Das Projekt "RePhoR - Projekt p2b (Konzeptphase): Regionales Phosphor-Recycling in der Region Zweibrücken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Wasser und Gewässerentwicklung, Bereich Siedlungswasserwirtschaft und Wassergütewirtschaft (IWG-SWW) durchgeführt. Phosphor (P) ist ein essentieller und nicht substituierbarer Baustein in allen Lebewesen und wird vor allem als Dünger für eine ertragreiche Landwirtschaft gebraucht. Daher hat die Bundesregierung die Rückgewinnung von Phosphor im Deutschen Ressourceneffizienzprogramm (ProgRessII) als wichtigen Baustein zur Etablierung einer ressourceneffizienten Kreislaufwirtschaft verankert und mit der im Oktober 2017 in Kraft getretenen Novellierung der Klärschlammverordnung die gesetzlichen Rahmenbedingungen geschaffen. Für kommunale Kläranlagen mit einer Ausbaugröße über 50.000 Einwohnerwerten ist demnach ab dem Jahr 2032 die Rückgewinnung von Phosphor grundsätzlich vorgeschrieben. In diesem Zusammenhang wurde ein ganzheitliches Konzept zum regionalen P-Recycling in einer als Beispielregion ausgewählten Region erstellt. Ausgangspunkt des Recyclingkonzeptes ist eine kommunale Kläranlage mit einer Ausbaugröße von 72.000 Einwohnerwerten (GK 4). Das Konzept sieht die großtechnische Umsetzung eines Phosphor-Rückgewinnungsverfahrens auf der Kläranlage vor. Dabei soll das Phosphor-Recycling durch eine thermische Desintegration des Klärschlamms in Verbindung mit einer MAP-Kristallisation (MAP: Magnesium-Ammonium-Phosphat) realisiert werden. Für den an Phosphor abgereicherten Klärschlamm mit einem Phosphorgehalt von weniger als 20 Gramm je Kilogramm Trockenmasse ist eine Zuführung in eine anderweitige Verwertung, insbesondere in der Zementindustrie, vorgesehen. Hinsichtlich der auf der Kläranlage gewonnenen Phosphor-Rezyklate sieht das Konzept eine konsequente regionale Verwertung in der Landwirtschaft, vorzugsweise im Ökolandbau vor. Die Einhaltung der durch die Novelle der Klärschlammverordnung gegebenen gesetzlichen Rahmenbedingungen bezüglich des Phosphor-Recyclings stand bei der Konzepterstellung im Vordergrund.
Das Projekt "EXIST-Forschungstransfer: PARFORCE" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von PARFORCE Engineering & Consulting GmbH durchgeführt. Die PARFORCE-Technologie ermöglicht es, phosphathaltige Primär- und Sekundärrohstoffe zu verwerten oder zu veredeln. Das Hauptprodukt ist dabei immer Phosphorsäure, die als Ausgangsstoff für zahlreiche Industrieprodukte, wie Dünge- und Futtermittel, aber im Bereich der Flammen- und Korrosionsschutzmittel eingesetzt wird. Die Technologie kommt hauptsächlich auf großen Kläranlagen zum Einsatz, wo die Phosphorrückgewinnung gesetzlich vorgeschrieben ist. Mit der bereits errichteten Demonstrationsanlage sind weitere Langzeituntersuchungen besonders der Membrantechnologie als auch die Optimierung der Prozesstechnik bezüglich der unterschiedlichen Einsatzstoffe vorgesehen. Einen Schwerpunkt bildet die Entwicklung und Überprüfung des erweiterten PARFORCE-Ansatzes bestehend aus Klärschlammdesintegration, Struvitabscheidung und Aufbereitung zu Phosphorsäure sowie die Klärschlammentwässerung.
Das Projekt "Erneuerbare Energie und Minderung der Emission von Treibhausgasen durch moderne Verfahren der Abwasser- und Schlammbehandlung auf kleinen und mittleren Kläranlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Siedlungs- und Industriewasserwirtschaft durchgeführt. Im Forschungsvorhaben 'Erneuerbare Energie und Schlamm kleiner und mittlerer Kläranlagen' sollen Laborversuche und Untersuchungen an einer Pilotanlage mit dem Ziel durchgeführt werden, die Entwicklung der Pilotanlage zur Biogasgewinnung und -verstromung für kleine und mittlere Kläranlagen wissenschaftlich zu begleiten und zu optimieren. Insbesondere soll untersucht werden, inwieweit gerade die organischen Abwasserinhaltsstoffe kleiner und mittlerer Kläranlagen stärker als erneuerbare Energiequellen (Biogaspotential) genutzt werden können und damit die CO2-Belastung und die Schlammentsorgungskosten dieser Kläranlagen vermindert werden können. Durch verschiedene Abwasser- und Schlammbehandlungsverfahren ergibt sich ein unterschiedliches Biogaspotential des Klärschlamms. Es sollen sowohl der Gasanfall als auch der Methangehalt des Gases in Abhängigkeit von unterschiedlichen Technologien ermittelt werden. Es sind Aussagen zur Intensivierung der Schlammfaulung durch mechanische und/oder thermische Klärschlammdesintegration, zur Fixierung des Stickstoffs im Klärschlamm bzw. zur Rückbelastung der Kläranlage zu treffen.
Das Projekt "Urbane aquatische Kreislaufwirtschaft für Bremen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. Ziel dieses Verbundvorhabens ist der Aufbau einer urbanen aquatischen Kreislaufwirtschaft für Bremen durch Weiterentwicklung einer aquaponischen Produktionsanlage zum Modellstandort für die Bioökonomie. Folgende wissenschaftlich/ technologische und gesellschaftliche Ziele sollen durch das Forschungsvorhaben erreicht werden: 1. Etablierung einer Polykulturhaltung zur Erweiterung des Artenspektrums am Modellstandort- Kombination Wels und Tilapia 2. Entwicklung eines Verfahrens zum vollständigen Nährstoffrecycling aus der Aquakultur mit besonderer Berücksichtigung der Phosphorrückführung durch ein auf Mikrokavitation basierendes Verfahren der Schlammdesintegration und bedarfsgerechte Bereitstellung der Nährstoffe für die integrierte Hydroponik 3. Entwicklung eines standortangepassten Energiekonzeptes für eine ganzjährige Warmwasseraquakultur und Hydroponik durch Abwärmenutzung benachbarter Unternehmen und/oder Wärmepumpentechnik unter Nutzung des sich in unmittelbarer Nähe des Modellstandortes befindlichen Hafenbeckens 4. Schließen von Stoffkreisläufen durch Entwicklung und Erprobung innovativer Biokonversionsprozesse mit Mikroalgen, Wasserlinsen und Insekten unter Nutzung von Nährstoffen bzw. Reststoffen aus der benachbarten Bremischen Lebensmittelindustrie (Gärungs-CO2, Prozesswässer, feste organische Reststoffe) 5. Entwicklung eines Vermarktungskonzeptes für das UrbanAqua-Gesamtkonzept sowie die Produkte der urbanen aquatischen Kreislaufwirtschaft: Fisch- und Gemüseprodukte, Futtermittel aus Wasserlinsen, Mikroalgen und Insekten, Dienstleistungen wie Schulungen und Workshops zum Thema Aquaponik und Kreislaufwirtschaft 6. Entwicklung eines Nachhaltigkeitskonzeptes einschließlich LCA über den gesamten Produktionsprozess sowie innovativer Methoden zur Umweltbildung, Wissenschafts-kommunikation und Öffentlichkeitsarbeit in Kooperation mit anderen BaMS-Vorhaben.
Das Projekt "U74 - Forschungs- und Entwicklungsbedarf zur integrierten, dezentralen Produktion und Nutzung von Wasserstoff/Sauerstoff auf Kläranlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Straubing, Lehrstuhl für Rohstoff- und Energietechnologie durchgeführt. 1. Hintergrund und Zielstellung: Wasserstoff wird vielfach als Energieträger der Zukunft gesehen. In einer wasserstoff-basierten Energiewirtschaft bieten sich Kläranlagen als Produzenten, Nutzer und Verteiler von Wasserstoff aufgrund mehrfacher Synergiekriterien an: Sie - sind in jeder Stadt vorhanden, - haben einen günstigen Standort in Stadtnähe, - sind großteils bereits mit der notwendigen Infrastruktur ausgestattet, - stellen über Klärschlamm einen regenerativen Energieträger zur Verfügung, - haben fachkundiges, technisch geschultes Personal, - bieten ein hohes Niveau bei Betriebssicherheit und Überwachung und - benötigen überdies bei größeren Kläranlagen und/oder verbandsartigen Strukturen eigene Fahrzeugflotten für ihren Betrieb, was für die Systemimplementierung wichtig ist. Durch Integration in eine denkbare zukünftige Wasserstoffinfrastruktur können sich für Kläranlagen optimale Kombinationsmöglichkeiten zwischen kostengünstiger Abwasserreinigung und nachhaltiger Energieversorgung erschließen. Langfristig könnten so eine Energieautarkie im Inselbetrieb sowie die Lieferung insbesondere von mobiler Energie und damit eine exportfähige Technologie realisierbar sein. Zielstellung der Studie ist die Feststellung des Forschungs- und Entwicklungsbedarfs für eine erweiterte Energieproduktion und -verwertung auf Kläranlagen. Im Fokus steht dabei eine in die Abwasserreinigung integrierte Produktion des Energieträgers Wasserstoff (H2) aus Klärschlämmen, weiteren biogenen Restmassen sowie die Elektrolyse aus regenerativen Energien. Weiterhin sollten Kriterien zur Standortwahl und Potenzialermittlung für Pilotierungsszenarien geeigneter H2-Bereitstellungs- und -nutzungsstränge auf bayerischen Kläranlagen definiert werden. 2. Ergebnisse der Studie: Eine Erzeugung von Wasserstoff auf Kläranlagen ist grundsätzlich direkt aus biogenen Restmassen, durch Faulgasreformierung oder Elektrolyse möglich. Zum aktuellen Stand scheinen die Erzeugungsstränge Faulgasreformierung, z.B. mit Erhöhung der Klärgasausbeute durch Co-Fermentation und Klärschlammdesintegration, einerseits und Wasserelektrolyse mit Nutzung des anfallenden Sauerstoffs im Abwasserreinigungsprozess andererseits nach dem technischen Entwicklungsstand als aussichtsreichste Optionen für eine zeitnahe Pilotierung. Auch kann der anfallende Reinsauerstoff in einem technischen Folgeprozess (Ozonierung) zu Ozon umgewandelt und zur Behandlung von Teilströmen, Kläranlagenabläufen oder Prozesswässern eingesetzt werden. Eine Pilotierung sollte weiterhin auch unterschiedliche H2-Nutzungsstränge (stationär, mobil, externe Kleinverbraucher) berücksichtigen. Insgesamt bleibt festzuhalten, dass zu beiden Wasserstoffproduktionsoptionen technisch-wissenschaftliche Theoriekenntnisse vorliegen; das tatsächliche Praxisverhalten und insbesondere das Zusammenspiel der verschiedenen Komponenten sind jedoch noch durch einen hohen Forschungsbedarf gekennzeichnet. usw.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser - Kristallisation im Pilotmaßstab" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Kompetenzzentrum für Materialfeuchte durchgeführt. Ziel des Forschungsantrages ist es, die Möglichkeit der Phosphatrückgewinnung aus der Wasserphase sowohl im Hauptstrom- als auch im Nebenstromverfahren und aus Zentraten der Schlammdesintegration unter realen Bedingungen im Pilotmaßstab aufzuzeigen, um das jeweilige Potenzial zu quantifizieren und wieder verwertbare Produkte (Düngemittel, Phosphatrohstoff) mittels Kristallisation zu schaffen. Als Kristallisationskeim eignet sich neben Calcit hauptsächlich tobermoritreicher Porenbetonbruch, ein Abfallprodukt der Baustoffindustrie. Einstellungen des pH-Wertes, Vorabentfernung von Carbonat und Aufsalzung des Wassers entfallen dadurch. Weitgehend ungeklärt ist die Bindungsform Ca-P in Abhängigkeit der Parameter Sättigungsindex, pH-Wert, P-Konzentration und vor allem vom Gehalt des Wassers an organischem Kohlenstoff. Weitere Untersuchungen betreffen die Materialauswahl im Hinblick auf die Wirksamkeit bezüglich des P-Recyclings. Die Ergebnisse des Vorhabens sollen in die Entwicklung einer anwendungsreifen, großtechnischen Anlage einfließen.
Das Projekt "Ideenwettbewerb 'Kosten-, Preis- und Gebuehrensenkung' / Ausarbeitung des Antrages 'Senkung der Schlammbehandlungs- und Schlammentsorgungskosten durch Klaerschlammdesintegration auf der Klaeranlage Rosswein'." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von OFM Abwasserentsorgung durchgeführt. Im Rahmen der Antragsausarbeitung erfolgt eine intensive Auswertung des Standes der Wissenschaft und Technik zur Schlammdesintegration und den daraus resultierenden Moeglichkeiten zur Minimierung des Schlammanfalles. Im Hinblick auf den geplanten Einsatz der Schlammdesintegration auf der Klaeranlage Rosswein sollen vorrangig die Voraussetzungen und die Erfolgsaussichten fuer Anlagen mit aerober Schlammstabilisierung herausgearbeitet werden. Weiterhin sollen die Moeglichkeiten zur Beseitigung von Schwimm- und Blaehschlamm erfasst und mit dem geplanten Einsatz der Ultraschalltechnik verglichen werden. In die Auswertung werden die vom Antragsteller und seinen Kooperationspartnern durchgefuehrten Voruntersuchungen einbezogen. Auf der Grundlage dieser Untersuchungsergebnisse sowie des Standes der Wissenschaft und Technik werden die Entwicklungszielstellungen des Projektes abgeleitet und ein Arbeitsplan zur Projektbearbeitung aufgestellt.
Das Projekt "Teilprojekt 3 - Umsetzungsphase" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Acheron GmbH durchgeführt. Ziel dieses Verbundvorhabens ist der Aufbau einer urbanen aquatischen Kreislaufwirtschaft für Bremen durch Weiterentwicklung einer aquaponischen Produktionsanlage zum Modellstandort für die Bioökonomie. Folgende wissenschaftlich/ technologische und gesellschaftliche Ziele sollen durch das Forschungsvorhaben erreicht werden: 1. Etablierung einer Polykulturhaltung zur Erweiterung des Artenspektrums am Modellstandort-Kombination Wels und Tilapia 2. Entwicklung eines Verfahrens zum vollständigen Nährstoffrecycling aus der Aquakultur mit besonderer Berücksichtigung der Phosphorrückführung durch ein auf Mikrokavitation basierendes Verfahren der Schlammdesintegration und bedarfsgerechte Bereitstellung der Nährstoffe für die integrierte Hydroponik 3. Entwicklung eines Energiekonzeptes durch Abwärmenutzung und/oder Wärmepumpentechnik unter Nutzung der intern anfallenden Abwärmeströme 4. Schließen von Stoffkreisläufen durch Entwicklung und Erprobung innovativer Biokonversionsprozesse mit Mikroalgen, Wasserlinsen und Insekten unter Nutzung von Nährstoffen bzw. Reststoffen aus der benachbarten Bremischen Lebensmittelindustrie (Gärungs-CO2, Prozesswässer, feste organische Reststoffe) 5. Entwicklung eines Vermarktungskonzeptes für das UrbanAqua-Gesamtkonzept sowie die Produkte der Urbanen aquatischen Kreislaufwirtschaft: Fisch- und Gemüseprodukte, Futtermittel aus Wasserlinsen, Mikroalgen und Insekten, Dienstleistungen wie Schulungen und Workshops zum Thema Aquaponik und Kreislaufwirtschaft 6. Entwicklung eines Nachhaltigkeitskonzeptes einschließlich LCA über den gesamten Produktionsprozess sowie innovativer Methoden zur Umweltbildung, Wissenschafts-kommunikation und Öffentlichkeitsarbeit in Kooperation mit anderen BaMS-Vorhaben.
Das Projekt "Teilprojekt 2 - Umsetzungsphase" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Bremen, Institut für Umwelt- und Biotechnik durchgeführt. Ziel dieses Verbundvorhabens ist der Aufbau einer urbanen aquatischen Kreislaufwirtschaft für Bremen durch Weiterentwicklung einer aquaponischen Produktionsanlage zum Modellstandort für die Bioökonomie. Folgende wissenschaftlich/ technologische und gesellschaftliche Ziele sollen durch das Forschungsvorhaben erreicht werden: 1. Etablierung einer Polykulturhaltung zur Erweiterung des Artenspektrums am Modellstandort-Kombination Wels und Tilapia 2. Entwicklung eines Verfahrens zum vollständigen Nährstoffrecycling aus der Aquakultur mit besonderer Berücksichtigung der Phosphorrückführung durch ein auf Mikrokavitation basierendes Verfahren der Schlammdesintegration und bedarfsgerechte Bereitstellung der Nährstoffe für die integrierte Hydroponik 3. Entwicklung eines standortangepassten Energiekonzeptes für eine ganzjährige Warmwasseraquakultur und Hydroponik durch Abwärmenutzung benachbarter Unternehmen und/oder Wärmepumpentechnik unter Nutzung des sich in unmittelbarer Nähe des Modellstandortes befindlichen Hafenbeckens 4. Schließen von Stoffkreisläufen durch Entwicklung und Erprobung innovativer Biokonversionsprozesse mit Mikroalgen, Wasserlinsen und Insekten unter Nutzung von Nährstoffen bzw. Reststoffen aus der benachbarten Bremischen Lebensmittelindustrie (Gärungs-CO2, Prozesswässer, feste organische Reststoffe) 5. Entwicklung eines Vermarktungskonzeptes für das UrbanAqua-Gesamtkonzept sowie die Produkte der urbanen aquatischen Kreislaufwirtschaft: Fisch- und Gemüseprodukte, Futtermittel aus Wasserlinsen, Mikroalgen und Insekten, Dienstleistungen wie Schulungen und Workshops zum Thema Aquaponik und Kreislaufwirtschaft 6. Entwicklung eines Nachhaltigkeitskonzeptes einschließlich LCA über den gesamten Produktionsprozess sowie innovativer Methoden zur Umweltbildung, Wissenschafts-kommunikation und Öffentlichkeitsarbeit in Kooperation mit anderen BaMS-Vorhaben.
Das Projekt "Teilprojekt 1 - Umsetzungsphase" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. Ziel dieses Verbundvorhabens ist der Aufbau einer urbanen aquatischen Kreislaufwirtschaft für Bremen durch Weiterentwicklung einer aquaponischen Produktionsanlage zum Modellstandort für die Bioökonomie. Folgende wissenschaftlich/ technologische und gesellschaftliche Ziele sollen durch das Forschungsvorhaben erreicht werden: 1. Etablierung einer Polykulturhaltung zur Erweiterung des Artenspektrums am Modellstandort- Kombination Wels und Tilapia 2. Entwicklung eines Verfahrens zum vollständigen Nährstoffrecycling aus der Aquakultur mit besonderer Berücksichtigung der Phosphorrückführung durch ein auf Mikrokavitation basierendes Verfahren der Schlammdesintegration und bedarfsgerechte Bereitstellung der Nährstoffe für die integrierte Hydroponik 3. Entwicklung eines standortangepassten Energiekonzeptes für eine ganzjährige Warmwasseraquakultur und Hydroponik durch Abwärmenutzung benachbarter Unternehmen und/oder Wärmepumpentechnik unter Nutzung des sich in unmittelbarer Nähe des Modellstandortes befindlichen Hafenbeckens 4. Schließen von Stoffkreisläufen durch Entwicklung und Erprobung innovativer Biokonversionsprozesse mit Mikroalgen, Wasserlinsen und Insekten unter Nutzung von Nährstoffen bzw. Reststoffen aus der benachbarten Bremischen Lebensmittelindustrie (Gärungs-CO2, Prozesswässer, feste organische Reststoffe) 5. Entwicklung eines Vermarktungskonzeptes für das UrbanAqua-Gesamtkonzept sowie die Produkte der urbanen aquatischen Kreislaufwirtschaft: Fisch- und Gemüseprodukte, Futtermittel aus Wasserlinsen, Mikroalgen und Insekten, Dienstleistungen wie Schulungen und Workshops zum Thema Aquaponik und Kreislaufwirtschaft 6. Entwicklung eines Nachhaltigkeitskonzeptes einschließlich LCA über den gesamten Produktionsprozess sowie innovativer Methoden zur Umweltbildung, Wissenschafts-kommunikation und Öffentlichkeitsarbeit in Kooperation mit anderen BaMS-Vorhaben.
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