Enzymatisch verbesserte Schlammfaulung

Das Kernverfahren der Entsorgung von kommunalen Schlämmen ist die Faulung, d.h. die anaerobe Vergärung. Der Wirkungsgrad dieses 20 bis 30 Tage dauernden Verfahrens ist jedoch nicht zufriedenstellend und beeinträchtigt dessen Wirtschaftlichkeit.

Die Ursachen der mäßigen Ausfaulungsgrade liegen in erster Linie in der Zusammensetzung und den Eigenschaften der Schlämme. Bedingt durch die hohe Hydrolysestabilität der mikrobiellen Zellwand (Murei), sowie der ungelösten Zellulosefaserbestandteile verläuft die Hydrolyse nur sehr langsam, wodurch, trotz der langen Faulungszeiten, nur mäßige Ausfaulungsgrade erreicht werden.

Enzyme sind Biokatalysatoren, die in kleinen Mengen zugesetzt, Richtung und Geschwindigkeit von biochemischen Reaktionen deutlich beeinflussen können. Biokatalysierte Hydrolysen können bis zu 100-mal schneller und wesentlich selektiver ablaufen als Säure- oder alkalikatalysierte Reaktionen.

Praxisnahe Versuche, bei dem ausgewählte Enzyme kontinuierlich dem zu vergärenden „Rohschlamm" zudosiert wurden, führten zur deutlich verbesserten Ausfaulung, bis zu 12 bis 18% höheren Biogasproduktion und entsprechend weniger Faulschlamm-Reststoff. Der enzymatisch erzielte Mehrabbau und die höhere Faulgasproduktion führen neben der optimierten Leistung der Faulung auch zu einer verbesserten Wirtschaftlichkeit der Schlammbehandlung, mit folgenden Hauptmerkmalen:

  • Weniger Faulschlamm- TR (Restschlamm) führt zum niedrigeren Bedarf an Konditionierungsmitteln für die Schlammentwässerung (Kalk oder polymere Flockungshilfsmittel) und zu geringeren Schlammentsorgungskosten (für Deponieren, landwirtschaftliche und thermische Entsorgung),
  • schneller und besser entwässerbarer Schlamm ermöglicht geringeren Energieverbrauch und längere Lebensdauer der Entwässerungsvorrichtungen und schließlich führen
  • höhere Faulgasmengen zu einer besseren Energiebilanz der Faulung.

Das bedeutet mögliche jährliche Kosteneinsparungen zwischen 1,0 bis 1,5 € /Einwohner und Jahr.