Die Kläranlage Saarbrücken-Brebach ist mit einer Ausbaugröße von 135.000 Einwohnerwerten die zweitgrößte Kläranlage des EVS im Saarland.
Um künftig den im Rahmen der Abwasserreinigung anfallenden Klärschlamm bzw. das hieraus zu gewinnende Klärgas energetisch nutzen zu können, wurde im Juli 2021 mit dem Umbau der Kläranlage zu einer Anlage mit Klärschlammbehandlung im Faulturm begonnen.
Am 11. August war Umweltministerin Petra Berg vor Ort, um sich über das komplexe Bauprojekt zu informieren.
„Kläranlagen sind unverzichtbarer Bestandteil der Wasserwirtschaft, denn sie reinigen das Abwasser und sorgen somit für eine höhere Qualität von Gewässern. Für diese Arbeit benötigen sie jedoch eine große Menge Strom“, sagt Berg. „Angesichts des Klimawandels sind die in Brebach durchgeführten Maßnahmen zur Energieoptimierung und Reduzierung des CO2-Ausstoßes sehr zu begrüßen und können hoffentlich bald auch in anderen Kläranlagen umgesetzt werden. Der EVS leistet so bewusst einen Beitrag zum Klimaschutz.“
Die Kläranlage als Strom- und Wärmeerzeugerin
Der auf der Kläranlage Brebach anfallende Schlamm wird in Faulbehältern so behandelt, dass energiereiches Gas entsteht, das zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt werden kann. Das bautechnisch anspruchsvolle Verfahren erfordert vergleichsweise hohe Investitionen, jedoch senkt die gewonnene Eigenenergie – ca. 3,2 Millionen kWh/a – die Energiekosten deutlich, zudem wird der ökologische Fußabdruck erheblich verbessert (- 2 Millionen kg/a).
Künftig wird die Kläranlage Brebach ihren Strombedarf zu rund zwei Dritteln und ihren Wärmebedarf komplett durch die Nutzung der Energiepotenziale aus den Abwasserreinigungs- und Klärschlammbehandlungsprozessen decken. Ein weiterer positiver Effekt der Umstellung ist die Reduzierung des Schlammvolumens, die bewirkt, dass die Entsorgungskosten sinken und weniger Transporte über die Straße nötig werden.
Alle im Rahmen der Verfahrensumstellung benötigten neuen Bauwerke und Anlagenteile werden auf der Position eines der drei vorhandenen bisherigen Belebungsbecken errichtet, das dafür außer Betrieb genommen wird. Für die Umsetzung der Baumaßnahme und den Betrieb der Anlage, der zu jeder Zeit unter Einhaltung aller Grenzwerte sicher weiterlaufen muss, stellt das eine große Herausforderung dar. Die Reinigung des Abwassers wird trotzdem auch weiterhin in der gewohnten Qualität erfolgen.
Die für Juni 2024 vorgesehene Fertigstellung der Maßnahme verschiebt sich aufgrund von Materialengpässen und teilweise ungünstigen Witterungsbedingungen bis voraussichtlich Ende 2024.
Zur Baumaßnahme im Einzelnen:
Zur Umsetzung der benötigten Verfahrensänderung wurden im Bereich der Abwasserbehandlung zwei Vorklärbecken (Gesamtvolumen: 1134 m³) erstellt. Aus diesen Vorklärbecken wird der für die Klärgasgewinnung wertvolle Primärschlamm gewonnen.
In Anschluss daran erfolgt die weitere Reinigung des Abwassers in den Belebungs- und Nachklärbecken und auch die Phosphorelimination. Der in den Nachklärbecken anfallende Überschussschlamm wird ebenfalls der Schlammbehandlung zugeführt.
Um das Klärgas verwerten zu können, wird die Schlammbehandlung um die folgenden Prozessstufen erweitert:
- ein Pumpwerk zur Zugabe von Primärschlamm in den Heizschlammkreislauf,
- zwei Faulbehälter mit einem Gesamtvolumen von 3500 m³,
- ein Klärgasspeicher mit einem Volumen von 1000 m³ mit direktem Anschluss an die beiden neuen BHKW-Module und
- eine Gasfackel für Ausnahmefälle, in denen die BHKWs die anfallende Gasmenge nicht abnehmen können.
In einem neuen Technikgebäude wird darüber die benötigte Elektro-, Mess- und Steuerungstechnik untergebracht.
Die Maßnahme wird in insgesamt vier Bauabschnitten umgesetzt. Hiervon sind die beiden ersten Bauabschnitte und Teile des dritten Bauabschnittes bereits umgesetzt. Das beinhaltete insbesondere den Ausbau bestehender und die Verlegung neuer Leitungen, die Herstellung der beiden neuen Faultürme sowie des dazwischenliegenden Technikgebäudes und die Errichtung der zwei neuen Vorklärbecken.
Es folgen nun insbesondere Restarbeiten an den beiden Vorklärbecken sowie diverse Dämm-, Ausbau-, Schlosser- und Abbrucharbeiten, bis Ende dieses Jahres mit der elektrotechnischen Ausstattung begonnen werden kann.
Im vierten und letzten Bauabschnitt geht es dann insbesondere um die Verlegung zahlreicher Verbindungs- und Rohrleitungen, bevor im Herbst 2024 der dreimonatige Probebetrieb aufgenommen werden kann.
Weitere Ansätze zur Senkung des externen Energiebedarfes
Die energetische Umstellung der Kläranlage Brebach wie oben beschrieben wird flankiert von weiteren Maßnahmen, die dazu beitragen, den Energiebedarf der Kläranlage zu reduzieren.
So bringt der Einsatz von Photovoltaik-Modulen eine jährliche Einsparung von 160.000 kWh/a und eine CO2-Reduktion um 91.200 kg/a.
Um die im Abwasser enthaltene Wärme für das Betriebsgebäude der Kläranlage des EVS in Saarbrücken-Brebach nutzen zu können, wird das Abwasser aus dem Belebungsbecken der Kläranlage über einen Wärmetauscher geleitet, der diesem Wärme entzieht und sie zu einer Wärmepumpe transportiert. Die eingesetzte Gasmotor-Wärmepumpe hebt das Temperaturniveau an und speist die Wärme in das Heizsystem der Kläranlage ein. Die jährliche Einsparung von Erdgas zu Heizzwecken liegt im Durchschnitt bei rund 100.000 Kilowattstunden pro Jahr. Die umweltbelastenden CO2 -Emissionen werden hier um rund 20.000 Kilogramm pro Jahr gesenkt, was eine Reduzierung um 50 Prozent bedeutet.