Energie aus Abwasser – Mikrobielle elektrochemische Abwasserreinigung

Hohes energetisches Potenzial im Abwasser

• Aktuell ist die Abwasserreinigung in Industrieländern ein energieintensiver Prozess, Schätzungsweise werden in Deutschland 20% des kommunalen Stromverbrauchs für die Abwassereinigung verwendet (K. Fricke, Energieeffizienz kommunaler Kläranlagen, Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau, 2009)

• Gleichzeitig hat Abwasser einen erheblichen Energiegehalt

• Beispielsrechnung: Kläranlage Größe 4, 55000 EW (2,5 Mio m3 Abwasser jährlich), nutzt man allein Haushaltsabwasser wären 450 MWh pro Jahr möglich (bei nur 10% Wirkungsgrad)

Der UFZ-Ansatz: Bioelektrochemie

Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ

Franz Opel

Franz Opel

Industry Liaison Officer

Details

Mikrobielle Brennstoffzelle zur Erzeugung elektrischer Energie aus Abwasser

Schematischer Aufbau einer mikrobiellen Brennstoffzelle zur Erzeugung elektrischer Energie aus Abwasser: Das Abwasser fließt in die Anodenkammer, wo die enthaltenen energiereichen Bestandteile von den Mikroorganismen oxidiert werden. Die dabei freiwerdenden Elektronen werden durch EET auf die Anode übertragen und fließen über den externen Verbraucher zur Kathode. Das so gereinigte Abwasser fließt wieder ab. An der Kathode werden die freigewordenen Elektronen auf Sauerstoff übertragen und dieser so reduziert. Als Ladungsausgleich findet zwischen Anode und Kathode ein Ionentransfer statt. Technischer Reifegrad: Technikumsmaßstab (16 L Volumen) im Batchverfahren und in kontinuierlichem Betrieb mit kommunalem Abwasser Ergebnisse: HRT 1,2 Tage Durchschn. CSBin: 0,54 g L-1 CSBout : < 210 mg L-1 CSB-Entfernung: 67 % Stickstoffrückgewinnung (NH4+): 40 % Weitere Informationen: Biores. Technol. 163 (2014) 206-213 Biores. Technol. 198 (2015) 913-917 DECHEMA Positionspapier Die Bioelektrosynthese als essentieller Baustein der Bioökonomie (2019)

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