KI-generiertfür Kläranlagen: Klärgas verdoppeln, Klärschlamm halbieren.
Die patentierte Lösung für kommunale Kläranlagen, um die strengen Vorgaben der neuen EU-Kommunalabwasserrichtlinie (EU-KARL) wirtschaftlich zu meistern. Erreichen Sie eine grundlastfähige 24/7-Energieautarkie, entlasten Sie Ihre Biologie massiv und senken Sie explodierende Klärschlamm-Entsorgungskosten durch ein bewährtes Verfahren.
EU-KARL 2024: Der regulatorische und wirtschaftliche Druck wächst
Kläranlagenbetreiber stehen vor gewaltigen Herausforderungen. Die Neufassung der Kommunalabwasserrichtlinie fordert verbindlich die Energieneutralität von Kläranlagen (Artikel 11). Gleichzeitig zwingt Artikel 7 zu deutlich strengeren Grenzwerten bei der Stickstoff- und Phosphorelimination.
Energie-Dilemma
Das im Abwasser enthaltene Energiepotenzial von 155 bis 180 kWh/(E*a) wird bisher bei Weitem nicht ausgeschöpft. Fluktuierende Quellen wie Photovoltaik oder Windkraft können den 24/7-Dauerbetrieb einer Kläranlage allein nicht absichern.
Kostenfalle Klärschlamm
Steigende Mengen und immer teurere Entsorgungswege, beispielsweise durch thermische Verwertung, belasten die kommunalen Haushalte.
Gefahr durch Rückbelastung
Die stark stickstoffhaltigen Trübwässer aus der Schlammentwässerung belasten die Hauptbiologie der Kläranlage zusätzlich und erschweren die Einhaltung der neuen Ablaufwerte.
Wirtschaftlicher Nutzen
Vom Energieverbraucher zum autarken Kraftwerk: Der ROI von
Statt in externe Energiequellen oder neue Bauwerke zu investieren, holt das das Maximum aus Ihren bestehenden Anlagen heraus. Die PRO-Entec® east GmbH hat eine Technologie entwickelt, die den Energieinhalt in Kläranlagen signifikant besser nutzbar macht. Die wirtschaftlichen Effekte sind enorm:
Grundlastfähige Energieautarkie
Durch das Verfahren wird im Faulturm deutlich mehr organische Masse (TOC) in energiereiches Klärgas umgewandelt. Sie erzeugen Ihren eigenen Strom rund um die Uhr.
Klärschlamm massiv reduzieren
Der systembedingte Verlust an Organik und Zellwasser führt dazu, dass sich der Restschlamm wesentlich besser und wirtschaftlicher entwässern lässt. Die Entsorgungs- und Transportmengen sinken drastisch.
Eliminierung der Stickstoff-Rückbelastung
Die NH4-N-Konzentration aus den behandelten Trübwässern sinkt um ca. 90 %. In Endphasen wissenschaftlicher Tests wurden sogar bis zu 95 % erreicht. Die Hauptbiologie wird massiv entlastet, was enorm viel energieintensive Belüftung spart.
Verbesserte CO2-Bilanz
Weniger Schlammtransport bedeutet reduzierte Scope-3-Emissionen. Flächendeckend könnten dadurch Kapazitäten beim Bau von Klärschlammverbrennungsanlagen gespart werden. Dadurch reduziert man den grünen Fußabdruck beim Bau und Betrieb der Anlage.
Oben: Nassschlamm wird im Fermenter zu Klärgas umgesetzt und über eine Zentrifuge entwässert. Das Trübwasser geht deutlich mit NH4-N belastet zur Biologie. Unten: Mit PEGAKA werden ausgefaulter Schlamm und Trübwasser in der PEGAKA-Stufe behandelt. Der oTR-Verlust entsteht durch die Umwandlung von Biomasse. Über einen mechanischen Eindicker wird ein Rezyklat mit anaerob zugänglicher organischer Masse in den Fermenter zurückgeführt. Das Wasser fließt entlastet zurück. Vorteile: mehr Klärgas, weniger Klärschlamm, reduzierter Lkw-Verkehr, stabilerer Prozess, reduzierte N-Rückbelastung, wirtschaftlicher Betrieb und bessere CO2-Bilanz.
Technologie
So funktioniert die Technologie
steht für PRO-Entec-Gärrest-Aufbereitung für Klär-Anlagen. Dahinter verbirgt sich ein patentiertes Seitenstromverfahren, um ausgefaulten Schlamm biologisch neu aufzubereiten und die mechanische Entwässerung beizubehalten.
Der Prozess in drei kompakten Schritten
Seitenstrom-Behandlung & Trübwasser-Integration
Bereits ausgefaulter Schlamm aus dem Fermenter wird in einem Seitenstromverfahren in die biologische PEGA-Stufe geleitet. Parallel werden hier auch die stark belasteten Trübwässer aus der mechanischen Schlammentwässerung direkt mitbehandelt.
Biologische Re-Aktivierung durch Reinsauerstoff
Im Reaktor erfolgt eine selektive, restriktive Begasung mit Reinsauerstoff. Aus den ursprünglich schwer abbaubaren, gelösten und partikulären Bestandteilen des ausgefaulten Schlamms entstehen durch diese Behandlung neue, wieder abbaufähige Schlamminhaltsstoffe.
Trennung und Rezirkulation
Der aufbereitete Schlamm wird eingedickt und zur erneuten Ausfaulung zurück in den Faulturm gepumpt, wo die nun höhere Umwandlung der Organik (o-TS) zu deutlich mehr Klärgas führt. Die wässrige Phase fließt nahezu unbelastet zurück in die Hauptstrombiologie, was die kritische Stickstoff-Rückbelastung effektiv minimiert.
Durch diesen Kreislauf wird die Klärschlammmenge reduziert – belegt durch Werte von rund 27 % in Großanlagen, über 37 % in halbtechnischen Anlagen bis hin zu einem theoretischen Potenzial von 50 %.
Verfahrensfließbild
Integration in bestehende Schlammbehandlung
Beim PEGAKA-Verfahren wird der Schlamm zusätzlich in der PEGA-Biologie mit Eindicker und Schrägfilter behandelt und zurück zum Faulturm geführt.
Validierung & Forschung
Patentierte Sicherheit, wissenschaftlich belegt
Das ist nicht nur patentrechtlich geschützt (DE 10 2015 118 988 B4 / EP 3 165 598 B1), sondern auch in der Praxis und Wissenschaft intensiv validiert.
TÜV-Süd-Gutachten und Leistungs-Gutachten (2019)
Die verfahrenstechnische Leistungsfähigkeit und die Übertragbarkeit auf Groß-Kläranlagen wurden vom TÜV Süd gutachterlich bestätigt. Die Reduzierung der Rückbelastung, die Erhöhung der Faulgasausbeute und die deutliche Senkung der anfallenden Klärschlammmenge wurden gutachterlich anhand einer PEGA-Containeranlage validiert.
Dipl.-Chem. Christel Busch
DBU-Forschungsprojekt mit der Uni Rostock (2026)
In dem DBU-Projekt „Entwicklung einer neuartigen Technologie zur integralen Energieoptimierung und Stickstoffreduzierung ()“ wurden die mikrobiologischen Prozesse und die Effizienz des Verfahrens in enger Zusammenarbeit mit der Uni Rostock erforscht und untermauert.
Prof. Jens Tränckner · Wasserwirtschaft — Prof. Mirko Basen · Mikrobiologie
Fachpublikationen & Peer-Review
Das Verfahren wird in der Fachwelt breit diskutiert. So belegt unter anderem die Studie „Mikrobiom-Charakterisierung nach aerober Reaktivierung von anaerobisch verdautem Klärschlamm“ (Fermentation 2023, Prof. C. Abendroth et al.) die Wirksamkeit der biologischen Prozesse auf tiefster Ebene.
& EU-KARL – Praxisnachweis
Praxisdaten zur Steigerung der Klärgasproduktion, Reduzierung des Klärschlammanfalls, Entlastung der Stickstoffrückbelastung und zur Erreichung einer höheren Eigenstromquote im Sinne der EU-KARL.
DBU-Abschlussbericht
Erscheint in KürzeSonderdruck gwf 01/2023
Fachbericht „Eine energieautarke oder energiepositive Kläranlage schon ab 10.000 EW“ von Thomas Paust und Alfred Albert, erschienen in gwf Wasser | Abwasser.
EUWID Wasser und Abwasser
Artikel aus der EUWID Wasser und Abwasser zum Download
Die Säulen zeigen in t/a Glührückstand, Organik und Wasser im Klärschlamm sowie die Organik im Gas für 2018, 2019, 2020 und 2021. Der entsorgte Klärschlamm sinkt von 1.997,6 auf 1.506,4 t/a. Die Gaserhöhung beträgt 46,74 %, bezogen auf Nm³/a plus 57,36 %.
Beschreibung
Auf einer Kläranlage mit einer Auslegung von 35.000 EW (tatsächlich teilweise bis ca. 55.000 EW belastet) haben wir von Anfang 2019 bis Herbst 2021 einen REAL-LABOR-Versuch mit dem durchgeführt. Bilanziert wurden alle Bestandteile (auch Gas) in t/a. Vergleichsbasis ist das Jahr 2018.
Bestandteile des Klärschlamms sind der Glührückstand GR (Anorganik), die Organik (oTR), der Wassergehalt im Schlamm und letztlich das gebildete Klärgas (Nm³/a umgerechnet in t/a).
- Der Glührückstand am ausgefaulten Klärschlamm ist, wie nicht anders zu erwarten, in den 4 Jahren nahezu konstant.
- Im Verlauf der Zeit sinkt der Gehalt an Organik durch die höher werdende Gasumsetzung.
- Das ist auch der Grund, warum der Wassergehalt am zu entsorgenden Klärschlamm absinkt. Insgesamt ist die zu entsorgende Klärschlammmasse 2021 im Vergleich zu 2018 um 24,59 % gesunken.
- Mit der Abnahme von Organik und Wasser im Klärschlamm steigt die Masse an erzeugtem Klärgas kontinuierlich an. Bezogen auf die Gasmenge konnte der Gasertrag um 57,38 % gesteigert werden.
Der REAL-LABOR-Versuch stand unter der Vorgabe, dass alle Betriebseinrichtungen benutzt werden konnten. Allerdings standen keine finanziellen Mittel für den Praxistest zur Verfügung. Oberstes Gebot: Die Ablaufwerte der Kläranlage durften nicht gefährdet werden! Das haben wir mit der Umstellung/Anpassung auf unser C-N-P-Verfahren auch geschafft!
No-Risk-Modell
Pilotieren ohne finanzielles Risiko
Neue Verfahren scheitern selten an der Technik, sondern am Investitionsrisiko. Deshalb testen wir als Reallabor direkt auf Ihrer Kläranlage. Die Pilotkosten sichert ein auf die Wasserwirtschaft spezialisierter Innovationsfonds ab, sodass der Kostendruck nicht bei Ihnen liegt.
- 01
Bewertung und Zieldefinition
Ein spezialisierter Innovationsfonds prüft das Verfahren unabhängig. Gemeinsam legen wir messbare Ziele wie Schlammreduktion und Gasmehrertrag sowie die Pilotkosten verbindlich fest.
- 02
Reallabor auf Ihrer Anlage
Der Pilotbetrieb nutzt Ihre vorhandenen Becken und Aggregate. Eine teure Neuanlage ist nicht nötig, und der laufende Betrieb Ihrer Kläranlage bleibt gesichert.
- 03
Klare Entscheidung nach dem Pilot
Werden die Ziele erreicht, setzen wir das Verfahren im Vollmaßstab um. Werden sie verfehlt, übernimmt der Fonds die vereinbarten Pilotkosten.
Die Absicherung umfasst die vorab vereinbarten Pilotkosten. Voraussetzungen und Ablauf klären wir im Erstgespräch.
Potenzialanalyse
Welches Potenzial steckt in Ihrer Anlage?
Lassen Sie uns gemeinsam herausfinden, wie sich das in Ihre bestehende Infrastruktur integrieren lässt. Wir zeigen Ihnen anhand Ihrer spezifischen Anlagendaten, wie schnell Sie die Energieneutralität nach EU-KARL erreichen und welche Einsparungen bei der Schlammentsorgung für Sie möglich sind.
Potenzialanalyse anfragenUnverbindliche Ersteinschätzung Ihrer Anlage