Vom Belebtschlammverfahren zum CARISMO-Klärwerk.
Kompetenzzentrum Wasser Berlin
Wie lässt sich eine kommunale Kläranlage vom Energieverbraucher in ein regeneratives Kraftwerk verwandeln? Ein für den Deutschen Nachhaltigkeitspreis 2014 nominiertes, neues Konzept der Abwasserreinigung weist den Weg dorthin.
In Deutschland werden heute jährlich rund 4.400 Gigawattstunden Strom für die Abwasserreinigung aufgewendet. Vielfach ist die Kläranlage damit der größte einzelne Energieverbraucher in einer Kommune mit über 20 Prozent des städtischen Gesamtverbrauchs. Dabei ist unbehandeltes Abwasser ein wertvoller Energieträger. Könnte man auf das derzeit übliche, energieaufwändige Reinigungsprinzip der "Schlammbelebung" verzichten und das chemische Energiepotenzial des Abwassers intelligenter nutzen, ließe sich sogar ein Energieüberschuss erzeugen.
Praxisforschung für die Abwasserbehandlung von morgen
Mit diesem Ziel wurde im Kompentenzzentrum Wasser Berlin gemeinsam mit Veolia und den Berliner Wasserwerken ein neues Konzept der Abwasserreinigung entwickelt. Der Clou des Forschungsprojekts mit dem Namen CARISMO ("CARbon IS MOney"): ein innovatives Filtrationsverfahren holt die energiereichen organischen Stoffe schon im Zulauf der Kläranlage aus dem Abwasser und überführt sie direkt in die Schlammfaulung, wo über den Weg der Biogasgewinnung Strom erzeugt wird.
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Ein 18-monatiger Praxistest des neuen Verfahrens im Pilotmaßstab brachte folgende Resultate:
- 70-80 Prozent der organischen Stoffe und 80 Prozent des Phosphors konnten erfolgreich aus dem Rohabwasser abgetrennt werden.
- Der so gewonnene organische Schlamm lieferte nach mechanischer Eindickung gut 80 Prozent mehr Biogas als das herkömmliche System.
- Der Stromverbrauch der Abwasserreinigung inklusive einer biologischen Nachreinigung ging zugleich um über die Hälfte zurück.
Klärwerke als kommunale Bausteine der Energiewende?
Die Bilanz des neuen Systems kann sich sehen lassen: So benötigt das bisher übliche Belebtschlammverfahren für die Abwasserreinigung von 100.000 Einwohnern so viel Strom wie 400 Einwohner im Jahr insgesamt verbrauchen. CARISMO erzeugt dagegen den Strombedarf von 1.400 Einwohnern. Für ganz Deutschland ergibt sich daraus hochgerechnet ein Potenzial von jährlich mindestens 1640 Gigawattstunden Stromproduktion aus Abwasser.
Wie auch die Springer-Autoren Joachim Hansen und Gerd Kolisch im Zeitschriftenartikel "Zukünftige energetische Herausforderungen an kommunale Kläranlagen" nahelegen, wäre eine stärkere Einbindung von Kläranlagen mit Schlammfaulung in integrierte kommunale Energiekonzepte somit eine interessante Zukunftsoption. Aufgrund der vorhandenen Gasspeicher und der KWK-Anlagen können derartige Klärwerke dabei sowohl als Energiespeicher als auch als Produzent von Strom und Wärme fungieren.