Faulung GKW Köln-Stammheim Hintergrund
Aufgrund der auch zukünftig steigenden Energiekosten ist die Optimierung der anaeroben Schlammfaulung von hoher Bedeutung. Die Mehrheit der Großklärwerke in Deutschland betreibt einstufige Faulungsanlagen. Dabei besitzt eine mehrstufige Faulung reaktionskinetische Vorteile und trägt zu einer besseren Entwässerbarkeit des Faulschlamms bei. Im Rahmen des Projektes werden unterschiedliche Varianten einer mehrstufigen Faulung im technischen Betrieb sowie in reaktionskinetischen und strömungstechnischen Simulationen untersucht. Anschließend erfolgt eine energetische wie auch wirtschaftliche Bewertung der Betriebsvarianten.
In Voruntersuchungen werden reaktionskinetische ADM-Simulationen des Faulprozesses sowie strömungstechnische CFD-Simulationen der Reaktortechnik durchgeführt. Hierbei können sowohl ein mehrstufiger Reihenbetrieb, ein paralleler Reihenbetrieb als auch ein Parallelbetrieb von mehreren Faulbehältern abgebildet werden. Die CFD-Simulation gibt darüber hinaus Aufschluss über die optimale Verschaltung und Durchströmung der einzelnen Faulbehälter. Auf Grundlage der Simulationsergebnisse werden drei Vorzugsvarianten für die Verschaltung im großtechnischen Maßstab ausgewählt und mittels Langzeitstudien im realen Betrieb des GKW Köln-Stammheim hinsichtlich der Parameter CSB-Abbaugrad, spezifische Klärgasproduktion und der Entwässerungsgrad analysiert.
Neben den Verschaltungsexperimenten sind zusätzlich die Einflüsse einer vorgeschalteten Desintegration von Überschussschlamm und der Zugabe von zerkleinertem Rechengut in den Faulprozess zu untersuchen. Daher erfolgt über die gesamte Dauer der Langzeitstudie eine detaillierte Untersuchung der Mikrobiologie in den fünf Faulbehältern, um die Auswirkungen der unterschiedlichen Prozessführungen auf die mikrobielle Biozönose und somit auf die Effizienz der Faulgasbildung zu erfassen.
Die Ergebnisse des Anlagenbetriebes des GKW Köln-Stammheim sollen abschließend auf andere Abwasserreinigungsanlagen in Nordrhein-Westfalen übertragen werden. Hierzu werden Potentialanalysen zur Optimierung vorhandener kommunaler Kläranlagen in NRW durchgeführt. Ferner sollen in diesem Projekt auch die Voraussetzungen für eine technische Umsetzbarkeit beschrieben und kostenmäßig bewertet werden.
Die WiW mbH bearbeitet das Projekt zusammen mit der Ruhr-Universität Bochum und den STEB Köln. Das Projekt wird vom Land NRW gefördert.