„nachhaltige technologien 4|2016"

Energiekonzept Bei der angedachten Integration des UASB-Reaktors in das Energiekonzept wird das Abwasser über einen internen Wärmetauscher vorgewärmt und in den UASB-Reaktor geleitet (siehe Abbildung). Das Biogas wird intern im Betrieb der STAMAG verwertet. In einer realistischen Abschätzung, die Abbaurate, Methange- halt und mittlere Abwasserparameter aus den oben beschriebenen Messreihen berücksichtigt, wird 1,9 % des Erdgasbedarfs der STAMAG substituiert und liefert somit einen kleinen Beitrag zur nachhaltigen Energie- versorgung. Wesentlich bedeutender sind die Ener- gieeinsparungen, die außerhalb der Bilanzgrenze des Betriebs liegen: Durch die Vorreinigung wird die CSB- Fracht für die bestehende Kläranlage der Stadt Graz wesentlich reduziert, was zu erheblichen Einsparungen bei der Belüftung führt: Zieht man die durchschnittli- chen CSB-Frachten der oben angeführten Messreihen heran, veranschlagt eine CSB-Abbaurate des UASB- Reaktors von 80% und verwendet Literaturwerte für den Strombedarf für die mechanisch-biologische Ab- wasserreinigung (Lebensministerium 2008), dann werden durch den UASB-Reaktor zwischen 132.000 und 300.000 kWh/a im Betrieb der Kläranlage eingespart. Eine Besonderheit liegt außerdem in der zusätzli- chen Nutzung des Abwassers als Wärmequelle für eine Wärmepumpe, die einen Teil des zukünftigen Wohnquartiers Reininghaus (entwickelt von der Erber- Gruppe) mit Heizwärme versorgen soll. In einer Vorstudie der Firma m-consult wurde festge- stellt, dass für die Wärmepumpe im Winterbetrieb (Wohnraumheizung bei 45 °C Vorlauf) mit einem COP von 4,8 und im Sommerbetrieb (Warmwasserbereit- stellung bei 60 °C) mit einem COP von 3,9 zu rechnen ist [2]. Dadurch können in Summe jährlich etwa 930 MWh an Heizenergie bereitgestellt werden, was 47 % des Gesamtwärmebedarfs eines der entwickelten Quartiere darstellt. Zusammenfassung Das Abwasser der Mälzerei verlässt ähnlich wie in vie- len anderen Betrieben der Lebensmittelindustrie den Betrieb mit einem thermischen und chemischen Rest-Energiein- halt. Zum einen liegt die thermi- sche Energie bei 20°C vor und kann konventionell nicht rückgewonnen, jedoch mittels Wärmepumpe auf Nutztemperatur angehoben werden. Zum anderen sind im Ab- wasser organische Verbindungen gelöst, die mittels UASB-Reaktor in Biogas umgewandelt werden kön- nen. Die Anlage kann wirtschaftlich betrieben werden, wenn nicht nur durch die Erzeugung von Biogas sondern auch für die Vorreinigung des Abwassers eine entsprechende monetäre Einsparung resultiert. Dipl.-Ing. Wolfgang Glatzl ist wissenschaftlicher Mitarbeiter des Bereichs industrielle Prozesse und Energiesysteme bei AEE INTEC. w.glatzl@aee.at Dipl.-Ing. Christoph Brunner ist Leiter des Bereichs industrielle Prozesse und Energiesysteme bei AEE INTEC. Weiterführende Informationen: [1] Leitfaden für die Erstellung eines Energiekonzeptes kommunaler Kläranlagen, Lebensministerium, Wien, 2008 www.abwasserenergie.at/fileadmin/energie_aus_abwasser/user_upload/energieleitfaden_endversion.pdf [2] Nutzung von betrieblichen Abwässern zur Beheizung einer Wohnanlage (nicht öffentlich), Maxones, 2015 „MERI ist ein weltweit tätiger Spezialist für Systeme im Bereich der Abwassertechnik, Schlamm- behandlung und Waste-To-Energy. Die Anwendung der UASB-EGSB (Upstream Anaerobic Sludge Blanket – Expanded Granular Sludge Bed) Technologie zur Erschließung neuer Geschäftsfelder im urbanen Bereich ist für uns von großem Interesse. Wir schätzen die Zusammenarbeit mit AEE INTEC zur Diskussion und Entwicklung neuer Konzepte und Technologien.“ Pablo Ruiz, Meri Environmental Solutions GmbH, München Systemgrenze STAMAG/Erber Biogas Erdgaskessel (Bestand) UASB-Reaktor T = 35 °C Dampf/Heißwasser (100%) Wärmepumpe Kältemittel Abwasser zu Erber T = 35°C m = 473 m 3 /Tag CSB = 455,54 mg/I Abwasser STAMAG T = 19,9 °C m = 473 m 3 /Tag CSB = 2277 mg/I Erdgas Heizung Quartiere Einleitung T = 25 °C T = > 35 °C T = 30 °C Integrationskonzept Biogas