Energetische Optimierung der Kläranlage Isselburg
Kurzbeschreibung
Die an den Issel gelegene Kläranlage Isselburg ist eine mechanisch/biologisch betriebene Kläranlage, welche die Abwässer aus der Kernstadt Isselburg sowie den Ortsteilen Anholt, Werth, Vehlingen, Heelden und einigen weiteren Streusiedlungen behandelt. In Anbetracht der geplanten Ausweisung neuer Gewerbeflächen und Wohngebiete (Gebietsentwicklung) wurde eine Erweiterung der Kläranlage von 14.000 Einwohnerwerten (EW) auf eine rechnerische Belastung von 20.000 EW erforderlich.
Verfahrenstechnisch bestand die Kläranlage vor dem Umbau aus einer mechanischen Reinigungsstufe mit Rechen, Sandfang und Vorklärung, einer biologische Reinigungsstufe mit biologischer Phosphor (P)-Elimination, (Bio-P Becken) mit vorgeschalteter Denitrifikation, sowie einer Nachklärung. Die Schlammbehandlung bestand aus einem statischen Eindicker, einer Faulung, einer maschinellen Faulschlammeindickung mittels Siebtrommel, sowie Schlammstapelbehältern.
Ziel des Vorhabens war es, eine umfassende Optimierung der Energieeffizienz der gesamten Kläranlage bei gleichzeitiger Erweiterung der Ausbaugröße auf die zu erwartenden 20.000 EW durchzuführen. Die Emissionen aus der Einleitung von behandeltem Abwasser in den Vorfluter (Issel) sollten durch die Maßnahmen reduziert sowie Transport- und Verwertungsaufwendungen durch eine verfahrenstechnisch zu erreichende Verringerung der Klärschlammmenge eingespart werden.
Zur Erreichung der Vorhabenziele wurde die biologische Abwasserbehandlung als sogenannte 3er-Kaskade mit intermittierender Denitrifikation konzipiert und die vorhandenen Becken entsprechend umgebaut. Aufgrund der strengen Anforderungen an die Ablaufwerte für Phosphor wurde der Anlage eine kontinuierlich gespülte Sandfilteranlage nachgeschaltet. Die Schlammbehandlung wurde über die Faulturmsanierung und umfangreiche maschinentechnische und sonstige Maßnahmen modernisiert. Die Maschinen-, Mess-, Steuerungs- und Regeltechnik wurden unter der Prämisse der Energieeffizienz ebenfalls fast vollständig modernisiert bzw. erneuert. Im Zuge der Maßnahme wurde ein Blockheizkraftwerk (BHKW) errichtet und somit erstmals Eigenstrom produziert. Die erforderliche Kühlung der Betriebsräume soll mittels einer Adsorptionskältemaschine, die aus der Abwärme des BHKW Kälte erzeugt, erfolgen.
Der Energiebedarf der Kläranlage Isselburg konnte von ca. 750.000 Kilowattstunden/Jahr (kWh/a) auf ca. 425.000 kWh/a bei annähernd gleich gebliebenen angeschlossenen Einwohnerwerten gesenkt werden. Nach den Ergebnissen der Feinanalyse hat sich der spezifische Energieverbrauch von 53,4 auf 31,4 kWh/(EW *a) reduziert. Unter Berücksichtigung der weiteren gemeindlichen Entwicklung (Gewerbeansiedlung und Wohngebietserweiterung) und der hiermit zu erwartenden Steigerung auf die zu Vorhabenbeginn geplanten ca. 20.000 Einwohnerwerte wird sich der spezifische Energiebedarf weiter reduzieren. Für den aktuellen Zwischenstand ist das BHKW zu groß dimensioniert. Die CO2-Bilanz der Kläranlage Isselburg konnte infolge der durchgeführten Maßnahmen von jährlich 678,8 Tonnen vor Vorhabenbeginn auf jährlich 493,6 Tonnen verbessert werden, was einer jährlichen Einsparung an CO2-Emissionen von 185,2 Tonnen entspricht.
Das Vorhaben zeigt modellhaft, dass eine energetische Optimierung bei gleichzeitigem Ausbau einer Kläranlage sowie unter der Erzielung einer verbesserten Reinigungsleistung möglich ist. Dieses Vorhaben wurde im Förderschwerpunkt „Energieeffiziente Abwasseranlagen“ des Umweltinnovationsprogramms gefördert. Mit dem Förderschwerpunkt wurden innovative Projekte unterstützt, die energetische Ressourcen sowohl bei der Behandlung von Abwasser und Klärschlamm, als auch bei der Eigenenergieerzeugung erschließen.