,5 0,15 3,5 0,35 2 0,20 4 0,40
Bauzeit 2% 3,5 0,07 4 0,08 3 0,06 2,5 0,05 2,5 0,05 1,5 0,03 1 0,02 0,5 0,01
Flächengewinn 5% 1 0,05 1 0,05 2 0,10 2 0,10 2 0,10 3 0,15 3 0,15 4 0,20
Reinigungsleistung 10% 1 0,10 2 0,20 1 0,10 2 0,20 2 0,20 1,5 0,15 2 0,20 2 0,20
PersonalbedarfAbwasserbehandlung 1% 1 0,01 1 0,01 2 0,02 2 0,02 2 0,02 3 0,03 3 0,03 4 0,04
PersonalbedarfAbwasserüberleitung 1% 2 0,02 2 0,02 2 0,02 2 0,02 2 0,02 2 0,02 2 0,02 2 0,02
GenehmigunsfähigkeitAbwasserbehandlung 2% 3 0,06 3 0,06 2,5 0,05 2,5 0,05 2,5 0,05 2 0,04 1,5 0,03 1 0,02
GenehmigunsfähigkeitAbwasserableitung 2% 3 0,06 3 0,06 3 0,06 3 0,06 2 0,04 2 0,04 2 0,04 1 0,02
öffentliche Akzeptanz der Variante 2% 3 0,05 3 0,06 2 0,04 2 0,04 2 0,04 2 0,04 2 0,04 1 0,02
Reduktion Energiebedarf 10% 3 0,30 1 0,10 2,5 0,25 2 0,20 2 0,20 3,5 0,35 3 0,30 4 0,40
Auswirkungen Umwelt 10% 2 0,20 2,5 0,25 2,5 0,25 3 0,30 3 0,30 3 0,30 4 0,40 4 0,40
Gesamtbewertung
Gesamtsumme 100% 2,61 1,94 2,65 2,29 2,27 2,85 2,46 2,93
Reihenfolge 5 1 6 3 2 7 4 7
RF - Rangfolge Punkt:
TN - Teilnote 1 Sehr gut
2 gut
3 schlecht
4 sehr schlecht
975 Mio € 1.329 Mio €
Variante 1a
1 Standort
KAS
mit Umbau zur
MBR-Anlage
Variante 1b
1 Standort
KAS mit Optimierungung
der RS-DENI +
Ausbau 3.te BA +
Prozesswasser-
behandlung
Variante 2a
2 Standorte
KAB und KAS
mit Umbau zur
MBR-Anlage
Variante 2b
2 Standorte
KAB und
KAS mit Optimierung
der RS-DENI +
Ausbau 3.te BA
Variante 2c
2 Standorte
KAG und KAS mit
Optimierung der RS-DENI
+ Ausbau 3.te BA
Variante 3a
3 Standorte
KAG, KAB und KAS
mit Umbau zur
MBR-Anlage
Variante 3b
3 Standorte
KAG, KAB und KAS mit
Optimierungung
der RS-DENI
Variante 4
alle
4 Standorte
bleiben
Bewertungsmatrix
Erstinvestitionskosten
(Netto in Mio. Euro) 20%
Projekkostenbarwert
(Netto in Mio. Euro über 50 Jahre) 25%
163 Mio € 127 Mio € 134 Mio € 132 Mio € 132 Mio € 102 Mio € 34 Mio € -
1.020 Mio € 760 Mio € 1.060 Mio € 870 Mio € 850 Mio € 1.075 Mio €
Laufende Kosten
(Netto in Mio. Euro pro Jahr) 10%
13 Mio € 10 Mio € 14 Mio € 12 Mio € 12 Mio € 17 Mio € 16 Mio € 20 Mio €Seite 24 von 24