Schlammfaulung statt aerober Stabilisierung?

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1 Schlammfaulung statt aerober Stabilisierung? Dr.-Ing. Klaus Siekmann

2 Warum muss Klärschlamm stabilisiert werden? Klärschlamm hoher Anteil organischer Substanzen Kohlenhydrate Fette Eiweiß Nährboden für Mikroorganismen Spontaner Beginn von Umsetzungsprozessen Stinkende Fäulnis!

3 Klärschlammstabilisierung Verfahren der Schlammbehandlung zur weitgehenden Verringerung von geruchsbildenden Inhaltsstoffen und der organischen Schlammfeststoffe. Erwünschte Nebenziele dabei sind: Verbesserung der Eindick- und Entwässerungseigenschaften Verminderung von Krankheitserregern Gewinnung eines energiereichen Biogases (je nach Verfahrensführung)

4 Biologische Verfahren Stoffwechselprozesse aerobe Stabilisierung Faulung Stabilisierung gemeinsam mit biologischer Abwasserreinigung 4-stufiger anaerober Abbau Aktiver Klärschlamm, daher separate Stabilisierung mittels Faulung

5 Vor-/Nachteile der Verfahren

6 Stromkosten

7 Aerobe Stabilisierung oder Faulung Einsatzbereich der anaeroben und aeroben Stabilisierung Bisheriger Einsatzbereich Anschlussgröße (E) Zukünftiger Einsatzbereich Anschlussgröße (E)

8 Biologische Verfahren Gemeinsame aerobe Stabilisierung Faulung Hohes Schlammalter (t TS = 25 Tage) Großes Belebungsbecken (ca. 300 l/e) Hoher Energieaufwand (Belüftung und Durchmischung) Keine Vorklärung Geringes Schlammalter (t TS = Tage) Kleine Belebungsbecken (ca. 150 l/e) Gaserzeugung/-verstromung Vorklärung

9 Energiebilanz bei aerober Stabilisierung auf einer KA der GK 4

10 Energiebilanz bei anaerober Stabilisierung (Faulung) auf einer KA der GK 4

11 Schlammmengen bzw. Reststofffrachten *) Betriebsergebnisse von Hochleistungs-Zentrifugen Reduzierung der Schlammmenge bei der Faulung: ca. 30 %

12 Verfahrensführung bei anaerober Schlammstabilisierung

13 Anforderungen an den Betrieb eines Faulbehälters Wirtschaftliche Anforderungen: Geringe Investitionskosten Geringe laufende Kosten Frage heute: Ist es wirtschaftlich, eine nach dem Verfahren der aeroben Stabilisierung gebaute Kläranlage auf Faulung umzurüsten?

14 Kostenfaktor Bauform

15 Konventionelle Anlagentechnik

16 Konventionelle Anlagentechnik

17 Einfache Bauweise bei landwirtschaftlichen Biogasanlagen

18 Einfache Bauweise bei landwirtschaftlichen Biogasanlagen Höchster Planungsgrundsatz: SICHERHEIT

19 Anlagentechnik für Kläranlagen kleiner und mittlerer Größe Faulbehälter Wie können auch kleine Faulbehälter kostengünstig, aber dennoch betriebssicher umgesetzt werden? Einfache Bauform

20 2-stufiger Kompaktfaulbehälter Optimierungsansätze: Einfache Bauwerkskubatur Kompakte Anordnung durch quadratische Grundrissgestaltung Durchmischung mit kostengünstigen Zentralrührwerken Aufteilung des Gesamtvolumens auf mehrere Reaktoren zur Nutzung der verfahrenstechnischen Vorteile der mehrstufigen Abbaukinetik und zur Erhöhung der Betriebssicherheit

21 2-stufige Faulung (Abbaukinetik)

22 2-stufiger Kompaktfaulbehälter Faulbehälter 1 Faulbehälter 2 Maschinenhaus

23 2-stufiger Kompaktfaulbehälter

24 2-stufiger Kompaktfaulbehälter

25 2-stufiger Kompaktfaulbehälter Kläranlage Linz-Unkel

26 2-stufiger Kompaktfaulbehälter Kläranlage Westerburg

27 Auszeichnung

28 Einfache Zentralrührwerke für den Einsatz auf kleinen KA s

29 Anlagentechnik: Schlammaufheizung

30 Anlagentechnik: Schlammaufheizung

31 Anlagentechnik: Schlammaufheizung Doppelrohrwärmetauscher mit Außenisolierung

32 Anlagentechnik: Doppelmembranbehälter

33 Anlagentechnik: Verstromung über Gasmotor

34 Anlagentechnik: Verstromung über Mikrogasturbine

35 Vor-/Nachteile der Verfahren

36 Bisherige Betriebsergebnisse KA Linz-Unkel: Gasproduktion + ca. 16 % 2013

37 Vergleich des Stromfremdbezugs (Betriebsjahre 2010 und 2012) KA Linz-Unkel - ca. 54 %

38 Vergleich der Klärschlammmengen (Betriebsjahre 2011 und 2012) KA Linz-Unkel [t/mo] - ca. 35 % Betriebsjahr 2011 Betriebsjahr 2012

39 Semizentrale Klärschlammbehandlung (KA Selters)

40 Semizentrale Klärschlammbehandlung (KA Selters) KA Selters

41 Studie Neubewertung von Abwasserreinigungsanlagen mit anaerober Schlammbehandlung vor dem Hintergrund der energetischen Rahmenbedingungen und der abwassertechnischen Situation in RLP tectraa Ergebnisse der Studie unter:

42 Wirtschaftlichkeit 4% 2%

43 Empfehlung Unter Berücksichtigung der erläuterten Rahmenbedingungen sowie der Zukunftsentwicklungen wird den Betreibern von Kläranlagen mit einer Anschlussgröße von mehr als EW empfohlen, die Möglichkeiten einer Umstellung der Verfahrensführung auf ihrer Anlage zu untersuchen!

44 Checkliste für die Umstellung der Verfahrensführung Die Checkliste wurde in drei Blöcke untergliedert: Block 1 : Basisabfrage Ausbaugröße; Ermittlung der tatsächlichen Anlagenbelastung; überschlägige Prüfung der Wirtschaftlichkeit Block 2 : Verfahrenstechnik Prüfung des Anlagenbestands hinsichtlich der weiteren Verwendbarkeit bei Umstellung auf Schlammfaulung; Einbindung zusätzlicher Anlagenstufen (z. B. VKB); Ermittlung des erforderlichen Belebungsbeckenvolumens (Kann Beckenvolumen stillgelegt werden?) Block 3 : Abschätzung der voraussichtlichen Investitionskosten Vgl. hierzu:

45 DWA-Arbeitsgruppe KEK Themenband Schlammfaulung oder aerobe Stabilisierung bei Kläranlagen kleiner und mittlerer Größe vor der Fertigstellung

46 Weitergehende thermische Klärschlammhandlung (Ausblick) Verfahrensfließbild der Pyreg-Anlage

47 Weitergehende thermische Klärschlammhandlung (Ausblick) Pyreg-Anlage Anwendung ab ca E

48 Geplante großtechnische Umsetzung auf der KA Linz-Unkel (Ausblick) Schlammmengenreduzierung

49 Kläranlagen - die Energiefabriken der Zukunft? nein aber...

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