Anaerobe Behandlung von häuslichem Abwasser zur Energiegewinnung

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1 Anaerobe Behandlung von häuslichem Abwasser zur Energiegewinnung Matthias Barjenbruch FG Siedlungswasserwirtschaft, TU Berlin, Sekr. TIB 1B 16 Gustav Meyer Allee 25, D Berlin Tel.: +49 / (0) 30 / ; Fax: +49 / (0) 30 / e mail: berlin.de

2 KLEA Organisation Laufzeit: bis Verlängert bis Partner: AKUT Umweltschutz Ingenieur Burkhard und Partner BOTANA Bau und Dienstleistungs GmbH EMSR Anlagenbau Ringo Wiemann TU Berlin Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft (Projektkoordination) Zweckverband Wasserversorgung und Abwasserbeseitigung Grevesmühlen 2

3 Nutzung der im Abwasser enthaltenen Energie Minderung der Emission von klimarelevanten Gasen Verbesserung der Reinigungsleistung von Teichkläranlagen KLEA Motivation 3

4 KLEA Ziele Effiziente Energieproduktion Minimierung des auf kleinen Kläranlagen erhöhten Energiebedarfs Minimierung der Emissionen von Klimagasen Weitestgehende Abwasserreinigung Gereinigtes Abwasser als Ressource mit angepassten Nährstoffgehalten Entwicklung eines Umrüstkits für Teichkläranlagen 4

5 Beispiel Brasilien Google earth

6 KLEA Lösungsansatz Neuartige Kombination aus anaerober und aerober Technik 1. Anaerobe Stufe Abbau von Kohlenstoffverbindungen Biogasproduktion 2. Aerobe Stufe Weitgehende Reinigung Rest CSB Nährstoffe 6

7 Anaerobic/aerobic sewage treatment of municipal wastewater Basic idea Sewage is a resource Biogas (Energy) Anaerobic/aer obic sewage treatment 3-Phase- Separator Energy (COD) Fertilizer (N & P) Water (H 2 O) Inlet Pre-treatmen if necessary Distribution Effluent Post-Treatment if necesary Problematic: Loss of methane Nach Rosenwinkel

8 Methanschlupf Air Pressure in mbar with 65% methan t 1013,25 t CH4 [mg/l] Temperature [ C]

9 KLEA Versuchsanlage Batch Anlage für Laborversuche 9

10 KLEA Versuchsanlage Kläranlage: 225 Einwohner, 24 m³/d, 106 g CSB/(E d) spez. Fracht Häusliches Abwasser Zwei Vorklärgruben, zwei Teiche Versuchsanlage: 15 m³ Volumen je Reaktor (ohne Einbauten) 15 h Aufenthaltszeit je Reaktor Gassack mit vorgeschalteter Gasuhr und Über / Unterdrucksicherung zur Gaserfassung Regelgrößen: Laufzeit der Rückführpumpe Pumpstöße des Ortspumpwerkes (eingeschränkt) 10

11 KLEA Bisherige Ergebnisse CSB Fracht in Zu und Ablauf und Temperatur im Zulauf Zulauf Ablauf T [ C] Temperaturbereich ab 14 C 2 12 C bis 14 C 3 unter 12 C 20,0 18, , ,0 CSB filtriert [kg/d] ,0 10,0 8,0 6,0 Temperatur [C ] 20 4,0 2,0 0 0,0 Datum 2012 Anteil des filtrierten CSB im Zulauf: 29% Anteil des filtrierten CSB im Ablauf: 51% 11

12 KLEA Bisherige Ergebnisse CSB Fracht und CSB Reduzierung Zulauf VK Ablauf VK Reduzierung CSB Fracht [kg/d] ,5 m³/d 16 l/e*d 2,8 m³/d 13 l/e*d 0 m³/d 1,9 m³/d 9 l/e*d 70% 60% 50% 40% 30% 20% CSB Reduzierung [%] 5 10% 0 14 C<T 12 C<T<14 C T<12 C gesamt 0% Theoretischer Gasertrag ~ je Einwohner CSBges Annahmen: 30% CSB Reduzierung durch Feststoffrückhalt 1g CSB = 320 ml CH 4 ; 220 Einwohner 12

13 KLEA Bisherige Ergebnisse 14 Temperatur C Dez. 15. Dez. 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 16. Jun. 23. Jun. 30. Jun. 7. Jul. 14. Jul. 21. Jul. 28. Jul. 4. Aug. 11. Aug. 18. Aug. 25. Aug. 1. Sep. 8. Sep. 15. Sep. 22. Sep. 29. Sep. 6. Okt. 13. Okt. 20. Okt. 27. Okt. 3. Nov. 10. Nov. 17. Nov. 24. Nov. 1. Dez. 8. Dez. Methan Gehalt, CSB Reduzierung (entspr. der 3 T Phasen und Temperatur CH4 [Vol %] CSB Reduzierung T [ C] CH4 Gehalt und CSB Reduzierung [%]

14 Zusammenfassung: KLEA Zusammenfassung & Ausblick Methanproduktion ja Gasmenge nur über CSB Reduzierung nachgewiesen, quantitative Erfassung steht noch aus CSB Reduzierung ja, aber noch nicht ausreichend Anaerobe Vorklärung auch bei niedrigen Temperaturen und mittelmäßiger CSB Fracht nicht auszuschließende Technik Ausblick: Seit Februar 2013 Versuch mit aktiv Durchmischten Reaktor und funktionierender Gaserfassung 15

15 Vielen Dank dem KIT und dem BMBF, für die Unterstützung den Projektpartnern für die Zusammenarbeit Ihnen für die Aufmerksamkeit 16

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