Erschließung neuer Wertschöpfungsketten in der Abfall- und Abwasserwirtschaft:

Kombinierte Vergärung von Klärschlamm und biogene Haushaltsabfälle für einen energieautarken Kläranlagenbetrieb

 

Rahmendaten

  • Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • Förderlinie: Forschung an Fachhochschulen mit Unternehmen (FHprofUnt)
  • Projektlaufzeit: Juni 2016 – November 2018
  • FKZ 03FH046PX5
  • KMU Partner: HYDRO-Ingenieure Energie & Wasser GmbH

Projekthintergrund

An die kommunale Abwasserbehandlung werden stetig neue Herausforderungen und Erwartungen gestellt. Zwar ist die schadlose Abwasserbeseitigung primäres Ziel des Kläranlagenbetriebes aber die Schnittmengen und Synergiepotenziale zur Abfallwirtschaft und Energiewirtschaft verlangen nach einer systemischen Betrachtungsweise. Zudem ergeben sich durch veränderte Rahmenbedingungen, bspw. Änderung/Erneuerung der Rechtsprechung, technologischer Fortschritt oder ökonomische Entwicklungen, stetig neue kommunale Handlungsfelder.

Kommunale Kläranlagen verfügen über ein hohes Potenzial zur CO2-neutralen Energiegewinnung mittels Klärschlammfaulung. Durch die Zugabe von weiteren organischen Substraten (Co-Substrate), bspw. biogene Haushaltsabfälle, kann die Klärgasproduktion gesteigert werden. Der dadurch zu erwartende Mehrertrag an Biogas kann die Eigenstromproduktion soweit steigern, dass ein energieautarker Betrieb der Kläranlage erreicht wird.

Projektziel und Methodik

Das Forschungsprojekt „WerAA“ dient der Erarbeitung einer neuen und auf kommunale Systeme zugeschnittenen Bewertungsmethode. Anhand eines neuen, integrativen Stoffstrommanagement- Ansatzes wird ein geeignetes Bewertungsmodell entwickelt, das technische, ökonomische und ökologische Rahmenparameter aus der Abfall- und Abwasserwirtschaft sowie der Energiewirtschaft miteinander verknüpft.

Im Fokus von „WerAA“ stehen hauptsächlich kommunale Gebietskörperschaften, die über kleine und mittlere Kläranlagenstandorte mit 5.000 bis 50.000 Einwohnerwerten verfügen. Für diesen definierten Betrachtungsraum gibt es bislang keine geeigneten Bewertungsmethoden und Konzeptlösungen, die eine Verwertung von häuslichem Bioabfall als Co-Substrat auf Kläranlagen ermöglichen.

Abbildung 1: Projektansatz in WerAA
Abbildung 1: Projektansatz in WerAA

Die Entwicklung des SSM-Modells erfolgt am Beispiel von drei unterschiedlichen Modellanlagen. Hierzu werden konkrete Kläranlagenstandorte als Praxismodell und Forschungsplattform in das Vorhaben eingebunden, welche sich in den folgenden Charakteristiken unterschieden:

WerAA

Der Unternehmenspartner, Hydro-Ingenieure Energie & Wasser GmbH, unterstützt das Forschungsteam bei der Entwicklung und Bewertung der technischen Lösungsansätze. Somit zielen die entwickelten Modelle und Strategien auf einen starken Praxisbezug und damit einhergehend auf Umsetzbarkeit ab.

Ergebnisausblick

Durch die Erschließung neuer Wertschöpfungsketten findet eine Neubewertung der bisherigen Abfall- und Abwasserwirtschaftsstrategien statt. Kläranlagenbetreibern und Abfallwirtschaftsbetrieben wird eine fundierte Argumentationsgrundlage an die Hand gegeben, mit deren Hilfe sie ihre Entscheidungen in Bezug auf die Optimierung der Kläranlagen sowie die zukünftige Abfallwirtschaftsplanung besser vorbereiten können. Darüber hinaus dienen die erzielten Ergebnisse als Grundlage für nachfolgende oder darauf aufbauende Projekte sowie als Referenz für kommunale Entscheidungsträger und Projektplaner. Ingenieur- und Planungsbüros können sich an den hier verfolgten Lösungsansätzen orientieren, diese aufgreifen und in ihre Arbeit einfließen lassen.

 

Projektleitung und Kontakt

Projektleiter

Prof. Dr. Peter Heck
Geschäftsführender Direktor des IfaS

Kontakt

Dipl. Betriebswirt (FH) Marco Angilella
Projektkoordinator „Nachhaltige Wasserwirtschaft“

Tel.: +49 (0) 6782 17-2634
E-Mail: m.angilella(at)umwelt-campus.de

Projektergebnisse

Schlussbericht zum Forschungsvorhaben

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