Forschungsbericht 2005



Integrierte Konzepte zur dezentralen Abwasser- und Abfallbehandlung

Institut: AbfallRessourcenWirtschaft
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Rainer Stegmann
Stellvertretende Projektleitung: Dr.-Ing. Jan Streese
Mitarbeiter/innen: Dipl.-Ing. Olaf Bade, Dr.-Ing. Jan Streese
Projektnummer: E.1-04.089
Laufzeit: 01.03.2004 - 28.02.2007
Finanzierung: BMBF


 
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Bild: Verfahrenskonzept zur integrierten Abwasser- und Bioabfallbehandlung

WISSENSCHAFTLICHE KONTAKTE UND KOOPERATIONEN:

  • Haase Anlagenbau AG, Neumünster

ZIEL

Die Wiederverwertung von verunreinigtem Wasser ist eine besonders wichtige Aufgabe. Dies gilt insbesondere für Gebiete, die unter steigendem Wassermangel leiden. Kommunales Abwasser wird meist nach einer biologischen Reinigung in ein Gewässer eingeleitet. Im Rahmen dieses Projektes soll kommunales Rohabwasser aus dezentralen Einrichtungen (Hotels, Schulungszentren, abgeschlossenen Wohnquartieren, Industrieparks etc.) mittels Membrantechnologie aufkonzentriert werden. Das Filtrat aus der Membranbehandlung ist wegen der geringen Porengröße der Membran frei von Mikroorganismen und Schwebstoffen. Die Keimfreiheit ist ein besonders wichtiger Aspekt, da strenge mikrobiologische Grenzwerte das hauptsächliche genehmigungsrechtliche Hindernis für eine Wiederverwendung des behandelten Abwassers z.B. zur Bewässerung darstellt.

Das in der Membranstufe anfallende Konzentrat wird durch anaerobe Fermentation zur Biogasproduktion genutzt. Das ausgefaulte Substrat aus der anaeroben Behandlungsstufe wird ggf. getrocknet und entwässert, wobei die flüssige Phase wieder in den Zulauf zurückgeführt werden soll. In Abhängigkeit von der Qualität des festen Rückstandes soll dieser entweder landwirtschaftlich verwertet oder verbrannt werden.

Die getrennte Sammlung, der Transport und die Behandlung von Bioabfällen (Kantinen-, Küchenabfälle etc.) sind mit relativ hohen Kosten verbunden. Deshalb sollen in diesem dezentralen Behandlungskonzept die getrennt erfassten Bioabfälle nach einer intensiven Mischung und Zerkleinerung gemeinsam mit dem Konzentrat anaerob behandelt werden. Dadurch werden sinnvolle Synergieeffekte genutzt und Kosten gespart. Durch diese Maßnahme wird auch die Biogasproduktion signifikant erhöht. Das entstehende Biogas kann thermisch und/oder energetisch genutzt werden. Ein weiterer interessanter Anwendungsfall ist die Erzeugung von Kälte in einer Absorptionskältemaschine.

Dieses Anlagenkonzept soll für vergleichsweise kleine Bioabfall- und Abwassermengen konzipiert werden. Eine typische Fragestellung wäre die Bioabfall- und Abwasserbehandlung für ein Hotel mit 1000 Gästen.

INHALT

Im Rahmen des Forschungsvorhabens werden Versuchsanlagen im Technikums- und Pilotmaßstab errichtet, an denen Untersuchungen zur Membranbehandlung und zur anaeroben Cofermentation des Konzentrates aus der Membranstufe mit Bioabfall durchgeführt. Hierbei werden optimale Betriebsparameter für die ermittelt. Weiterhin erfolgt eine Bilanzierung der Kohlenstoff- und Stickstoffströme sowie eine Überprüfung der Abscheidung von Keimen und endokrin wirksamen Substanzen.

ERGEBNISSE

Erste Versuche haben ergeben, dass die Abscheideleistung der eingesetzten Unterdruck-Tauchmembran für die Parameter CSB, BSB5 und TOC jeweils bei ca. 80 % lagen, wobei der Abscheidegrad stark von der Porengröße der Membran abhängt. Kleinere Ionen wie Chlorid und Ammonium werden erwartungsgemäß kaum zurückgehalten.

Das Gasbildungspotenzial des Abwasserkonzentrates ist gering. Die anaerobe Behandlung dieses Stoffstromes dient daher in erster Linie der Entsorgung. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass die Gasproduktion durch die Zugabe von Speiseabfällen erheblich gesteigert werden kann. Hierbei wird durch das Abwasserkonzentrat ein ausreichend hoher Wassergehalt des Substrates sichergestellt.

Weitere Informationen zu diesem Forschungsprojekt können Sie hier bekommen

 

Publikationen
  • 1-04.580V
    Bade, O.; Streese, J.; Sekito, T.; Stegmann, R. (2005): Integrated concept for decentralised wastewater and biowaste treatment. In: Cossu, R. Stegmann, R. (Eds.): Proceedings (CD-ROM) of Sardinia 2005 - Tenth International Waste Management and Landfill Symposium. CISA, Cagliari. Italy.

Stichwörter

  • Abwasser
  • Membrantechnologie
  • Vergärung
  • dezentrale Konzepte
  • integrierte Abfallbehandlung
  • integrierte Abwasserbehandlung