Kläranlage Moers-Gerdt wird KARL-ready

© FiW e. V.

Am 27.07.25 waren unsere Kollegen Fabio Voit und Lukas Hammerschick für einen gemeinsamen Projektauftakt zu Besuch auf der Kläranlage Moers-Gerdt der LINEG. Im Projekt verfolgen wir gemeinsam mit der LINEG das Ziel, die Bedarfe und Möglichkeiten im Sinne einer der europäischen Kommunalabwasserrichtlinie (KARL) entsprechenden Kläranlage (KARL-ready) zu analysieren und Handlungsempfehlungen abzuleiten.

Mit der KARL stellen sich für Kläranlagenbetreibende grundlegende Fragen hinsichtlich Bemessung, Auslegung, Planung und Zukunftsfestigkeit von Kläranlagen. Der kontinuierliche Bemessungsnachweis für Bestandskläranlagen muss stetig und effizient fortgeführt werden. Darüber hinaus sind für die Einhaltung der verschärften Vorgaben der KARL hinsichtlich Ablaufwerte, Spurenstoffelimination sowie Energieeffizienz und Klimaneutralität in den kommenden Jahren und Jahrzehnten tiefgreifende systemische Analysen von Bestandsanlagen und ihrer möglichen Optimierungen notwendig.

Vor dem Hintergrund der komplexen Herausforderungen und der kläranlagenspezifischen Rahmenbedingungen sind dynamische Kläranlagenmodelle sinnvolle Werkzeuge, um Optimierungsfragen zu beantworten, mögliche Verfahrensvarianten zu testen, zukunftsfähige Lösungen zu finden und Strategien zu entwickeln.

Ergänzend zur Abwasserreinigung liegt ein weiterer Schwerpunkt der KARL auf der Ausrichtung der Abwasserwirtschaft hin zur Treibhausgas- und Energieneutralität. Vor dem Hintergrund steigender Bedarfe, z.B. durch neue Prozesse (4. Reinigungsstufe, P-Recycling…) beinhalten die zukünftig notwendigen Energiekonzepte bspw. den Zubau erneuerbarer Energieerzeuger (Wind-, Wasser- oder PV-Anlagen), Power-to-X-Technologien, die Installation von Energiespeichern, ein intelligentes Bilanzkreismanagement oder die Teilnahme am Regelenergiemarkt und sind dementsprechend komplex. Das Energiemanagement muss demgemäß als kontinuierliche Planungsaufgabe verstanden werden, um den Eigennutzungsgrad erneuerbarer Energien zu erhöhen und den kosten- und emissionsintensiven Bezug von Energie aus der Netzinfrastruktur nach Möglichkeit zu reduzieren.

Diese Zusammenhänge auf den Standorten von Kläranlagen lassen sich ebenfalls in dynamischen, integrierten Kläranlagen-Modellen abbilden. So kann die energetische Bewirtschaftung von Kläranlagen sowohl für Strom als auch für Wärme mittels geeigneter Regelungskonzepte, dem Einsatz von Bilanzkreismodellen oder der Bewirtschaftung von Speicheraggregaten optimiert werden.

Auch für die LINEG besteht der Bedarf an integrierten, adaptiven Modellen, mit deren Hilfe Abwasserbehandlungs- und Energieszenarien dargestellt und mit Blick auf Verbesserungspotenzial, Wirtschaftlichkeit und Zukunftsfestigkeit bewertet werden. Auf dieser Grundlage werden Handlungsstrategien abgeleitet, um die neuen Herausforderungen, die u.a. durch die Umsetzung der KARL in nationales Recht in den kommenden Jahrzehnten auf die LINEG zukommen, möglichst effizient und zielgerichtet anzugehen.

Am FiW sind Modellerstellung und Simulation gut etabliert und werden in verschiedenen Projekten umgesetzt. Genutzt werden validierbare, dynamische Modelle wie das Activated-Sludge-Modell (ASM-Modell), um die Reinigungsleistung von Bestandsanlagen sowie Umbaumaßnahmen fundiert zu analysieren und Empfehlungen abzuleiten. Das FiW entwickelt, betreibt und supportet seit vielen Jahren KA-Modelle in der Softwareumgebung SIMBA#©. In langjährigen, innovativen Forschungsprojekten hat das FiW neben den Simulationsmodulen für abwassertechnische Anlagen, die SIMBA in seiner Standardausführung liefert, weiterführende, komplexe Modellbausteine entwickelt, auf deren Grundlage eine umfassende verfahrenstechnische, energetische und ökonomische Bewertung des KA-Betriebs möglich ist. Neben der Modellentwicklung für die Verfahrens- und Energietechnik im abwassertechnischen Kontext untersucht das FiW zusätzlich Zukunftsszenarien, auf deren Grundlage eine Bewertung möglicher zukünftiger wirtschaftlicher Hürden und Potenziale für die Umsetzung von Optimierungsstrategien in der Abwasserwirtschaft erfolgen kann.

Mehr zu KARL und wie das FiW Kläranlagenbetreibende unterstützen kann, erfahren Sie hier: