Unterverbund 4 - Anaerobtechnik

Anaerobe Abwasserbehandlung in warmen Klimazonen

In warmen Klimazonen stellt die anaerobe Abwasserreinigung eine Alternative zur konventionellen aeroben Behandlung von kommunalem Abwasser dar. Das Verfahren hat einen niedrigen Energieverbrauch, erzeugt Methan zur energetischen Verwertung und das behandelte Abwasser eignet sich für landwirtschaftliche Bewässerung. Nachteilig für die Klimabilanz – insbesondere bei geringen Abwasserkonzentrationen und niedrigen Umgebungstemperaturen - ist der Verbleib eines kleinen Teils des Treibhausgases Methan im Ablauf, das von dort unkontrolliert in die Atmosphäre entweichen kann.

"AnaKomA 2.0" - Erweiterung des vorhandenen Bemessungsalgorithmus‘ aus "AnaKomA"

Das aktuelle Vorhaben basiert auf Ergebnissen des Vorgängerprojekts AnaKomA (Anaerobe kommunale Abwasserreinigung). Hauptziel war es, den vorhandenen Bemessungsalgorithmus aus dem Vorläuferprojekt zu erweitern, zu validieren und auf großtechnische Anlagen zu übertragen. Damit soll ein praxistaugliches Werkzeug zur Planung, Dimensionierung und zum Betrieb von kommunalen UASB-Reaktoren (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) bereitgestellt werden. Neben dem Temperatureinfluss mit Fokus auf heiße Klimate wurden auch hohe Salzgehalte berücksichtigt und in die Definition der Anwendungsgrenzen eingeflossen.

Maßnahmen zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen

Im Rahmen des Projektes wurden geeignete Maßnahmen zur Gasrückgewinnung im Labor- sowie im Pilotmaßstab entwickelt und getestet, um die Treibhausgasemissionen des Gesamtverfahrens weitestgehend zu reduzieren.

Untersuchungsstandorte:

Eine halbtechnische Versuchsanlage kam in Bahrain zum Einsatz. Untersuchungen an großtechnischen Anlagen erfolgten in Indien und Brasilien.

Arbeitsschritte:

Grundlage des Bemessungsalgorithmus‘ waren die im oben genannten AnaKomA-Projekt definierten Auslegungsparameter, die aus Messungen an einem UASB-Reaktor im Labor- und Pilotmaßstab abgeleitet wurden. Die ermittelten Kennwerte sind verifiziert, die Bandbreite erweitert sowie die Übertragung auf großtechnische Anlagen validiert worden. Folgende Arbeitsschritte wurden durchgeführt:

• Betrieb von UASB-Reaktoren im Labor- und Pilotmaßstab mit Untersuchungen zum Einfluss von Temperatur, Salz- und Substratkonzentration auf kinetische Parameter sowie zum Einfluss hydraulischer Belastungen auf reaktorspezifische Kennwerte und der Feststoffhydrolyse im Schlammbett. Zudem wurden Möglichkeiten zur Reduzierung der Methanemissionen im Abfluss von UASB-Reaktoren insbesondere durch Vakuumentgasung untersucht.
• Durchführung von stationären und dynamischen Modellrechnungen zur Erweiterung des entwickelten stationären UASB-Reaktor-Modells, sowie dem Aufbau eines dynamischen Modells auf Basis des Anaerobic Digestion Modell No. 1 (ADM1). Die Modelle sind anhand ausführlicher Messphasen an drei großtechnischen Anlagen kalibriert und für verschiedene Belastungszustände nachgerechnet worden.
• Erweiterung und Validierung des vorhandenen Bemessungsalgorithmus' mit Anpassung der Bemessungsparameter an die erweiterte Bandbreite der Belastungs- und Leistungskennwerte sowie Abgleich der Modellrechnungsergebnisse mit dem erweiterten Bemessungsansatz. 

Projektpartner:

Leibniz Universität Hannover, Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik
Welfengarten 1, 30167 Hannover
www.isah.uni-hannover.de
Ansprechpartner:
Prof. Dr.-Ing. K.-H. Rosenwinkel, rosenwinkel@isah.uni-hannover.de
M.Sc. Klaus Nelting, nelting@isah.uni-hannover.de

STULZ-PLANAQUA GmbH (2014 aus dem Projekt ausgeschieden)
Beim Signauer Schachen 7, 79865 Grafenhausen / Jahnstr. 36, 88214 Ravensburg
www.planaqua.de
Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. (FH) Ulrich Knörle, ulrich.knoerle@she-group.com

aqua & waste International GmbH
Mengendamm 16, 30177 Hannover
Ansprechpartner:
Prof. Dr.-Ing. Peter Hartwig, hartwig@aqua-consult.de