Energieautarke Gruppenkläranlage Weilerbach
Kurzbeschreibung
Die Verbandsgemeinde Weilerbach betreibt die Gruppenkläranlage Weilerbach mit einer ursprünglichen Ausbaugröße von 16.500 Einwohnerwerten und einer mittleren Belastung von ca. 24.000 Einwohnerwerten. Die Gruppenkläranlage Weilerbach wurde als aerob stabilisierende Belebtschlammanlage mit einem spezifischen Energieverbrauch von ca. 20 kWhel/(EW*a) betrieben.
Ziel des Vorhabens war, einen energieautarken Betrieb der Gruppenkläranlage Weilerbach zu erreichen ohne Zuführung von Strom oder Brennstoffen von außen. Modellhaft sollte so gezeigt werden, dass unter weitest gehender Ausnutzung der Energieeinsparpotenziale und der Optimierung der Faulgasausbeute mittelgroße Kläranlagen energieautark betrieben werden können.
Um dieses Ziel zu erreichen, wurde das Behandlungsverfahren nach einer Konzeption der HYDRO-Ingenieure Energie & Wasser GmbH Kaiserslautern auf eine anaerobe Stabilisierung mit Hochlastfaulung und Nachvergärung umgestellt. Die Nutzung des anfallenden Methangases sollte über Kraft-Wärme-Kopplung erfolgen.
Neben dem Bau der eigentlichen Faulreaktoren wurden weitere verfahrenstechnische und bauliche Maßnahmen realisiert. Die mechanische Reinigungsstufe wurde um eine Sand- und Fettfang-Straße sowie eine Vorklärung erweitert. Die Gasspeicherung und -aufbereitung erfolgt über einen Doppelmembrangasspeicher und Aktivkohlefilter. Das erzeugte Klärgas wird vollständig in einem BHKW verwertet und in elektrischen Strom und Wärme umgewandelt. Der Gesamtstrombedarf sollte weitergehend durch Optimierung der Prozesssteuerung und dem Einsatz von hocheffizienten Motoren minimiert werden.
Die Verfahrensumstellung führte durch den reduzierten Gesamtstromverbrauch der Gruppenkläranlage Weilerbach und andererseits durch die energetische Nutzung des anfallenden Klärgases zu einer jährlichen CO2-Einsparung von 181,4 Tonnen, bzw. gegenüber dem Referenzjahr 2014 zu einer Reduzierung der CO2-Emmision um ca. 73 Prozent. Die zu entsorgende entwässerte Schlammmenge konnte um mehr als 44 Prozent reduziert werden. Vergleichbares gilt für die zu entsorgende Menge an organischer Trockensubtanz, die sich um 35,8 Prozent verringerte. Durch die geringere Schlammmenge hat sich auch der Verbrauch des für die Schlammkonditionierung verwendeten Kalks um 36,8 Prozent verringert.
Die GKA Weilerbach steht modellhaft für ca. 50 Prozent von Kläranlagen der Größenklasse 4, die immer noch eine aerobe Stabilisierung praktizieren, im Hinblick auf die anstehende „energetische Wende“ jedoch gehalten sein werden, das Reinigungsverfahren auf eine anaerobe Stabilisierung umzustellen. Sobald die Energieeinsparpotentiale ausgeschöpft sind, wird es darauf ankommen, wie viel Energie maximal erzeugt werden kann. Hier kann anhand der Gruppenkläranlage Weilerbach gezeigt werden, was technisch und mit vertretbarem wirtschaftlichem Aufwand möglich ist.
Dieses Vorhaben wurde im Förderschwerpunkt „Energieeffiziente Abwasseranlagen“ des Umweltinnovationsprogramms gefördert. Mit dem Förderschwerpunkt wurden innovative Projekte unterstützt, die energetische Ressourcen sowohl bei der Behandlung von Abwasser und Klärschlamm, als auch bei der Eigenenergieerzeugung erschließen.