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Teilprojekt 6

Das Projekt "Teilprojekt 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Born, Ermel GmbH -Ingenieure- durchgeführt. Die Zielsetzung ist die Optimierung im Zusammenspiel von Energie (Nutzung der Energie durch geeignete Kraft-Wärme-Kopplungsprozesse mit Stromerzeugung und Wärmenutzung für die Klärschlammtrocknung und Energiebereitstellung z.B. für die Thermodruckhydrolyse), Nutzungspotential der Ressource Phosphor sowie Entsorgungssicherheit im Bereich der thermischen Klärschlammverwertung. 1.Darstellung und Bewertung der aktuellen Verfahren zur thermischen Klärschlammbehandlung; 2.Konzeptentwicklung für eine thermische Klärschlammbehandlung am Beispiel des ZKW Darmstadt. Vergleich von konventionellen und neuen Verbrennungstechnologien 3.Kostenvergleichsrechnung; 4.Sensitivitätsuntersuchung; 5. Bewertung und Untersuchung des Einflusses von anderen innovativen Konzepten in den vorgeschalteten Verfahrensstufen.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von bluemove consulting gmbh durchgeführt. Die Bedarfsgerechte Bereitstellung und Speicherung von Energie (speziell Strom) sowie der Ausgleich von Lastspitzen in den Netzen ist eine der großen Herausforderungen unserer Zeit. In diesem Umfeld untersucht das Forschungsprojekt die dynamische Flexibilisierung der Stoff- und Energieströme der Kläranlage in Interaktion mit dem angrenzenden Gesamtsystem von Infrastruktureinrichtungen. Ein wichtiger Baustein ist hierbei die Klärschlammbehandlung als Energieverbraucher, -speicher und -erzeuger; u.a. durch eine Nutzung von Restwärme/regenerative Energien für einen thermischen Aufschluss, Erweiterung/Flexibilisierung der Betriebsparameter der Faulung oder Implementierung einer Hochlastfaulung. Im Gesamtkonzept soll hierbei das Energieoptimum erzielt werden. Zusammen mit Untersuchungen zur Ökologie, Ökonomie sowie Fragestellungen zur gesellschaftlichen Innovationsarena erfolgt die Erarbeitung und Bewertung einer Datenbasis. Die exemplarisch für die Stadt Darmstadt ermittelten Forschungsergebnisse, aus technischer, ökologischer, ökonomischer und sozialer/gesellschaftlicher Sicht sollen als allgemein verfügbare Planungsgrundlage zur Verfügung gestellt werden Erfassung, Analyse, Bewertung Kläranlage IST; Erarbeitung Energiesimulation; Untersuchung & Bewertung Interaktion Kläranlage & Gesamtsystem; Untersuchung verschied. Technologien als Bausteine 'Micro Smart Grids'; Variantenentwicklung für Abwasserbehandlung der Zukunft; Ableitung von Kennzahlen für Entwicklung Anwendertools.

Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Clausthal - CUTEC Clausthaler Umwelttechnik Forschungszentrum durchgeführt. Gesamtziel des Verbundprojektes ist die Flexibilisierung der Energieströme von Kläranlagen in der Interaktion mit Infrastruktureinrichtungen. Ein wichtiger Baustein ist hierbei die Klärschlammbehandlung als Energieverbraucher, -speicher und -erzeuger; u.a. durch den effizienten und flexiblen Einsatz einer thermischen Schlammhydrolyse. Die Arbeitsziele dieses Teilvorhabens bestehen in der Entwicklung und Optimierung eines verbesserten Verfahrens zur Thermodruckhydrolyse (TDH) von Klärschlämmen. Hierdurch soll mittels einer additiven Teiloxidation ein erhöhter Anteil schwerabbaubarer Schlamminhaltsstoffe für eine energetische Nutzung verfügbar gemacht werden sowie die Möglichkeiten der TDH zur dynamischen Regelbarkeit der Faulgasbildungsrate untersucht werden. Zur Durchführung dieser Untersuchungen und Entwicklungen werden am CUTEC-Institut vorhandene Laboranlagen umgebaut und erweitert sowie mit dem Partner IWAR-AT eine halbtechnische Versuchsanlage aufgebaut. In mehreren Versuchsphasen werden gezielt die Einflussgrößen der TDH auf die weitergehende energetische Nutzung von schwerabbaubaren Inhaltsstoffen sowie auf die Flexibilisierung der Faulgasproduktion untersucht. Neben einer erweiterten Analytik zur Charakterisierung der Stoffumwandlungsvorgänge während der TDH unter verschiedenen Prozessbedingungen werden parallele Faulungsversuche zum Gasertrag und -bildungsrate der gewonnenen Hydrolysate durchgeführt sowie reaktionskinetische Daten zur Prozessbeschreibung ermittelt.

Teilprojekt 8

Das Projekt "Teilprojekt 8" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Ziel des Forschungsprojektes ist die Flexibilisierung der Energieströme einer Kläranlage in der Interaktion mit Infrastruktureinrichtungen. Ein wichtiger Baustein ist hierbei aus technischer Sicht die Klärschlammbehandlung als Energieverbraucher, -speicher und -erzeuger; u.a. durch eine Nutzung von Restwärme/regenerativen Energien für einen thermischen Aufschluss, Erweiterung/Flexibilisierung der Betriebsparameter der Faulung oder Implementierung einer Hochlastfaulung. Im Gesamtkonzept einer thermischen Verwertung soll hierbei das Energieoptimum erzielt werden. Zusammen mit Untersuchungen zur Ökologie (Ökobilanz), Ökonomie (volkswirtschaftliche und betriebswirtschaftliche Kosten) sowie Fragestellungen zur gesellschaftlichen Innovationsarena erfolgt die Entwicklung eines Anwendertools zum Transfer, der exemplarisch für die Stadt Darmstadt ermittelten Forschungsergebnisse, aus technischer, ökologischer, ökonomischer und gesellschaftlicher Sicht als allgemein verfügbare Planungsgrundlage. Die Projektbearbeitung erfolgt in einem interdisziplinären Projektteam aus Wissenschaft, Praxis (Berater, Planer, Anlagenbauer) sowie Kommune/Betreiber.

Teilprojekt 1: Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm und Rückständen thermischer Klärschlammbehandlung

Das Projekt "Teilprojekt 1: Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm und Rückständen thermischer Klärschlammbehandlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut IWAR, Fachgebiet Abwassertechnik durchgeführt. Ziel dieses gemeinsamen Forschungsprojektes der TU-Darmstadt, der Universität Hannover und der Forschergruppe Feuchtemesstechnik (SMG) der Universität Karlsruhe ist es, umfassend die Möglichkeiten einer Phosphorrückgewinnung in der kommunalen Abwasserreinigung als wichtige P-Senke zu untersuchen und zu optimieren, um wieder verwertbare Rohstoffe zu schaffen. Durch die Kooperation der Projektteilnehmer kann dabei eine Betrachtung sowohl der wässrigen Phase als auch des Klärschlamms und der Klärschlammasche erfolgen. Das Hauptziel ist, Phosphat verfahrenstechnisch praktikabel und wirtschaftlich aus Abwasser (Teilstudie A), Klärschlamm und -asche (Teilstudie B) zurückzugewinnen und ein gut verwertbares, möglichst reines, d.h. schadstofffreies Produkt zu schaffen, das entweder direkt z.B. als Dünger verwendet oder als Rohstoff in der Düngemittel- oder P-verarbeitenden Industrie eingesetzt werden kann.

RePhoR - Projekt MuTeMaKK (Konzeptphase): Entwicklung eines multiplen Technologie- und Management-Konzeptes zur Klärschlammverwertung und Phosphor-Rückgewinnung sowie Vorbereitung der großtechnischen Umsetzung in der Region Weser-Westfalen

Das Projekt "RePhoR - Projekt MuTeMaKK (Konzeptphase): Entwicklung eines multiplen Technologie- und Management-Konzeptes zur Klärschlammverwertung und Phosphor-Rückgewinnung sowie Vorbereitung der großtechnischen Umsetzung in der Region Weser-Westfalen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IEEM gGmbH - Institut für Umwelttechnik und Management an der Universität Witten,Herdecke durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist, ein innovatives und umsetzungsfähiges Klärschlammverwertungskonzept für eine Region zu entwickeln, das der neuen Gesetzeslage und lokalen Gegebenheiten Rechnung trägt. Neben der Technologie sind auch Betrieb und Management sowie ökonomische und politische Aspekte einzubeziehen. Die mittelgroßen Klärwerke ab 50.000 EW (Einwohnerwerten) sind unmittelbar von der novellierten Klärschlammverordnung betroffen. Es geht aber auch um die kleineren Klärwerke incl. jener bis max. 10.000 EW, welche 94% aller Klärwerke in Deutschland repräsentieren. Auch für diese müssen tragbare Lösungen entwickelt werden (ab 20.000 EW mit nachweisbarer P-Rückgewinnung). In Abhängigkeit von den präferierten P-Rückgewinnungsverfahren kann für kleinere und mittelgroße Klärwerke die regionale Kooperation einen nachhaltigen Lösungsansatz darstellen, wobei das Konzept entlang der Wertschöpfungskette ganzheitlich zu optimieren ist. Für die bestmögliche Strategie werden dezentrale und semizentrale Prozess-Stufen der Klärschlammaufbereitung ebenso gehören wie zentrale und möglicherweise auch überregionale Stufen, z.B. zur thermischen Klärschlammbehandlung und (je nach Technologie nicht zwingend am gleichen Standort) zur P-Rückgewinnung.

Evaluierung verfügbarer Kapazitäten thermischer Klärschlammbehandlung sowie zur Phosphorrückgewinnung

Das Projekt "Evaluierung verfügbarer Kapazitäten thermischer Klärschlammbehandlung sowie zur Phosphorrückgewinnung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Mit der 2017 novellierten AbfKlärV wird der Ausstieg aus der bodenbezogenen KS-Verwertung weiter forciert, was zu einem höheren Bedarf an thermischen KS-Vorbehandlungskapazitäten führen wird. Die größten KS-Mitverbrennungskapazitäten bestehen derzeit im Bereich der Kohlekraftwerke, deren Verfügbarkeit mit dem geplanten Kohleausstieg sukzessive eingeschränkt werden wird. Die bestehenden KS-Verbrennungskapazitäten reichen mit knapp 500.000 t TS/a bei weitem nicht aus, um die zukünftig thermisch vorzubehandelnden KS-Mengen (etwa 1,5 Mio t TS/a) aufzunehmen. Änderungen des Düngerechts zeigen zudem eine unmittelbare Wirkung auf die bodenbezogene KS-Verwertung und führten bereits in einigen Regionen zu Entsorgungsengpässen. Des Weiteren besteht ab 2029 gemäß AbfKlärV die Verpflichtung, Phosphor (P) aus dem KS oder aus der KS-Verbrennungsasche zurückzugewinnen. Die hierfür erforderlichen Rückgewinnungstechnologien befinden sich aktuell noch überwiegend im Entwicklungsstadium und es ist derzeit noch nicht hinreichend klar, ob diese Technologien zu Beginn der Pflicht zur P-Rückgewinnung ab 2029 in ausreichender Kapazität und Verfahrensreife verfügbar sind; bei Bedarf können KS-Verbrennungsaschen in einem Langzeitlager unter der Voraussetzung gelagert werden, dass die verpflichtende P-Rückgewinnung zu einem späteren Zeitpunkt gewährleistet bleibt. Mittels systematischer Erhebungen soll der Status Quo und die Entwicklungstendenzen der KS-Vorbehandlung untersucht werden sowie darauf aufbauend die bestehenden bzw. konkret geplanten Kapazitäten und Standorte zur thermischen KS-Vorbehandlung sowie zur P-Rückgewinnung evaluiert werden. Zusätzlich sollen die Möglichkeiten der Langzeitlagerung von KS-Verbrennungsaschen untersucht und u.a. unter ökonomischen Aspekten bewertet werden. Darüber hinaus sollen Hemmnisse zur Neuerrichtung von Vorbehandlungskapazitäten bzw. zur Durchführung der P-Rückgewinnung identifiziert sowie Lösungsstrategien und Handlungsempfehlungen entwickelt werden

Regionale Klärschlammverwertung durch Kombination eines Biomasseheizkraftwerks und einer thermischen Klärschlammbehandlung durch Pyrolyse

Das Projekt "Regionale Klärschlammverwertung durch Kombination eines Biomasseheizkraftwerks und einer thermischen Klärschlammbehandlung durch Pyrolyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KSV - Die regionale Klärschlammverwertungs-GmbH durchgeführt. Das Unternehmen KSV hat unter Federführung der Stadtwerke Crailsheim GmbH damit begonnen, eine neuartige Kombination eines Naturholz-Heizkraftwerks in Verbindung mit einer thermischen Mineralisierungsanlage zur Klärschlammentsorgung zu errichten. Dabei wird der Klärschlamm nach Vortrocknung durch thermische Zersetzung (Pyrolyse) mineralisiert und somit verwertungsfähig gemacht. Die Energie aus dem dabei entstehenden Schwelgas wird in dem Biomasseheizkraftwerk verwendet. Die Abwärme aus dem Heizkraftwerk dient wiederum zur Trocknung des Klärschlamms. Durch das Vorhaben werden insgesamt über 40 000 Tonnen klimaschädliches Kohlendioxid eingespart. Mit der regionalen Klärschlammentsorgung kann das Transportaufkommen um über 350 000 Kilometer pro Jahr reduziert werden. In der thermischen Pyrolyseanlage sollen pro Jahr insgesamt rund 18 000 Tonnen (im Endausbau 22 000 Tonnen) Klärschlamm aus 27 baden-württembergischen und bayerischen Gemeinden behandelt werden. Mit der Kombinationsanlage wird die CO2-freie Strom- und Wärmeerzeugung aus Biomasse mit der Lösung des Klärschlammproblems verbunden. Die Asche aus der Klärschlamm-Mineralisierung wird separat gewonnen. Da es sich um ein reaktionsträges (inertes) Material handelt, kann sie zunächst auf einer Deponie entsorgt werden. Sobald wirtschaftliche Techniken zur Phosphatrückgewinnung zur Verfügung stehen, sollen diese zum Einsatz kommen und die Ablagerung eingestellt werden.

RePhoR - Projekt P-XTRACT (Konzeptphase): Klärschlammverwertung für die Verbundregion Neuenburg-Breisach-Bad Krozingen in Südbaden mit innovativer Wirbelschichttechnik und integrierter Phosphorrückgewinnung zur Erzeugung von Dünger: P-XTRACT-Verfahren

Das Projekt "RePhoR - Projekt P-XTRACT (Konzeptphase): Klärschlammverwertung für die Verbundregion Neuenburg-Breisach-Bad Krozingen in Südbaden mit innovativer Wirbelschichttechnik und integrierter Phosphorrückgewinnung zur Erzeugung von Dünger: P-XTRACT-Verfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wehrle-Werk AG durchgeführt. Das P-XTRACT-Verfahren ist ein 2-stufiges thermisches Wirbelschichtverfahren, in dem integriert unter Anwendung von kalkhaltigem Bettmaterial und anderen Additiven Calciumphosphate als Intermediate zur weiteren Verarbeitung erzeugt werden, bei gleichzeitig hoher P-Konzentration und P-Rückgewinnungsquote von mindestens 80%. Schwermetalle werden durch Ascheabscheidung bei hohen Temperaturen reduziert, sodass die Asche mit geringem Aufwand lokal zum Dünger aufgearbeitet werden kann. Die Pflanzenverfügbarkeit des Phosphors kann durch mehrere Maßnahmen innerhalb der gesamten Prozesskette von der thermischen Klärschlammbehandlung bis zur Art der Ausbringung auf das Feld verbessert werden. Lange Transportwege für mechanisch entwässerten Klärschlamm entfallen durch die regionale Verwertung.

RePhoR - Projekt P-Rueck_TREA_Leuna (Konzeptphase): Errichtung einer großtechnischen Anlage zur thermo-chemischen Klärschlammbehandlung mit Phosphorrückgewinnung am Standort TREA Leuna

Das Projekt "RePhoR - Projekt P-Rueck_TREA_Leuna (Konzeptphase): Errichtung einer großtechnischen Anlage zur thermo-chemischen Klärschlammbehandlung mit Phosphorrückgewinnung am Standort TREA Leuna" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MVV Umwelt GmbH durchgeführt. Die MVV Umwelt Asset GmbH plant am Standort im Chemiepark Leuna die Errichtung und den großtechnischen Betrieb einer thermo-chemischen Klärschlamm-Behandlungsanlage mit Phosphorrückgewinnung. Für die Klärschlammbehandlung mit direktem Phosphor-Recycling nach dem EuPhoRe-Verfahren wird der Anlagenpark der bestehenden Abfallbehandlungs- und Energieerzeugungsanlage um zwei Drehrohröfen im Gegenstrom zu den mit Abfall befeuerten Kesseln erweitert und thermisch mit diesen verbunden. Zusätzlich zu den beiden Drehrohranlagen werden ein Annahme- und Lagerbereich mit Förder-Dosiereinrichtung für Additive für den angelieferten Klärschlamm sowie ein Zwischenlagersilo für das erzeugte Dünger-Produkt bzw. den Düngerrohstoff geschaffen.

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