kompetenz wasser DAS KÖLNER FACHJOURNAL FÜR DIE WASSERWIRTSCHAFT November 2024 | ISSN 1863-7035 BLAU-GRÜNE STADT GESTALTUNG Neues Gebäude an der Haupt­ verwaltung: Ein Außenbereich nach dem Prinzip der Schwammstadt WEITERE THEMEN: › ZUKUNFTSWEISENDE AUTOMATISIERUNGS- STRATEGIE › RÜCKBLICK AUF DIE HOCHWASSER- SCHUTZÜBUNG 2023 › KANALBAU MIT CO2-ROADMAP › INNOVATIVE TRÜBWASSERAUFBEREITUNG

Inhalt VORWORT Blau-grüne Stadt gestaltung NEUE WEGE DER STRASSEN­ ENTWÄSSERUNG IM URBANEN RAUM Tiefbeet-Versickerungsanlage Unterer Komarweg Seite 6 DIE SANIERUNG DES VOLKSGARTENWEIHERS Ein Status-Update Seite 10 NEUES GEBÄUDE AN DER HAUPT VERWALTUNG: EIN AUSSENBEREICH NACH DEM PRINZIP DER SCHWAMMSTADT Wie mit den Wetlands eine was- sersensible Gestaltung gelingt Seite 12 Nachhaltiges Handeln HOLY SHIT: VOM ABFALL­ PRODUKT ZUM WERTSTOFF Die StEB Köln unterstützen die Stadt beim Trockentoiletten- konzept Seite 16 EINE EIGENE CO2­ROADMAP FÜR DEN KANALNEUBAU Was die StEB Köln dem Ziel der Klimaneutralität näher bringt Seite 18 kompetenz wasser | November 2024 | Inhalt GEMEINSAM GELINGT DIE KLÄRSCHLAMMVERWER­ TUNG AM RHEIN Die wichtigsten Details im Planungsüberblick Seite 40 DAS ZEENAMMOX™­ VERFAHREN Innovatives Gemeinschaftspro- jekt zur Trübwasseraufbereitung Seite 44 Hochwasserschutz ALLES IM TROCKENEN BEREICH: HOCHWASSER­ SCHUTZÜBUNG 2023 Wie die StEB Köln mobile Hochschutzwasserelemente erproben Seite 46 IMPRESSUM Seite 49 AUTOMATISIERUNGS­ STRATEGIE BLUE2035 So gestalten die StEB Köln die digitale Zukunft mit Seite 22 GEMEINWOHL­ÖKONOMIE BEI DEN STEB KÖLN Zertifizierung bestätigt sehr gute Ergebnisse Seite 26 Abwasser & Klärtechnik OPTIMIERTE ABWASSERREI­ NIGUNG DANK SCHWACH­ LASTBELEBUNG Hydraulische Zulauf-Ertüchti- gung auf dem GKW Stammheim Seite 30 ABWASSERVERSORGUNG BEI BLACKOUT UND STROMAUSFALL? Wie Notstromtests die StEB Köln auf den Ernstfall vorbereiten Seite 34 NEUER SANDFANG FÜR DAS KLÄRWERK KÖLN­RODENKIRCHEN Die wichtigsten Details im Planungsüberblick Seite 36 3

kompetenz wasser | November 2024 | Vorwort Vorwort Liebe Leserinnen und Leser, in Zeiten des Klimawandels rücken nachhaltige Lösungen und Innovationen in der Wasserwirtschaft immer mehr in den Fokus. Die aktuelle Ausgabe von „kompetenz wasser“ widmet sich genau diesen Herausforderungen und zeigt, wie die StEB Köln mit geziel- ten Maßnahmen auf den Wandel reagieren. Ein zentraler Aspekt ist die Anpassung an die Folgen des Klima- wandels – insbesondere durch eine wassersensible Stadtplanung. Ein herausragendes Beispiel sind die neuen Außenanlagen unse- rer Hauptverwaltung, die nach dem Prinzip der Schwammstadt gestaltet wurden. Diese Flächen verbinden Überflutungsschutz, Regenwasserrückhaltung und Begrünung, um ein besseres Mikro- klima zu schaffen und dem Klimawandel aktiv zu begegnen. Aber auch unsere Infrastruktur soll nachhaltiger werden. Mit unserer CO2-Roadmap für den Kanalneubau unternehmen wir gezielte Schritte, um Emissionen zu reduzieren und klimaneutral zu werden. Parallel dazu leistet das Forschungsprojekt BLUE2035 Pionierarbeit bei der Digitalisierung der Wasserwirtschaft. Es zeigt, wie Automatisierung und moderne Technologien unsere Prozesse effizienter und umweltschonender gestalten. Unsere Aufgabe geht weit über die klassische Abwasserentsorgung hinaus. Im Zusammenspiel von Natur und Technik finden wir inno- vative Lösungen, die sowohl die Umwelt als auch die Lebensquali- tät der Menschen in Köln verbessern. Diese Ausgabe beleuchtet nicht nur den technischen Fortschritt, sondern zeigt auch, wie wir als Unternehmen Verantwortung über- nehmen. Alle Themen greifen ineinander und spiegeln unseren Anspruch wider, die StEB Köln als Vorreiter einer modernen und umweltfreundlichen Wasserwirtschaft zu positionieren. Ich lade Sie ein, sich in dieser Ausgabe mit uns auf eine Reise durch diese Themen zu begeben. Ihre Ulrike Franzke Vorständin der StEB Köln 5

kompetenz wasser | November 2024 | Neue Wege der Straßenentwässerung im urbanen Raum TECHNISCHE UND GESTALTERISCHE DETAILS Die einzelnen Tiefbeet-Reihen setzen sich jeweils aus zwei abgerundeten Endelementen und einer beliebigen Anzahl an rechteckigen Mittelelementen zusammen. An den Stirnwänden der inneren Betonrahmen sind trapezförmige Aussparungen vorgesehen, die eine gleichmäßige Verteilung des Regenwas- sers innerhalb der Versickerungsanlage ermöglichen. Die Beete werden mit 25 bis 30 Zentimeter starkem Oberbo- den befüllt – so wird das Regenwasser auf natürliche Weise gut vorgereinigt. Über die darunterliegenden Kiesschichten kann es anschließend in den Untergrund abgeleitet werden. » Wichtig: Der anstehende Boden muss – zum Beispiel mittels Sondie- rungen oder Bohrungen – im Rahmen der Planung gründ- lich untersucht werden, um Verunreinigungen, wie sie durch Altlasten entstehen, auszuschließen und gleichzeitig die Versickerungsfähigkeit des Bodens sicherzustellen. Dafür wird der Wasserdurchlässigkeitsbeiwert kf des Bodens ermittelt. Nach DWA A-138 liegt der entwässerungstechnisch relevante Versickerungsbereich in einem kf-Bereich von ungefähr 10–3 bis 10–6 m/s. Liegt der kf-Wert des anstehenden Bodens außerhalb dieses Bereiches oder werden Verunreinigungen festgestellt, muss der Boden unterhalb der Versickerungsanlage ausge- tauscht werden. Tiefbeete können durch geschickte Anordnung im Straßenraum auch als gestalterische Elemente zur Ver- kehrsberuhigung eingesetzt werden. Die Bepflanzung der Tiefbeete erfolgt standortabhängig, zum Beispiel mit Gräsern oder Bodendeckern. Grundsätzlich sind auch Sträucher und Baumpflanzungen möglich. Eine verantwortungsvolle Entwässerungsplanung schließt die Regenwasserversickerung ein. Dem Gestal- tungsspielraum zur Straßenentwässerung im inner- städtischen Raum sind jedoch häufig Grenzen gesetzt. Als platzsparende Lösung für kleinere Einzugsflächen bietet sich die Versickerung über Tiefbeete an, wie sie die StEB Köln in Köln-Klettenberg realisiert haben. Regenwasser versickern, um den Grundwasserspeicher zu füllen, Flächen entsiegeln, um das Stadtklima zu verbessern, und die Kanalisation entlasten, um die Überflutungsgefahr bei Starkregen zu verringern: Seit vielen Jahren bilden diese Aspekte die Basis einer nachhaltigen Entwässerungsplanung. Doch die Planung gestaltet sich oft aufwändig und nicht ohne Hindernisse, schließlich gilt es, die vorhandene Infrastruktur – sprich Bebauung, Straßenführung oder Parkplatzsituation – bei der Planung von Versickerungsanlagen zu berücksichtigen. Hinzu kommt: Bei der Regenwasserversickerung aus Straßen- flächen muss auch der Schutz des Grundwassers sichergestellt sein. Abhängig vom Verschmutzungsgrad der Verkehrsflächen ist daher eine entsprechende Vorbehandlung des Regenwassers notwendig: Idealerweise wird das Regenwasser über die be- lebte Bodenzone versickert, so dass die natürliche Reinigungs- wirkung des Bodens genutzt wird, weshalb das Einzugsgebiet bei der Planung von Versickerungsanlagen genau untersucht und kategorisiert werden muss. LÖSUNGSANSATZ TIEFBEETE Für die Straßenentwässerung in Städten sind verfügbare, öffentliche Flächen für die Anordnung ausreichend großer Ver- sickerungsanlagen mit Nutzung der belebten Bodenzone rar. Auch das Ankaufen oder Mieten privater Grundstücke ist inner- städtisch mangels Verfügbarkeit oft nicht realisierbar. Eine platzsparende Lösung für kleinere Einzugsflächen stellt die Versickerung über Tiefbeete dar. Dabei handelt es sich um in sich ausgesteifte Betonrahmenelemente mit senkrechter Wandung, die ohne Rückabstützung direkt auf ein vorbereitetes Kiesbett gesetzt werden können. Gegenüber Versickerungs- mulden ist der Platzbedarf von Tiefbeeten deutlich geringer, da Böschungsbereiche entfallen und die Sickerfläche voll ausge- nutzt werden kann. Bild linke Seite: Drohnenbild / © Geschw. Balter Bauunternehmung GmbH 7

kompetenz wasser | November 2024 | Neue Wege der Straßenentwässerung im urbanen Raum BETRIEB, INSTANDHALTUNG UND WARTUNG Der Wartungsaufwand einer Tiefbeet-Versickerungsanlage ist relativ gering, aufgrund der einfachen Bauart können kaum Störungen oder Verstopfungen auftreten. Halbjährlich werden im Rahmen einer allgemeinen Kontrolle die Schmutzfangeimer geleert, Abfälle entfernt sowie Baken und Geländer überprüft. Zudem wird eine jährliche, an die Bepflanzung angepasste Pflege empfohlen. Solange kein ungewöhnlicher Wassereinstau festgestellt wird, sind keine weiteren Wartungsarbeiten nötig. Generell ist allerdings damit zu rechnen, dass die Sickerleis- tung des Bodens nach mehrjährigem Betrieb durch den Eintrag von Sand, Schlamm oder feinsten Bestandteilen des Bodens sowie durch starke Durchwurzelung nachlassen kann. Daher wurde festgelegt, nach spätestens zehn Jahren die Versickerungsfähigkeit des Bodens im Unteren Komar- weg zu überprüfen – damit wird in einem Feldversuch vor Ort eine geotechnische Fachfirma beauftragt. Sollte sich herausstellen, dass der kf-Wert kleiner als 10–6 m/s und damit die Durchlässigkeit zu gering ist, muss der Boden in den Tiefbeeten entfernt und die Füllung neu aufgebaut werden. Danach ist das normale Wartungsprogramm wieder ausreichend. Die Tiefbeet-Versickerungs-Anlage Unterer Komarweg ist die erste Anlage dieser Art, die von den StEB Köln betrieben wird. Sie wurde im Juli 2023 fertiggestellt. Eine umfassende Betriebserfahrung wird sich erst im Laufe der kommenden Jahre entwickeln. Nach den positiven Erfahrungen in der Bau- ausführung und dank der Akzeptanz der Bürger*innen ist aus heutiger Sicht jedoch damit zu rechnen, dass das System in Zukunft häufiger zum Einsatz kommt. AUFBAUPRINZIP TIEFBEET-VERSICKERUNG (QUERSCHNITT) Betonrahmenelemente (Höhe 80 cm) Befestigte Fläche (Fahrbahn, Gehweg etc.): Aufbau nach örtlicher Anforderung 120 MPa 15 cm Überstand 15 cm Überstand 45 MPa 15 30 25 10 15 Bepflanzung (z. B. Gräser, Bodendecker, Stauden, Bäume) 25 cm Oberboden kf-Wert-Bestimmung: Sollwert 5 × 10^–5 Geotextil 10 cm nicht-bindiger Schotter 8/16 mm Sollwert kf 1 × 10^–3 Nicht verdichten, nur abziehen! 15 cm Kies-Sand-Gemisch 2/8 als Gründung der Betonrahmen Anstehender Boden Nach Bodenaushub — Kontrolle vorh. kf-Wert: Sollwert: 1 × 10^–3 bis 1 × 10^–6 m/s 9

kompetenz wasser | November 2024 | Die Sanierung des Volksgartenweihers Uferwand zum Biergarten, durchnässtes Baufeld, Bauschild / © StEB Köln › Zudem wurde während der Arbeiten festgestellt, dass die Mauer der Terrasseneinfassung des anliegenden Biergartens keine Gründung aufwies und in einem baulich sehr schlechten Zustand war. Für die dort notwendigen Erdarbeiten musste diese Einfassung daher abgebrochen und durch eine neue Ufermauer aus L-Steinen ersetzt werden. Die untere Terrasse des Biergartens bekam ein neues Betonfundament und auch die umliegenden Uferbereiche wurden – aus Gründen des Denkmalschutzes nach historischem Vorbild – neugestaltet. Sämtliche Arbeiten in diesem Bereich konnten pünktlich ab- geschlossen werden und somit den Start der Biergartensaison Ende April sicherstellen. verbunden. Von der Volksgartenstraße ist die Weihertech- nik an das Wasser- und Kanalnetz angeschlossen. Im Juni wiederum gingen die Bauarbeiten mit Beginn der Verlegung der neuen Kunststoffdichtbahn in die nächste Phase. Die Dichtbahn wurde vom Ufer zur Mitte hin verlegt, die von einem sogenannten Betonanschlussbalken am Wei- herufer fixiert wird und für einen dichten Anschluss am Ufer sorgt. Nach der Wiederbefüllung des Weihers verschwinden diese unter der Wasseroberfläche. Parallel dazu wurde das neue Beckenprofil des Volksgartenweihers fertiggestellt, indem Bagger die Tiefwasserzonen in der Beckenmitte aus- gehoben haben. WEITERE SANIERUNGSSCHRITTE Natürlich war nicht jede Baumaßnahme von unvorhergesehe- nen Herausforderungen geprägt. Die Arbeiten am neuen Bau- werk für die künftige Wasseraufbereitungstechnik beispielswei- se konnten planmäßig im Frühjahr 2024 abgeschlossen werden: In einem unterirdischen Betriebsraum am Nordende des Weihers sind Pump-, Filter- und Hebeanlagen untergebracht. Der Betriebsraum ist über Rohrleitungen mit dem Weiher FAZIT Trotz aller aufgetretenen Schwierigkeiten und Herausfor- derungen konnten die damit einhergehenden bauzeitlichen Verzögerungen erfreulicherweise im Rahmen gehalten werden. Konkret: Die Wiederbefüllung des Weihers ist für den September 2024 geplant und bildet nach circa sechs- wöchiger Arbeit Ende Oktober den Abschluss der baulichen Sanierung eines wichtigen Kölner Naturdenkmals. 11

kompetenz wasser | November 2024 | Neues Gebäude an der Haupt verwaltung: Ein Außenbereich nach dem Prinzip der Schwammstadt BLAU-GRÜNE STADT GESTALTUNG Neues Gebäude an der Haupt verwaltung: Ein Außenbereich nach dem Prinzip der Schwammstadt Wie mit den Wetlands eine wassersensible Gestaltung gelingt INTERVIEW MIT DR.-ING. CHRISTIAN GATTKE (GESCHÄFTSBEREICHSLEITER WASSERWIRTSCHAFTLICHE GRUNDLAGEN UND INVESTITIONEN) UND NIELS RAULAND (SACH GE BIETSLEITER INGENIEURBAU PUMPWERKE) Nachhaltig und klimafreundlich bauen? Die neuen „Wetlands“ auf dem Gelände der Hauptverwaltung der StEB Köln sind ein gelungenes wie anschauliches Beispiel für eine Schwammstadt-Maßnahme zur Klima- folgenanpassung. Worauf es dabei ankommt, erklären Niels Rauland und Dr.-Ing. Christian Gattke im Ge- spräch mit kompetenz wasser. Glückwunsch! Das neue Verwaltungsgebäude der StEB Köln wurde von der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB) im Pre­Check mit Gold ausgezeichnet. Mit ein Grund ist die wassersensible Gestaltung. Was bedeutet das im Kontext von Urbanisierung und Klimawandel? Dr.-Ing. Christian Gattke: Seit einigen Jahren sind die Folgen des Klimawandels sowohl durch die vermehrte Häufigkeit und Intensität von Starkregenereignissen, aber auch durch langanhaltende Trocken- und Hitzeperioden deutlich spürbar. Ein Trend, der sich laut Experten wahrscheinlich noch weiter fortsetzen wird. Umso wichtiger ist es, Städte klimaresilient um- zugestalten, Stichwort Überflutungsvorsorge oder Speicherung und Nutzung des Regenwassers zur Hitzevorsorge. Dafür ist ein nachhaltiges Regenwassermanagement wesentlich. Wo genau liegen die Potenziale einer wassersensiblen Stadtgestaltung? C. G.: Der bisherige Umgang mit Regenwasser war eher vom „Entsorgungsgedanken“ geprägt, sprich, Regenwasser wurde gesammelt und schnellstmöglich über die Kanalisation abgelei- tet. Das Ziel des Schwammstadt-Konzeptes ist es, Regenwasser in der Stadt zu halten, um es in Hitze- und Trockenperioden für die Pflanzenbewässerung und für die Kühlung zu verwenden. Welche Rolle spielen dabei natürliche Elemente wie Grünflächen und Feuchtgebiete? C. G.: Begrünte Flächen wirken der zunehmenden Überhitzung von Städten effektiv entgegen. Vor allem die Verdunstungs- kühlung, die durch die Transpiration der Pflanzen sowie durch die Evaporation von Wasserflächen entsteht, trägt dazu bei, die Auswirkungen der Klimaveränderungen auf mikroklimatischer Ebene abzumildern. Je größer eine grüne Fläche ist, desto um- fangreicher ist die Kühlungswirkung. Herr Rauland, welche Herausforderungen sind mit der Imple­ mentierung von Schwammstadt­Konzepten ganz allgemein verbunden, insbesondere bei bestehender Infrastruktur? Niels Rauland: Die Entwicklung von Grün- und Freiflächen erfordert ein entsprechendes Platzangebot – im versiegelten und verdichteten urbanen Raum die größte Herausforderung. Daneben ist der Untergrund entscheidend: Welche Bestands- leitungen verlaufen dort? Auch bestehende Entwässerungs- systeme und das Höhenkonzept gilt es zu berücksichtigen. Das größte Hemmnis aber ist, ein Wassermanagementkonzept über Grundstücksgrenzen hinweg zu realisieren. Auch die StEB Köln mussten an der Ostmerheimerstraße teils mit vorhandener Infrastruktur umgehen. Inwiefern hat das die Planungs-, aber auch die Bauphase beeinflusst? N. R.: Zuerst einmal war die Ausgangslage dahingehend günstig, dass das bestehende Generalgefälle des angrenzen- den (Platanen-)Parkplatzes eine oberirdische Ableitung des Regenwassers in die neuen Wetlands ermöglicht. Entsprechend konnte die Entwässerung des Parkplatzes von der Kanalisation abgekoppelt werden. Auch ein Erdwärmetauscher für das neue 13

kompetenz wasser | November 2024 | Neues Gebäude an der Haupt verwaltung: Ein Außenbereich nach dem Prinzip der Schwammstadt Wetlands / © StEB Köln Wetlands / © Lohaus Carl Köhlmos 15

kompetenz wasser | Oktober 2024 | Holy Shit: Vom Abfallprodukt zum Wertstoff zahlreicher Mikroorganismen Temperaturen von über 70° Celsius – Krankheitserreger werden inaktiviert. Anschließend soll eine kontrolliert sauerstoffzugeführte Kompostierung erfolgen. Dazu wird das zuvor hygienisierte Material zu sogenannten Mieten aufgehäuft und regelmäßig gewendet. Sauerstoffgehalt, Temperatur und Feuchtigkeit ste- hen unter kontinuierlicher Kontrolle, so dass innerhalb von acht Wochen ein qualitativ hochwertiger Humusdünger entsteht. Dieser Verfahrensschritt soll im Rahmen des Pilotprojektes auf dem „:metabolon Campus“ der bergischen Abfallbetriebe durchgeführt werden. Der Humusdünger – so sieht es der Forschungsrahmen vor – kommt anschließend in landwirtschaftlichen Feldversuchen zum Einsatz, wobei die erhobenen Daten einen wichtigen Bei- trag zur düngemittelrechtlichen Zulassung von Recyclingdün- gern aus Inhalten von Trockentoiletten leisten sollen. So könnte zukünftig ein Teil der in der Landwirtschaft verwendeten synthetischen Dünger durch recycelten Phosphor und Stickstoff substituiert werden. BETRIEB, ERFAHRUNGEN UND CHANCEN DER HYGIENISIERUNGSANLAGE AUS SICHT DES BETRIEBS Im Auftrag von Holy Shit betreiben die StEB Köln den Hygieni- sierungs-Container, in dem die Fäzes gesammelt hygienisiert werden, und sind somit als wichtiger Partner an dem Pilotpro- jekt beteiligt. Zu ihren Kernaufgaben gehören dabei die An- nahme und Reinigung der Feststoffbehälter sowie der Betrieb der Hygienisierungs-Container. /ERFAHRUNGEN Erfahrungen zu sammeln, ist eines der Ziele des Pilotprojektes. Neben der Frage, wie viel Material überhaupt angeliefert wird, gilt es auch zu untersuchen, ob man bei der Nutzung einer öffentlichen Toilette ausschließlich mit Fäzes rechnen kann. Eine erste Bilanz nach fünfmonatigem Betrieb ergab, dass pro Woche innerhalb der Wintermonate zunächst fünf Feststoffbe- hälter angefallen sind – wobei kaum anorganische Inhalte zu ver- zeichnen waren. Eine wichtige Grundlage für die anschließende Hygienisierung. Die Anzahl sowie die anorganischen Inhalte der Feststoffbehälter haben innerhalb der Sommermonate deutlich zugenommen. Auch im Bereich der Handhabung und Projektorganisation konnte ein erstes Fazit gezogen werden: Da im Vorfeld nicht klar war, wie oft die Feststoffbehälter der Trockentoilette durch die AWB abgeholt werden müssen, kam es zunächst zu teilweise übervollen Behältern, die es dann zu entleeren und reinigen galt. Für die Entleerung kamen zwei Podestleitern zum Einsatz, um besser an die Öffnung des Containers zu gelangen. Anschließend wurden die Behälter mithilfe eines Kärchers gereinigt. Zum aktuellen Zeitpunkt (Stand Mai 2024) werden die Fäzes noch gesammelt, bis der Container voll genug für die Hygienisierung ist. Die Arbeit, so die Erkenntnis, fügt sich bis dato gut in den täglichen Betrieb ein. Der Hygienisierungs-Container auf dem Klärwerk Köln-Langel / © StEB Köln /HERAUSFORDERUNGEN Da es sich um ein Pilotprojekt handelt, gibt es immer wieder neue Entwicklungen, auf die es zu reagieren gilt. Die Herausfor- derungen spiegeln sich grob in den Erfahrungen der StEB Köln wider, ein Beispiel sind die bereits genannten übervollen Be- hälter. Wichtig ist jedoch auch das Zusammenspiel aller Partner, denn nur im regelmäßigen Austausch können für Probleme gemeinsame Lösungen gefunden werden. /CHANCEN Aus dem Pilotprojekt könnte, gerade im Hinblick auf die Kreis- laufwirtschaft, eine zukunftsfähige Alternative zur klassischen Chemietoilette entstehen. Daher ist es essenziell, so viele Erkenntnisse wie möglich zu gewinnen und entsprechende Verfahren zukunftsfähig mitzugestalten. Die Trockentoilette an Standorten ohne die Möglichkeit einer Wasser- beziehungswei- se Abwasser-Infrastruktur ist im Sinne der Nachhaltigkeit auf jeden Fall ein interessantes Konzept. AUSBLICK Gerade im Hinblick auf den Klimawandel ist die Ressourceneffi- zienz im Rahmen der Kreislaufwirtschaft essenziell. Deswegen sind die StEB Köln immer auf der Suche nach neuen Ansätzen, auch außerhalb der konventionellen Abwasserreinigung, um Systeme bewusst nachhaltig mitzugestalten. Umso wichtiger ist es, aktuelle Entwicklungen im Fokus zu halten und auf ihre Betriebsfähigkeit hin auszutesten. Im Falle des Einsatzes von Trockentoiletten gibt es neben den technischen natürlich auch einige juristische Hürden, die es zu überwinden gilt – beispielsweise die rechtliche Klassifi- zierung der Inhalte sowie eine Anpassung des rechtlichen Rah- mens, um Recyclingdünger in Deutschland nutzen zu können . Denn aktuell ist es in Deutschland rechtlich noch nicht möglich, konventionellen Dünger mit Recyclingdünger aus Inhalten von Trockentoiletten zu ersetzen. Zu einer Änderung könnte das Pilotprojekt „Holy Shit“ beitragen. Fußnoten: 1 Positionspapier des Projektes „REGION.innovativ – zirkulierBAR“ des Leibniz-Instituts für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ) e. V. (https://zirkulierbar.de/wp-content/uploads/2023/09/zirkulierBAR_Rechtlicher-Rahmen_UeberblickPositionspapier.pdf). 17

kompetenz wasser | November 2024 | Eine eigene CO₂-Roadmap für den Kanalneubau Die StEB Köln haben sich auf den Weg gemacht: Das Unternehmen möchte bis zum Jahr 2030 klimaneutral arbeiten. Als Wegweiser bietet eine umfassende CO2-Road- map Orientierung. Neben der kontinuierlichen Reduzierung von Treibhausgas-Emis- sionen (THG) spielen dabei auch indirekte THG-Emissionen im Bereich der Kanalinf- rastruktur eine wichtige Rolle. Wie im September 2023 berichtet (kompetenz wasser, September 2023), dient die CO2-Roadmap den StEB Köln als wertvoller Leitfaden, der das gesamte Unternehmen sowie dessen Lieferketten umfasst und die Fortschritte auf dem Weg zur Klimaneutralität nachvollziehbar und einfach dokumentierbar macht. Anders gesagt: Nachhaltiges Wirtschaften und Handeln ist als Unternehmensziel in allen Bereichen fest verankert. Doch welche spezifische Rolle kommt dabei dem Kanalbau zu? Fakt ist: Erste Untersuchungen zeigen, dass der Großteil der Treibhausgas-Emissionen eines Abwasserentsorgers auf direkte Emissionen beim Abwasserableitungs- und -reinigungsprozess entfallen. Gleichzeitig wird deutlich, dass indirekte THG-Emissionen aus Bau und Erhaltung der Kanalinfrastruktur ebenfalls nicht zu unterschätzen sind. Daher ist es nur logisch und von ent- sprechend großer Bedeutung, dass der Bereich Kanalbau und -sanierung hinsichtlich der Einspar- potenziale von THG-Emissionen genauer untersucht wird. BISHERIGE NACHHALTIGKEITSBESTREBUNGEN IM KANALBAU Zur Ermittlung der CO2-Äquivalente (CO2e) beim Kanalneubau nutzen die StEB Köln bereits seit 2023 zwei unterschiedliche Berechnungstools, um sowohl die genauen Emissionen einzelner Bau- maßnahmen als auch die wesentlichen Bestandteile der CO2e ermitteln zu können. So wurde bei- spielsweise deutlich, dass die geschlossenen Bauweisen – Pionier- und Kölner-Stollen – aufgrund des zu verfüllenden Ringraums mit merklich höheren Emissionen verbunden sind als der offene Bau im Kanalgraben. Bisher ließ sich dieser Sachverhalt lediglich vermuten. Diese Detailtiefe bei den Ergebnissen ist in der Branche einzigartig und liefert den StEB Köln wertvolle Erkenntnisse über die größten Potenziale zur CO2-Reduktion beim Kanalneubau. Wie schon im Beitrag „Mit der CO2-Roadmap zur Klimaneutralität“ (kompetenz wasser, September 2023) ausgeführt, umfasst die CO2-Roadmap für die gesamten StEB Köln gemäß dem „Greenhouse Gas Protocol“ im Scope 3 auch den Teil der Kapitalgüter (Invest). Darunter fallen insbesondere die Baumaßnahmen im Abwassernetz. Um eine valide Aussage darüber treffen zu können, in welchem Umfang CO2e-Reduktionen in diesem Handlungsfeld erreicht werden können, war es notwendig, eine eigene Roadmap für den Kanalneubau aufzustellen. „BOTTOM­DOWN“ ZUR KANALNEUBAU­ROADMAP Für die Entwicklung einer belastbaren und transparenten CO2-Roadmap für den Kanalbau stehen grundsätzlich die zwei Ansätze „Top-down“ sowie „Bottom-up“ zur Verfügung. Im Falle von „Top- down“ würden konkrete Vorgaben für die Handlungsfelder – eben auch für Invest – formuliert werden: „Eine jährliche Abnahme um fünf Prozent“ beispielsweise wäre solch eine Vorgabe. Darauf aufbauend ließe sich dann eruieren, welche Maßnahmen zur Zielerreichung führen. Im vorliegenden Fall jedoch wurde zur Analyse auf den „Bottom-up“-Ansatz gesetzt: Dabei werden sämtliche Optionen einer Reduktion der CO2e-Emissionen betrachtet und deren Potenzial möglichst realitätsnah bewertet. Die Summe aller Maßnahmen, die im Rahmen der Roadmap für eine Umsetzung ausgewählt werden, ergeben – im Sinne einer prozentualen Reduktion – das gesamte Potenzial zur CO2e-Reduktion für den Kanalneubau im Aktionsbereich der Kapitalgüter. Diese Reduktion trägt zum Gesamtziel der CO2-Neutralität, sprich zu einer Netto-null-Emissions- Bilanz, bei. © StEB Köln, Florian Baukmann 19

BEWERTUNGSKATEGORIEN UND -KRITERIEN DER MASSNAHMEN Ökologie Umsetzbarkeit Einsparungen CO2e [t/a] Umsetzbarkeit ( Bindung Per- sonal & Kapital, eingebundene Stellen, …) Effekte für StEB Köln Mehr- /Minder- kosten [€/a] (Investitionen, Betrieb, Finanzie- rung, …) Umsetzungsdauer Qualitative Effek- te (+/-) (Verbesserte Außenwirkung, erhöhte Planbar- keit, ...) ∆ CO2e pro Jahr techn. Nutzungs- dauer [kg/a tND] CO2e-Vermei- dungskosten [€/t] (Mehrkos- ten für Umset- zung Maßnahme) Tab. 1 BEWERTUNGSSKALA FÜR CO2-EINSPARUNGEN Bewertung ∆ CO2e [t/a] von bis 0 = 1 = 2 = 3 = 4 = 5 = 6 = 7 = 8 = 9 = 10 = Abb. 2 > = 0 t/a -3 t/a -10 t/a -20 t/a -40 t/a -60 t/a -90 t/a -130 t/a -200 t/a -400 t/a 0 t/a -3 t/a -10 t/a -20 t/a -40 t/a -60 t/a -90 t/a -130 t/a -200 t/a -< 400 t/a CO2e-EMISSIONEN IM JAHR 2034 (BEISPIELWERTE) 2.500 t CO2e/a 2.000 t CO2e/a 1.500 t CO2e/a 1.000 t CO2e/a 500 t CO2e/a 0 t CO2e/a m issio b s. E A Abb. 3 2.193 -250 -75 -150 -150 1.018 -550 T: n IS e n e 1 m h a n ß a M e 2 m h a n ß a M e 3 m h a n ß a M e 4 m h a n ß a M h a n ß a M e 6 m ale u e sid R n e n m issio 21

kompetenz wasser | November 2024 | Automatisierungsstrategie BLUE2035 NACHHALTIGES HANDELN Automatisierungs - strategie BLUE2035 So gestalten die StEB Köln die digitale Zukunft mit AUTOR: ROLF TENNER Die Digitalisierung schreitet unaufhaltsam voran, zugleich werden Anforderungen an die digitale Trans- formation immer komplexer. Auch die Wasserwirt- schaft sucht mit Blick auf Automatisierungs- und Prozessleittechnik (Operational Technology, OT) nach strategisch nachhaltigen Lösungen für mehr Sicherheit und Effizienz. Ein Prozess, der bei den StEB Köln die Be- schäftigten aktiv einbindet. Seit vielen Jahren bildet die OT bei den StEB Köln ein wichtiges Fundament für den sicheren und effizienten Betrieb von Kläran- lagen und Kanalnetz. Globale Herausforderungen wie Klimawan- del und Urbanisierung beeinflussen den Prozess dabei ebenso wie die rasanten technologischen Entwicklungen – insbesondere im Bereich der IT. Wie werden wir in Zukunft arbeiten? Wie können sich die StEB Köln technologisch weiterentwickeln? Und wie lässt sich der digitale Transformationsprozess der OT unter Einbeziehung der Mitarbeitenden gestalten? Auf diese Fragestellungen fokussiert das Zukunftsbild „Anlagenbetrieb 2035“, ein Teilaspekt der strategischen Gesamtausrichtung der Automatisierungs- und Prozessleittechnik, über die kompetenz wasser bereits im De- zember 2020 „Auf dem Weg zur Automation 4.0“ berichtet hat. ZUKUNFTSBILD DIGITALISIERUNG: BLUE2035 Im Kontext der Digitalisierung – Stichwort Industrie 4.0 – er- möglicht die Nutzung wesentlicher Schlüsselthemen wie etwa Datenstrukturen, Architekturen, digitaler Zwilling oder Security, Maschinen und Anlagen miteinander zu vernetzen und auf Basis der anfallenden Daten eine umfassende Überwachung, Auswertung und Optimierung der zugrundeliegenden Prozesse zu gewährleisten. Bis dato werden diese Schlüsselthemen von Betreibern weitgehend unabhängig voneinander umgesetzt. Industrie 4.0 führt diese Technologien zusammen und unter- stützt so deren flächendeckende Nutzung. Als Projektpartner im vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Forschungsvorhaben „BLUE2035 Picture-of-the-Future für die digitalisierte Wasser- wirtschaft“ gestalten die StEB Köln die digitale Transformation der OT aktiv mit. Als ein Ergebnis wurden von den insgesamt sechs beteiligten Projektpartnern 16 Thesen zur digitalen Transformation in der Wasserwirtschaft erarbeitet, die auch konkrete Handlungsempfehlungen für die beteiligten Akteure, zum Beispiel Betreiber, enthalten. Bild linke Seite: © Siemens 23

kompetenz wasser | November 2024 | Automatisierungsstrategie BLUE2035 NOA-ANSATZ © LEIKON GMBH Monitoring + Optimization Cloud- Integration LIMS Simulation/Optimierung O P C - U A Reporting/Analytics ERP SAP PM Malware- schutz IT-Netz FW SAP-Koppler IT-Netz FW PLS- Komponenten OS-Client (BuB) OT-Netz PLS-Kernsysteme Engineering OS-Server PLS-AMS Daten- Diode BDMS Advanced AMS PLS- Controller Feldgeräte & Packaging Unit R ›O Profinet ›O klassisch (4...20 mA) Profinet- Feldgeräte PU PLS Integration via Remote ›O Controller Optional MTP PU mit Fremdsteuerung » Fazit: Für die StEB Köln hat sich durch das gewählte Vorgehen ge- zeigt, dass es für die erfolgreiche Umsetzung digitaler Transforma- tionsprojekte – nicht nur im Umfeld der OT – extrem wichtig ist, alle betroffenen Beschäftigten frühzeitig und umfassend in die Entschei- dungs- und Veränderungsprozesse einzubinden und deren fachliche sowie persönliche Expertise zu nutzen. Die Anwendung strukturierter Methoden sowie eine hohe Transparenz in der Entscheidungsfindung gibt allen Beteiligten einen soliden Rahmen, um die beschriebe- nen Ziele zu erreichen und den OT-Transformationsprozess aktiv zu gestalten. 25

kompetenz wasser | November 2024 | Gemeinwohl-Ökonomie bei den StEB Köln NACHHALTIGES HANDELN Gemeinwohl-Ökonomie bei den StEB Köln Zertifizierung bestätigt sehr gute Ergebnisse AUTORIN: JUTTA LENZ Die StEB Köln nehmen ihre Verantwortung gegenüber Gesellschaft und Umwelt ernst und haben mit Blick auf das Prinzip der Gemeinwohl-Ökonomie (GWÖ) im September 2022 die wichtigsten Meilensteine ihrer Gemeinwohl-Matrix präsentiert (kompetenz wasser, September 2023). Jetzt fand das Audit der ersten Ge- meinwohlbilanz statt – mit motivierendem wie inspirie- rendem Ergebnis. Die StEB Köln sorgen dafür, das Abwasser der Millionenstadt gereinigt in den natürlichen Wasserkreislauf zurückzuführen, die Stadt sicher vor Rheinhochwasser zu schützen und Park- besuchern intakte Wasserflächen zu bieten. Damit erfüllen sie nicht nur Anforderungen an die Stadthygiene, sondern tragen zudem zum Schutz von Gesundheit, Natur und lebenswichtigen Wasserressourcen bei. Hier setzt die Gemeinwohlbilanz an, indem nachhaltiges Wirtschaften als eine Kultur etabliert und dokumentiert wird, die nicht ausschließlich auf ökonomische Gewinne abzielt, sondern gleichberechtigt Beiträge zum öko- logischen und sozialen Gemeinwohl leistet. AUDITBEWERTUNG GEMEINWOHLBILANZ Die Ergebnisse aus dem Audit der ersten Gemeinwohlbilanz be- stätigen, dass die StEB Köln mit insgesamt 522 Punkten bereits als erfahrenes, gemeinwohlorientiertes Unternehmen aus- gerichtet ist – die Skala reicht von minus 3.900 bis plus 1.000 Punkten. Die meisten Punkte wurden für das Umweltprogramm vergeben, für das das Unternehmen bereits seit 1999 jährlich nach den strengen Kriterien des europäischen Umweltmanage- mentsystems EMAS (Eco-Management and Audit Scheme) zertifiziert wird. DIE MEILENSTEINE IM ÜBERBLICK Insgesamt orientiert sich die Gemeinwohl-Matrix an den fünf Berührungsgruppen Lieferant*innen, Eigentümer*innen und Finanzpartner*innen, Mitarbeitende, Kund*innen und Mit- unternehmen sowie gesellschaftliches Umfeld. Bild linke Seite: Titel Gemeinwohlbilanz StEB Köln © iStock, Deepak Sethi 1: LIEFERANT*INNEN Bei der Bewertung der Lieferbeziehungen werden sowohl die di- rekt zuliefernden Unternehmen als auch deren Lieferant*innen betrachtet. Durch Kaufentscheidungen und die Gestaltung von Vertragsbedingungen haben die StEB Köln einen guten Hebel, ihrer Mitverantwortung gerecht zu werden: So ist der Einkauf von kurzen Entfernungen innerhalb der Region geprägt, nur vergleichsweise geringe Kostenanteile fließen in Produkte mit langen Beschaffungswegen. Dabei gilt es, die Vorgänge in der Zulieferkette bei zugekauften Produkten und Dienstleistungen besonders kritisch zu beachten. Stärken: › Garantierte Transparenz durch strenge Ausschreibungskrite- rien, interne Revisionen und Vergabedatenbank › Zertifizierung nach DIN ISO 9001 und 14001 › Subunternehmerregelung zur Einhaltung ökologischer und sozialer Kriterien › Vertragliche Verpflichtung zur Offenlegung der Rohstoff-Herkunft › Regionale Beschaffung (Sand, Kies, Zement und Fertigbeton z. B. kommen aus der Rheinebene) » Potenzial und Empfehlungen: Die Auditor*innen empfehlen die Zentralisierung des Einkaufs, um die Kompetenzen für einen nachhaltigen Einkauf noch besser zu bündeln. 2: EIGENTÜMER*INNEN UND FINANZPARTNER*INNEN Die Finanzierung der StEB Köln gründet auf Einnahmen gesetz- lich definierter Abwassergebühren und Mittel der öffentlichen Haushalte von Land und Kommune. Die Transformation zu einer ökologisch nachhaltigen Gesellschaft verlangt die Berücksichti- gung ökologischer Aspekte bei allen Investitionen. Stärken: › Die StEB Köln gehören zu 100 Prozent der Stadt Köln. Bür- ger*innen werden indirekt über den Stadt- und Verwaltungs- rat an unternehmerischen Entscheidungen beteiligt. › Die StEB Köln haben das Kreditvolumen seit 2009 um über ein Drittel zurückgefahren. › Die Eigenkapitalquote beträgt 44,1 Prozent. 27

kompetenz wasser | September 2024 | Artikeltitel Dieses Zertifikat bestätigt die Gültigkeit des durchlaufenen GWÖ Auditprozesses und berechtigt zum Führen des Labels: Testat: Externes Audit Gemeinwohl- Bilanz Stadtentwässerungsbetriebe Köln, AöR M5.0 Kompaktbilanz 2022 Auditor*In: Armin Schmelzle Gitta Walchner Wert Berührungsgruppe A: LIEFERANT*INNEN B: EIGENTÜMER*INNEN & FINANZ- PARTNER*INNEN C: MITARBEITENDE D: KUND*INNEN & MITUNTERNEHMEN E: GESELLSCHAFTLICHES UMFELD MENSCHENWÜRDE SOLIDARITÄT UND GERECHTIGKEIT ÖKOLOGISCHE NACHHALTIGKEIT TRANSPARENZ UND MITENTSCHEIDUNG A1 Menschenwürde in der Zulieferkette: A2 Solidarität und Gerechtigkeit in der Zulieferkette: A3 Ökologische Nachhaltigkeit in der Zulieferkette: A4 Transparenz und Mitentscheidung in der Zulieferkette: 30 % 20 % 30 % 30 % B1 Ethische Haltung im Umgang mit Geldmitteln: B2 Soziale Haltung im Umgang mit Geldmitteln: B3 Sozial-ökologische Investitionen und Mittelverwendung: B4 Eigentum und Mitentscheidung: 30 % 70 % 70 % 70 % C1 Menschenwürde am Arbeitsplatz: C2 Ausgestaltung der Arbeitsverträge: C3 Förderung des ökologischen Verhaltens der Mitarbeitenden: C4 Innerbetriebliche Mitentscheidung und Transparenz: 40 % 40 % 30 % 30 % D1 Ethische Kund*innen beziehungen: D2 Kooperation und Solidarität mit Mitunternehmen: D4 Kund*innen Mitwirkung und Produkttransparenz: D3 Ökologische Auswirkung durch Nutzung und Entsorgung von Produkten und Dienstleistungen: 80 % 70 % 80 % 50 % E1 Sinn und gesellschaftliche Wirkung der Produkte und Dienstleistungen: E2 Beitrag zum Gemeinwesen: E3 Reduktion ökologischer Auswirkungen: E4 Transparenz und gesellschaftliche Mitentscheidung: 70 % 50 % 60 % 50 % Mit diesem Testat wird das Audit des Gemeinwohl-Berichtes bestätigt. Das Testat bezieht sich auf die Gemeinwohl-Bilanz 5.0. TestatID: fwrtd Nähere Informationen zur Matrix und dem Auditsystem finden Sie auf www.ecogood.org Hamburg, 20.12.2023 Testat gültig bis: 31.12.2025 BILANZSUMME: 522 Bridget Knapper and Manfred Jotter / Executive Directors International Federation for the Economy for the Common Good e.V, VR 24207 29

kompetenz wasser | November 2024 | Optimierte Abwasserreinigung dank Schwachlastbelebung Eine qualitative Abwasserreinigung steht und fällt mit der hydraulischen Funktionalität des gesamten Zu- laufsystems. Auf dem GKW Köln-Stammheim ist diese Qualität nicht mehr gegeben, weshalb die StEB Köln als Konsequenz auf den Bau eines Kombipumpwerks setzen. Die Verfahrensstufe der Schwachlastbelebung auf dem GKW besteht im Wesentlichen aus zwei verwobenen Einzelanlagen aus den 70er und 90er Jahren mit je sechs und acht Belebungs- becken. Betrachtet man ein Belebungsbecken als Reaktions- gefäß, wird deutlich: Die richtige Mischung der zugeführten Medien wie Abwasser, Belebtschlamm und Sauerstoff ist für die Qualität der Abwasserreinigung maßgeblich. Damit rückt die hydraulische Funktionalität des gesamten Zulauf- systems in den Vordergrund. › Problem: Über das in den 70er Jahren erstellte Zwischen- pumpwerk wird ein hydraulischer Vordruck hergestellt, der für die Gleichverteilung der zugeführten Ströme zu den Becken nicht ausreicht. › Folge: Bei bestimmten Lastfällen entstehen in den Becken unterschiedliche Konzentrationen und variierende Wasser- spiegel. Das Wasser, der Belebtschlamm und die eingepresste Luft suchen sich selbstständig ihren Weg in die Becken, die erwartete Abwasserreinigung stellt sich nicht ein. › Lösung: Um immer gleiche Bedingungen in den Bele- bungsbecken herzustellen, muss der hydraulische Vordruck bei jedem Lastfall hoch genug sein. Dazu sind eine neue Pumpstufe für das Abwasser und zwei Pumpstufen für den Belebtschlamm geplant, die in einem Kombinationspumpwerk zusammengefasst werden. Luftbild ohne Planung und mit Planung / © StEB Köln Planausschnitt und Visualisierung Kombipumpwerk / © Architekturbüro Bachmann Badie Schneckenpumpen im Pumpwerk / © StEB Köln 31

kompetenz wasser | November 2024 | Optimierte Abwasserreinigung dank Schwachlastbelebung Rohbau Pumpwerk / © Planungsgemeinschaft Pöytum PROBEBETRIEB UND INBETRIEBNAHME Mit Installation der 14 provisorischen Zuleitungen zu den Becken besitzt nun jedes Belebungsbecken drei Hauptzuflüsse: einen bestehenden Abwasser- und Belebtschlammzufluss sowie die Zuflussleitung für ein Gemisch beider Medien aus dem neuen Zulaufsystem – die sichere Inbetriebnahme des neuen Zulaufsys- tems sowie der Probebetrieb des neuen Kombipumpwerkes sind gegeben. Der Probebetrieb findet unter Mitwirkung aller notwendigen Gewerke, Projekt- und Betriebsangehörigen sowie aller Trocken- und Regenwetterlast- fälle statt. Dank des verlässlichen Betriebes kann das unzureichende Zulauf- system außer Betrieb genommen und mit dem Rückbau begonnen werden. Als bedeutende nachlaufende Restarbeit pro Belebungsbecken bleiben der Rückbau der störenden Altkanäle sowie der Neubau der Zuläufe im Beckennahbereich, die Inbetriebsetzung dieses Teilstückes und der anschließende Rückbau der provisorischen Heberzuleitung. 33

kompetenz wasser | November 2024 | Abwasserversorgung bei Blackout und Stromausfall? meist von kurzer Dauer und lokal verortet sind. Beim Blackout wiederum gibt es langanhaltend und überregional, sprich deutschlandweit oder über mehrere Länder hinweg, keinen Strom. Welche Risiken und Gefahren können auftreten, wenn die Abwasserent­ sorgung während eines Stromausfalls nicht sichergestellt ist? L. F.: Bei Risiken wird generell in vier Kategorien unterschieden, dazu zählen neben Personen- und Umweltschäden das Risiko monetärer Schä- den an Sachanlagen sowie die Auswirkungen auf Fremdanlagen. Wie wird die Notstromversorgung im Kontext der Abwasserentsorgung eigentlich definiert? Welche Maßnahmen müssen in einem Notfallplan für einen Stromausfall gemäß DWA M320 enthalten sein? L. F.: Das ist die Frage. Prinzipiell müssen wir die Abwasserableitung und -reinigung sicherstellen. Dabei ist jedoch nicht definiert, wie oder wie lange wir die Abwasserentsorgung aufrechterhalten müssen. Nichtsdes- totrotz haben Betreiber die Aufgabe, Abwasser nach den gesetzlichen Anforderungen zu reinigen und sich gegen Gefahren wie etwa Stromaus- fälle zu schützen. Wie hoch die Resilienz des Unternehmens gegenüber diesem Risiko ist, hängt von den individuellen Schutzzielen ab – nach M320 können diese nämlich je nach Unternehmen unterschiedlich aus- fallen, ebenso wie die Entscheidung, wie viel Restrisiko bleiben soll. Was wären denn aus Ihrer Sicht absolute „Must Haves“? L. F.: Für den Notfall sollte eine Einschaltreihenfolge vorhanden sein, wie der Notbetrieb ablaufen soll. Es sollte ebenfalls klar sein, welche Perso- nen benötigt werden und wie die interne und externe Kommunikation innerhalb einer Krise funktionieren. Hier wird das Vorgehen nach den fünf Phasen der Risikoanalyse empfohlen. Kommen wir zur Praxis: Wie haben Sie das GKW Stammheim im Vorfeld des Notstromtests vorbereitet? J. V.: Grundsätzlich ist das GKW Stammheim mit den unterbrechungsfrei- en Stromversorgungen für das Leitsystem sowie einem Dieselaggregat seit vielen Jahren notstromfähig. Die Funktionalität ist aufgrund von Umbauten und Veränderungen der Anlage jedoch nicht mehr stabil. Die- se Probleme standen daher im Fokus der Vorbereitung. Zudem haben wir analysiert, welche Anlagenteile wir tatsächlich in kurzer Zeit betreiben wollen. Eine Schlammentwässerung beispielsweise ist gegenüber der Abwasserreinigung immer nachrangig. Wie wird mit Anlagenteilen verfahren, die im Notstromfall nicht versorgt werden, sind dafür Alternativmaßnahmen vorgegeben? J. V.: Wir haben uns damit auseinandergesetzt, dass wir die Kläranlage schrittweise hochfahren. Eine große Herausforderung war dabei die Kühl- wasserversorgung. Unsere Motoren benötigen Kühlwasser aus der Brun- nenanlage. Im weiteren Verlauf brauchen die Verdichter für die Belüftung Kühlwasser aus dem Kläranlagenablauf. Das heißt, für mehr Kühlleistung muss Wasser gereinigt werden, eine iterative Vorgehensweise. Die großen Verdichter können aufgrund der Spannungsspitzen nicht angefahren werden, alternativ nutzen wir mehrere kleine Verdichter. Können Sie die praktische Umsetzung des Notstromtests auf dem GKW Stammheim in wesentlichen Schritten kurz beschreiben? J. V.: Die Vorbereitung beginnt Wochen vorher, auch durch Anmeldung bei der Überwachungsbehörde. Am Tag selbst sind die wesentlichen Schritte die Trennung vom Netz, das Anfahren des Notstromaggregats, der Aufbau eines Teils des Wasserwegs, die parallele Zuschaltung von Gasmotoren und weiteren Teilen des Wasserwegs, bis die ganz normale Wassermenge eines Trockenwettertags erreicht wird. Anschließend wird der Schlammweg hinzugenommen. Gab es Herausforderungen? J. V.: Einige. Zum Beispiel ist der Notstromdiesel aufgrund einer Span- nungsspitze ausgefallen und konnte nicht mehr gekühlt werden, die Not- stromfähigkeit des GKWs war für etwa vier Stunden nicht mehr gegeben. Und bei unserem vierten Test hatten wir plötzlich schlechtes Wetter und haben festgestellt, dass auf unserer Hauptleitwarte zwar das Leitsystem, nicht jedoch die Beleuchtung mit Strom versorgt wird. Die vorangegan- genen Tests fanden stets im Sommer bei schönem Wetter statt. Was ist bei der Gestaltung des Übergangs zurück zum Normalbetrieb wichtig? J. V.: Eine spannende Frage! Denn nach einem Test – erfolgreich oder nicht – fängt die Arbeit erst richtig an. Dabei sind vor allem drei Aspekte wichtig: Erstens gilt es, die Anlage wieder funktionsfähig zu machen. Viele elektrische Bauteile müssen quittiert werden, teilweise haben diese auch Schäden erlitten. Die Reparaturarbeiten im Nachgang sind nicht zu unterschätzen. Ein weiterer Punkt ist die Analyse und Ablei- tung gesammelter Erkenntnisse. Bei einem Notstromtest auf dem GKW Stammheim sind ungefähr 50 Personen beteiligt. Um systematische Probleme zu ermitteln, müssen alle individuellen Beobachtungen zusam- mengetragen und strukturiert werden. Und last, but not least geht es um die Integration dieser Erkenntnisse. Ein Notstromtest bedeutet Stress, weshalb alle Mitwirkenden in die Entwicklungen einbezogen werden. „Wir möchten das positive Gefühl mitgeben, dass wir wieder einen Schritt weitergekommen sind.“ Mitarbeiter einbeziehen ist das Eine. Wie stellen Sie bei den StEB Köln zusätzlich sicher, dass diese für Notfallsituationen, insbesondere für den Betrieb des Notstromsystems, ausreichend geschult sind? J. V.: Üben, üben, üben! Die Tests finden wochentags bei Trockenwetter und gut vorbereitet statt. Dann weiß jeder, was zu tun ist – im Ernstfall muss der Schichtbetrieb mit den Kollegen der Rufbereitschaft auf dieses Wissen zurückgreifen, um die Anlage wieder zu starten. L. F.: Das Wichtigste ist, dass wir die Belegschaft für das Thema sensibilisie- ren. Ein Stromausfall ist in Bezug auf Dauer und Ausdehnung eine Folge ver- schiedener Ursachen. Deswegen stellen wir sicher, dass unsere Mitarbeiten- den in der Rufbereitschaft einen Stromausfall direkt mitbekommen, indem ein Warngerät für die Steckdose bei einem Spannungsabfall akustischen Alarm schlägt. Personalschulungen, Testprotokolle, digitale Simulationen: Es gibt viele Ansätze, die die Effizienz von Notstromtests und Notfallplanung verbes­ sern. Worauf setzen Sie, heute und in Zukunft? J. V.: Ein ganz wichtiger Punkt ist, dass wir uns mit anderen Kläranlagen- Betreibern vernetzen und gemeinsam Erfahrungen und Erkenntnisse diskutieren. So können wir alle lernen und uns weiterentwickeln. L. F.: Für die Zukunft würden wir gerne eine Rahmenstabsübung mit allen Stakeholdern durchführen, die einen flächendeckenden Stromausfall für Köln simuliert. Und zwar nicht nur bei uns innerhalb der StEB Köln, sondern mit dem stadtweiten Verbund. J. V.: Ist das dann so etwas wie der Hochwasserschutz in Köln? L. F.: Ja, ich könnte mir das ähnlich wie bei der Hochwasserübung vor- stellen, bei der auch RheinEnergie, Feuerwehr und andere Institutionen teilnehmen. Ein spannender Ansatz. Dafür wünschen wir viel Erfolg! 35

kompetenz wasser | November 2024 | Neuer Sandfang für das Klärwerk Köln-Rodenkirchen Der Zahn der Zeit nagt am Klärwerk (KW) Köln-Ro- denkirchen: Altersbedingte Schädigungen an der fast 50 Jahre alten Bausubstanz des Sandfangs sowie eine veraltete maschinentechnische Ausrüstung machen für die Stadtentwässerungsbetriebe Köln (StEB Köln) – Betreiber des Klärwerks – die Errichtung eines neu- en, ebenfalls zweistraßig belüfteten Sandfangs notwendig. Seit fast 50 Jahren in Betrieb und zwischen 1988 und 1992 um- fassend ausgebaut, soll der vorhandene Sandfang durch einen Neubau ersetzt werden, der zusätzlich einen seitlichen Fettfang sowie eine neue Gebläsestation zur Belüftung vorsieht. Um die Betriebssicherheit des Klärwerks zu gewährleisten, wurde bereits vorab die alte Räumerbrücke saniert. Der Zugang ist über die Straße im Südwesten des Klärwerks sowie über eine Stichstraße geplant. Zudem wird das System zur Unterstützung der Denitrifikation um eine zulaufabhängige Kohlenstoffumfahrung ergänzt. Zum Ausgleich der geringen Überdeckung der Rohrleitung wird das Gelände südlich der Vor- klärung um circa einen halben Meter erhöht und anschließend begrünt, im Bereich der Bauwerke werden Wege angelegt. Der aktuelle Sandfang soll nach Abschluss der Arbeiten bis etwa 1,5 Meter unter Geländeoberkante (GOK) zurückgebaut, die so entstehende freie Fläche aufgefüllt und begrünt werden. BAUTECHNISCHE MASSNAHMEN VON SAND­ UND FETTFANG Der geplante, belüftete Sand- sowie der Fettfang werden neben dem bestehenden System errichtet, was den Anschluss an den Zulaufkanal DN 1200 der Vorklärung über ein gerades Gerinne ermöglicht. Aufgrund der Breite ist zudem eine Anpassung des Grundwasserbrunnens Nr. 5 vorgesehen: Ein im Zuge der Baufeldfreimachung gedrehter Schacht verlegt die Einstiegs- öffnung auf die andere Brunnenseite. Das Zulaufgerinne des neuen Sand- und Fettfangs wird in je zwei 0,70 Meter breite Gerinne aufgeteilt – der Anschluss an den Bestand erfolgt zwei Meter hinter dem Rechengebäude. Ein GFK-Gitterrost deckt das Gerinne bis zum Sand- und Fettfang vollständig ab, ein umlau- fendes Geländer dient der Sicherung, eine PE-HD-Auskleidung verhindert Ablagerungen und Betonkorrosion. Die Belüftung erfolgt über eine Gebläsestation aus zwei mit einer Schallschutzhaube abgedeckten Gebläsen, die neben dem Ablaufgerinne auf einer 2 × 3,50 Meter großen Bodenplatte errichtet werden. WEITERE PLANUNGSDETAILS SAND­ UND FETTFANG › Die Sandrinne wird durch Profilbeton auf eine Breite von 0,30 m reduziert. › Zur Verbesserung der Sandentnahme werden die Wände mit PE-HD ausgekleidet. › Der Fettfang ist über eine Tauchwand und Lamellen vom Sandfang abgetrennt. › In Fließrichtung ist jeweils ein Fettschacht angeordnet. › Über eine Schwelle wird das Wasser in das Ablaufgerinne eingeleitet (Anbindung an Zulaufkanal DN 1200 der Vorklärbecken). › Im Ablaufgerinne ist ein Bypass zur Umfahrung der Vorklärung vorgesehen (Kohlenstoffumfahrung). › Der Kanal DN 500 wird weitestgehend parallel zur Filterspülleitung bis zum Ablaufgerinne der Vor- klärung geführt (Anschluss oberhalb des max. Wasserspiegels von 46,60 m NHN). › Der stillgelegte Schwimmschlammsammelschacht am Vorklärbecken wird zurückgebaut. Bild linke Seite: Sandfang / © StEB Köln 37

kompetenz wasser | September 2024 | Artikeltitel „Mithilfe des neuen Sandfangs ist auch künftig eine effiziente Entfernung des im Abwasser mitgeführten Sandes sichergestellt.“ (Christoph Büsch, Hauptabteilungsleiter Außenklärwerke und Pumpwerke) 39

kompetenz wasser | November 2024 | Gemeinsam gelingt die Klärschlammverwertung am Rhein OPTINETZ-TOOL#PLAN Das Werkzeug zur Unterstützung der smarten Planung von Klärschlammnetzwerken wurde im Rahmen des RePhor-Pro- jektes Satellite durch das Ingenieurbüro Dr. Breitenkamp in Kooperation mit dem Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik der Leibniz Universität Hannover (ISAH) und dem Fraunhofer IML entwickelt. Es bietet die Möglich- keit zur optimierten Planung von Zusammenschlüssen zur Klärschlammverwertung – etwa im Hinblick auf Investi- tionsentscheidungen, optimierte Trocknungs- und Entwäs- serungskonzepte, Nährstoffrückgewinnungspotenziale (P, N) und Logistik. Stufe 1 Stufe 2 1) Bilanzierungs-Modell für die Verfahrenskette — Szenarienberechnung für vorausgewählte Technologien 2) Bewertung — Konzeptauswahl Vorauswahl relevanter Technologien — Verfahrenssteckbriefe Modul Kläranlage Ent- wässerung … Modul Trocknung/Verbrennung Brand- trockner Solare Trocknung Weitere Trockner- typen KS-Ver- brennung Simulation Verfahrenskette Modul Transport + weitere Module, z. B. P-Rückgewinnung Stoffströme Schlammmengen und -qualitäten (OS, TM, oTM, P, N, Fe, AI) Aschemengen und -qualitäten Reststoffe Verbrennung Rückgewinnungspotenziale P und N Energiebedarf Strom Wärme Heizwert Schlamm Transport Transportwege (km, tkm) Kosten Invest Prozesskette Betrieb Prozesskette Entsorgungskosten (€/t OS) CO2e CO2e Einzelmodule Direkte Emissionen CO2e Prozesskette Indirekte Emissionen CO2e Prozesskette Gesamtbilanz CO2e Prozesskette Bewertung Verfahrens- kette Minimierung CO2e Verfahrenskette Minimierung Entsorgungskosten Minimierung Transportkosten Maximierung P-Rückgewinnung Stufe 2 mit 3–4 Verfahren aus Stufe 1 Bild 1: Vorgehen bei der ressourcenorientierten Verfahrensbewertung für die KLAR GmbH © Ingenieurbüro Dr. Breitenkamp 41

kompetenz wasser | November 2024 | Gemeinsam gelingt die Klärschlammverwertung am Rhein Strom Wärme Basisszenario Szenario 1 Szenario 2 Szenario 3 ENERGIE s s u h c s r e b Ü g u z e B CO2-ÄQUIVALENTE BETRIEB N2O, CO2 direkt Betriebs- mittel Strom Wärme Transport Summe + P-Rückg. ohne P-Rückg. Annahme! g n u g u e z r E g n u r a p s n E i KOSTEN Invest Betrieb Transport P-Rückgewinnung Behandlung gesamt Überblick Ergebnisse der Szenarienbetrachtung mittels OptiNETZ-Tool#plan © Ingenieurbüro Dr. Breitenkamp 43

kompetenz wasser | November 2024 | Das ZeeNAMMOX™-Verfahren Mit dem Innovationsprojekt werden optimale Betriebs- parameter bestimmt, um die Stickstoffentfernungsra- te zu maximieren, den spezifischen Energieverbrauch zu minimieren und die Treibhausgas-Emissionen zu reduzieren. Der Fokus liegt dabei auf › der Zulaufbelastung, › der Belüftungsmenge und Belüftungsstrategie, › dem Mischregime im Tank sowie › auf unterschiedlichen Betriebsstrategien (z. B. PN/A gegenüber vollständiger Nitrifikation). Zur Abschätzung von Auswirkungen einer Betriebsstörung werden zudem gezielte Stresstests durchgeführt, die die Aus- fallsicherheit sowie Robustheit der Technologie nachweisen. Die Kosten bleiben im Rahmen der prognostizierten Projekt- kosten und erste Messergebnisse der in Betrieb genommenen Aufbereitungsanlage bestätigen nach sechswöchigem Betrieb ohne Animpfung eine partielle Nitritation. Eine weitere Anlage mit gleicher Technologie ist auf dem Klärwerk Langel geplant. Die großtechnische Umsetzung der ZeeNAMMOX™-Technolo- gie in der Kläranlage Köln-Rodenkirchen ist die Weiterentwick- lung eines Pilotversuchs, der im April 2019 auf der Kläranlage Köln-Weiden seinen Anfang nahm. In enger Zusammenarbeit ermitteln die StEB und Veolia seit mehr als zwei Jahren die Leistungsdaten und potenziellen Vorteile der Technologie. Experimente im Pilotmaßstab konnten bereits folgende Erfolge bestätigen: › Energieeinsparung mit einem spezifischen Stromverbrauch von weniger als 0,5 kWh/kgN – das entspricht einer Effizienz- steigerung von rund 70 Prozent im Vergleich zu den im Werk Köln-Wahn aktuell gemeldeten Leistungen. › Die Volumenentfernungsrate von Stickstoff – mit typischen Werten zwischen 0,3 und 0,4 kgTiN entfernt/m³/d – ist mindestens 2,5-mal höher als bei der in Köln-Wahn implemen- tierten Lösung. ZIELSETZUNG UND AUSBLICK Die großtechnische Umsetzung zielt neben der Nutzbarma- chung der verfahrenstechnischen Vorteile darauf ab, die im Pi- lotmaßstab beobachteten Ergebnisse vollständig zu validieren und den Prozess weiter zu optimieren, indem die tatsächlichen Vorteile der ZeeNAMMOX™-Technologie in Bezug auf folgende Aspekte quantifiziert werden: › Reduzierter Energieverbrauch (ausgedrückt als kWh/kg-N eliminiert) als eine der notwendigen Maßnahmen, um das von den StEB definierte Ziel der Klimaneutralität zu erreichen. › Erhöhte volumenbezogene Ammonium- und Stickstoffentfer- nungsrate als kg-N-NH4rem/m3/d beziehungsweise kg- TiN entfernt/m³/d. › Verbesserte Prozessstabilität (verringerter Personalbedarf für normale und außergewöhnliche Betriebsverfahren und reduzierter betrieblicher Aufwand gegenüber herkömmlichen Verfahren). › Reduzierung der Treibhausgas-Emissionen, die für die Mini- mierung des CO2-Fußabdrucks der Prozesswasserbehandlung maßgeblich sind. Trübwasseraufbereitung / © StEB Köln 45

kompetenz wasser | September 2024 | Artikeltitel 47

kompetenz wasser | November 2024 | Alles im trockenen Bereich: Hochwasserschutzübung 2023 OPTION 3: ROLLSTEG BEI VORHALTUNG DER GERÜSTELEMENTE IM HWS-LAGER OPTION 3: ROLLSTEG BEI ANMIETUNG DER GERÜSTELEMENTE Einsatz des Rollstegs; der Mitarbeiter im Vordergrund verschiebt den Rollsteg entlang des Aufbaubereichs / © StEB Köln, Peter Jost Rollsteg über die volle Breite von zwei Gleisen / © StEB Köln, Peter Jost Als ein Ergebnis der Übung wurde in der zwischen- zeitlichen Neuausschreibung der Baufirmen für den mobilen Hochwasserschutz die Verfügbarkeit von Zweiwegebaggern abgefragt. Insgesamt können drei Firmen solche Geräte anbieten, so dass einem zukünf- tigen Einsatz nichts im Wege steht. Die Beschaffung eines demontierbaren Rollstegs, der in der Hochwas- serlagerhalle der StEB Köln eingelagert werden soll, wurde ebenfalls initiiert. FAZIT: EFFIZIENZ ENTSCHEIDET Die Hochwasserschutzübung 2023 zeigt, dass der möglichst effiziente Aufbau der mobilen Hochwasserschutzelemente oberste Priorität hat. Im hier vorgestellten Fall ist dies ein wasserseitiger Aufbau ohne Spezialequipment. Für den Fall der Notwendigkeit eines landseitigen Aufbaus konnte in der Hochwasserschutzübung eine sinnvolle Lösung in Form einer Kombination verschiedener Techniken erprobt werden, die auch unter erschwerten Bedingungen einen zügigen Aufbau des mobilen Hochwasserschutzsystems gewährleistet. Impressum Herausgeber: Stadtentwässerungsbetriebe Köln, AöR (StEB Köln) Inhaltlich Verantwortliche gemäß §§ 5, 6 TMG und § 55 Abs. 2 RStV: Birgit Konopatzki Redaktion: Stephanie Bayer, Unternehmenskommunikation, StEB Köln Yvonne Egberink, YES communicationWORKS Konzept und Gestaltung: Hochhaus Agentur GmbH, Köln Bildnachweis: Titelbild: © iStock Vorwort: StEB Köln, Sabine Grothues ISSN 1863-7035 49