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Energetische Verwertung von Klärschlamm und Aufbereitung der Rückstände zu Bodenhilfsstoffen, um einen geschlossenen Nährstoffkreislauf zu gewährleisten

Überblick

Die Entsorgung von Klärschlamm ist kostspielig und hat sich weltweit zu einem großen Umweltproblem entwickelt - insbesondere in kleineren Gemeinden. Eine der größten Herausforderungen besteht darin, Klärschlamm sowohl wirtschaftlich als auch umweltfreundlich zu behandeln. In deutschen Kommunen ist der Betrieb von Kläranlagen einer der größten Stromverbraucher.

Im Rahmen dieses Projekts sind wir dabei, eine kleine Anlage zu entwickeln, die Klärschlamm - selbst bei einem Wassergehalt von 90 % - in eine saubere, inaktive organische Form wie Biokohle umwandelt, die als Düngemittel verwendet werden kann. Dieses Projekt ist mit zahlreichen technischen Herausforderungen verbunden. Eine davon ist die Entwicklung eines Systems, das klein genug ist, um in ländlichen Gebieten problemlos eingesetzt werden zu können. Wir arbeiten auch daran, dass keine schädlichen Emissionen durch die Abgase während des Verfahrens oder durch die Biokohle selbst freigesetzt werden und dass der Energiebedarf für die Wiederaufbereitung des Wassers reduziert wird. Wir arbeiten mit Industrie- und Forschungspartnern in der ganzen Welt zusammen, um dieses technische Problem zu lösen.

Hintergrund

Die Klärung von Wasser und die Entsorgung von Klärschlamm ist weltweit eine große Herausforderung, vor allem wenn ein geschlossener Nährstoffkreislauf stattfinden soll, wobei die mögliche Ausbreitung von Keimen und Krankheitserregern sowie von Schadstoffen noch nicht berücksichtigt wird. Dementsprechend ist die Klärung und die Entsorgung nicht nur mit einem hohen technischen und energetischen Aufwand, sondern auch mit zahlreichen Auflagen und Meldepflichten verbunden. Ein geschlossener Nährstoffkreislauf ist auch bei Biogasanlagen wichtig. Es ist wichtig, dass die in der Silage enthaltenen Nährstoffe später wieder der Natur zugeführt werden, um eine Degradierung der Anbauflächen zu vermeiden. Ziel des Netzwerkes ist die Entwicklung kleiner, dezentraler, energieautarker und kostengünstiger Systeme zur Verwertung von Schlämmen aus Kleinkläranlagen bis hin zu Schlammlagunen und aus Biogasanlagen, die zu einem geschlossenen Nährstoffkreislauf führen. Für die verschiedenen Anwendungsbereiche sollen speziell konzipierte Systeme geschaffen werden. Das Netz ist also auf Dauer angelegt. Zunächst gilt es, ein kostengünstiges Basismodell zu entwickeln, das dann in weiteren Entwicklungsschritten auf die jeweilige Anwendung ausgelegt und angepasst wird.

Das Netzwerk deckt folgende Kompetenzen ab:

Kenntnis der aktuellen Gesetzeslage und Vorschriften
Kenntnisse über Klär- und Biogasanlagen sowie deren Rahmendaten und Anforderungen
Ressourcenschonende Entwässerung von Schlämmen
Rückgewinnung von Nährstoffen und Bioverfügbarkeit
Pyrolytische Verwertung der festen Phase / Feststoffe

Die Pyrolyse hat mehrere Vorteile gegenüber der Verbrennung:

Sie ist effizient im kleinen Leistungsbereich
Sie ermöglicht grundsätzlich einen vereinfachten Umgang mit Restchlor und Restschwefel im Schlamm
Vermeidung von extremer Korrosion wie in Monoverbrennungsanlagen o Vermeidung von
Verbrennungsanlagen
Vermeidung der extrem teuren und aufwändigen Chlorgasreinigung
Vermeidung der Zugabe von Erdgas zur Aufrechterhaltung des Verbrennungsprozesses
Zerstörung von pathogenen Stoffen wie Bakterien, Viren, Würmern und Arzneimittelrückständen bei Temperaturen von über 600 Grad Celsius
Produktion von Biokohle möglich und damit Speicherung des im Klärschlamm vorhandenen CO2.

Ziel ist es, hochwertige, kleine, dezentrale Anlagen zu entwickeln, die den Klärschlamm entwässern, Nährstoffe zurückgewinnen und die feste Phase energetisch verwerten bzw. in Biokohle umwandeln. Um dieses Ziel zu erreichen, sind verschiedene technische / technologische Herausforderungen zu lösen, wie z.B.: