Errichtung einer Prozesswasserbehandlungsanlage (Membranstrippung) auf der Hauptkläranlage Münster auf Basis der aktualisierten Kostenberechnung

V/1044/2016 
DER OBERBÜRGERMEISTER 
Tiefbauamt 
 
 
 
 
 
 
 
 
Betrifft 
 
Errichtung einer Prozesswasserbehandlungsanlage (Membranstrippung) auf der Hauptkläranlage 
Münster auf Basis der aktualisierten Kostenberechnung 
- Baubeschluss - 
 
 
 
Beratungsfolge 
 
 
01.12.2016 Ausschuss für Umweltschutz, Klimaschutz und Bauwesen Entscheidung 
 
 
Beschlussvorschlag: 
I. Sachentscheidung: 
Der Errichtung einer Prozesswasserbehandlungsanlage (Membranstrippung) auf der 
Hauptkläranlage Münster wird auf Basis der aktualisierten Kostenberechnung gemäß dem Entwurf 
des Ingenieurbüros Frilling aus Vechta zugestimmt. 
 
 
II. Finanzielle Auswirkungen: 
Es wird zur Kenn tnis genommen, dass der Stadt Münster Kosten in Höhe von ca. 2.209.830, - € ent-
stehen. Einnahmen werden in Höhe von 928.500,- € erwartet. 
 
Die v. g. Sachentscheidung ist wie folgt zu finanzieren: 
 
Teilfinanzplan 
 Nr. Bezeichnung Haush.- 
jahr 
Betrag 
€ 
Bemerkungen 
 
Produktgruppe 1101 Abwasserbeseitigung    
Investitionsmaß-
nahme 
0015 Pumpwerke/Kläranlagen,  
Neubau/Erneuerung 
   
Auszahlung 
 
  2017 
2018 
1.200.000 € 
1.009.830 € 
 
Einzahlung 
 
  2017 
2018 
 504.000 € 
424.500 € 
Förderzusage liegt vor. 
Saldo    1.281.330 €  
 
 
Vorlagen-Nr.: 
  
V/1044/2016 
Auskunft erteilt: 
Herr Grimm 
Ruf: 
492 66 00 
E-Mail: 
Grimm@stadt-muenster.de  
Datum: 
10.11.2016 
Öffentliche Beschlussvorlage

- 2 - 
V/1044/2016 
 
Die zur Finanzierung erforderlichen Ermächtigungen sind im Haushaltsplan-Entwurf 2017 bei der o. g. 
Produktgruppe veranschlagt. Es wird zur Kenntnis genommen, dass die Beschlussausführung unter 
dem Vorbehalt steht, dass der Rat im Rahmen der Haushaltssatzung 2017 bzw. der mitte lfristigen 
Ergebnis- und Finanzplanung die Ermächtigungen bereitstellt. 
 
 
Begründung: 
 
Mit Beschluss vom 19.11.2014 hat der Ausschuss für Umweltschutz, Klimaschutz und Bauwesen 
der Errichtung einer Prozesswasserbehandlungsanlage auf der Hauptkläranlage (V/0833/2014) zu-
gestimmt. Hintergrund für den Bau dieser eigenen abwassertechnischen Verfahrensstufe war die 
zunehmende Belastung der Hauptkläranlage, die fehlende Prozessstabilität in der Reinigungsleis-
tung der Kläranlage insbesondere bei Belastungsspitzen sowie die Reduzierung des Energiever-
brauchs durch ein energieeffizienteres Verfahren. Durch die Trennung der gemeinsamen Reinigung 
des anfallenden Prozesswassers und des zulaufenden Abwassers aus dem Hauptstrom der Kläran-
lage wird die biologische Reinigungsstufe entlastet, so dass Kapazitätsreserven generiert, die Ener-
gieeffiziens verbessert und der gesamte Reinigungsprozess stabilisiert werden kann.   
 
Die der damaligen Beschlussfassung zugrundeliegenden Genehmigungsplanung veranschlagte 
Gesamtkosten in Höhe von 998.410,- €, die durch das Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Land-
wirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes NRW (MKULNV-NRW) mit einem Projektzu-
schuss in Höhe von 50 % der zuwendungsfähigen Gesamtkosten, maximal 481.950,- €, gefördert 
werden sollten.  
 
Da es sich bei diesem Verfahren um eine innovative Technik handelt, die bisher nur in zwei Anl agen 
in Deutschland (Industrieanlage) und in der Schweiz zum Einsatz kommt, basierte die damalige Ko s-
tenplanung nicht auf Erfahrungswerten sondern auf einem vorliegenden Richtpreisangebot vom 
12.09.2012. Dieses Angebot in Höhe von 743.750, - € ist nach Beendigung eines kleintechn ischen 
Probebetriebes, der auf der Hauptkläranlage Münster durch eine Fachfirma durchgef ührt wurde, e r-
stellt worden. 
 
Bereits im öffentlichen Ausschreibungsverfahren der einzelnen Leistungen zu dieser großtechnischen 
Pilotanlage zeigten sich Schwierigkeiten, für das Gewerk der Membranstrippungsanlage Angebote zu 
bekommen, da nur ein sehr geri nger Bieterkreis diese Leistungen ausführen kann (der Verwaltung 
und dem planenden Ing.-Büro sind hierzu nur 2 Bieter bekannt). Nach Durchführung von zwei öffentli-
chen Ausschreibungsverfahren zu diesem Gewerk lag nur ein Angebot als Nebenangebot vor, das 
auf Grund unklarer und nicht vollständiger Angaben nicht zu werten war. 
 
Unter Berücksichtigung der vorliegenden Ausschreibungsergebnisse wurde deutlich, dass die u r-
sprüngliche Kostenkalkulation überprüft und korrigiert werden musste, so dass sich jetzt Ges amtkos-
ten in Höhe von rd. 2.210.000, - €, bestehend aus Bau - bzw. Investitionskosten in Höhe von 
2.032.000,- € und Baunebenkosten in Höhe von rd. 178.000, - €, ergeben. Ursächlich für diese Ko s-
tensteigerung ist das Gewerk zur Lieferung und Montage der Membranstrip pungsanlage. Auf Grund 
von aktuelleren Erfahrungen und Erkenntnissen der beiden Hersteller zur Konfiguration und techn i-
schen Auslegung dieser Anlagen sind im Vergleich zum damaligen Richtpreisangebot einige Änd e-
rungen insbesondere in der Anzahl der Membran module (von 9 Modulen auf 16 Module) s owie der 
Leistungsfähigkeit der Filteranlage erforderlich, um die geforderte Reinigungsleistung von 90 % bezo-
gen auf den Parameter NH4-N großtechnisch sicherzustellen.

- 3 - 
V/1044/2016 
 
Mit dieser Erkenntnis wurde zunächst ein Antrag an das MKULNV-NRW zur Anpassung der Projek t-
förderung auf Grund der Erhöhung der Projektkosten gestellt. Auf Grund des großen Interesses des 
Landes NRW an der Errichtung dieser Pilotanlage wurde auch mit Bescheid vom 03.08.2016 für die 
erhöhten Projektkosten eine Förderung in Höhe von 50 % der förderfähigen Nettokosten, maximal 
928.500,- €, bewilligt. 
  
Auf Basis der bereits durchgeführten Ausschreibungsverfahren und vorliegenden Angebote erg eben 
sich die Gesamtkosten wie folgt: 
 
Bau-/ Stahlbetonarbeiten 184.998,41 € 
Lagerbehälter 163.993,35 € 
Elektroinstallationen 25.747,08 € 
Membranstrippungsanlage 1.656.766,67 € 
Baunebenkosten 178.324,49 € 
Gesamtsumme investiv: 2.209.830,00 € 
Förderung / Einnahme: - 928.500,00 € 
Saldo 1.281.330,00 € 
 
 
In einem zweiten Schr itt ist erneut unter Verwendung der aktualisierten Kosten die Wirtschaftlic hkeit 
der Membranstrippung hinsichtlich der Verfahren zur Deammonifikation und zur konventionellen SBR-
Biologie für die Hauptkläranlage Münster untersucht worden.  
 
Durch die Steige rung der Investitionskosten auf Grund technisch erforderlicher Änderungen haben 
sich die finanziellen Vorteile der Membrananlage gegenüber dem Verfahren der Deammonifikation 
nahezu neutralisiert. Beide Verfahren verursachen bei einer Lebenszeitbetrachtung keine Jahreskos-
ten, da sich die Einsparungen durch den Wegfall der Reinigungsleistungskosten im Hauptstrom (R e-
duzierung Energiebedarf und Schlammmengen) mit den Kapitaldienst- und Betriebskosten der neuen 
Anlage ausgleichen. 
 
Neben der finanziellen Betrachtung unterscheiden sich die beiden zu favorisierenden Verfahren der 
Membranstrippung und der Deammonifikation aber noch in den folgenden Faktoren: 
 
Für das Verfahren der Deammonifikation wird bestehendes Beckenvolumen der Vorklärung ver-
wandt und steht damit nicht mehr dem allgemeinen Reinigungsprozess bzw. der Reinigung des Ab-
wasser-Hauptstromes zur Verfügung. Die Membranstrippung ist eine separate Anlage, die kein vor-
handenes Beckenvolumen in Anspruch nimmt. Die Stickstoff-Elimination in der Membranstrippungs-
anlage unterliegt chemischen Gesetzmäßigkeiten und ist daher im Vergleich zum biologischen Ver-
fahren der Deammonifikation besser steuer- und regelbar. Somit führt durch den Erhalt der Becken-
volumina und der Steuerbarkeit des Verfahrens die Membranstrippung zu einer höheren Prozess-
stabilität für die Hauptkläranlage Münster.  
 
Das Verfahren der Membranstrippung zeichnet sich insbesondere durch seine Nachhaltigkeit aus, 
da es durch die Herstellung einer Ammoniumsalzlösung einen Stoffkreislauf schließt. Es kommt 
nicht zu einer ungeregelten Entgasung von Stickstoffen in die Atmosphäre wie bei der Deammonifi-
kation („Lachgasproblematik“), sondern zur Herstellung eines Wertstoffes (Ammoniumsulfat), der als 
zugelassenes Düngemittel vermarktet werden kann.  
 
Mit der separaten Behandlung des Prozesswasserstroms in der Membranstrippungsanlage geht 
eine Erhöhung der Anlagenkapazität um 35.000 EGW auf 335.000 EGW einher. Diese kann im Ge-
gensatz zu dem  biologischen Verfahren der Deammonifikation nur durch die Membranstrippung mit 
einem Stickstoff-Eliminationsgrad von 90 % dauerhaft nachgewiesen werden. Das Verfahren der 
Deammonifikation erreicht einen Eliminationsgrad von maximal 81% der Stickstofffracht und somit 
eine entsprechend geringere Erhöhung der Anlagenkapazität (rd. 31.000 EGW).

- 4 - 
V/1044/2016 
Im Gegensatz zur Deammonifikation zeigt das Verfahren der Membranstrippung auch eine bessere 
Energiebilanz. Durch die Einsparung der Reinigungsleistung im Hauptstrom der Kläranlage sowie 
der energieeffizienteren Technik der Membranstrippung werden im Vergleich zur Deammonifikation 
rd. 270.000 kWh/a eingespart.  
 
Das Verfahren der Deammonifikation ist bereits auf verschiedenen Kläranlagen zur Reinigung der 
Prozesswässer implementiert worden. Eine Membranstrippungsanlage ist im Bereich der kommuna-
len Klärtechnik deutschlandweit noch nicht errichtet worden. Mit dem Bau dieser ersten großtechni-
schen Anlage trägt die Stadt Münster erheblich zur weiteren Entwicklung der Klärtechnik in diesem 
Gebiet bei. Insbesondere die Förderung in Höhe von rd. 928.500,- € durch das Ministerium für Kli-
maschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes NRW zeigt das große 
Interesse an diesem Verfahren. 
 
Auf Grund dieser Faktoren handelt es sich bei der Membranstrippung um eine nachhaltigere Lösung 
als bei der Deammonifikation, so dass diese Technik zur Reinigung des Prozesswassers auf der 
Hauptkläranlage installiert werden sollte.  
 
Die Installation der Anlage soll im Kellergeschoss des Schlammentwässerungsgebäudes der HKA 
Münster nach Rückbau der Kammerfilterpressen einschl. der dazugehörigen Anlagen- und Elektro-
technik erfolgen. Zudem ist noch die Errichtung von zwei Lagerbehältern für das Düngemittel und 
die Schwefelsäure am vorhandenen Abfüllplatz der Schlammentwässerung erforderlich.  
 
Die Vergabe der einzelnen Gewerke ist nach Erhalt des Baubeschlusses vorgesehen, so dass mit 
einer betriebsbereiten Fertigstellung in 2018 gerechnet werden kann. 
 
i.V. 
 
gez. 
 
Peck 
Stadtrat