Energieautarke Kläranlage mit Deammonifikation
Kurzbeschreibung
Das kommunale Klärwerk Eisenhüttenstadt liegt im Landkreis Oder-Spree, Land Brandenburg. Es behandelt das Abwasser der Stadt Eisenhüttenstatt und der umliegenden Gemeinden. Die konventionelle Kläranlage besteht aus der Vorklärung (Rechen, Sandfang, Vorklärbecken), der Belebungsstufe (Parallelbetrieb von 3 Straßen mit Denitrifikation/Nitrifikation im Kaskadenbetrieb) und der Nachklärung (ebenfalls 3-straßig). Der Schlamm wird im Faulturm behandelt und das Gas im BHKW verwertet.
Ein Rückgang der Einwohnerzahlen und die Stilllegung von Industriebetrieben und Gewerbestandorten führte dazu, dass die Abwassermenge im Zeitraum von 1997 bis 2010 von über 3 Millionen Kubimeter pro Jahr auf ca. 2 Millionen Kubikmeter pro Jahr gesunken ist und die wasserrechtliche Genehmigung der Kläranlage von 99.000 Einwohnerwerten auf 66.000 Einwohnerwerten geändert worden ist. Die ursprünglich 3-straßige Belebung und Nachklärung wurden auf zwei Straßen reduziert. Die Becken wurden dazu stillgelegt.
Der jährliche Gesamstromverbrauch der Kläranlage lag im Jahr 2010 bei knapp 2 Millionen Kilowattstunden, wovon ca. 700.000 Kilowattstunden für die Belüftung benötigt wurden. Etwa drei Viertel des Stromverbrauches wurden durch den Bezug von Fremdstrom gedeckt und ein Viertel kam aus der Eigenstromerzeugung (Blockheizkraftwerke).
Ziel des Vorhabens war es durch Verfahrensumstellung die konventionelle dreistufige Kläranlage mit hoher Ammoniumfracht im Zulauf auf einen energieautarken Betrieb umzustellen. Eine Energiereduzierung im Betrieb sowie eine Erhöhung der Faulgasproduktion dienen der Zielerreichung. Künftig sollten weder Strom noch Brennstoffe von außen zugeführt werden.
Für die Realisierung sollten auf der Kläranlage das Adsorptions-Belebungs-Verfahren (A-B-Verfahren) mit der Demammonifikation kombiniert werden (EssDE®-Verfahren der Firma Cyklar-Stulz). Die Deammonifikation soll dabei zur Behandlung des Zentrats aus der Faulschlammentwässerung eingesetzt werden (Nebenstrombehandlung) sowie – erstmalig – zur Stickstoffentfernung in der Belebung dienen (Hauptstrombehandlung). Die Einführung des Verfahrens im Nebenstrom ist gelungen. Der Einsatz im Hauptstrom konnte noch nicht erreicht werden, da die erforderliche Abbauleistung von Ammonium im DEMON-Reaktor aufgrund spezieller, anspruchsvoller Mikroorganismen noch nicht erreicht werden konnte. Das Projekt wurde daher ohne Messprogramm beendet. Der TAZV führt die Umstellung weiter durch.
Die Verfahrensumstellung führte bislang dazu, dass der Gesamtstromverbrauch seit dem Jahr 2010 von 55,7 kWh/EW*a auf 37,5 kWh/EW*a reduziert werden konnte. Der Zielwert von 18 kWh/EW*a konnte noch nicht erreicht werden. Die CO2-Emission reduzierte sich um ca. 8,66 kg CO2/EW*a. Im Jahr 2016 wurde die CO2-Emmission um ca. 486 Tonnen reduziert Die Eigenstromerzeugung durch Steigerung der Faulgasproduktion konnte noch nicht erzielt werden.
Das Vorhaben wird außerhalb des Förderprojekts im Umweltinnovationsprogramm weiter geführt. Die Umsetzung des Vorhabens kann die Machbarkeit einer energieautarken Kläranlage dieser Größenordnung ohne zusätzliche Aufnahme von Biomasse (Co-Fermentation) zeigen und legt die Basis für eine grundsätzliche Übertragbarkeit auf einen nennenswerten Anteil von ca. 2.000 Anlagen in Deutschland.
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.