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Abwasser und Klärschlamm: Welches ist die beste Option zur Wertstoffrückgewinnung?

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Autor: Hildegard Lyko

Abwasser und Klärschlamm: Welches ist die beste Option zur Wertstoffrückgewinnung?
jovan/AdobeStock

Im September 2021 endete die dreijährige Projektlaufzeit des Interreg North West Europe-Forschungsprojekts WOW! (Wider business Oportunities for raw materials from Waste water (sewage). Zu den jüngsten Projektergebnissen zählen ein Tool, das Betreibern von Kläranlagen hilft, die beste Rückgewinnungsoption für das im Betrieb anfallende Abwasser und den Klärschlamm zu finden.

Diverse Möglichkeiten zur Gewinnung wichtiger organischer Rohstoffe

Abwasser und Klärschlamm enthalten eine Vielzahl von organischen Wertstoffen, die in den Stoffkreislauf zurückgeführt werden können. Denkbare Produkte daraus sind abbaubare Biokunststoffe, Biokohle und Biodiesel. Das Dilemma für die Betreiber: organischer Kohlenstoff aus dem Abwasser, der für die Biokunststoff-Produktion gewonnen wird, steht für andere Produkte wie Biodiesel, Biokohle oder – als Produkt der Klärschlammfaulung – Biogas nicht mehr zur Verfügung.  Welches Produkt für eine bestimmte Kläranlage am vielversprechensten ist, hängt von der Abwassermenge und – zusammensetzung der Anlage ab. Innerhalb von WOW! entwickelten Forschende der Avans University of Applied Science in den Niederlanden ein excelbasiertes Instrument, mit dem die Entscheidungsfindung unterstützt wird. Die Exceldatei, die über die Projektwebseite aufrufbar ist, wurde intensiv getestet in Zusammenarbeit mit dem Britischen Wasserver- und Abwasserentsorger Severn Trent.

PHA, Lipide oder Cellulose?

Das Exceltool gibt Informationen über die Gewinnung von fünf kohlenstoffbasierten Materialien unter Verwendung dreier verschiedener Technologien. So können das biologisch abbaubare Polymere PHA (Polyhydroxyalkaolat) aus den im Abwasser enthaltenen Fettsäuren mithilfe von Abwasserbakterien erzeugt werden. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, aus Ölen und Fetten Biodiesel herzustellen. Die dritte Variante, die im Exceltool betrachtet wird, ist die Herstellung von Bioöl, Biokohle und Essigsäure durch Pyrolyse von Zellulose (aus dem Toilettenpapier).

Funktionsweise des Exceltools

Anwender des Tools geben auf der Registerkarte „Eingabe“ einige grundlegende Aspekte einer Kläranlage ein. Dazu gehören die Kapazität, das Vorhandensein einer Erstbehandlung und die Menge des Abwassers aus den Haushalten. Nach der Eingabe folgt eine Gesamtübersicht über die Ergebnisse und die Ergebnisse pro Verwertungstechnologie. Die Ergebnisse zeigen, welche Technologie zur Rückgewinnung von Kohlenstoffmaterialien für eine bestimmte Kläranlage erfolgversprechend ist.

Anwender können für jede Verwertungstechnologien prüfen, welche Parameter die notwendigen Kriterien erfüllen, um diese Technologie durchführbar zu machen, und welche nicht. Das Tool gibt auch Auskunft über die (anderen) Prozesse in einer Kläranlage, die von der Anwendung einer der Verwertungstechnologien betroffen sein können, sowie über die technischen, ökologischen, wirtschaftlichen und sozialen Aspekte jeder Technologie.

Technisch-wirtschaftliche Bewertung von Rückgewinnungstechnologien

Im Rahmen des Projekts wurde für die verschiedenen aus Abwasser zu gewinnenden Produkte umfangreiche Analysen erstellt, unter welchen Bedingungen die einzelnen Produktionsrouten technisch und wirtschaftlich vielversprechend sind. Die daraus entstandenen Berichte über die technisch wirtschaftliche Bewertung der PHA-Gewinnung und der Biodieselproduktion beschreiben die ausgearbeiteten Verfahrensabläufe und enthalten die zugehörigen Massen- und Energiebilanzen. Daraus werden spezifische Produktionskosten und entsprechende Mindestabnahmepreise für eine wirtschaftliche Produktion ermittelt. Die Berichte stehen zum freien Download von der Projektwebseite zur Verfügung:

Technisch-wirtschaftliche Bewertung der PHA-Gewinnung aus Abwasser 

Technisch-wirtschaftliche Bewertung der Biodiesel-Produktion aus Abwasserinhaltsstoffen.

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