Die Eigenstromversorgung bei kommunalen Kläranlagen mit anaerober Klärschlammstabilisierung (Fermentation) liegt bei ca. 40 – 75 %. Durch die Mitbehandlung von regional anfallenden Bioabfällen (Co-Fermentation), kann erheblich mehr Klärgas produziert und damit die Eigenstromversorgung auf 100 % und darüber hinaus gesteigert werden.
Ziel des 2008 initiierten und im Rahmen von "Vienna Environment 2008" geförderten Projekts war es, für bestehende Kläranlagen mit Co-Fermentation auf Basis von Stoffstrombilanzen einen genauen Leistungs- und Wirtschaftlichkeitsnachweis zu führen und dann anhand ausgewählter Anlagen ein Simulationsmodell für die Co-Fermentation zu entwickeln und allgemeingültige Parametersätze zu finden.
Der große Vorteil der Modellierung besteht darin, dass sie einen "Blick hinter die Kulissen" und Prognosen zulässt und damit Gasproduktion, H2S-Bildung etc. abhängig von Rohschlamm- und Co-Substratmengen und -beschaffenheit im zeitlichen Verlauf simuliert werden können. Damit können Planung, Inbetriebnahme und der laufende Betrieb hinsichtlich Prozessstabilität, Energieproduktion und Wirtschaftlichkeit optimiert werden.
Das über 3 Jahre gehende Forschungsprojekt wurde in Kooperation mit dem Institut für Wassergüte, Ressourcenmanagement und Abfallwirtschaft der Technischen Universität Wien durchgeführt.
In der 1.Projektphase wurden 5 kommunale Kläranlagen in Österreich mit Co-Fermentation einer genauen Bestandsanalyse unterzogen. Dabei wurden Zeiträume mit und ohne Co-Fermentation untersucht.
In den nächsten Phasen wurde das Simulationsmodell für die Co-Fermentation entwickelt und an 3 der 5 Anlagen erprobt. In der letzten Projektphase wurde die Kläranlage mit den besten Messdaten als Gesamtanlage (Abwasserreinigung und Schlammfaulung) dynamisch über 2 Jahre simuliert.
Eine neu entwickelte Methode bietet wertvolle Hilfestellung bei der Charakterisierung der Eingangssubstrate anhand in der Abwassertechnik üblicher Analysen.
Mit dem Modell kann auch der H2S-Gehalt im Gas prognostiziert werden, was auf Grund dessen Toxizität und der Empfindlichkeit von Gasmotoren gegenüber Schwefelwasserstoff besonders im Zusammenhang mit schwefelhaltigen Co-Substraten von großer Bedeutung ist. Danach können Einrichtungen zur Entschwefelung ausgelegt werden.
Das Simulationsmodell "MODECO" ist ein effizientes Werkzeug zur Optimierung von Co-Fermentationsanlagen hinsichtlich Prozessstabilität, Energieproduktion und Wirtschaftlichkeit sowohl in der Planungsphase als auch bei laufendem Betrieb. MODECO unterstützt auch die Optimierung des gesamten Energiemanagements der Kläranlage und der integrierten Kraft-Wärme-Kopplungsanlage (KWK).
