03.02.2012

Kläranlage der Zukunft

Werner Fuchs

Dept. IFA-Tulln Inst. f. Umweltbiotechnologie

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Anforderungen an die Kläranlage der Zukunft

■ Optimale Abwasserreinigung

■ Minimierung des Energieverbrauch

■ Minimale Emission von Kohlendioxid

■ Nutzung Abwasser und Klärschlamm als Energieressource

■ Stoffliche Nutzung von Abwasser und Klärschlamm

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Sand- filtration

Nach- klärungBelebung

Membranbelebungsverfahren

Des- infektion

Membranbelebungsverfahren (MBR)zur weitestgehenden Abwasserreinigung

■ Vergleich MBR – konventionelles Belebungsverfahren

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MBR Kläranlage Swanage, Cornwall (UK)

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MBR Kläranlage Swanage, Cornwall (UK)

Kläranlage Swanage Betreiber: Wessex-Water 23.000 EW 12.700 m³/d Membranfläche: 15.840 m²

(Kubota-Membran) Inbetriebnahme: 2000

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Wasser-ressourcen

Kommunen

Industrie

Landwirtschaft

Abwasserwiederverwendung - nachhaltige Nutzung der Wasserressourcen

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Nitrifikation

Denitrifikation

Energieeffiziente N-EntfernungAnammox-Verfahren (Anaerobe Ammonium - Oxidation)

Einsparpotential

■ Verringerung des Prozessluft-Bedarfs(Hauptenergieverbrauch einer Kläranlage)

■ keine Kohlenstoffquelle für den Prozess notwendig

aber

■ lange Generationszeiten der beteiligten Bakterien

■ schwierige Prozessbedingungen

C-Quelle

C-Quelle

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Abwasser zu Energie- eine Vision

■ Production of Electricity during Wastewater Treatment Using a Single Chamber Microbial Fuel CellH. Liu,R. Ramnarayanan, B. E. LoganEnviron. Sci. Technol., 2004, 38 (7): 2281–2285

Mikrobielle Brennstoffzelle

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Abwasser zu Energie- die derzeitigen Möglichkeiten

■ Wärmerückgewinnung aus dem Abwasser

Wärmepumpezur

Temperatursteigerung

Kanal mit Wärmetauscher

Heißwasser zum Endverbraucher

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Co-Vergärung im Faulturm der Kläranlage

Co-substrate■ Altspeisefette und –öle■ Speisereste ■ Reststoffe aus der Lebnesmittelindustrie

Kläranlage

Biogas

Schlämme aus der AbwasserreingungFaulturm

Zulauf Ablauf

■ Optimale Nutzung des vorhandenen Faulraumvolumens■ Co-Vergärung erlaubt weitestgehende Energie-Autarkie

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Stoffliche Nutzung - Nährstoffrückgewinnung

NH4-N Rückgewinnung

■ Extraktion von NH4-N aus dem Faulschlamm

■ Strippverfahren

■ Membranextraktion

Gewinnung von Düngemittel

Verringerung der N-Belastung

Faulturm

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Kläranlage der Zukunft

StromWärme

Abwasser

Nutzwasser /Trinkwasser

Nährstoffe

organischer Dünger

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Danke für die Aufmerksamkeit !