B.Eng. Thomas Fislage
Datum des Kolloquiums: 25. Februar 2011
In Kooperation mit: Emschergenossenschaft, Essen
Deutschlandweit gibt es mehr als 10.000 Kläranlagen in Städten und Gemeinden. Durchschnittlich sind sie für ca. 20 Prozent des Energieverbrauchs einer Kommune verantwortlich. Aufgrund steigender Energiepreise wird auch hier versucht, Energie einzusparen um unter anderem einem Ansteigen der Abwassergebühren entgegenzuwirken.
Eine Möglichkeit der Einsparung besteht in der Eigenerzeugung von elektrischer Energie und Wärmeenergie durch die Verbrennung von Faulgas in Blockheizkraftwerken (BHKW). Dieses Faulgas entsteht bei anaeroben Abbauprozessen in Faulbehältern und es weist Methangehalte zwischen 45 und 70 % auf.
Um den Faulgasertrag auf Kläranlagen zu erhöhen, besteht die Möglichkeit, neben den Klärschlämmen auch organische Substrate in geringen Mengen mit zu vergären. Diese Co-Substrate können beispielsweise überlagerte Lebensmittel oder Fettabscheiderrückstände von Großküchen sein.
Am Klärwerk Emschermündung (KLEM) der Emschergenossenschaft werden seit Dezember 2008 Co-Substrate in der großtechnischen Anlage zugegeben. Um die Auswirkungen der Co-Vergärung genauer untersuchen zu können, wurden weiterhin halbtechnische Versuche zur Co-Vergärung an der Versuchsstation am KLEM durchgeführt. Hierfür wurden zwei identische Vergärungsanlagen im Technikumsmaßstab aufgebaut. In einer wurde nur Klärschlamm vergoren, in der zweiten wurde die Co-Vergärung realisiert. Abbildung 1 zeigt eine der beiden Versuchsanlagen.
Abbildung 1: Versuchsfaulanlage
Im Rahmen dieser Arbeit sollte ermittelt werden, in wie weit sich die großtechnische Co-Vergärung am KLEM auf die Faulgasproduktion und die Entwässerung des ausgefaulten Schlamms auswirkt. Hierzu wurden die Ergebnisse der halbtechnsichen Versuche mit den Daten der großtechnischen Anlage verglichen und ausgewertet.
In beiden Fällen konnte durch die Co-Vergärung eine erhöhte Faulgasproduktion festgestellt werden. Der Vergleich der halbtechnischen Versuche mit den Daten der großtechnischen Anlage zeigte jedoch vergleichsweise große Unterschiede auf. Die Erhöhung der Faulgasproduktion der halbtechnischen Versuche war Prozentual gesehen in etwa sechsmal höher, als die, der großtechnischen Anlage.
Auch die Entwässerbarkeit wurde auf Unterschiede untersucht. Für die halb-technischen Versuche stand hierfür eine Kammerfilterpresse im Techni-kumsmaßstab zur Verfügung.
Die Ergebnisse der halbtechnischen Versuche ergaben, dass sich der Schlamm der Co-Vergärung geringfügig schlechter entwässern ließ als der, der einfachen Klärschlammfaulung. Hier war ein Unterschied von 2,5 % Punkten auszumachen.
Durch die Auswertung der Daten der Großtechnik waren keine Unterschiede festzustellen. Dies wird vermutlich mit der Behandlung des Faulschlamms vor der Entwässerung zusammenhängen. Hier werden verschiedene Stoffe zum Faulschlamm gegeben, um ihn später besser weiterverarbeiten zu können. Da sich die eingesetzten Mengen dieser Substanzen verändert haben, konnte kein eindeutiger Einfluss der Co-Vergärung am KLEM auf die Entwässerung nachgewiesen werden.
Um eindeutige Aussagen zum Entwässerungsverhalten des Faulschlamms aufgrund der Co-Vergärung machen zu können, sind weitere Untersuchungen erforderlich.