PEGAKA – Verfahren: Nahezu Verdoppelung der Gasausbeute
(Energie)/ etwa Halbierung des Klärschlammanfalls

Nach der Novellierung der KlärAbfV im Jahr 2017 spricht man im Folgejahr von einem "Klärschlammnotstand" bei der Entsorgung (Könemann - KA Korrespondenz Abwasser, Abfall 2018 (65) Nr. 6, Seite 501). Aufgrund des höheren Flächenbedarfs für Klärschlämme (und der Konkurrenz mit tierischer Gülle/ Biogasgülle) und der zeitlich Limitierung für die Ausbringung von Klärschlamm füllen sich die Schlammlager. Das statistische Bundesamt veröffentlichte 2016 die Klärschlammmenge mit 624.000 t/a zur stofflichen Verwertung, perspektivisch verbleiben noch 125.000 t/a. Damit entsteht eine Deckungslücke von ca. 500.000 t/a.

Hier setzt das PEGAKA – Verfahren an. Es ist bekannt, dass die ausgefaulten Schlämme bei der maschinellen Entwässerung mit NH4-N (TN) hoch belastete Wässer "produzieren". Die TOC/ TN – Verhältnisse sind für einen weiteren Abbau in der biologischen Stufe einer Kläranlage schwer und nur energieaufwändig zu realisieren.

Der von Störstoffen befreite Schlamm gelangt in die PEGAKA – Biologie. Unter streng limitierter Sauerstoffbegasung wird der Ammoniumstickstoff in klimaneutrales N2 – Gas und Wasser umgewandelt (N – Senke). Der aus den weiteren, im Wasser gelösten Inhaltsstoffen (z.B. TOC) nutzen die Mikroorganismen zum Aufbau von neuem Belebtschlamm. Der aus dem Faulturm stammende Schlamm unterliegt einen weiteren Um – und Abbau, ohne aber bis hin zum CO2 oxidiert zu werden. Der so konditionierte Schlamm passiert eine statische Eindickung und einen Schrägfilter. Der Schlamm erreicht dadurch einen TR – Gehalt von 8,0 - 13,0 %. Durch den aeroben Umbau und der starken NH4-N – Reduktion lässt sich der Schlamm per Rückführung in den Faulturm nochmals ausfaulen und mehr Gas erzeugen. Die technische Ausfaulgrenze verschiebt sich nach unten.

Vergleich von klassischen anaeroben Verfahren einer Kläranlage mit dem PEGAKA – Verfahren (hier in der 50 % | 50 % - Variante)/ TÜV-Gutachten

Vergleich der Gas- und Schlammbilanz einer klassischen mit dem PEGAKA - Verfahren. Umgesetztes Gas bedeutet Massen- und Wasserverlust im zu entsorgenden Schlamm

Da per Primär- und Überschussschlamm ständig anorganische Bestandteile (z.B. Phosphat, Salze, Schwermetalle, Sand etc.) zugeführt werden, müssen die konsequenterweise aus dem Kreislauf entfernt werden. Deshalb ist eine
100-%ige Rückführung des PEGA – Schlamms nicht möglich.

Bei der 50 % | 50 % - Variante als Startpunkt entwässert man weiter den Klärschlamm z.B. über die Schneckenpresse, um den anorganischen Sockel zu entfernen. Der weitergehende umgesetzte organische Anteil im ausgefaulten Schlamm ermöglicht eine höhere Entwässerungsleistung. Es wird mehr Wasser abgetrennt, der TR – Gehalt im Schlamm steigt an (Volumenreduktion). Das abgetrennte Wasser aus der Maschine geht zur PEGAKA - Biologie zurück. Der NH4-N – Gehalt sinkt durch die Behandlung auf nur noch etwa 1 % des NH4-N – Gehaltes bezogen auf den Zulauf der Kläranlage (Klassisch macht die N-Rückbelastung  bis zu 25 % aus). Daher ist das  PEGAKA – Verfahren als betriebsstabile Trübwasserbehandlungsanlage anzusehen.

In einer zweiten Variante der PEGAKA – Technologie kann ein Teil des aus dem Schrägfilter stammenden Schlamms abgezogen werden. Der Schlamm hat die faszinierende Eigenschaft, sich ohne technische/ thermische Hilfsmittel selbst zu entwässern (Auto-Entwässerung). In Versuchen ergab sich nach 30 Tagen ein TR – Gehalt von 85 – 90 %. Das erleichtert die thermische Entsorgung von Klärschlamm, weil die thermische Behandlung in Trocknern komplett entfallen kann.

Vorteile des PEGAKA – Verfahrens:

• Starke Verringerung der zu entsorgenden Klärschlammmenge um ≤ 50 % - der Flächenbedarf zur Ausbringung von Klärschlämmen sinkt, gleichfalls der Bedarf an Verbrennungskapazität in Monoklärschlamm – Verbrennungsanlagen
• Durch die Rezirkulation von möglichst hohen Mengen an teilentwässerten Schlämmen aus der PEGAKA – Biologie lässt sich mehr Klärgas mit erhöhten Gehalten an Methan erzeugen – Ziel: elektrische Autarkie oder Positivität einer Kläranlage durch Eigenstromerzeugung (grüner Strom)
• Weitestgehende Ausschaltung der durch den hohen NH4-N – Gehalt verursachten Rückbelastung. Der reduzierte Bedarf an Luftsauerstoff in der biologischen Stufe für die N – Oxidation senkt den Energiebedarf der Gesamtanlage (Autarkie)
• Der Ausstoß von Kohlendioxid sinkt nach ersten Berechnungen um etwa 30 %. In Zeiten des Klimawandels ein Beitrag zum Umweltschutz
• Im Gegensatz zu anderen biologischen Verfahren zur weitergehenden Stickstoffentfernung aus hochbelasteten Abwässern zeichnet sich das PEGAKA – Verfahren durch hohe Prozessstabilität aus. Zwar sind die technologischen Grenzen der Steuerung/ Regelung eng zu setzen, Temperatureinflüsse, Schwankungen im Zulauf, Schwachlastphasen etc. machen der Anlage aber nicht zu schaffen

Grundübersicht für eine PEGAKA – Anlage:

Energiewende durch das PEGAKA – Verfahren - elektrische Autarkie ist neben der Klärschlammreduktion das Ziel.

Der Klärschlamm- und Gasanfall entscheidet sich an der Quote (Selektor), um wie viel der anfallende eingedickter Schlamm rezirkuliert wird (Repowering - Anteil) und dem Anteil, der auf das vorhandene Entwässerungsaggregat geleitet wird (Senkung CO2 - Fußabdruck).

Weitere Auskünfte zum PEGAKA – Verfahren erteilen:

Dr. Thomas Paust                                                                    Alfred Albert
033 986 – 50 22 90                                                                  06024 – 6392-0
0173 – 95 18 532                                                                        0176 – 10 63 92 01
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