ENTWICKLUNG EINES ANAEROBEN HOCHLEISTUNGSREAKTORS ZUR BEHANDLUNG VON KOMMUNALEM ABWASSER MIT HILFE EINER ULTRAFILTRATIONSMEMBRAN IM VAKUUMBETRIEB (BMBF)

Die biologische Reinigung von kommunalem Abwasser erfolgt in aller Regel aerob/anoxisch mit Hilfe von Mikroorganismen und künstlicher Belüftung. Diese Technologien sind bewährt und seit Jahrzehnten erfolgreich im Einsatz. Neben einer guten Reinigungsleistung zeichnen sie sich allerdings auch durch eine hohe Produktion von Klärschlamm aus. Im Vergleich zur energieintensiven, aeroben Oxidation vorhandener Schad- und Nährstoffe im Abwasser bieten anaerobe Prozesse den Vorteil der Energierückgewinnung aus Abwasserinhaltsstoffen. Die Klärschlammproduktion ist deutlich geringer; ferner unterliegen die anorganischen Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor nicht dem biologischen Abbau. Dadurch können die Nährstoffe der Flüssigphase für die landwirtschaftliche Bewässerung genutzt werden. Allerdings benötigen die anaeroben Verfahren erhöhte Temperaturen, wodurch sich einige Vorteile relativieren, insbesondere dann, wenn nur geringe Kohlenstoffkonzentrationen im Abwasser vorliegen. Bisherige Untersuchungen zur anaeroben Abwasserbehandlung im kommunalen oder industriellen Bereich zeigen, dass die Elimination der organischen Kohlenstoffverbindungen (CSB) besonders bei Abwasser mit geringeren CSB-Konzentrationen und/oder niedrigeren Temperaturen (< 20°C) oft nur sehr ungünstige Ergebnisse hervorbringt. Ursache hierfür ist, dass es trotz funktionierendem Anaerobprozess nicht gelingt, für einen ausreichenden Austrag des Methangases aus der Flüssigphase im Reaktor selbst zu sorgen. Da der Austrag des Methangases unkontrolliert zu einem späteren Zeitpunkt z.B. im Gewässer oder bei der Aufbringung auf landwirtschaftliche Nutzfläche stattfindet, kann diese Technik dann nicht mehr das Attribut der Nachhaltigkeit für sich in Anspruch nehmen. Freigesetztes Methan (CH4) hat ein um das 21-fache höheres Treibhauspotenzial als CO2.

Diesem Problem sollte mit Durchführung des beantragten Vorhabens Rechnung getragen werden. Unter Einsatz eines neu zu entwickelnden anaeroben Membranverfahrens im Vakuumbetrieb sollte ein leistungsfähiges Abwasserreinigungsverfahren ohne zusätzlichen Energieeinsatz für verschiedene Aufgabenstellungen entwickelt werden, das kurze Verweilzeiten des Abwassers, geringen Klärschlammanfall und selbst bei „dünnem Abwasser" eine energetische Nutzung des Biogases bei entsprechender Größenordnung der Kläranlage erlaubt. Dabei orientierte sich das Verfahren an den wichtigen Aufgabenstellungen der Reduzierung des Klärschlammanfalls, Nutzung des keimreduzierten Abwassers und darin enthaltener Nährstoffe für Bewässerungszwecke, und energetische Verwertung des Treibhausgases Methan auch bei dünnerem Abwasser und niedrigen Temperaturen.

Projektleitung an der TUM: Prof. Dr.-Ing. M. Wichern, Prof. Dr. rer.nat. H. Horn

Projektpartner: LS für Siedlungswasserwirtschaft (TU München), Hans Huber AG

Quelle: http://www.ruhr-uni-bochum.de/siwawi/Forschung/Forschungsvorhaben%20betreut.html