En-RecoTreat Innovative Membrandestillation zur Wertstoff- und Energierückgewinnung in der kommunalen Abwasserbehandlung

Die konventionelle kommunale biologische – aerobe Abwasserreinigung ist ein energieintensiver Prozess. Der Energielieferant Kohlenstoff bzw. die in Kohlenstoff gebundene Energie wie auch Nährstoffe -der Wertstoff Stickstoff- werden mit hohem elektrischen Energieaufwand (aerobe Belüftung) vernichtet. In Österreich müssen pro Jahr rund 546.000 Megawattstunden elektrische Energie für die kommunale Abwasserreinigung aufgewandt werden. Die Senkung des hohen Energieverbrauchs für die kommunale Abwasserreinigung stellt das übergeordnete Projektziel dar. Durch Abtrennung und Rückgewinnung von Ammonium aus dem kommunalen Abwasser mittels energieeffizienter Membrandestillationverfahren kann der Sauerstoffbedarf und damit auch der Energiebedarf für biologische Oxidation des Ammoniums massiv reduziert werden, dessen Entnahme als Handelsware „Ammoniumwasser“ sowohl Erlöse generiert als auch Kosten spart. Die Aufkonzentration des kommunalen Abwassers durch Abtrennung von Klarwasser oder Ammoniumwasser durch energieeffiziente Membrandestillation um mittels Erhöhung der Kohlenstoffkonzentration den effiziente Betrieb eines anaeroben Hochleistungsreaktors zu ermöglichen ist die zweite Stoßrichtung die im Projekt verfolgt wird. Der Einsatz von anaeroben Reinigungstechnologien ermöglicht die energetische Verwertung der Abwasserinhaltstoffe in Form von Biogas. Die Membrandestillation bietet eine energieeffiziente Alternative mit geringerem thermischem als auch elektrischem Energieverbrauch auf niedrigem Temperaturniveau und ermöglicht darüber hinaus die Nutzung von Abwärme oder Solarthermie. Die Analyse des Verhaltens des Membrandestillations-Verfahrens unter realen Betriebsbedingungen wird durch die Installation und den Betrieb der Technikumsanlage direkt auf einer Kläranlage ermöglicht. Hierbei kann auch das Langzeitverhalten der Membrandestillation bei der Ammoniumabtrennung und der Aufkonzentration von Abwasser umfassend betrachtet werden. Im Rahmen des Projektes wird ein Konzept für die Integration der Membrandestillations-Anlage zur Ammoniumabtrennung und Rückgewinnung aus Schlammwasser und der Abwasseraufkonzentration für den Betrieb eines Anaerob-Hochleistungsreaktor erarbeitet und die Potentiale für die Nutzung von Abwärme und Solarthermie dargestellt. Das Ergebnis des Projektes wird eine optimierte MD-Technikumsanlage und charakterisierte Membranmodule zur Abtrennung von Ammonium, Ammoniumwasser und Klarwasser mit genauen Kenntnissen über Prozessparameter wie Durchfluss, Temperaturen, Energieverbrauch etc. sein.