Anaerobe Stabilisierung von Siebgut zur Verbesserung der Energieeffizienz und Reduzierung der CO2-Emissionen auf Kläranlagen

Im Rahmen dieser Dissertation wurde untersucht, in welchem Maße sich die anaerobe Stabilisierung von Siebgut auf die Gas- und Energiegewinnung auswirkt. In einer ersten Versuchsreihe wurde versuchstechnisch gewonnenes Siebgut hinsichtlich seiner Stabilisierungsfähigkeit mit Primärschlamm verglichen. Hierfür sind Laboranalysen bezüglich der klassischen Parameter TR, oTR, CSB, Phosphor und Stickstoff durchgeführt worden. Des Weiteren wurde das Siebgut einer Weender-Analyse unterzogen. Hierbei konnte die Zusammensetzung bezüglich Rohfett, Rohfaser, Rohprotein und stickstofffreien Extraktstoffen bestimmt werden. Auf dieser Basis wurden mit Hilfe von unterschiedlichen Quellen die theoretisch möglichen Gas- und Methanerträge bei vollständigem bzw. gleichmäßigem Abbau aller Fraktionen aus dem Siebgut errechnet. Den Hauptteil dieser Dissertation stellen die Versuchsphasen zur Faulgasgewinnung dar. In den insgesamt drei Versuchsphasen wurden sechs Versuche mit je zwei bis acht Versuchsapparaturen unterschiedlicher Größenordnung durchgeführt. Die ersten beiden Versuchsphasen waren dabei auf fünf Batchversuche aufgeteilt. In der ersten Versuchsphase wurde im Rahmen von Mono-Siebgut-Stabilisierungen der Gasertrag von Siebgut bei alleiniger anaerober Stabilisierung festgestellt. In der daran anschließenden zweiten Versuchsphase wurden gemeinsame anaerobe Stabilisierungen von Siebgut und Überschussschlamm durchgeführt, um den Gasertrag bei Co-Siebgut-Stabilisierungen zu bestimmen und Co-Fermentationseffekte zu identifizieren und zu bewerten. Der Versuch der dritten und letzten Versuchsphase zur Faulgasgewinnung wurde als quasi-kontinuierlicher Versuch durchgeführt. Durch stetige Steigerung der Fütterungsmenge sollte einerseits die ideale Raumbelastung herausgefunden und andererseits die Grenze für einen stabilen anaeroben Stabilisierungsprozess festgestellt werden. In einer auf Basis der Faulgasgewinnung durchgeführten Szenarienbetrachtung wurden das Energieeinsparpotential und die Reduzierung von CO2-Emissionen beim Einsatz einer anaeroben Stabilisierung von Siebgut herausgearbeitet. Zusätzlich fand ein Vergleich mit einer aerob stabilisierenden Kläranlage und einer anaerob stabilisierenden Kläranlage mit klassischem Vorklärbecken statt. Zusammenfassend belegen die gewonnenen Ergebnisse die Vorteile einer anaeroben Stabilisierung von Siebgut ggü. der von klassischem Primärschlamm. Der gewinnbare Gasertrag und die daraus gewinnbare Energie sind größer als bei Primärschlamm. Die anaerobe Stabilisierung von Siebgut kann die Energieeffizienz auf Kläranlagen verbessern und zur Reduzierung von CO2-Emissionen beitragen.