B.Eng. Andreas Klösener
Datum des Kolloquiums: 10. November 2010
In Kooperation mit: Emschergenossenschaft, Essen
Steigende Preise für fossile Energieträger wie Öl und Kohle machen es erforderlich, bestehende Resourcen besser zu nutzen. Die Co-Vergärung nutzt freie Faulraumkapzitäten in Faulbehältern auf Kläranlagen mit anaerober Schlammstabilisation. Der dadurch zu erwartende Mehrertrag an Faulgas kann durch eine geeignete Verwertung, zum Beispiel in Blockheizkraftwerken, die Energiegewinnung soweit steigern, dass das Klärwerk unter Umständen sogar energieautark arbeitet.
Datenerhebungen haben gezeigt, dass auf vielen Kläranlagen die empfohlene Aufenthaltszeit im Faulbehälter oft weit überschritten wird. Die hier vorhandenen freien Kapazitäten werden bei der Co-Vergärung für die Mitbehandlung organischer Abfälle genuzt. Die Verwertung dieser Abfälle auf Kläranlagen kann ökologische Vorteile gegenüber alternativen Entsorgungsmöglichkeiten, wie etwa der Kompostierung, haben.
Die Mitbehandlung organischer Abfälle auf Kläranlagen kann den Betrieb auf vielfältige Weise beieinflussen. Zu erwarten ist eine gesteigerte Gasproduktion sowie ein verbesserter Abbaugrad. Jedoch kann sich durch die Co-Substrate die Entwässerbarkeit des ausgefaulten Klärschlammes verschlechtern, dies geschieht besonders bei Substraten mit einem hohen Fettanteil. Außerdem kann die Belastung des Filtratwassers steigen und somit auch die Rückbelastung der Kläranlage.
Auf der Kläranlage Emschermündung in Dinslaken wird seit Januar 2009 Co-Vergärung betrieben. Mit dem Beginn der Co-Vergärung wurde beobachtet, dass die Entwässerbarkeit des ausgefaulten Schlammes zurückging. Diese Bachelorarbeit sollte nun die Auswirkungen der Co-Vergärung bestimmen, so dass eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung erstellt werden kann.
Um die Auswirkungen zu bestimmen wurden zwei Versuchsfaulbehälter betrieben. Der Referenzfaulbehälter wurde nur mit Klärschlamm beschickt der zweite Faulbehälter zusätzlich mit den Co-Substraten. Der Aufbau ist in der nachfolgenden Abbildung dargestellt. Die verwendeten Co-Substrate waren aufbereitete und entfettete Küchen- und Kantinenabfälle sowie Fettabscheiderinhalte.
Die im Zuge dieser Bachelorarbeit untersuchten Parameter waren:
- Gasertrag
- Gaszusammensetzung
- Stabilisationsgrad
- Entwässerbarkeit
- Filtratwasserbelastung
Es hat sich gezeigt, dass die Gasproduktion bezogen auf die zugeführte organische Trockensubstanz durch die Co-Vergärung um 30 % gesteigert wurde. Die Gaszusammensetzung hat sich nicht verändert. Jedoch ist die Entwässerbarkeit des ausgefaulten Schlammes aus der Co-Vergärung schlechter als bei dem Schlamm aus dem Referenzfaulbehälter. Die übrigen untersuchten Einflüsse haben sich durch die Co-Vergärung nicht oder nur kaum verändert.
Nun muss die Wirtschaftlcihkeit der Co-Vergärung überprüft werden. Die Frage ist, ob die erhöhten Kosten für die Entsorgung des Schlammes durch die gesteigerte Gasproduktion aufgefangen werden können. Jedoch darf hierbei nicht der ökologische Nutzen der Co-Vergärung vergessen werden.