Kläranlage Hankensbüttel: Effizienzsteigerung durch anaerobe Vorbehandlung industriellen Abwassers

Ein Klärbecken einer Kläranlage
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Der Energieverbrauch zur Reinigung von Abwasser in einem Belebungsbecken hängt sehr stark von den Zulauffrachten ab. Umso höher diese sind, desto mehr Sauerstoff wird zum Abbau der organischen Bestandteile benötigt. Dieser muss in Form von Luft über Kompressoren energieintensiv eingebracht werden. Daher sollten Abwässer mit hohen Frachten effektiv vorgereinigt werden, bevor sie im Belebungsbecken endgereinigt werden. Dies kann u. a. durch eine chemisch-mechanische Flotationsanlage unter Einsatz von Flockungsmittel geschehen.

Bei sehr hohen Anteilen an organischen Stoffen ist jedoch auch eine anaerobe Abwasseraufbereitung mittels eines Schlammbettreaktors möglich. Durch dieses Vorbehandlungsverfahren können sogar noch höhere Reinigungsgrade als durch eine Flotationsanlage erzielt werden. Mit diesem Verfahren kann nicht nur die Abwasserreinigung im Belebungsbecken weiter entlastet, sondern zusätzlich auch Biogas gewonnen werden. Als weitere Optimierungsansätze im Belebungsbecken kommen neben dem Umstieg auf effizientere Druckluftkompressoren auch die bedarfsgerechte Steuerung und Anlagenauslegung in Betracht.

Situation vor Ort

Die kommunale Kläranlage Hankensbüttel erhält u. a. Abwasser eines Lebensmittelherstellers, welches zuvor in einer betriebsinternen chemisch-mechanischen Flotationsanlage vorbehandelt wird. Die Vorbehandlungsverfahren des Lebensmittelherstellers erzielen einen Reinigungsgrad von derzeit ca. nur 30 % bezogen auf den Summenparameter CSB (chemischer Sauerstoffbedarf). Die Endreinigung des industriellen Abwassers erfolgt anschließend in der kommunalen Kläranlage des Wasserverbands Gifhorn zusammen mit häuslichem  Abwasser durch ein aerobes Verfahren in einem Schwachlastbelebungsbecken mit Oberflächenbelüftung. Durch die hohen und über den Zeitverlauf stark schwankenden Zulauffrachten des industriellen Abwassers kommt es jedoch zu einem enorm hohen Energiebedarf bei der Abwasserbelüftung der kommunalen Kläranlage.

Das Effizienzprojekt

Die Vorbehandlung für den Teilstrom des Abwassers aus der Lebensmittelindustrie erfolgt zukünftig in Form einer anaeroben Vorbehandlungsanlage mit einem Schlammbettreaktor auf dem Gelände der Kläranlage Hankensbüttel. Durch die Umstellung auf ein anaerobes Abwasserbehandlungsverfahren wird eine Reinigungsleistung von ca. 80 % erreicht und folglich die biologische Reinigungsstufe der Kläranlage stark entlastet. Durch die Umsetzung der Effizienzmaßnahme kann der Strombedarf für die Belüftungsanlage des Belebungsbeckens um mehr als ein Drittel gesenkt werden. Zusätzlich zu der über STEP up! geförderten Stromeinsparung profitiert das Unternehmen von einer Verstromung des im anaeroben Behandlungsverfahren gewonnenen Biogases, wodurch die Betriebskosten zusätzlich gesenkt werden können.

Das Projekt wird im Zeitraum zwischen Juli 2017 und November 2019 umgesetzt und führt zu jährlichen Energieeinsparungen in Höhe von 569 MWh. Bei einer Nutzungsdauer von 20 Jahren ergibt sich eine Gesamtstromeinsparung von 11.380 MWh. Ohne Förderung würde sich die Effizienzmaßnahme erst nach mehr als ca. 17 Jahren amortisieren, mit der bei STEP up! bewilligten Förderung jedoch schon nach ca. 13 Jahren.