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Der Betriebsleiter 5/2020

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Der Betriebsleiter 5/2020

KLÄRANLAGE WIRD

KLÄRANLAGE WIRD ENERGIEAUTARK UMWELTTECHNIK Kläranlagen haben einen hohen Strombedarf. Gleichzeitig entsteht während der Klärprozesse viel Energie, die ungenutzt bleibt. Das soll ein neues Bundesprogramm ändern. Rund ein Prozent der gesamten in Deutschland produzierten elektrischen Energie wird für den Betrieb von Kläranlagen benötigt. Rund ein Fünftel des Energiebedarfs in den Kommunen entfällt auf diesen Aufgabenbereich. In Anbetracht dieser Größenordnung macht es Sinn, darüber nachzudenken, wie man den Energiebedarf von Kläranlagen reduzieren kann. Zur Unterstützung entsprechender Projekte mit Modell charakter für den Klimaschutz hat das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB) erhebliche Fördermittel bereitgestellt. Der Abwasserverband Freigericht betreibt die Kläranlagen in Niedermittlau und Neuenhaßlau, die zusammen pro Jahr rund 1 Mio. kWh Strom benötigen. Nun wurde ein Konzept ent wickelt, um die Kläranlage Niedermittlau mithilfe verfahrenstechnischer Autor: Michael Kink, Produktmanager, Huber SE, Berching Optimierungen zukünftig energieautark zu betreiben. Im Klartext: Was die Anlage an Energie benötigt, erzeugt sie selbst. Eine vom Abwasserverband Freigericht erarbeitete und beim BMUB vorgelegte Projektskizze überzeugte die Ver gabebehörde. Nach Eingang eines Förderantrags erteilte sie eine Förderzusage – und das sogar für die höchstmögliche Förderung von 80 % der Investitionskosten. BEITRAG ZUR ENERGIEWENDE Strom aus der Kläranlage wird in zweierlei Weise produziert: Erstens durch eine vorhandene Fotovoltaikanlage auf dem Gelände, zweitens, indem künftig die im Schlamm enthaltene Energie noch besser mittels Faulbehälter und BHKW genutzt wird. Der Verband kann Jahr für Jahr einen fünfstelligen Betrag an Energiekosten sparen und leistet durch Vermeidung von Treibhausgasen einen aktiven Beitrag zum Klimaschutz. Auf der Kläranlage Niedermittlau ist das Platzangebot stark eingeschränkt. Daher entfällt die Möglichkeit, für die Primärschlammabtrennung die klassischen Vorklärbecken zu bauen. Der innovative Ansatz dieses Projektes liegt in dem Einsatz von platzsparenden Technologien für die Abscheidung von Primärschlamm auf Kläranlagen. Dieses Projekt hat Modellcharakter für alle Kläranlagen mit gleichartigen Randbedingungen. CARBONWIN-VERFAHREN Der Einsatz des Carbonwin-Verfahrens mit integriertem Trommelsieb zur Primärschlammabscheidung und nachgeschaltetem Eindicker konnte durch den geringen Platzbedarf von gerade einmal S10 SUPPLEMENT 1/2020

11 × 3 m in das bestehende System integriert werden. Das Trommelsieb ist mit einem Maschengewebe aus Edelstahl bestückt und weist einen Trennschnitt von 0,3 mm Maschenweite auf. Durch diesen sehr feinen Trennschnitt können Abscheideleistungen erreicht werden, die denen einer üblichen Vorklärung ent sprechen. Diese abgetrennten feineren Bestandteile sind nachweislich besonders gut im Faulbehälter zu verarbeiten und tragen somit maßgeblich zu einer erhöhten Gasproduktion bei. Das Trommelsieb ist auf eine Durchsatzleistung von 360 m 3 /h ausgelegt. Dies entspricht dem maximalen Trockenwetterzufluss und einem Teil des Regenwetterzuflusses der Kläranlage. Das Sieb wird über einen Regelschieber am Auslauf des Sandfangs und einen nachgeschalteten Überfallschieber (Senkschieber) geregelt. Je nach Wetterlage und zu behandelnder Abwassermenge wird der optimale Wasserspiegel automatisch vor dem Trommelsieb angepasst. Im Regenwetterfall regeln die Schieber die Gesamtzuflussleistung der Kläranlage von ca. 900 m 3 /h Regenwetter auf 360 m 3 /h zum Trommelsieb. Die restlichen 540 m 3 /h werden über den Senkschieber in das nachgeschaltete bestehende Venturigerinne abgeschlagen. Die Gesamtzulaufmenge der Kläranlage wurde vor Implementierung des Carbonwin-Verfahrens über eine Venturikanal-Messung erfasst. Aus platztechnischen Gründen konnte in die Bypass­ Leitung zum Trommelsieb keine MID-Messung integriert werden. Die Messung der Durchsatzleistung wird über ein am Ablauf des Trommelsiebes installiertes gestuftes Messwehr realisiert. Mit dieser Lösung kann der Teilstrom, der über das Trommelsieb behandelt wird, detektiert und die Zulaufschieber entsprechend gesteuert werden. Der nicht behandelte Abwasserstrom, der über die Senkschieber überläuft, wird weiterhin über den Venturikanal gemessen. Somit ergibt sich aus der Summe der Durchflussmessungen aus Messwehr, Trommelsieb und Venturikanal die Gesamtdurchflussmessung der Kläranlage. Ein besonderer Vorteil dieser Bypassregelung ist, dass bei erhöhter Kohlenstoffausschleusung die Möglichkeit besteht, die Zuflussmenge über das Trommelsieb automatisiert zu steuern und die Abscheideleistung nach Bedarf zu beeinflussen. Ein besonderes Augenmerk wurde bei der Konzepterstellung auf die Brauchwasserversorgung zur Reinigung des Siebmittels des Trommelsiebes gelegt. Mittels einer Druckerhöhungspumpe wird das gesiebte Abwasser nach dem Trommelsieb zur Reinigung des Maschengewebes verwendet. Durch diese interne Brauchwasserversorgung ist eine wirtschaftliche Komplettlösung gegeben. Es konnten kostenintensive Nachrüstungen des bestehenden Brauchwassersystems vermieden und auch auf teures Trinkwasser verzichtet werden. Der abgeschiedene Primärschlamm wird in einem Durchlaufeindicker zwischengespeichert und als voreingedickter Primär­ Das Carbonwin-Verfahren: Über 360 m 3 /h Durchsatzleistung inklusive statischem Schlammeindicker und interner Brauchwasserrückführung (Ablauf Feinstsieb) zur Reinigung des Maschengewebes schlamm mit einer Schlammabzugspumpe in einen Schlammstapelschacht zur weiteren Zwischenspeicherung gepumpt. Anschließend wird dieser Schlamm gemeinsam mit den anderen auf der Kläranlage anfallenden Schlämmen mechanisch eingedickt und dem Faulbehälter zugeführt. PLUG & PLAY Das Carbonwin-Verfahren ist eine Plug-&-Play-Lösung und vereint Verfahrenstechnik mit Maschinentechnik in einem vorkonfektionierten Bauwerk. Das Bauwerk ist in drei Kammern modular aufgebaut. In der ersten Kammer befindet sich das Trommelsieb, die zweite Kammer dient als Durchlaufeindicker und in der dritten Kammer befindet sich der Maschinenraum für zusätzliches Equipment wie die Hochdruckpumpe, die automatische Fettschmierung für alle Schmierpunkte sowie die Schlammabzugspumpe. Der modulare Aufbau des Bauwerks erlaubt eine Behandlung nach dem Carbonwin-Verfahren für Abwasserströme von bis zu 1 000 m 3 /h – abhängig von der Feststoffkonzentration. Fotos: Huber, Kekyalyaynen/stock.adobe.com www.huber.de #antonwho Die neue Kraft im Lager. www.antonwho.de SUPPLEMENT 1/2020 S11

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