Der im Reinigungsprozess anfallende Klärschlamm wird in Faulbehältern so behandelt, dass energiereiches Gas entsteht, das zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt werden kann. Das bautechnisch anspruchsvolle Verfahren erforderte vergleichsweise hohe Investitionen, jedoch senkt die gewonnene Eigenenergie die Energiekosten deutlich. Rund zwei Drittel des Jahresbedarfes in Höhe von ca. 3,2 Millionen kWh/a werden nun selbst erzeugt. Zudem wird der ökologische Fußabdruck erheblich verbessert (- 2 Millionen kg/a).
„Künftig wird die Kläranlage Brebach ihren Strombedarf zu rund zwei Dritteln und ihren Wärmebedarf komplett durch die Nutzung der Energiepotenziale aus den Abwasserreinigungs- und Klärschlammbehandlungsprozessen decken“, so EVS-Geschäftsführer Holger Schmitt. Ein weiterer positiver Effekt der Umstellung ist die Reduzierung des Schlammvolumens, die bewirkt, dass die Entsorgungskosten sinken und weniger Transporte über die Straße nötig werden. „Alle im Rahmen der Verfahrensumstellung benötigten neuen Bauwerke und Anlagenteile wurden auf der Position eines der drei bisherigen Belebungsbecken errichtet, das dafür außer Betrieb genommen wurde. Für die Umsetzung der Baumaßnahme und den Betrieb der Anlage, der zu jeder Zeit unter Einhaltung aller Grenzwerte sicher weiterlaufen musste, stellte das eine große Herausforderung dar“, so EVS-Geschäftsführer Thomas Collmann. „Die energetische Optimierung der Kläranlage Brebach zeigt, dass eine leistungsfähige Abwasserreinigung und die Verringerung von Treibhausgasemissionen Hand in Hand gehen können. Solche Projekte sind ein echter Gewinn für Umwelt, Natur und Klima – und damit unser aller Zukunft“, sagt Umweltministerin Petra Berg.
Zur Baumaßnahme im Einzelnen:
Zur Umsetzung der benötigten Verfahrensänderung wurden im Bereich der Abwasserbehandlung zwei Vorklärbecken mit Primärschlammabzug (Gesamtvolumen: 1134 m³) erstellt. Aus diesen Vorklärbecken wird der für die Klärgasgewinnung wertvolle Primärschlamm gewonnen.
In Anschluss daran erfolgt die weitere Reinigung des Abwassers in den Belebungs- und Nachklärbecken und auch die Phosphorelimination. Der in den Nachklärbecken anfallende Überschussschlamm wird ebenfalls der Schlammbehandlung zugeführt.
Um das Klärgas verwerten zu können, wurde die Schlammbehandlung um die folgenden Prozessstufen erweitert:
- ein Pumpwerk zur Zugabe von Primärschlamm in den Heizschlammkreislauf,
- zwei Faulbehälter mit einem Gesamtvolumen von 3500 m³,
- ein Klärgasspeicher mit einem Volumen von 1000 m³ mit direktem Anschluss an die beiden neuen BHKW-Module und
- eine Gasfackel für Ausnahmefälle, in denen die BHKWs die anfallende Gasmenge nicht abnehmen können.
In einem neuen Technikgebäude wurde die benötigte Elektro-, Mess- und Steuerungstechnik untergebracht.
Weitere Ansätze zur Senkung des externen Energiebedarfes der Kläranlage Brebach
Die oben beschriebene energetische Umstellung der Kläranlage Brebach wird flankiert von weiteren Maßnahmen, die dazu beitragen, den Energiebedarf der Kläranlage zu reduzieren. So bringt der Einsatz von Photovoltaik-Modulen eine jährliche Einsparung von 160.000 kWh/a und eine CO2-Reduktion um 91.200 kg/a. Durch eine Optimierung der Belüftung der biologischen Reinigungsstufe wurde der Strombedarf im Vorfeld der Verfahrensumstellung auf Faulung um etwa 300.000 kWh/a verringert. Um die im Abwasser enthaltene Wärme für das Betriebsgebäude der Kläranlage des EVS in Saarbrücken-Brebach nutzen zu können, wird das Abwasser aus dem Belebungsbecken der Kläranlage über einen Wärmetauscher geleitet, der diesem Wärme entzieht und es zu einer Wärmepumpe transportiert. Die eingesetzte Gasmotor-Wärmepumpe hebt das Temperaturniveau an und speist die Wärme in das Heizsystem der Kläranlage ein. Die jährliche Einsparung von Erdgas zu Heizzwecken liegt im Durchschnitt bei rund 100.000 Kilowattstunden pro Jahr. Die umweltbelastenden CO2 -Emissionen werden hier um rund 20.000 Kilogramm pro Jahr gesenkt, was eine Reduzierung um 50 Prozent bedeutet.