Im Zuge des Forschungsvorhabens wurde die Datenbasis zu installierten Anlagen der thermischen Klärschlammbehandlung und Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm bzw. dessen Verbrennungsasche aktualisiert. Es wurden die in Entwicklung befindlichen Phosphorrückgewinnungsverfahren hinsichtlich ihres technologischen Reifegrades bewertet und abgeschätzt, inwieweit bis zum Auslaufen der Übergangsfrist der novellierten Klärschlammverordnung in 2029 der Bedarf an Kapazitäten zur thermischen Klärschlammbehandlung sowie zur Phosphorrückgewinnung gedeckt sein wird. Veröffentlicht in Texte | 56/2025.
Das Projekt "Ermittlung noch vorhandener Klimaschutzpotentiale bei der thermischen Klärschlammbehandlung unter besonderer Berücksichtigung der Abgasparameter Stickoxide (NOx) und Lachgas (N2O)" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Klimaschutz, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMUKN) / Umweltbundesamt (UBA). Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Dresden, Institut für Verfahrenstechnik und Umwelttechnik, Professur für Energieverfahrenstechnik.Die thermische Behandlung des stickstoffreichen Abfallstoffs Klärschlamm erfolgt überwiegend in stationären Wirbelschichten. Die Betriebsführung dieser Anlagen fokussiert auf eine weitgehende Minderung der Stickoxidemissionen und berücksichtigt bisher nur teilweise die Minderung des klimarelevanten Abgasparameters Lachgas (N2O). Die Treibhausgaswirkung von N2O ist um den Faktor 300 höher im Vergleich zu CO2 und kann bei hohen Emissionen die Klimabilanz der Klärschlammverbrennung deutlich verschlechtern. Infolge der Umsetzung der Vorgaben der AbfKlärV wird zu den bestehenden Anlagen ein massiver Zubau an neuen Monoverbrennungsanlagen ( 30) erwartet, welcher bis 2029 weitgehend abgeschlossen sein soll. In diesem Zusammenhang bietet sich durch Anwendung geeigneter Feuerungs- und Abgasreinigungskonzepte die Möglichkeit, die Klimawirkung der thermischen Klärschlammbehandlung insgesamt zu mindern. Im Rahmen des Vorhabens sollen Emissionsdaten von NOx/N2O unter Berücksichtigung der angewandten Feuerungs- und Abgasreinigungskonzepte ermittelt und ausgewertet werden. Basierend hierauf werden Einsatzbereiche und Minderungseffizienzen primärer und sekundärer Schadgasminderungsmaßnahmen identifiziert und praktische Handlungsempfehlungen zur Minderung der NOx/N2O-Emissionen abgeleitet.
Im Zuge des Forschungsvorhabens wurde die Datenbasis zu installierten Anlagen der thermischen Klärschlammbehandlung und Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm bzw. dessen Verbrennungsasche aktualisiert. Es wurden die in Entwicklung befindlichen Phosphorrückgewinnungsverfahren hinsichtlich ihres technologischen Reifegrades bewertet und abgeschätzt, inwieweit bis zum Auslaufen der Übergangsfrist der novellierten Klärschlammverordnung in 2029 der Bedarf an Kapazitäten zur thermischen Klärschlammbehandlung sowie zur Phosphorrückgewinnung gedeckt sein wird.
Das Projekt "Innovative Techniken: Teilvorhaben 1 - Stand der Emissionsminderungstechnik bei Abfallbehandlungsanlagen unter besonderer Berücksichtigung klimarelevanter Abgasparameter" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Klimaschutz, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMUKN) / Umweltbundesamt (UBA). Es wird/wurde ausgeführt durch: ENVERUM Ingenieurgesellschaft für Energie- und Umweltverfahrenstechnik mbH.Die in Deutschland betriebenen Abfallbehandlungsanlagen emittieren neben den klassischen Schadstoffen auch klimarelevante Gase wie Lachgas (N2O), Methan (CH4) und fossiles Kohlendioxid (CO2). Diese Abgasparameter werden von nationalen und internationalen Berichtspflichten erfasst, beruhen allerdings zum großen Teil auf veralteten bzw. insbesondere für die Parameter Lachgas und Methan auf sehr eingeschränkten Datenbasen. Mit dem Vorhaben soll der aktuelle Stand der Emissionsminderungstechnik bei Abfallbehandlungsanlagen (Verbrennungs-anlagen für Hausmüll, Klärschlamm, Sonderabfälle und Altholz sowie Bioabfallvergärungsanlagen) eruiert werden und validierte Messdaten zu CH4, N2O und CO2 sowie ggf. weiteren relevanten Abgasparametern an repräsentativen Abfallbehandlungsanlagen zur Ableitung spezifischer Emissionsfaktoren ermittelt werden. Im Hinblick auf den Parameter Lachgas, der im Rahmen der Novellierung des BVT-Merkblattes Abfallverbrennung künftig mit einer Monitoringpflicht insbesondere für Klärschlammverbrennungsanlagen versehen ist, sollen zusätzlich geeignete Maßnahmen zur Emissionsminderung bei Wirbelschichtanlagen aufgezeigt werden. Dies ist insbesondere vor dem Hintergrund des im Zuge der novellierten Klärschlammverordnung zu erwartendenen Ausbaus der thermischen Klärschlammbehandlung von Bedeutung. Zur Schließung von Kenntnislücken sollen darüber hinaus Emissionsmessungen an ausgewählten Anlagen zu relevanten POP (z.B. TBBPA) durchgeführt und untersucht werden, inwieweit diese Verbindungen bei der thermischen Abfallbehandlung vollständig zerstört werden können.
Das Projekt "Evaluierung verfügbarer Kapazitäten thermischer Klärschlammbehandlung sowie zur Phosphorrückgewinnung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Klimaschutz, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMUKN) / Umweltbundesamt (UBA). Es wird/wurde ausgeführt durch: RWTH Aachen University, Institut für Siedlungswasserwirtschaft.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
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/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Wehrle-Werk AG.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.
Das Projekt "ERWAS: ESiTI: Abwasserbehandlungsanlage der Zukunft: Energiespeicher in der Interaktion mit technischer Infrastruktur im Spannungsfeld von Energieerzeugung und -verbrauch^Teilprojekt 5, Teilprojekt 8" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik.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.
Das Projekt "Teilprojekt 5^ERWAS: ESiTI: Abwasserbehandlungsanlage der Zukunft: Energiespeicher in der Interaktion mit technischer Infrastruktur im Spannungsfeld von Energieerzeugung und -verbrauch^Teilprojekt 8^Teilprojekt 7, Teilprojekt 6" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Born, Ermel GmbH -Ingenieure-.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.
Das Projekt "Teilprojekt 6^ERWAS: ESiTI: Abwasserbehandlungsanlage der Zukunft: Energiespeicher in der Interaktion mit technischer Infrastruktur im Spannungsfeld von Energieerzeugung und -verbrauch^Teilprojekt 5^Teilprojekt 8^Teilprojekt 7, Teilprojekt 4" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Clausthal - CUTEC Clausthaler Umwelttechnik Forschungszentrum.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.
„Wir wollen Klärschlamm als sicheren Rohstoff für Energie und Phosphor nutzen, weniger Schadstoffe auf dem Acker und zugleich stabile Gebühren für Bürgerinnen und Bürger. Die neuen Bundesvorgaben zum Umgang mit Klärschlamm nutzt Rheinland-Pfalz daher als Chance“, erklärte Umweltministerin Ulrike Höfken heute in Mainz. „Gemeinsam mit Peter Lubenau, dem Vorsitzenden des Landesverbandes der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall (DWA) und mit Bürgermeister Karl-Heinz Frieden, als Vertreter der kommunalen Spitzenverbände, informierte Höfken zur neuen Bundesklärschlammverordnung. Damit wird ab Herbst 2017 das Ausbringen von Klärschlamm auf dem Acker nach und nach reduziert und stattdessen vorgegeben, den Phosphor als Düngestoff rückzugewinnen. „Die notwendigen Anpassungen sind für die Kommunen eine große Herausforderung. Wir unterstützen sie bei zukunftsfähigen, umweltverträglichen und bezahlbaren Lösungen und haben schon vor zwei Jahren mit Gemeinde- und Städtebund, Städtetag und DWA eine bundesweit einmalige Kooperation geschlossen“, so Höfken. „Mit der Unterstützung des Umweltministeriums bereits vor Inkrafttreten der Verordnung, durch Maßnahmen, Studien oder Beratung, sind die Kommunen für die Neuausrichtung gut aufgestellt“, erklärte Lubenau. In der Kooperation „Regionale Klärschlamm-Strategien“ bilden sich regionale Initiativen, die sich abstimmen und Maßnahmen entwickeln. „Die Region Trier zeigt, wie selbst kleinste Eifelgemeinden Synergien nutzen können und hat mit 26 Verbandsgemeinden und der Stadt Trier eine Studie in Auftrag gegeben. Ein Ergebnis ist, Partner bei der Entwässerung des Klärschlamms und der Biogasgewinnung zu finden. Gerade im ländlichen Raum können so lange Transportwege vermieden und die Energie genutzt werden“, erklärte Frieden. Gemäß der neuen Bundesklärschlammverordnung dürfen nach Ablauf von zwölf Jahren Kläranlagen mit einer Ausbaugröße von mehr als 100.000 Einwohnern ihren Klärschlamm nicht mehr auf den Boden bringen. Nach 15 Jahren soll dies auch für Kläranlagen für mehr als 50.000 EW gelten. Das betrifft die 22 größten der 670 rheinland-pfälzischen Kläranlagen. In diesen fällt 40 Prozent des kommunalen Klärschlamms an. Für alle Kläranlagen gelten zudem schärfere Grenzwerte und weitere Einschränkungen. Damit werde nur die Ausbringung kleinerer Klärschlammmengen mit hoher Qualität weiter möglich bleiben. Die Kooperation soll dazu beitragen, dass regionale Initiativen weitere Maßnahmen der Entwässerung sowie der Biogaserzeugung entwickeln oder Lösungen für die thermische Klärschlammbehandlung finden und zudem die Gebühren stabil halten, so Höfken. „Von den Investitionen und regionalen Initiativen profitieren Umwelt, Kommune sowie Bürgerinnen und Bürger gleichermaßen. Die Qualität der Gewässer wird verbessert, weniger Nitrat und Schadstoffe gelangen ins Grundwasser und gleichzeitig wird ein Beitrag zur Energiewende im Land geleistet. Denn mit Klärschlamm steht uns ein günstiger Rohstoff für die Biogas- und damit Energieerzeugung ständig zur Verfügung“, so Höfken. Eine hohe Priorität habe auch die Rückgewinnung des wertvollen Nährstoffs Phosphor. Das schone ebenfalls die Ressourcen, denn die natürlichen Phosphor-Vorkommen auf der Erde sind begrenzt. Mit Unterstützung des Landes laufen dazu bereits Projekte mit der Chemischen Fabrik Budenheim bei Mainz sowie in Pirmasens. Und nicht zuletzt sorgen die energieeffiziente moderne Klärschlammverwertung auch für Entsorgungssicherheit und Gebührenstabilität, führte Höfken aus.
| Origin | Count |
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