Zeitschrift EE

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Innovative Membrandestillation zur Wertstoff- und Energierückgewinnung in der kommunalen Abwasserbehandlung

Im Rahmen des Projektes wird die Technologie der Membrandestillation für den Einsatz in der Abwasserbehandlung weiterentwickelt. Bei diesem Verfahren wird Ammonium aus dem kommunalen Abwasser mittels energieeffizienter Membrandestillationverfahren abgetrennt und rückgewonnen. Die direkte Abwasserkonzentrierung verfolgt zudem das Ziel, den bisher exergieintensiven Prozess der aeroben Abwasserreinigung durch anaerobe Hochleistungsreaktoren zu ersetzen, die Energie in Form von Biogas erzeugen. Die Integration der Membrandestillation in den Kläranlagenbetrieb führt zur Entwicklung einer optimierten Regelstrategie und eines Gesamtenergiekonzeptes für kommunale Abwasserreinigungsanlagen.

Von Christian Platzer

Die konventionelle kommunale biologisch - aerobe Abwasserreinigung ist ein energieintensiver Prozess. In Österreich müssen pro Jahr rund 546.000 MWh elektrische Energie für die kommunale Abwasserreinigung aufgewandt werden. Die Senkung des hohen Energieverbrauchs für die kommunale Abwasserreinigung stellt daher das übergeordnete Projektziel dar. Durch Abtrennung und Rückgewinnung von Ammonium aus dem kommunalen Abwasser mittels energieeffizienter Membrandestillationverfahren kann der Sauerstoffbedarf und damit auch der Energiebedarf für die biologische Oxidation des Ammoniums massiv reduziert werden, wobei dessen Entnahme als Handelsware „Ammoniumwasser“ sowohl Erlöse generiert als auch Kosten spart.

Abbildung 1

Die Aufkonzentration des kommunalen Abwassers durch Abtrennung von Klarwasser bzw. Ammoniumwasser durch energieeffiziente Membrandestillation ermöglicht die Erhöhung der Kohlenstoffkonzentration und damit den effizienten Betrieb eines anaeroben Hochleistungsreaktors. Der Einsatz von anaeroben Reinigungstechnologien ermöglicht die energetische Verwertung der Abwasserinhaltstoffe in Form von Biogas und wird als weiteres Projektziel verfolgt.

Die Membrandestillation bietet eine energieeffiziente Alternative mit geringerem thermischen als auch elektrischen Energieverbrauch auf niedrigem Temperaturniveau und ermöglicht darüber hinaus die Nutzung von Abwärme oder Solarthermie.

Die Analyse des Verhaltens des Membrandestillations-Verfahrens unter realen Betriebsbedingungen wird durch die Installation und den Betrieb der Technikumsanlage direkt in einer Kläranlage ermöglicht. Hierbei kann auch das Langzeitverhalten der Membrandestillation bei der Ammoniumabtrennung und der Aufkonzentration von Abwasser umfassend betrachtet werden. Im Rahmen des Projektes wird ein Konzept für die Integration der Membrandestillations-Anlage zur Ammoniumabtrennung und Rückgewinnung aus Schlammwasser und der Abwasseraufkonzentration für den Betrieb eines Anaerob-Hochleistungsreaktor erarbeitet und die Potentiale für die Nutzung von Abwärme und Solarthermie dargestellt.

Das Ergebnis des Projektes wird eine optimierte Membrandestillations-Technikumsanlage und charakterisierte Membranmodule zur Abtrennung von Ammonium, Ammoniumwasser und Klarwasser mit genauen Kenntnissen über Prozessparameter wie Durchfluss, Temperaturen, Energieverbrauch etc. sein.

Auftraggeber

Programm: e!MISSION.at des Klima- und Energiefonds der Bundesregierung

Projektpartner

  • ROTREAT Abwasserreinigung GmbH
  • Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
  • Abwasserverband Gleisdorfer Becken
  • Technische Universität Graz TUG – IPPT

Ansprechpartner

DI (FH) Christian Platzer, This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

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