Schlamm-Management auf Kläranlagen

Herausforderungen und Leistungsangebot

Unser Leistungsangebot im Bereich Schlamm-Management auf Kläranlagen berücksichtigt verschiedene Aspekte. Wir sind sowohl im kommunalen wie im industriellen Bereich aktiv und bieten wissenschaftliche Beratung und innovative Lösungen für neue und alte Herausforderungen:

  • Untersuchungen zur Klärschlammvergärung für die Ermittlung von Auslegungsparametern
  • Technische Umsetzung bis in den Pilotmaßstab
  • Vermeidung von Bläh- und Schwimmschlamm
  • Prozessumstellung von aerober zu anaerober Schlammstabilisierung
  • Auslegung von Faulungen für einen effizienten Betrieb von Faulungen

Das Fraunhofer IGB entwickelt seit über 25 Jahren biotechnologische Verfahren für die Aufbereitung von Abfall und Wasser – von den mikrobiologischen Grundlagen über den Technikumsmaßstab bis hin zur großtechnischen Anlage. Basic- und Detail-Engineering auf Basis von Fraunhofer-Patenten werden durch unsere industriellen Partner aus dem Anlagenbau bewerkstelligt.

Systematische Analyse – Grundlage für die Optimierung von Kläranlagen

Kläranlagen im kommunalen oder Industriebereich sind in der Regel standardisierte Unikate, die nach historisch gewachsenen Regeln der Technik ausgelegt wurden. Der Schlammbehandlung wird manchmal nicht genügend Aufmerksamkeit gewidmet. Das Fraunhofer IGB bietet eine systematische Bewertung von Kläranlagen mittels spezifischer Auswertung von Betriebstagebüchern, Auslegungsunterlagen und installierter Technik an. Dadurch werden Betriebsabläufe durchleuchtet, auf deren Grundlage Maßnahmen zur Optimierung der Kläranlage getroffen werden können.

 

Energieeffiziente Kläranlagen: Hochlastfaulung für Klärschlamm

Kläranlage Schwerzen.
Kläranlage Schwerzen. Auch für kleinere Kläranlagen (10 000 EW) ist die Hochlastfaulung wirtschaftlich.

Schlammfaulung – Alternative zur Schlammstabilisierung

Kläranlagen entfernen organische Inhaltsstoffe aus dem Abwasser. Verfault der dabei anfallende Schlamm, entsteht als Produkt Biogas. Allerdings verfügen nur gut ein Zehntel der über 10 000 Kläranlagen in Deutschland über einen Faulturm. Vor allem kleinere Betreiber scheuen die Kosten, die durch den Neubau eines Faulturms entstehen. Stattdessen reichern sie den Klärschlamm im ohnehin vorhandenen Belebungsbecken mit Sauerstoff an und stabilisieren ihn. Die Belebungsbecken benötigen allerdings sehr viel Strom und machen die Kläranlagen zum größten kommunalen Stromverbraucher. Gleichzeitig geht ein enormes Potenzial an Energie verloren, da bei der aeroben Schlammstabilisierung kein Biogas entsteht. Auch viele größere Kläranlagen, deren Faultürme mittlerweile veraltet sind, könnten mit moderner Technologie mehr Biogas produzieren und so Kosten- und Energieeffizienz verbessern.

Hochlastverfahren zur Schlammfaulung

Für die Vergärung von Klärschlamm zu Biogas hat das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB ein besonders effizientes Hochlastverfahren entwickelt. 1994 wurde es erstmals auf der Kläranlage Leonberg in Betrieb genommen. Inzwischen wird dieses Verfahren von vier weiteren kommunalen Kläranlagen erfolgreich betrieben. Die Bilanz zeigt: Die Hochlastfaulung setzt den Schlamm sehr viel schneller und kostengünstiger zu Biogas um als herkömmliche Faultürme.

Wesentliche Vorteile der Hochlastfaulung sind:

  • kürzere Verweilzeiten
  • kleinerer Faulraum
  • höherer Abbaugrad
  • höhere Biogasausbeute
  • keine Schaumprobleme
  • bessere Entwässerbarkeit des ausgefaulten Schlamms
  • geringere Betriebs- und Entsorgungskosten.

 

Eingeschränkte Entsorgungsmöglichkeiten für Schlamm

Die Entsorgungswege für Klärschlamm aus der kommunalen Abwasserreinigung werden zunehmend weiter eingeschränkt. Für die Verwertung im Landschaftsbau wird es zukünftig keinen Bedarf mehr geben, die Verwertung in der Landwirtschaft ist umstritten, die Technische Anleitung Siedlungsabfall (TASi) hat die Deponierung für viele Schlämme ausgeschlossen. Die Verbrennung des Klärschlamms wird weiter an Bedeutung gewinnen, Preise für die Entsorgung werden steigen. Die aerobe Schlammstabilisierung ist teuer, oft unzureichend und für Kläranlagen > 10 000 EW keine adäquate Alternative.

Kläranlage in Tauberbischofsheim mit zweistufiger Hochlastfaulung und Mikrofiltration.
Kläranlage in Tauberbischofsheim mit zweistufiger Hochlastfaulung und Mikrofiltration.

Intelligente Nutzung von Klärschlamm als Energieträger

Die am Fraunhofer IGB entwickelte Hochlastfaulung macht die Klärschlammfaulung zu einem Verfahren, das durch die effiziente Umsetzung der Klärschlamminhaltsstoffe zu Biogas wesentlich zur Wirtschaftlichkeit und Energieeffizienz von Kläranlagen beitragen kann. Es ist deshalb auch ein geeignetes Verfahren für Kläranlagen mit 10 000 EW, die bisher den Schlamm mit hohem Strombedarf aerob stabilisieren.

Durch die Hochlastfaulung wird der Klärschlamm mit Nettoenergiegewinn stabilisiert, kann optimal entwässert und mit kleinstmöglichem Kostenaufwand thermisch entsorgt werden. Dabei entsteht der regenerative Energieträger Biogas als Produkt. Mit dem gewonnenen Biogas kann der Energiebedarf der Kläranlage gedeckt und so weitere Kosten eingespart werden. Die Hochlastfaulung stellt deshalb auch betriebswirtschaftlich eine intelligente Alternative dar und verbessert die Energieeffizienz kommunaler Kläranlagen deutlich.