Bio-Kläranlage versorgt sich selbst mit Energie

Siemens-Forscher haben eine neue biologische Kläranlage entwickelt, die die zu ihrem Betrieb notwendige Energie in Form von Methangas gleich selbst erzeugt. Außerdem produziert diese nach Angaben der Wissenschaftler deutlich weniger Klärschlamm als herkömmliche Verfahren.

Die Pilotanlage steht auf dem Gelände der Wasserwerke Singapurs. Seit Juni 2010 arbeitet sie energieneutral. Derzeit entsteht in Singapur eine 300-mal größere Anlage. Sie könnte dann das Abwasser von etwa 1.000 Einwohnern reinigen.

Eine typische städtische Kläranlage ist für 10.000 bis 100.000 Einwohner ausgelegt. Heute wird das Abwasser aufbereitet, indem Bakterien dessen Verunreinigungen verdauen und in neue Bakteriensubstanz umsetzen. Der gesamte Prozess läuft an der Luft ab, also aerob. Dabei entstehen Bakterienflocken mit eingelagerten Verunreinigungen. Dieses Gemisch bildet den Klärschlamm, der abgetrennt und deponiert oder verbrannt wird.

Methan als Energiequelle

Doch die organischen Verunreinigungen, die dabei mit entsorgt werden, enthalten zehnmal mehr Energie, als für die Aufbereitung des Wassers verbraucht wird. Man könnte sie nach Angaben der Siemens-Forscher nutzen, indem man daraus Methan gewinnt. Das Gas könnte dann in Gasturbinen oder Blockheizkraftwerken verbrannt werden und Energie liefern. Allerdings sind die Schmutzkonzentrationen in kommunalen Abwässern zu niedrig, um daraus wirtschaftlich Strom zu gewinnen.

Die Entwickler von Siemens Water Technologies greifen deshalb zu einem Trick: Sie beladen die Bakterienflocken unter Luftzufuhr nur kurze Zeit mit den organischen Verunreinigungen, sodass sich die Bakterien kaum vermehren. Nach Abtrennung der größeren Menge des Wassers vergären die Bakterien die Verunreinigungen anaerob, also ohne Luftzufuhr, zu Methan.

Wenig Schlamm, viel Methan

Insgesamt wird in zwei aeroben und einer anaeroben Stufe der Schmutz so abgebaut, dass möglichst wenig Schlamm und möglichst viel Methan entsteht, wie die aktuelle Ausgabe der Forschungszeitschrift Pictures of the Future berichtet.

Die Pilotanlage reinigt den Wissenschaftlern zufolge etwa einen halben Kubikmeter Abwasser am Tag. Dafür benötigt eine herkömmliche Kläranlage etwas weniger als 0,25 Kilowattstunden Energie. Die Pilotanlage erzeugt mit Methan genau diese Menge. Eine große Anlage könne demnach völlig energieneutral betrieben werden, so die Forscher. Die Markteinführung der Technologie ist für 2012 geplant.

(Siemens, 01.08.2011 – DLO)