Die heutige Bezeichnung Faulturm ist da zweifellos eindeutiger. In den meist eiförmigen Behältern in größeren Kläranlagen wird Klärschlamm unter sauerstofffreien (anaeroben) Bedingungen durch Bakterien zu Faulschlamm und Faulgas abgebaut. Die Abbauprozesse werden dabei kontrolliert und gesteuert durchgeführt.
Faultürme sind häufig schon von Weitem an ihrer markanten Form zu erkennen. Die „Eierform“ ist nicht zufällig gewählt. In einem eiförmigen Turm kann der Klär- bzw. Faulschlamm nämlich einfacher umgewälzt werden als in einem eckigen. Denn das Rührwerk kommt in einem abgerundeten Turm bis in die Ecken. Schlamm kann sich dadurch dort nicht ablagern.
Das Volumen eines Faulturms kann mehrere Tausend Kubikmeter betragen. Die Türme finden sich übrigens nicht nur in Kläranlagen. Auch in vielen Anlagen zur Erzeugung von Biogas stehen Faulbehälter, auch wenn diese in der Regel nicht so groß ausfallen
Alle Schlämme, die in einer Kläranlage bei der Reinigung von Abwasser anfallen, werden als eingedickter Frischschlamm den Faultürmen zugeführt, wo sie eine spezielle Behandlung erfahren und durch Entzug von Wasser weiter eingedickt werden. Die empfindlichen biologischen Prozesse bedürfen dabei einer guten Verfahrenstechnik. In den Türmen wird der Schlamm unter Luftabschluss bei einer Verweilzeit von bis zu 24 Tagen auf eine Temperatur von etwa 36 bis 37 °C erwärmt und bei einem pH-Wert von 6,7 bis 7 durch Rührwerke oder Pumpen ständig umgewälzt.
Unter diesen Idealbedingungen zersetzen spezielle Bakterienstämme die im Klärschlamm enthaltenen organischen Reststoffe. Dabei fällt ein Gasgemisch an, das großteils aus Methan besteht, das für die weitere Verwendung gesammelt wird.
Was tut sich im Faulturm so alles? In dem Turm findet ein Abbau der organischen Substanz in vier Stufen statt: In der ersten Phase, der Hydrolysephase, werden ungelöste Stoffe wie Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße durch Enzyme in Bruchstücke und gelöste Polymere überführt. Dem schließt sich die Versäuerungsphase an, in der durch verschiedene Gärungsorganismen organische Säuren, Essigsäure, Alkohole, Wasserstoff und Kohlendioxid gebildet werden. Die nächste Phase ist die acetogene Phase, in der durch acetogene Organismen Salze der Essigsäure (Acetate) erzeugt werden. In der methanogenen Phase schließlich setzen Methanbakterien Acetat, Wasserstoff und Kohlendioxid zu Methan um.
Die organische Substanz wird durch die sogenannte Schlammfaulung von 70 % im Klärschlamm auf etwa 50 % im Faulschlamm reduziert. Der Schlamm gilt damit als stabil.
Ein wichtiges Abbauprodukt bei der sogenannten Faulung ist Faulgas. Das Gasgemisch setzt sich zu gut zwei Dritteln aus Methan (CH4) sowie aus Kohlendioxid (CO2) und geringen Mengen Schwefelwasserstoff (H2S) und Wasserstoff (H2) zusammen. Da Methan ein starkes Treibhausgas ist, wird es vielerorts direkt abgefackelt. Die Gasfackel dient dabei gleichzeitig auch als Sicherheitseinrichtung.
Alternativ kann das aufgefangene Methan auch energetisch genutzt werden. Zuvor muss es aber gereinigt und unter anderem der im Gasgemisch enthaltene Schwefelwasserstoff entfernt werden. Häufig wird das Methan in einem Blockheizkraftwerk zur Erzeugung von elektrischer Energie verwendet. Mit der gewonnenen Wärme kann der Faulturm und Betriebsgebäude der Kläranlage beheizt werden.
Faultürme müssen regelmäßig gereinigt und von Ablagerungen befreit werden. Der Grund dafür ist, dass Sedimente aus dem Klärschlamm sich absetzen sowie Ab- und Zuläufe oder Umwälzpumpen verstopfen können. Obwohl der Faulschlamm im Faulturm bewegt wird und grobe Bestandsteile vorher zerkleinert werden, kann es auch zu sogenannten Verzopfungen kommen, die Rohe verstopfen können. Es handelt sich dabei um faserige Reste aus Wattebäuschen, Binden, Tampons, Feuchttücher & Co., die die Rechen der Kläranlage überwunden haben und bis in den Klärturm gelangt sind.
Kleinere Faultürme werden meist in einem festgelegten Turnus gänzlich entleert und von den Anlagerungen befreit. Mitunter muss für die Reinigung dann aber die komplette Kläranlage stillgelegt werden. Um einen ungestörten Betrieb der Kläranlage sicherzustellen, werden gerade für große Faultürme häufig Taucher eingesetzt, die den Grund des Faulturms mit einem Eimer oder einer Saugvorrichtung von den Ablagerungen befreien.
Gerne wird diese Art der Reinigung auch gleich noch mit Inspektionsarbeiten an den Rohrleitungen verbunden.
Es kommt den Betreiber einer Kläranlage übrigens häufig kostengünstiger, einen gefüllten Faulturm durch Taucher reinigen zu lassen, als ihn komplett zu entleeren. Ein weiterer wichtiger Grund ist die Mikrobiologie im Faulturm, die für die darin stattfindenden Prozesse absolut entscheidend ist. Durch den Tauchereinsatz bleibt diese erhalten, während sie bei einer vollständigen Entleerung und Wiederbefüllung des Turms erst wieder aufgebaut werden müsste.
Die Aufenthaltszeit des Faulschlamms im Turm beträgt bis zu zwei Wochen. Nachdem der Ausfaulungsprozess abgeschlossen ist, wird der ausgefaulte Schlamm in einen Nacheindicker geleitet, wo er weiter eingedickt wird. Anschließend wird der Schlamm durch Zentrifugen oder spezielle Pressen maschinell entwässert.
Auf Mülldeponien darf der Faulschlamm nicht gelagert werden. Ist der Schlamm frei von Schadstoffen, kann er auf landwirtschaftlichen Flächen als organischer Dünger ausgebracht werden. Hauptsächlich wird der Faulschlamm aber thermisch verwertet, d. h. er wird in Müllverbrennungsanlagen und Kraftwerken in Strom umgewandelt.
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Bildquellen: "Faultürme bei Tag" pixabay.com #889657 von falco; "Kläranlage" pixabay.com #2826990 von Michal Jarmoluk; "Faultürme bei Nacht" pixabay.com #780582 von orensteiner (HansPeter Schröer)