ERWAS-Querschnittsthema „Klärschlamm“

Im Rahmen der Fördermaßnahme „Zukunftsfähige Technologien und Konzepte für eine energieeffiziente und ressourcenschonende Wasserwirtschaft (ERWAS)“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) fand am 01. September 2015 das dritte Treffen des Querschnittsthemas „Nutzung der Energieressource Klärschlamm: Klärschlamm und Co-Substrate, Faulgas, Klärschlammverwertung“ unter der Leitung von Herrn Dr. Christian Schaum (TU Darmstadt, Institut IWAR) in den Räumen der DECHEMA in Frankfurt statt.

Schwerpunkt der Sitzung bildete die Diskussion der Ergebnisse der CSB-Vergleichsmessung zwischen den Verbundpartnern, wobei sich insgesamt 10 Laboratorien an der Vergleichsmessung beteiligt haben.

Die Bilanzierung der Klärschlammbehandlung auf Basis des chemischen Sauerstoffbedarfs (CSB) gewinnt zunehmend an Bedeutung. In der Praxis werden zzt. unterschiedliche Verfahren zur CSB-Analytik aus Klärschlamm eingesetzt, weshalb eine Vergleichsmessung bzgl. des CSB durchgeführt wurde. Ziel ist es, verschiedene Analysenverfahren unter Einbeziehung der Probenvor- bzw. -aufbereitung zu vergleichen, um Rückschlüsse auf Plausibilität und Reproduzierbarkeit der Messergebnisse bzgl. Klärschlammproben zu ziehen. Die Ergebnisse sollen zeitnah in einer Fachzeitschrift publiziert werden.

Im nächsten Schritt ist nun die Durchführung einer Vergleichsmessung von Laborgärversuchen geplant. Interessierte Laboratorien können sich gerne bezüglich einer Mitarbeit/Teilnahme an der Vergleichsmessung melden.

Das 4. Treffen des Querschnittsthemas Klärschlamm ist für Dezember 2015/Januar 2016 geplant.

Ansprechpartner:

  • Dr.-Ing. Christian Schaum, TU Darmstadt, Institut IWAR
  • E-Mail: Dit e-mailadres wordt beveiligd tegen spambots. JavaScript dient ingeschakeld te zijn om het te bekijken.

Abbildung: 3. Sitzung Querschnittsthema „Klärschlamm“ am 01.09.2015 in Frankfurt; Auswertung CSB-Vergleichsmessung

Tongij Universität zu Gast in Darmstadt

Im Rahmen einer Delegationsreise besuchten am 28.07.2015 sieben Wissenschaftler, bestehend aus Professoren und Doktoranden, der Tongji Universität aus Shanghai die TU Darmstadt, Institut IWAR. Im Rahmen eines Seminars mit dem Titel "Wastewater/Sewage Sludge: Resource of the Future - Developments in China and Germany" wurden aktuelle Forschungsthemen aus China und Deutschland präsentiert sowie diskutiert. Mit insgesamt rd. 20 Seminarteilnehmern war das Seminar ein voller Erfolg, vor allem auch in Hinblick auf mögliche zukünftige Kooperationen.

Abbildung: Gruppenfoto der Teilnehmer "Wastewater/Sewage Sludge: Resource of the Future - Developments in China and Germany"

ERWAS-Querschnittsthema „Klärschlamm“

Im Rahmen der Fördermaßnahme „Zukunftsfähige Technologien und Konzepte für eine energieeffiziente und ressourcenschonende Wasserwirtschaft (ERWAS)“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) fand am 01. Juli 2015 das zweite Treffen des Querschnittsthemas „Nutzung der Energieressource Klärschlamm: Klärschlamm und Co-Substrate, Faulgas, Klärschlammverwertung“ unter der Leitung von Herrn Dr. Christian Schaum (TU Darmstadt, Institut IWAR) in den Räumen der TU Darmstadt statt.

19 Teilnehmer aus den Verbundprojekten arrivee, E-Klär, ESiTI und KRN-Mephrec sowie aus der Vernetzungsinitiative ERWASNET und vom Projektträger Karlsruhe diskutierten über verschiedene Möglichkeiten einer Zusammenarbeit und Vernetzung im Bereich der Klärschlammbehandlung und -verwertung.

Schwerpunkt der Sitzung bildete die Abstimmung einer CSB-Vergleichsmessung zwischen den Verbundpartnern. 10 Laboratorien werden hierbei verschiedene Klärschlämme bezüglich CSB analysieren. Ziel ist zum einen der Vergleich zwischen den Laboratorien und zum anderen zwischen verschiedenen Analysemethoden („DIN“ und Schnelltest). Die Ergebnisse sollen im Rahmen der nächsten Sitzung Ende August/Anfang September diskutiert werden.

Ansprechpartner:

  • Dr.-Ing. Christian Schaum, TU Darmstadt, Institut IWAR
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Abbildung: 2. Sitzung Querschnittsthema „Klärschlamm“ am 01.07.2015 in Darmstadt; Gruppenfoto der Teilnehmer

Netzwerk Energieeffiziente Wasserwirtschaft

Seit 2012 können Wasser- und Abwasserunternehmen mit der Flexibilisierung ihres Energieverbrauchs am Regelenergiemarkt Geld verdienen. Das Netzwerk Energieeffiziente Wasserwirtschaft NEW wird koordiniert vom inter 3 Institut für Ressourcenmanagement und ist ein Zusammenschluss von Unternehmen, Verbänden und Forschungseinrichtungen mit dem Ziel, der kommunalen Wasserwirtschaft in diesem Markt neue Chancen zu eröffnen. (» weiter)

Kläranlagen als Mosaikstein der Energiewende

Von Volker Mrasek

Abbildung: Forscher wollen die Biogas-Ausbeute steigern, um Strom ins Netz zu speisen. (picture alliance / dpa)

Abwasser könnte ein weiterer Pfeiler der Energiewende werden: In Klärwerken entsteht Methan, aus dem man Strom produzieren kann. Erste Werke versorgen sich damit bereits selbst. Künftig sollen Klärwerke als Puffer einspringen, wenn Wind und Sonne schwächeln. (Audiobeitrag)

Sie säubern das Abwasser, das wir alle in die Kanalisation geben, klar! Doch viele Kläranlagen gewinnen zugleich Energie  aus dem Klärschlamm, der nach der Reinigung des Abwassers anfällt. Auch für Christian Schaum von der TU Darmstadt sind sie leicht zu erkennen, diese kombinierten Klär- und Biogasanlagen:

"Wenn man an einer Kläranlage vorbeifährt, sieht man oft solche eiförmigen Behälter oder Zylinder.  Dort wird der Klärschlamm, die organische Substanz, zu Biogas, Faulgas, umgewandelt, und dieses Gas kann ich letztendlich nutzen."

Es sind Methan produzierende Bakterien, die den Klärschlamm in den riesigen Gärbottichen umsetzen. Dann braucht es bloß noch ein Blockheizkraftwerk mit Gasmotor. Darin wird das gewonnene Biogas verbrannt, um elektrischen Strom zu erzeugen. Kläranlagen decken so ihren Energiebedarf zu einem großen Teil selbst.

"Das heißt, ich habe einen Eigenversorgungsgrad von 50 bis 70 Prozent. Und das ist natürlich für eine Kläranlage und auch für eine Kommune ein sehr großer ökonomischer Faktor, sodass das auf jeden Fall Sinn macht."

Stromausbeute im Klärwerk auf die Spitze treiben

In einem vom Bundesforschungsministerium geförderten Projekt soll die Stromausbeute im Klärwerk jetzt auf die Spitze getrieben werden. Die Anlagen sollen praktisch zu Selbsterzeugern werden und die Energie, die sie benötigen, auch dann durch eigenes Biogas decken, wenn die größten Abwasserströme anfallen. Das ist mittags der Fall, wenn unsere Morgentoilette zeitversetzt anrauscht.

Ja, mehr noch: Klärwerke sollen ein Pfeiler der Energiewende werden. Und als Puffer einspringen, wenn Windräder stillstehen und Solarmodule keine Sonne einfangen. In diesen Momenten könnten die Blockheizkraftwerke von Kläranlagen Strom ins Netz einspeisen und helfen, die Lücke zu schließen. Sie würden dann im Bedarfsfall "Regelenergie" liefern, wie man auch sagt, und müssten diese auch speichern können.

Christian Schaum, Bau-Ingenieur und Abwassertechniker, koordiniert das Projekt für die TU Darmstadt:

"Das ist einmal der Klärschlamm. Den kann ich ja sehr gut in Behältern zwischenlagern. Und das Gas, mein zweiter Speicher. Ich kann einen Gas-Speicher bauen und den ebenfalls puffern."

Weiter optimieren

Die Forscher wollen aber auch die Biogas-Ausbeute steigern. Entsprechende Verfahren testen sie seit einigen Wochen im Klärwerk Darmstadt-Süd, in kleinen Versuchsreaktoren. Zum Beispiel füttern sie die Bakterien mit zusätzlichen Stoffen, die sie vergären können.

"Dass man beispielsweise überlagerte Speisereste nimmt, die man in die Faulung hineingeben kann. Um dann letztendlich damit den Methan-Ertrag zu erhöhen."

Die klassischen Gärbottiche in den Klärwerken sind im Prinzip große Rührkessel, in denen der Schlamm ständig homogen verteilt wird. Höhere Biogas-Ausbeuten erreicht man aber mit sogenannten Schlaufenreaktoren. Bei ihnen wird der Klärschlamm in einem Rückführprozess durch Rohre geleitet. Die Bakterien können ihn so rascher und stärker abbauen. Auch das wird in Darmstadt derzeit genauer erprobt ...

"Man ist dabei, das zu entwickeln, und man hat Indikatoren, dass das auch so ist. Aber das gilt es noch weiter zu untersuchen und zu optimieren." 

Hehre Pläne hat man auch in Wien. In der österreichischen Hauptstadt gibt es eine große Kläranlage. Sie ist für das Abwasser von vier Millionen Menschen ausgelegt - und soll 2020 "energiepositiv" sein, wie Christian Ludwig jetzt in Aachen erzählte:

"Die Kläranlage wird mehr Energie erzeugen, als sie im Jahresmittel verbraucht."

Der Chemiker leitet das Projekt zum Umbau der Anlage. Das Klärwerk verfügt gleich über zwei biologische Reinigungsstufen, in denen ohnehin übermäßig viel Klärschlamm für die Biogas-Produktion anfällt. Diese Mengen, sagt Ludwig, könnten noch weiter erhöht werden. Ein anderer technischer Kniff sei, "dass wir mit besonders hoher Trockensubstanz in der Faulung arbeiten. Dazu waren einige technische Fragen noch zu klären, die in Versuchsanlagen untersucht wurden. Dadurch wird einmal grundsätzlich weniger Wärmeenergie benötigt."

Strom aus Faulgas ins Netz einspeisen

Auch andere Prozesse wollen die Planer noch weiter optimieren - sodass das Wiener Großklärwerk am Ende zum Netto-Stromproduzenten werden soll.

"Beweisen können wir das erst 2020, wenn die Anlage in Betrieb geht."

Die Ergebnisse aus dem deutschen Forschungsprojekt sollen schon früher vorliegen. In zwei Jahren. Dann wird sich zeigen, ob Klärwerke tatsächlich die Energiewende unterstützen können, indem sie bei Bedarf Strom aus Faulgas ins Netz einspeisen.

Quelle: Deutschlandfunk (Stand: 17.04.2015)