Kläranlagen sind die größten kommunalen Energieverbraucher. Obwohl im Abwasser theoretisch ausreichend Energie für den gesamten Reinigungsprozess vorhanden wäre, wird häufig nur ein Bruchteil der chemischen Energie der Abwasserinhaltsstoffe zurückgewonnen. Die Energierückgewinnung erfolgt in der Regel über die anaerobe Behandlung des bei der Abwasserreinigung anfallenden Schlammes. Typische Abbaugrade ohne eine Schlamm(vor)behandlung liegen jedoch nur bei etwa 50% bis 60%. Folglich verbleibt noch relativ viel Energie im Gärrest, welcher nach einer Entwässerung und gegebenenfalls einer Trocknung energieaufwendig verbrannt wird. Eine Verbesserung der anaeroben Abbaubarkeit bei gleicher Verweilzeit im Faulbehälter könnte folglich einerseits die Methanausbeute erhöhen und andererseits die zu entsorgende Klärschlammmenge reduzieren. Neben einer Vielzahl von anderen Verfahren, ist die Schlammbehandlung mittels Ultraschall eine interessante Option zur Steigerung der Abbaubarkeit. Durch ultraschall-induzierte Kavitation können Klärschlammflocken zerkleinert, Mikroorganismenzellen aufgebrochen und intrazelluläre Enzyme freigesetzt werden. Dies führt zu einem verbesserten mikrobiologischen Abbau und in der Folge zu einer gesteigerten Faulgasausbeute. Zudem wird vielfach von einer verbesserten Entwässerbarkeit des Gärrestes durch die Ultraschallbehandlung berichtet, was die Menge an zu entsorgendem Klärschlamm weiter reduzieren würde. Derzeit bereits am Markt befindliche Ultraschalleinheiten für Kläranlagen setzen größtenteils auf sonotrodenbasierte Systeme. Dabei wird der Ultraschall über stabförmige Sonotroden in das Medium eingetragen. Betriebserfahrungen haben jedoch gezeigt, dass diese Systeme vergleichsweise störanfällig sind. Alternativ kommt in diesem Fall ein Rohrreaktor zum Einsatz, der auf dem Prinzip der Flächenschwinger beruht und den Ultraschall über die Rohrwand überträgt. Zentrales Ziel des Projektes ist dabei die Maximierung der Methanausbeute bei gleichzeitiger Minimierung des Strombedarfs durch Optimierung sowohl der Prozessparameter (z.B. Beschallungsintensität, -dauer und -amplitude) als auch der Konfiguration (Parallel- vs. Reihenschaltung sowie Behandlung des Rohschlammes vs. Behandlung in der Rezirkulationsleitung). Neben Versuchen im Labormaßstab, werden auch mehrere ausgewählte Kläranlagen mit dem Ultraschallsystem ausgestattet, um belastbare Daten aus der Praxis zu erhalten. Mit Ende des Projektes werden die wichtigsten Ergebnisse in einem Leitfaden zusammengefasst.
