Abgeschlossene Projekte zum Thema Klärschlamm

• Technologiezentrum Energie der HAW Landshut
• IKomStiftland
• CHEVAK Cheb a.s.
• VULHM-Výzkumný ústav lesního hospodářství a myslivosti ( Forestry and Game Management Research Institute)

Projektinhalt:

• Bei der grenzüberschreitenden Zusammenarbeit zwischen Gemeinden der nördlichen Oberpfalz sowie Oberfrankens und angrenzenden Gemeinden in Tschechien wurden im Rahmen des Interreg-Projekts GreenIKK gemeinsame Lösungsansätze für eine kostengünstige, ressourcenschonende und umweltverträgliche Klärschlammentsorgung sowie Innovationspotenziale untersucht.

→ Hier finden Sie den Abschlussbericht des Projekts.

Projekt mit Förderung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Fördermaßnahme ERWAS „Wasser und Energie“

Projektpartner:

• Technische Universität Darmstadt, Institut IWAR, Fachgebiet Abwassertechnik
• Technische Universität Darmstadt, Institut IWAR, Fachgebiet Stoffstrommanagement und Ressourcenwirtschaft
• Bluemove consulting GmbH
• ENTEGA Abwasserreinigung GmbH & Co.KG
• EnviroChemie GmbH
• Fraunhofer – Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB
• CUTEC Forschungszentrum für Rohstoffsicherung und Ressourceneffizienz der Technischen Universität Clausthal, Abteilung Abwasserverfahrenstechnik
• Dr. Born – Dr. Ermel GmbH
• inter 3 GmbH

Projektinhalt:

• Ziel: Untersuchung der Verknüpfung der Energieströme von Kläranlagen mit den Anforderungen aus der Energiewirtschaft am Beispiel des Zentralklärwerks Darmstadt
• Ergebnisse: Entwicklung einer Vorgehensweise zur Identifizierung, Nutzung und Optimierung möglicher Flexibilitätsoptionen für Abwasserbehandlungsanlagen mit Fokus auf der Klärschlammbehandlung; neben der reinen Wärmenutzung und Stromerzeugung wurde auch die Klärschlammentsorgungssicherheit einschl. Phosphorrückgewinnung betrachtet

→ Hier finden Sie den Abschlussbericht des Projekts.

Projektpartner:

• Markt Bad Abbach (Bau und Betrieb der Kläranlage)
• Bayerisches Staatsministeriums für Umwelt und Verbraucherschutz (Projektinitiator, Steuerung)
• Hochschule Weihenstephan Triesdorf (Wissenschaftliche Begleitung)
• Ingenieurbüro ATM (Wissenschaftliche Begleitung)
• BBI Bauer Beratende Ingenieure GmbH (Planung)
• Wasserwirtschaftsamt Landshut (Förderung)
• Bayerisches Landesamt für Umwelt (Koordination)

Projektinhalt:

• Ausführliche Wirtschaftlichkeitsbetrachtung anhand der tatsächlichen Kosten nach Umbau der Anlage im Vergleich mit einer aeroben Stabilisierungsanlage. (incl. Sensitivitätsanalyse für Energiekosten und Kosten der Schlammentsorgung)
• Erarbeiten eines hinsichtlich des Faulgasanfalls und der Stromproduktion optimierten Betriebskonzeptes.
• Durchführung bzw. Koordinierung eines begleitenden Untersuchungsprogramms
• Vergleich der Reinigungsleistung vorher – nachher.
• Vergleich der Energiebilanz vorher – nachher. Dabei sind spezifische Kennzahlen (wie sie zum Beispiel auch bei einer Energieanalyse ermittelt werden) zum Elektrizitäts- und Wärmeverbrauch (Gesamt, Belebung), Eigenversorgungsgrad Wärme und Elektrizität, Faulgasverwertung usw. zu ermitteln und gegenüberzustellen.
• Dokumentation und Bewertung der während der Betriebsphase gemessenen Parametern und gesammelten Erfahrungen beim Betrieb.
• Dokumentation und Bewertung der Ergebnisse der Marktrecherche zu den verfügbaren Technologien.
• Bewertung der gewonnenen Erkenntnisse im Hinblick auf die Übertragbarkeit auf andere Anlagen und Erarbeitung von Empfehlungen für die Nachrüstung kleiner Kläranlagen mit einer anaeroben Klärschlammstabilisierung und deren Betrieb.

→ Hier finden Sie den Abschlussbericht des Projekts.

Projekt mit Förderung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (01/2013-07/2013)

Projektpartner:

• Universität Stuttgart Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft (ISWA)

Projektinhalt:

• Ziel: systematische Vorversuche zur Wirkung des Thomomaten (Gerät zur verbesserte Abscheidung von Öl-Wasser-Gemischen) auf die Schlammeindickung, Vergleich der Schlammeindickung in einem großtechnischen Standeindicker im Batch- Betrieb die Eindickwirkung mit und ohne Einsatz der Thomomat-Technologie
• Ergebnis: Konzentrationen an organischen Stoffen und Nährstoffen im Trübwasser durch den Thomomaten nicht beeinflusst; keine eindeutige Verbesserung der Absetzbarkeit nachweisba, keine Kostenvorteile durch den Einsatz des Thomomaten zu erwarten

→ Hier finden Sie den Abschlussbericht des Projekts.

Projekt mit Förderung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt

Projektpartner:

• Skerhutt GmbH Maschinen-, Metall- und Anlagenbau

→ Hier finden Sie den Abschlussbericht des Projekts.

Projekt im Auftrag des Bayerischen Staatsministeriums für Umwelt und Verbraucherschutz

Auftragnehmer:

• Fraunhofer-Institut für Umwelt-,Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT Institutsteil Sulzbach-Rosenberg

Projektinhalt:

• Ermittlung des jährlichen Phosphoreinsatzes in der Landwirtschaft für Düngezwecke (Mineraldünger, Wirtschaftsdünger, Klärschlamm, Kompost) und zur Fertigung industrieller Waren und Güter in Bayern
• Ermittlung des Phosphorrückgewinnungspotenzials aus Stoffströmen unterschiedlicher Bereiche in Bayern

→ Hier finden Sie die Ergebnisse der Initialstudie.

Projekt im Auftrag des Bayerischen Landesamts für Umwelt

Projektpartner:

• Universität der Bundeswehr München, Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft

• Dr.Ing.Steinle - Ingenieurgesellschaft f. Abwassertechnik mbH

Projektinhalt:

• Evaluierung und Bewertung von Verfahrensoptionen zur Phosphorrückgewinnung auf Kläranlagen

• Einwicklung ganzheitlicher Handlungsempfehlungen für Kläranlagenbetreiber zum Umgang mit einer Phosphorrückgewinnung aus Abwasser/Klärschlamm

→ Hier finden Sie den Abschlussbericht des Projekts.

Projekt mit Förderung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Fördermaßnahme ERWAS „Wasser und Energie“

Projektpartner:

• Klärschlammverwertung Region Nürnberg GmbH
• Standardkessel Baumgarte GmbH
• INNOVATHERM Gesellschaft zur innovativen Nutzung von Brennstoff mbH
• Fraunhofer UMSICHT
• ifeu – Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH
• RWTH Aachen, Institut für Siedlungswasserwirtschaft
• Universität der Bundeswehr, Institut für Wasserwesen, Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik

Projektinhalt:

• Ziel: Entwicklung eines nachhaltigen und ökonomischen Konzepts des regionalen Managements der Abfallströme der Abwasserreinigung in der
  Metropolregion Nürnberg, Erprobung und Optimierung des Mephrec-Verfahrens zum Phosphorrecyclings für eine großtechnische Umsetzung und Diskussion der Qualität und Marktfähigkeit der erzeugten Produkte mit verschiedenen Interessengruppen aus Politik, Landwirtschaft und Wissenschaft

→ Hier finden Sie den Abschlussbericht des Projekts.

Projekt mit Förderung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (02/2017-09/2019)

Projektpartner:

• Rotaria Energie- und Umwelttechnik GmbH
• Chemische Fabrik Budenheim KG

Projektinhalt:

• Umsetzung des ExtraPhos-Verfahrens vom Technikumsmaßstab in eine technische Pilotanlage
• Durchführung diskontinuierlicher Versuche im Labormaßstab zur Rücklösung von Phosphaten aus Faulschlamm mit Kohlenstoffdioxid
• Entwicklung eines Konzepts für eine pilotmaßstäbliche Versuchsanlage für eine Rückgewinnung von Di-Calcium-Phosphat aus Faulschlamm
• Ergebnis: mobile, variable Pilotanlage

→ Hier finden Sie den Abschlussbericht des Projekts.

Projekt mit Förderung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (09/2015-11/2017)

Projektpartner:

• AVA Green Chemistry Development GmbH

Projektinhalt:

• Entwicklung und Bau einer mobilen, modularen Anlage im Pilotmaßstab auf Basis der Laborergebnisse zum AVA cleanphos Prozess
• Versuche zum Säureaufschluss als auch zur Fällung von Phosphat
• Ergebnis: bei der Untersuchung ausgewählter Fällungsprodukte zeigte sich ein hoher amorpher Anteil, so dass die mineralogischen Zusammensetzungen der Produkte nicht eindeutig bestimmt werden konnten (Eingrenzung über ICP-Analytik möglich), die mit ausgewählten Fällungsprodukten durchgeführten Pflanzversuche besaßen aufgrund allgemeiner Wachstumsprobleme nur eine geringe Aussagekraft, wobei kein Produkt eine eindeutig schädliche oder eine eindeutig düngende Wirkung aufwies, die chemische Analytik ließ ebenfalls nicht den Schluss zu, dass die Produkte sich als Dünger eignen

→ Hier finden Sie den Abschlussbericht des Projekts.

Projekt mit Förderung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (07/2015-02/2017)

Projektpartner:

• Clausthaler Umwelttechnik Institut GmbH

Projektinhalt:

• Technologiebewertung thermo-chemischer Konversionsverfahren von Klärschlamm als Alternative zur Verbrennung unter besonderer Berücksichtigung der Potentiale zur Nährstoffrückgewinnung (Phosphor, Stickstoff, Kalium, Calcium und Natrium)
• Ergebnis: Die Vergasungsversuche zeigten mit steigenden Temperaturen einen sinkenden Kondensat-Anfall (Wasser und Teer). Der Vergleich von Dampf-Sauerstoff- mit der Luftvergasung verdeutlichte an mehreren Parametern (z. B. Heizwert des Synthesegases) die Verdünnungseffekte durch den mitgeschleppten Stickstoff bei der Luftvergasung. Stoffstromanalysen zeigten die Anreicherung der Nährstoffe in den Filteraschen ebenso wie für Schwernetalle. Aus dem bei der Vergasung anfallenden Waschwasser und dem bei der Pyrolyse erzeugten Kondensat ließ sich Stickstoff in Form von Ammoniak zurückgewinnen und kristallines Ammoniumsulfat herstellen.

→ Hier finden Sie den Abschlussbericht des Projekts.

Projekt mit Förderung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (02/2015-01/2017)

Projektpartner:

• Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ Department Umweltmikrobiologie
• CENTEC Gesellschaft für Labor- und Prozessmesstechnik mbH

Projektinhalt:

• Ziel: Rückgewinnung von Phosphor aus dem Klärschlamm einer Kläranlage zurückzugewinnen, Einsatz der Hefe Saccharomyces cerevisiae (aus Endführungen von Brauereien) als Phosphatakkumulierer, Einsatz der mit Phosphor angereicherten, schadstoffarmen Hefen als biologischer Phosphatdünger und zur Verbesserung der Bodenqualität
• Ergebnis: Methode konnte Rückgewinnung des Phosphors aus dem Wässern und Schlämmen einer Kläranlage mit biologischer Phosphateliminierung ermöglichen; dabei gewonnener Dünger ist gut pflanzenverfügbar

→ Hier finden Sie den Abschlussbericht des Projekts.

Projekt mit Förderung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (06/2014-04/2019)

Projektpartner:

• Chemische Fabrik Budenheim KG

Projektinhalt:

• Ziel: Weiterentwicklung des ExtraPhos®-Verfahrens zur Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm, unter Einsatz von CO 2 zur Phosphor- Rücklösung
• Ergebnis: Verfahrensumsetzung einer mobilen Pilotanlage an unterschiedlichen Kläranlagen wurde erreicht. Mit der Pilotanlage ließ sich an den untersuchten Kläranlagen ein kontinuierlicher Betrieb des Verfahrens realisieren. Verschiedene Betriebsprobleme konnten behoben werden. Bei Schlamm aus chemischer Phosphor-Elimination wurde bei gleichzeitiger Verdünnung des Klärschlamms eine Phosphor-Rücklöserate von bis zu 30% bezogen auf die Klärschlamm-Trockenmasse erreicht. Liegen im Klärschlamm schwer lösliche Phosphor-Bestandteile, wie Eisenphosphat (bei Fe- Elimination) oder Struvit (bei Bio-P) vor, ist die Rücklösung ausschließlich durch CO 2- Zugabe erschwert. Je nach Klärschlammzusammensetzung und Zugabemenge an Konditionierungsmittel konnten dabei im Pilotanlagenbetrieb etwa 80% des im Klärschlamm enthaltenen Phosphors zurück gelöst werden. Im Labor lag die Rücklöserate zuverlässig bei ca. 70%. Durch Fällung des gelösten Phosphors durch Zugabe von Calciumverbindungen wurde nahezu der gesamte gelöste Phosphor in Form von Calciumphosphat wieder ausgefällt. Dieses Calciumphosphat steht der Rückführung in den Wertstoffkreislauf z.B. als Dünger zur Verfügung.

→ Hier finden Sie den Abschlussbericht des Projekts.

Projektpartner:

• Institut für Siedlungswasserwirtschaft der RWTH Aachen
• Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie, Schmallenberg
• Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung, Karlsruhe
• Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement, Professur für Abfall- und Ressourcenmanagement der Justus-Liebig-Universität Gießen
• ifeu - Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH

Projektinhalt:

• Evaluierung der in der BMBF/BMU-Förderinitiative „Kreislaufwirtschaft für Pflanzennährstoffe, insbesondere Phosphor“ geförderten Projekte
• Analyse der Preisentwicklung für Phosphat
• Ermittlung und Bilanzierung der zur Phosphorrückgewinnung geeigneten Stoffströme in Deutschland
• Untersuchung der in der Förderinitiative erzeugten Produkte
• Kostenabschätzung und ökobilanzielle Bewertung der in der Förderinitiative entwickelten Verfahren
• Entwicklung eines Rückgewinnungskonzepts für Deutschland
• Technologievorausschau für Phosphorrecyclingtechnologien bis 2020
• Zukunftschancen durch Entwicklung von Phosphorrecycling­technologien für Deutschland

→ Hier finden Sie den Abschlussbericht zum Projekt (Stand 2011).

→ Hier finden Sie die Abschlusspräsentation zum Teilbereich "Bewertung verschiedener Behandlungsverfahren von Abwasser und Klärschlamm zur Herstellung von phosphorhaltigen Sekundärrohstoff-Düngern".

→ Hier finden Sie die Abschlusspräsentation zum Teilbereich "Bewertung von Sekundärphosphaten aus Abwasser, Klärschlamm und Klärschlammasche hinsichtlich Wirkung auf Bodenparameter und technische Produktqualität".

→ Hier finden Sie die Abschlusspräsentation zum Teilbereich "Kostenabschätzung von ausgewählten Phosphorrückgewinnungsverfahren".

→ Hier finden Sie die Abschlusspräsentation zum Teilbereich "Ökobilanzielle Bewertung der in der Förderinitiative entwickelten Verfahren".

→ Hier finden Sie die Abschlusspräsentation zum Teilbereich "Technologievorausschau und Zukunftschancen durch die Entwicklung von Phosphorrecyclingtechnologien in Deutschland".

→ Hier finden Sie die Abschlusspräsentation zum Teilbereich "Bundesweites Phosphorrückgewinnungskonzept für Klärschlamm und Klärschlammaschen aus der Monoverbrennung".

Projektpartner:

• Department für Nutzpflanzenwissenschaften - Abteilung Pflanzenernährung, Georg-August-Universität Göttingen

Projektinhalt:

• Vergleich der Düngewirkung von vier recyclierten P-Düngern und zwei herkömmlichen Düngern in drei Feldversuchen
• Prüfung der Pflanzenverfügbarkeit und des Einflusses der Dünger auf P-Dynamik im Boden

→ Hier finden Sie den Abschlussbericht zum Projekt (Stand 2011).

Projektpartner:

• RWTH Aachen → beteiligte RWTH-Institute im Rahmen des Umwelt-Forums: Institut für Siedlungswasserwirtschaft, Umwelt-Forum, Lehr und Forschungsgebiet für Kokereiwesen, Brikettierung und Thermische Abfallbehandlung, Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik, Institut für Hygiene und Umweltmedizin, Lehr- und Forschungsgebiet Abfallwirtschaft
• Institut für Angewandte Polymerchemie der FH Aachen
• Ingenieurbüro ATEMIS für Abwassertechnik, Energiemanagement und innovative Systemlösungen

Projektinhalt:

• Entwicklung eines Verfahrens zur Nährstoffrückgewinnung aus der Ver­brennungs­asche von Klärschlamm und ggf. von weiteren phosphorhaltigen Aschen
• Untersuchung aufbereitungstechnischer Maßnahmen
• Aufschluss der Aschen
• Abtrennung von (Schwer-)Metallen, Ausfällung von Phosphor
• Produktanalysen zur Pflanzen­verfügbarkeit des eingebundenen Phosphors sowie zur Unbe­denk­lichkeit des produ­zierten mineralischen Düngemittels
• ökobilanzielle Betrachtung

→ Hier finden Sie den Abschlussbericht zum Projekt (Stand 2011).

→ Hier finden Sie die Schlusspräsentation zum Teilbereich "Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlammasche mittels des nass-chemischen PASCH-Verfahrens".

→ Hier finden Sie die Schlusspräsentation zum Teilbereich "Bioleaching von Schwermetallen und selektive Biorückgewinnung von Phosphat aus Klärschlammasche".

Projektpartner:

• Bayer Technology Services GmbH (BTS)
• Lehrstuhl für Chemische Verfahrenstechnik, RWTH Aachen
• Institut für Siedlungswasserwirtschaft, Umweltanalytisches Laboratorium, RWTH Aachen

Projektinhalt:

• Ziel: Nachweis der Phosphorrückgewinnung mittels Hybridverfahren aus Niederdruck-Nassoxidation (LOPROX) und Phosphorseparation durch Nanofiltration bei sauren pH-Werten
• Ergebnis: Rückgewinnung möglich bei Bio-P bzw. Fällung mit Aluminiumsalzen, bei hohem Eisengehalt alternatives Verfahren möglich (P-Rücklösung in vorgeschalteter Druckhydrolyse)
• Rückgewinnungsraten lagen mit 50-60% unter den angestrebten Werten

→ Hier finden Sie den Abschlussbericht zum Projekt (Stand 2009).

→ Hier finden Sie die Schlusspräsentation zum Projekt.

Projektpartner:

• IWAR Institut für Wasserversorgung und Grundwasserschutz, Abwassertechnik, Abfalltechnik, Industrielle Stoffkreisläufe, Umwelt- und Raumplanung der Technischen Universität Darmstadt
• ISAH Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik der Leibniz Universität Hannover
• Forschergruppe Feuchtemesstechnik (SMG), Universität Karlsruhe und Forschungszentrum Karlsruhe

Projektinhalt:

• Untersuchung und Optimierung der Möglichkeiten einer Phosphorrückgewinnung in der kommunalen Abwasserreinigung als wichtige P-Senke
• Teilprojekt A1: Optimierung der Rücklösung von Phosphor aus dem Rücklaufschlamm und Überschussschlamm in die Wasserphase, Abschätzung von Aufwand und Wirkungsgrad verschiedener Desintegrationsverfahren im Hinblick auf die Phosphorrückgewinnung durch Messungen und Auswertung vorhandener Daten auf zwei großtechnischen Anlagen mit zwei unterschiedlichen Desintegrationsverfahren (Homogenisator, Ultraschall), Bestimmung optimaler Betriebspunkte der MAP-Fällung, Bewertung des maximalen Rückgewinnungspotentials aus der wässrigen Phase
• Teilprojekt A2: Phosphor-Rückgewinnung und Phosphor-Abtrennung aus kommunalem Abwasser mittels Kristallisation, Einsatz von halbtechnischen Kristallisationsreaktoren (Rührreaktor- und Schwebebetttechnologie) auf kommunalen Abwasserkläranlagen im Haupt- als auch im Nebenstrom mit Fokus auf verfahrenstechnischer Optimierung und Charakterisierung geeigneter Kristallisationssubstrate
• Teilprojekt B: Abtrennung von Phosphor aus Klärschlamm/thermischen Rückständen mittels chemischer Extraktions- bzw. Löseverfahren und Abtrennung aus der wässrigen Phase über verschiedene Technologien, wie z.B. Membranfiltration, Ionenaustauscher aber auch Fällungen/Kristallisationsprozesse; Untersuchung der Umlagerungsprozesse des Phosphors während der Schlammbehandlung, insbesondere während unterschiedlicher Stabilisierungsverfahren, sowie während der thermischen Behandlung von Klärschlamm; Untersuchung der Beeinflussung der Bindungsformen durch gezielten Zuschlagstoffeinsatz

→ Hier finden Sie den Abschlussbericht zum Teilprojekt " Rückgewinnung von Phosphor aus der wässrigen Phase - Erhöhung der P-Konzentration in der Wasserphase und MAP-Fällung" (Stand 2010).

→ Hier finden Sie den Abschlussbericht zum Teilprojekt "Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser - Kristallisation im Pilotmaßstab" (Stand 2010).

→ Hier finden Sie den Abschlussbericht zum Teilprojekt " Rückgewinnung aus Klärschlamm und Rückständen thermischer Klärschlammbehandlung" (Stand 2010).

→ Hier finden Sie die Schlusspräsentation zum Projekt.

Projektpartner:

• Institut für Wasserchemie (IWC), TU Dresden
• Lehrstuhl Wassertechnik und Siedlungswasserbau, BTU Cottbus (BTU)
• Bergmann Clean Abwassertechnik GmbH (BCAT)

Projektinhalt:

• Ziel: Entwicklung eines Adsorptionsmoduls zur selektiven Phosphatrückgewinnung aus Abwässern, vorrangig einsetzbar im dezentralen Kleinkläranlagenbereich
• Ergebnis: mehrere potentiell geeignete Adsorbentien wurden ermittelt, prinzipielle Regenerierbarkeit und Wiederbeladbarkeit konnte nachgewiesen werden, Wirtschaftlichkeit nicht gegeben

→ Hier finden Sie die Schlusspräsentation des Projekts.