PEGAKA – Verfahren: Mindestens Halbierung des Klärschlammanfalls, etwa Verdoppelung der Gasausbeute

Nach der Novellierung der KlärAbfV im Jahr 2017 spricht man im Folgejahr von einem "Klärschlammnotstand" bei der Entsorgung (Könemann - KA Korrespondenz Abwasser, Abfall 2018 (65) Nr. 6, Seite 501). Aufgrund des höheren Flächenbedarfs für Klärschlämme (und der Konkurrenz mit tierischer Gülle/ Biogasgülle) und der zeitlich Limitierung für die Ausbringung von Klärschlamm füllen sich die Schlammlager. Das statistische Bundesamt veröffentlichte 2016 die Klärschlammmenge mit 624.000 t/a zur stofflichen Verwertung, perspektivisch verbleiben noch 125.000 t/a. Damit entsteht eine Deckungslücke von ca. 500.000 t/a.

Hier setzt das PEGAKA – Verfahren an. Es ist bekannt, dass die ausgefaulten Schlämme bei der maschinellen Entwässerung mit NH4-N (TN) hoch belastete Wässer "produzieren". Die TOC/ TN – Verhältnisse sind für einen weiteren Abbau in der biologischen Stufe einer Kläranlage schwer und energieaufwändig zu realisieren.

Der von Störstoffen befreite Schlamm gelangt in die PEGAKA – Biologie. Unter streng limitierter Sauerstoffbegasung wird der Ammoniumstickstoff in klimaneutrales N2 – Gas und Wasser umgewandelt (N – Senke). Der aus den weiteren, im Wasser gelösten Inhaltsstoffen (z.B. TOC) nutzen die Mikroorganismen zum Aufbau von neuem Belebtschlamm. Der aus dem Faulturm stammende Schlamm unterliegt eines weiteren Um – und Abbau, ohne aber bis hin zum CO2 oxidiert zu werden. Der so konditionierte Schlamm passiert eine statische Eindickung und einen Schrägfilter. Der Schlamm erreicht dadurch einen TR – Gehalt von ca. 10 %. Durch den aeroben Umbau und der starken NH4-N – Reduktion lässt sich der Schlamm per Rückführung in den Faulturm nochmals ausfaulen und mehr Gas erzeugen. Die technische Ausfaulgrenze verschiebt sich nach unten.

Vergleich von klassischen anaeroben Verfahren einer Kläranlage mit dem PEGAKA – Verfahren (hier in der Ritschel-Rosenberger-Variante)

Da per Primär- und Überschussschlamm ständig anorganische Bestandteile (z.B. Phosphat, Salze, Schwermetalle etc.) zugeführt werden, müssen die konsequenterweise aus dem Kreislauf entfernt werden. Deshalb ist eine 100 %ige Rückführung des PEGA – Schlamms nicht möglich.

Bei der Ritschel-Rosenberger-Variante entwässert man weiter den Klärschlamm über die Schneckenpresse, um den anorganischen Sockel zu entfernen. Der weitergehende umgesetzte organische Anteil im ausgefaulten Schlamm ermöglicht eine höhere Entwässerungsleistung. Es wird mehr Wasser abgetrennt, der TR – Gehalt im Schlamm steigt an (Volumenreduktion). Das abgetrennte Wasser aus der Maschine geht zur PEGAKA - Biologie zurück. Der NH4-N – Gehalt sinkt durch die Behandlung auf nur noch etwa 1 % des NH4-N – Gehaltes bezogen auf den Zulauf der Kläranlage (Reduktion Rückbelastung).

In einer zweiten Variante der PEGAKA – Technologie kann ein Teil des aus dem Schrägfilter stammenden Schlamms abgezogen werden. Der Schlamm hat die faszinierende Eigenschaft, sich ohne technische/ thermische Hilfsmittel selbst zu entwässern (Auto-Entwässerung). In Versuchen ergab sich nach 30 Tagen ein TR – Gehalt von 85 – 90 %. Das erleichtert die thermische Entsorgung von Klärschlamm, weil die thermische Behandlung in Trocknern komplett entfallen kann.

Vorteile des PEGAKA – Verfahrens:

  • Starke Verringerung der zu entsorgenden Klärschlammmenge um ≥ 50 % - der Flächenbedarf zur Ausbringung von Klärschlämmen sinkt, gleichfalls der Bedarf an Verbrennungskapazität in Monoklärschlamm – Verbrennungsanlagen
  • Durch die Rezirkulation von möglichst hohen Mengen an teilentwässerten Schlämmen aus der PEGAKA – Biologie lässt sich mehr Klärgas mit erhöhten Gehalten an Methan erzeugen – Ziel: Autarkie einer Kläranlage durch Eigenstromerzeugung
  • Weitestgehende Ausschaltung der durch den hohen NH4-N – Gehalt verursachten Rückbelastung. Der reduzierte Bedarf an Luftsauerstoff in der biologischen Stufe für die N – Oxidation senkt den Energiebedarf der Gesamtanlage (Autarkie)
  • Der Ausstoß von Kohlendioxid sinkt nach ersten Berechnungen um etwa 30 %. In Zeiten des Klimawandels ein Beitrag zum Umweltschutz
  • Im Gegensatz zu anderen biologischen Verfahren zur weitergehenden Stickstoffentfernung aus hochbelasteten Abwässern zeichnet sich das PEGAKA – Verfahren durch hohe Prozessstabilität aus. Zwar sind die technologischen Grenzen der Steuerung/ Regelung eng zu setzen, Temperatureinflüsse, Schwankungen im Zulauf, Schwachlastphasen etc. machen der Anlage aber nicht zu schaffen

Weitere Auskünfte zum PEGA – Verfahren erteilen:

Dr. Thomas Paust                                                                                      Alfred Albert
033 986 – 50 22 90                                                                                      06024 – 6392-0
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