Levin, Stephan (2011)

Thema

Optimierung des Betriebes der anaeroben Schlammbehandlungsanlage der Kläranlage Freiberg

Aufgabenstellung

Die Behandlung von Rohschlamm in Faulbehältern kommunaler Abwasserbehandlungsanlagen (ABA) ist eine praktikable Möglichkeit zur Gewinnung von Biogas. Für die Steigerung des Biogasertrages und des -anfalles existieren verschiedene Möglichkeiten. Dazu gehören neben der Optimierung des Betriebsregimes auch die Zugabe von Cosubstraten. Wichtig ist ein möglichst störungsfreier Betrieb mit einer Begrenzung von Mehrkosten durch zusätzlichen Personaleinsatz und aufwendige Maschinentechnik.

Die ABA Freiberg ist mit einem mesophilen Anaerobreaktor ausgerüstet. Für die Optimierung dieser Anlagenstufe ist die Kenntnis der Stoff- und Energiestromdynamik an den Reaktoren Voraussetzung. Auf dieser Basis ist ableitbar, ob durch bestimmte Maßnahmen Verbesserungen erreichbar sind und inwieweit der derzeitige Betrieb eine Steigerung der Biogaserzeugung resp. Verringerung des Energieverbrauches zulässt.

Die Diplomaufgabe beinhaltet die verfahrenstechnische sowie stoff-, wärme- und energiestrombilanzmäßige Erfassung der vorhandenen Anaerobanlage. In diesem Zusammenhang soll eine Recherche für die Anwendung einer Strömungssimulation durchgeführt werden, die insbesondere die vorhandene Mischtechnik bewertet. Aus der erarbeiteten Anlagenspezifik sind Lösungsansätze für einen effizienten zukunftsfähigen Anlagenbetrieb zu erarbeiten.

Autorenreferat

Nach einer Einführung in die Thematik wird in dieser Arbeit die Kläranlage Freiberg kurz vorgestellt und ihre Anlagenbereiche und deren Spezifikationen beschrieben. Anschließend wird aus den Betriebsberichten der stoffliche und energetische IST-Zustand ermittelt und ausgehend von den Ergebnissen Optimierungsmaßnahmen für eine Steigerung der Leistungsfähigkeit vorgeschlagen um somit eine zukunftssichere Abwasserbehandlung zu fördern. Dabei wird die Kläranlage mittels eines Benchmarkvergleiches mit anderen Kläranlagen verglichen und Denkanstöße für weitere Bestrebungen nach Energieeinsparungen gegeben. Im nachfolgenden Teil wird der Testeinsatz einer künftig geplanten Annahme des Co-Substrates Spülmilch für die anaerobe Faulungsstufe begleitet, ausgewertet und einem Kosten-Nutzen-Vergleich unterzogen. Ausgehend von den Ergebnissen wird ein mögliches weiteres Vorgehen empfohlen. Im nächsten Schritt wird die Optimierung der Anaerobstufe hinsichtlich der Vermeidung von Betriebsstörungen diskutiert und Gegenmaßnahmen dargestellt. Abschließend werden die wichtigsten Erkenntnisse der Arbeit zusammengefasst.

Betreuung