Description: Ziel des Projektes ist es, Strategien für eine gesteigerte Energie- und Ressourceneffizienz der Kläranlage der Zukunft zu entwickeln. Hierzu wird eine 'Bibliothek' erprobter innovativer Verfahrensmodule entstehen, indem neue Technologien und ihre Wechselwirkungen untereinander sowie mit bewährten Verfahren erforscht werden. Zudem werden innovative Ansätze zur integrativen Stoff- und Energieflussmodellierung für die gesamte Kläranlage einschließlich der resultierenden Auswirkungen auf die Jahreskosten entwickelt, so dass nach Kalibrierung an repräsentativen großtechnischen Anlagen der Vergleich verschiedener Kläranlagenkonzepte im Hinblick auf Energie, Ressourcen und Kosten möglich wird. Darauf basierend werden interdisziplinär praxisbezogene Handlungsempfehlungen zur Transformation heutiger Kläranlagen in energieeffizientere Zukunftskonzepte als übertragbare Methodik entstehen. Im Schwerpunkt 'Design' erfolgt durch das ISAH der Aufbau eines Modellmoduls für die Deammonifikation im Teilstrom auf Basis von Literatur und labortechnischen Untersuchungen, wobei insbesondere die Einflüsse auf das Deammonifikationsverfahrens durch veränderte Randbedingungen bei der Schlammbehandlung berücksichtigt werden. Zudem erfolgt eine Zusammenstellung von maßgebenden Parametern aus der Literatur zur modell-technischen Abbildung der Deammonifikation im Hauptstrom. Im Schwerpunkt 'Operation', den das ISAH koordiniert, erfolgt die Entwicklung und Erprobung eines Simulationswerkzeuges zur integrierten Stoff- und Energieflussmodellierung, das die Energie- und Stoffflüsse über den gesamten Längsschnitt einer Kläranlage einschließlich der resultierenden Auswirkungen auf die Jahreskosten abbildet. Zudem erfolgt die Kalibrierung des Gesamtmodells an drei realen Anlagen des Ruhrverbands, die Einbindung der verfahrenstechnischen Einzelmodule in das Gesamtmodell zur Entwicklung innovativer Gesamtkonzepte und die Begleitung der Umsetzung des Stufenkonzeptes durch Szenarienmodellierung im Schwerpunkt 'Transformation'.
Types:
SupportProgram
Origins:
/Bund/UBA/UFORDAT
Tags:
Klärschlammbehandlung
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Stickstoffelimination
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Schlammbehandlung
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Aerobe Bedingungen
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Anaerobe Bedingungen
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Kalibrierung
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Kläranlage
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Abwasserbehandlung
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Verfahrenskombination
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Verfahrensparameter
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Wirtschaftlichkeitsuntersuchung
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Handlungsempfehlung
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Stoffstromanalyse
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Kostenvergleich
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Literaturauswertung
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Modul
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Energiekosten
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Simulation
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Großanlage
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Betriebskosten
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Energiebilanz
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Verfahrenstechnik
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Vergleichsanalyse
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Energieeinsparung
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Modellierung
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Energieressourcen
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Energieeffizienz
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Kostenanalyse
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Stoffstrom
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Technischer Fortschritt
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Laboruntersuchung
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Effizienzsteigerung
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Ressourceneffizienz
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Deammonifikation
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Region:
Niedersachsen
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Organisations
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Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (Geldgeber*in)
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CAMBI Deutschland GmbH (Mitwirkende)
-
DHI-WASY GmbH, Zweigbüro Köln (Mitwirkende)
-
E & P Anlagenbau GmbH (Mitwirkende)
-
Huber SE Maschinen- und Anlagenbau (Mitwirkende)
-
Leibniz Universität Hannover, Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik (Betreiber*in)
-
RWTH Aachen University, Institut für Siedlungswasserwirtschaft (Mitwirkende)
-
Ruhrverband (Mitwirkende)
-
Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Institut für Siedlungswasserwirtschaft (Mitwirkende)
-
Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
-
Universität Leipzig - Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät - Institut für Infrastruktur- und Ressourcenmanagement - Professur für Umwelttechnik in der Wasserwirtschaft, Umweltmanagement (Mitwirkende)
-
Xylem Services GmbH (Mitwirkende)
Time ranges:
2014-05-01 - 2017-10-31
Alternatives
-
Language: Englisch/English
Title: ERWAS - Collaborative project E-Klär: Towards the energy-optimized wastewater treatment plant of the future - Development and model-based integration of innovative treatment technologies for transformation processes - Sub-project 2
Description: Background: The municipal 'waste water treatment plant (wttp) of the future' will not only cater to today's requirements for nutrient removal. In many cases, further processing steps regarding the elimination of micropollutants and/or pathogens will be included. At the same time the wwtp of the future will recover the energy contained in the wastewater as well as material resources as far as possible. Therefore it is necessary to critically analyse best practices and use new technologies.
Municipal wastewater is a potential source of energy and valuable materials. The energy of organic compounds in municipal wastewater is approximately 155 kWh/(PEoa) at a load of 110 gCOD/(Pod). Depending on effluent quality requirements, applied process technology and equipment, the recoverable electrical energy by anaerobic sludge digestion is currently in the order of 7.7 to 18.9 kWh/(PEoa). However, the average power consumption of wastewater treatment plants is 34.0 kWh/(PEoa) on average in Germany.
Besides effluent quality requirements, other requirements and claims increasingly affect everyday plant operation and make the use of new technologies attractive.
Project aims: The research project E-Klär develops strategies in order to use energy and other resources present in wastewater most efficiently and to reduce energy consumption of next generation wastewater treatment plants. A methodology will be developed that will help to transform existing plants into energy-optimised, resource-protecting and economically feasible plants through a plant specific step-by-step process. The strategies to be developed focus on an extensive nutrient removal alongside with a reduction of micropollutants and pathogens.
The project will result in innovative process chains using new methods which are conceived and tested in their interactions with each other and with best practices processes. In addition, innovative approaches to integrated material and energy flow modeling will be developed for the whole wastewater treatment plant, so that after calibration on representative facilities it is possible to compare various wastewater treatment plant concepts in terms of energy, resources and costs. Based on this, practical recommendations for the transformation of current wastewater treatment plants in more energy-efficient future concepts are developed in an interdisciplinary transferable methodology.
https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1049515
Resources
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