Energie aus Abwasser durch Rückgewinnung von Wärme am Beispiel einer Abwasserreinigungsanlage

Abstract

In dieser Diplomarbeit werden die Möglichkeiten zur Rückgewinnung von thermischer Energie aus dem Abwasser gezeigt. Das Thema ist durch die Klimakrise und die dadurch erforderliche Dekarbonisierung der thermischen Energiebereitstellung besonders relevant. In den theoretischen Grundlagen werden zuerst die möglichen Standorte und anschließend die erforderlichen Anlagenteile zur Wärmegewinnung erläutert. Weiters wird der Wärmebedarf einer Kläranlage aufgeschlüsselt, um etwaige Verbraucher der thermischen Energie zu identifizieren. Anhand einer Potenzial- sowie einer Machbarkeitsstudie werden Fragestellungen zur ökologischen und ökonomischen Nutzung ausgearbeitet. In der Potenzialstudie werden geeignete Standorte im Kanalnetz oder auf der Kläranlage identifiziert. Mittels der darauf aufbauenden Machbarkeitsstudie wird ein gewählter Standort genauer untersucht. Als Studienbeispiel wird das Kanalnetz samt Abwasserreinigungsanlage der Marktgemeinde Guntramsdorf herangezogen. Die Ergebnisse zeigen, dass eine gut ausgelegte Anlage zur Wärmerückgewinnung einen Beitrag zur Dekarbonisierung leisten kann und zudem wirtschaftlich ist. In Österreich wird das Potenzial, welches im Abwasser steckt, nur sehr wenig genutzt. Ein flächendeckender Ausbau von Wärmerückgewinnungsanlagen könnte einen wesentlichen Beitrag zur Bekämpfung des Klimawandels leisten.

This thesis shows possibilities for the recovery of thermal energy from wastewater. The topic is relevant due to the climate crisis and the resulting need to decarbonize the thermal energy supply. First in the theoretical basics possible locations and components required for heat recovery are explained. Furthermore, the heat demand of a wastewater treatment plant is analyzed to identify consumers of the thermal energy. A potential study and a feasibility study are conducted to evaluate the ecological and economical potential of the recovered thermal energy. The potential study identifies suitable locations in the sewer network or at the wastewater treatment plant. Based on this, the feasibility study is used to examine a selected site in more detail. As example the sewer network and the wastewater treatment plant of Guntramsdorf is used. The results show that a well-designed heat recovery system can decarbonize the thermal energy supply and is economical as well. In Austria the potential of thermal energy recovered from wastewater is not fully used. A nationwide implementation of heat recovery systems could make a significant contribution to stop the ongoing climate change.