Modernisierung der Kläranlage Wolfsburg-Stahlberg
In Wolfsburg entsteht derzeit die größte Membranbioreaktor-Anlage (MBR) Deutschlands. Im Zuge einer umfassenden Modernisierung wird die Kläranlage Wolfsburg-Stahlberg der Wolfsburger Entwässerungsbetriebe (WEB) von einer konventionellen Abwasserreinigung auf membranbasierte Verfahrenstechnik umgestellt. Die Membrantechnologie für das Projekt liefert das Unternehmen Membion. Ziel des Vorhabens ist neben der Kapazitätserweiterung insbesondere die technische Vorbereitung zur Wiederverwendung des gereinigten Abwassers, beispielsweise für landwirtschaftliche Anwendungen. Das Einzugsgebiet umfasst rund 400 km² mit etwa 150.000 angeschlossenen Einwohnern. Aufgrund begrenzter Kapazitäten der bestehenden Nachklärung ist eine Erweiterung der Anlage erforderlich. Die Ausbaugröße steigt von derzeit 170.000 auf künftig 220.000 Einwohnerwerte (EW) bei gleichzeitig hoher Ablaufqualität.
MBR-Technologie überzeugt im Pilotbetrieb
Im Rahmen einer Vorstudie im Jahr 2022 wurden verschiedene Verfahrensalternativen anhand technischer und wirtschaftlicher Kriterien bewertet. Der Membranbioreaktor erwies sich dabei als bevorzugte Lösung.
Da die Kläranlage mit dem Verfahren der biologischen Phosphorelimination (Bio-P-Anlage) betrieben wird und damit besondere Anforderungen an die Membrantechnik stellt, führten die WEB im Jahr 2023 einen dreimonatigen Pilotbetrieb durch. Verglichen wurden Plattenmembranen, klassische Hohlfasermembranen sowie das neu entwickelte Hohlfasermodul von Membion. Im Fokus standen insbesondere Prozessstabilität und Energiebedarf, vor allem hinsichtlich der Belüftung zur Membranreinigung. Die eingesetzten Membion-Module erreichten einen spezifischen Energieverbrauch von durchschnittlich 0,028 kWh/m³ Filtrat und lagen damit deutlich unter konventionellen Systemen.
Auf Basis einer zehnjährigen Total-Cost-of-Ownership-Analyse (TCO) setzte sich das System von Membion im Ausschreibungsverfahren durch. Entscheidende Kriterien waren Energieeffizienz, Betriebskosten und langfristige Betriebssicherheit.
Beitrag zur Umsetzung der EU-Kommunalabwasserrichtlinie
Die Kombination aus MBR-Technologie und Pulveraktivkohle (PAK) gilt zudem als relevanter Ansatz zur Erfüllung zukünftiger Anforderungen der europäischen Kommunalabwasserrichtlinie („KARL“). Diese sieht ab 2035 eine weitgehende Entfernung von Mikroverunreinigungen, beispielsweise Arzneimittelrückständen, mit einer Eliminationsrate von mindestens 80 % vor.
Untersuchungen zeigen, dass die Kombination aus Membranfiltration und PAK beziehungsweise granulärer Aktivkohle (GAK) sowohl technisch als auch wirtschaftlich vorteilhaft ist. Die WEB plant daher im Anschluss an die Umsetzung der MBR-Technologie zusätzlich eine vierte Reinigungsstufe mit nachgeschalteter GAK-Aktivkohlefiltration.
Wasserwiederverwendung gewinnt an Bedeutung
Vor dem Hintergrund des Klimawandels und zunehmender Wasserknappheit gewinnt die Wiederverwendung von gereinigtem Abwasser auch in Mitteleuropa zunehmend an Bedeutung. Längere Trockenperioden und steigende Temperaturen erhöhen den Druck auf bestehende Trinkwasserressourcen und fördern alternative Wassernutzungskonzepte.
Die MBR-Technologie ermöglicht durch die Kombination biologischer Reinigung und Ultrafiltration ein Ablaufwasser mit sehr geringer Feststoff- und Mikroorganismenbelastung. Dadurch können hohe hygienische Anforderungen erfüllt werden, die eine Nutzung des Wassers beispielsweise in der Landwirtschaft oder zur Bewässerung öffentlicher Grünflächen ermöglichen.
Einsatz der MBR-Technologie in der Industrie
In der Industrie wird die MBR-Technologie insbesondere in der Automobilindustrie zur Aufbereitung und Rückführung von Prozesswasser eingesetzt. Ziel ist die Reduktion des Frischwasserverbrauchs sowie die Schließung interner Wasserkreisläufe. Teilweise werden bereits nahezu abwasserfreie Produktionskonzepte („Zero Liquid Discharge“, ZLD) umgesetzt. Weitere Anlagen befinden sich derzeit in Planung oder Realisierung.
Moderne Technologien zur Wasseraufbereitung und Wasserwiederverwendung leisten damit einen wichtigen Beitrag zur Ressourcenschonung und zu einer langfristig nachhaltigen Wasserwirtschaft unter sich verändernden klimatischen Bedingungen.
