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Mit biologischer Abwasser­behandlung Energie gewinnen, Ressourcen schonen und ­Betriebskosten senken

Der Natur abgeschaut

Die Senkung des Energieverbrauchs sowie Optimierung von ­Betriebskosten ist für viele Unternehmen ein ­wichtiges Thema. Unter bestimmten Voraussetzungen lassen sich diese ­Ziele in ein ­intelligentes Abwasser­behandlungskonzept integrieren: Durch ­Energierückgewinnung, Wasserrecycling und <sub>2</sub>Entsorgungskosten­minimierung können Betriebskosten optimiert und die Emission ­­von CO2 verringert werden. Das im Folgenden vorgestellte Beispiel aus der Milch verarbeitenden Industrie kombiniert die industrielle Abwasserreinigung ­
mit den genannten Aspekten.

Die Ausgangssituation

Die schwedischen Molkerei Norrmejerier mit ihrem Hauptsitz in Umeå musste täglich mit großen Mengen an Molke umgehen, die während der Produktion entstehen: Etwa 90% der zur Käseherstellung eingesetzten Milch werden zu dem hochenergetischen Nebenprodukt Molke. Die kostenintensive Molkeentsorgung konnte durch die Vermarktung als Molkedrink und Viehfutter für Nutztiere abgemildert werden. Die ­an­fallenden Mengen waren jedoch so groß, dass die Vermarktungswege alleine nicht ausreichten.

Die Lösung – eine nachhaltige Technologie

Seit dem Jahr 2006 ist dort ein unter öko­no­mischen und ökologischen Gesichtspunkten erfolgreiches anaerobes Ab­wasser­be­hand­lungs- und Energie­rück­ge­winnungs­kon­zept im Einsatz. Gleichzeitig konnten die Entsorgungskosten gesenkt werden.


Abb.2 Der Verdauungsprozess einer Kuh dient als Anregung für die Energiegewinnung aus Abwasser

Nach der Abtrennung von wertvollen ­Proteinen aus der Molke wird die restliche organische Fracht in der Molke und dem Molkepermeat zusammen mit anderen ­Betriebsabwässern mittels anaerober Abwasserbehandlung in energiereiches Biogas umgewandelt. In dem ganzheitlichen Energiekonzept wird zusätzlich ein Teil der im Abwasser gespeicherten Wärme­energie über Wärmetauscher und Wärmepumpe zurückgewonnen.

Zusätzliche Wärmerückgewinnung

Die anaerobe Abwasserbehandlung bei der Molkerei Norrmejerier in Umeå erfolgt mit dem biologischen Biomar AWR-Verfahren der EnviroChemie. Pro Tag fallen bei der Molkerei bis zu 250m³ Molke bzw. Molkepermeat an, die der Abwasserbehandlung zugeführt werden. Die tägliche CSB-Fracht beträgt bis zu 20t CSB/Tag.

Die Biogaserzeugung erfolgt in zwei Biogasreaktoren mit einem Gesamtvolumen von 5.000m³. Das von Feststoffen befreite und in einem Misch- und Ausgleichsbehälter hydrolysierte Abwasser wird den Biogas­reaktoren zugeführt. Bei einer Temperatur von ca. 35°C erfolgen im Kontaktschlammverfahren der anaerobe Abbau und die ­Biogasproduktion. Nach Abtrennung der ­Biomasse wird aus dem ca. 35°C warmen gereinigten Abwasser ein Teil der Wärme­energie mittels Wärmetauscher und Wärmepumpe zurückgewonnen, bevor das gereinigte Abwasser mit ca. 13°C in das Kanalnetz eingeleitet wird. Die mittels Wärme­tauscher und Wärmepumpe zurück- gewonnene ­Energie wird genutzt, um das dem Bioreaktor zufließende Abwasser auf 35°C aufzu­heizen. Pro Tag werden mittlerweile bis zu 10.00m³ Biogas mit einem ­Methangehalt von 65 bis 70% erzeugt. Die Energie aus dem gewonnenen Biogas wird zur Dampferzeugung ­genutzt.

Im Jahr 2012 erfolgte eine Anpassung der Kapazität der Abwasserbehandlungs­anlage. Außerdem wurde die Anlage um eine ­Reinigungsstufe erweitert, die mehr als 90% der Phosphate aus dem Abwasser entfernt werden.

Nachhaltige Stärken

Das vorgestellte Projekt ist für die Großmolkerei ein ökonomischer und ökologischer Erfolg. Die verfahrenstechnisch intelligente Kombination aus biologischer Abwasserbehandlung, Biogas-/Energierückgewinnung und Molkeentsorgung verschafft der Molkerei einen klaren wirtschaftlichen Nutzen und eine deutlich gesteigerte Energie­effizienz. Abwasser und Abfallstoffe werden mit dem beschriebenen Verfahren zu Wertstoffen, aus denen Biogas gewonnen wird, das zur Dampferzeugung verwendet wird. Im Jahr 2009 wurden mehr als 2.000.000m³ Biogas erzeugt und damit über 1.200.000l Heizöl eingespart. Insbesondere durch den hohen Biogasertrag amortisierten sich die ­Investitionskosten des von der EU geförderten Projekts früher als erwartet.

Foto: © panthermedia | videodoctor

Stichwörter:
Ressourcen, Betriebskosten, Senkung des Energieverbrauchs, Energiegewinnung, Wasserrecycling, Entsorgungskostenminimierung, Molke, Nachhaltige Technologie, anaerobes Abwasserbehandlungskonzept, Energierückgewinnungskonzept, Molkepermeat, Wärmerückgewinnung, AWR-Verfahren, EnviroChemie, Biogaserzeugung, hydrolysiert, Abwasserbehandlungsanlage,

C&M 1 / 2013

Diese Artikel wurden veröffentlicht in Ausgabe C&M 1 / 2013.
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