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Recycling von Klärschlamm Klärschlamm als klimafreundliche Rohstoffquelle

| Redakteur: MA Alexander Stark

Das Bundesforschungsministerium fördert das innovative Verbundprojekt „Klimaphonds“, das maßgeblich vom Clausthaler Umwelttechnik Forschungszentrum (Cutec) der TU Clausthal umgesetzt wird, mit 4,6 Millionen Euro. Beginn des Forschungsvorhabens ist in diesem Oktober.

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Entwickelt und umgesetzt wird das neue klimafreundliche, rohstoffeffiziente Konzept am Beispiel der Kläranlage Northeim.
Entwickelt und umgesetzt wird das neue klimafreundliche, rohstoffeffiziente Konzept am Beispiel der Kläranlage Northeim.
(Bild: Hubert Jelinek/ TU Clausthal)

Clausthal-Zellerfeld – Klärschlamm ist ein wertvoller Energie- und Rohstoffträger. Im Sinne einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft muss es das Ziel sein, sämtliche Ressourcen aus dem Klärschlamm zu nutzen. Hierzu gehört nicht nur Phosphor, sondern zum Beispiel auch Stickstoff, Metalle und Mineralstoffe, aber auch die im Klärschlamm gebundene Energie. Das Projekt „Klimaphonds“ zielt auf eine vollständige energetische und rohstoffliche Klärschlammverwertung und der Realisierung von Stoffkreisläufen für Magnesium, Stickstoff und insbesondere Phosphor.

Die Forscher an der TU Clausthal wollen dazu mehrere Innovationen im großtechnischen Maßstab umsetzen, um die Klimaneutralität und Ressourceneffizienz des entwickelten Konzeptes nachzuweisen. Professor Michael Sievers wird als Leiter der Abteilung Abwasserverfahrenstechnik im Forschungszentrum Cutec der TU Clausthal das Projekt koordinieren, das am 1. Oktober startete und auf fünf Jahre ausgelegt ist. Auch die Cutec-Abteilungen Thermische Prozesstechnik sowie Ressourcentechnik und -systeme bringen sich in das Vorhaben ein. An der TU Clausthal passt das Vorhaben ideal zum neuen Leitthema Circular Economy – nachhaltige Kreislaufwirtschaft. Industriepartner sind Parforce Engineering & Consulting, Lukson und Knoke-Industrie-Montage.

Im Hinblick auf eine zukunftsweisende Industriegesellschaft wird das neue klimafreundliche, rohstoffeffiziente Konzept am Beispiel der Kläranlage Northeim – auch die Stadt Northeim ist Projektpartner – entwickelt und umgesetzt. Die Klimafreundlichkeit beruht laut Sievers auf einer innovativen, nahezu wärmeneutralen Trocknung von Klärschlamm und dessen energetischer Verwertung. Zur verbesserten Ressourceneffizienz tragen die stoffliche, reststofffreie Nutzung des getrockneten Klärschlamms sowie mehrere Materialkreisläufe für Phosphor, Stickstoff und Magnesium bei. Voraussetzung für das Konzept ist eine vermehrte biologische Phosphorelimination bei der Abwasserbehandlung.

Das als Magnesium-Ammonium-Phosphat anfallende Fällungsprodukt wird zentral mit einer thermischen Behandlung (Kalzinierung) und Zugabe von Säure nahezu reststofffrei in die drei Wertstoffe Ammoniakwasser, Magnesiumchlorid und Phosphorsäure veredelt. Phosphorsäure soll in hochwertiger Qualität der chemischen Industrie insbesondere für die Düngemittelherstellung zur Verfügung gestellt werden. Das beim Parforce-Verfahren anfallende Nebenprodukt Magnesiumchlorid geht zur Kläranlage Northeim zurück und wird anhand von Vergleichsversuchen mit kommerziellen Produkten bewertet. Das Ammoniakwasser wird auf dessen Nutzung zur Düngemittelherstellung oder zur Entstickung von Verbrennungsabgasen untersucht.

Die Produktion phosphatarmen Klärschlamms ermöglicht eine flexible energetische und auch stoffliche Verwertung, die meist mit niedrigeren Kosten verbunden ist. Dank dem erstmaligen Einsatz einer sogenannten Wirbelschichtverdampfungstrocknung, das heißt einer Klärschlammtrocknung bei Überdruck und unter reiner Wasserdampfatmosphäre, erfolgt eine besonders effiziente Wärmerückgewinnung und eine nahezu wärmebilanzneutrale Volltrocknung. Um trotz des Zusatzaufwandes für die Ressourcenschonung eine Emissionsminderung des gesamten CO2 zu erreichen, kann der getrocknete Klärschlamm als Brenn- und Zuschlagstoff in der Zementindustrie verwertet oder als Zusatzbrennstoff in Kraftwerken genutzt werden.

Gefördert wird das Projekt durch die Maßnahme „Rephor – Regionales Phosphor Recycling“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung. Die Maßnahme ist Teil des Programms „Forschung für Nachhaltige Entwicklung“ (Fona).

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