Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHTPhosphor aus Klärschlamm zurückgewinnen: Arbeiten auf der Mephrec-Baustelle starten
Newsletter 25.02.2016 - Für das Projekt »Klärschlammverwertung Region Nürnberg mit metallurgischem Phosphorrecycling (KRN-Mephrec)« haben die Bauarbeiten gestartet. Ziel ist es, eine moderne Technologie für die energetische Klärschlammverwertung bei gleichzeitiger Phosphorrückgewinnung in der Region Nürnberg anzubieten. Das Projekt KRN-Mephrec wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Programm ERWAS gefördert, es sind Ingenieurbüros, Hochschulen und Firmen beteiligt. Auch die Abteilung Biologische Verfahrenstechnik von Fraunhofer UMSICHT in Sulzbach-Rosenberg wirkt mit. Das Team hat die Aufgabe, die Bilanzierung des Prozesses der Schmelzvergasung und der Verfahrenskette sicher zu stellen und außerdem ein Verwertungskonzept für das erzeugte Synthesegas zu erarbeiten. Das Projekt startete im November 2014 und läuft bis April 2017.
Im entwässerten Klärschlamm befinden sich viele Schadstoffe, die durch das Abwasser in die Kläranlage gelangen. Klärschlämme enthalten außer den potenziellen Schadstoffen auch essenzielle Pflanzennährstoffe. Besonders der im Klärschlamm enthaltene Phosphor (P), ist für die weitere Nutzung interessant. Denn Phosphor ist ein lebensnotwendiger und kritischer Rohstoff in Europa. Ziel des Verbundprojekts »Klärschlammverwertung Region Nürnberg mit metallurgischem Phosphorrecycling (KRN-Mephrec)« ist es, die phosphathaltige sowie schwermetallarme Schlacke aus Klärschlamm zurückzugewinnen und die traditionellen Schmelzverfahren der Metallverhüttung zur Klärschlammverwertung zu untersuchen
Optimale energetische Nutzung von Synthesegas
Der erste Teilprozess des Verfahrens behandelte die Trocknung und Bereitstellung des Klärschlamms. Die Ingenieure trockneten den Klärschlamm zu Klärschlammgranulat und pressten dieses im zweiten Schritt zu formstabilen Briketts für den Pilotversuch. Der thermochemische Prozess der Schmelzvergasung erfolgt einstufig in einem modifizierten Schachtofen. Die beteiligten Projektpartner prüfen im Rahmen des Projekts, ob die Düngequalität der phosphorreichen Schlacke auch eine Nutzung in der biologischen Landwirtschaft ermöglicht.
Fraunhofer UMSICHT bewertet die Qualität des entstehenden Synthesegases hinsichtlich einer möglichen energetischen Nutzung. »Außerdem analysieren wir den Teergehalt des Synthesegases«, erklärt Sonja Wiesgickl, wissenschaftliche Mitarbeiterin bei Fraunhofer UMSICHT. »So modifizieren wir den Ofenbetrieb und die Reinigung des Synthesegases, um für die spätere optimale energetische Nutzung ein möglichst hochwertiges Gasgemisch zu produzieren.«
Langzeittest ab April 2016
Die Planung der Mephrec-Anlage am Standort Klärwerk Nürnberg, ist abgeschlossen, und die Komponenten der Pilotanlage sind definiert. Im Januar 2016 begann der Aufbau des Ofens, im April 2016 ist die Kaltinbetriebnahme geplant, bei der die Ingenieure von Fraunhofer UMSICHT unterstützen. Im Langzeittest wird der Ofen über Wochen rund um die Uhr betrieben, dadurch sollen Erkenntnisse über den Dauerbetrieb und den Verbesserungsbedarf der Anlage ermittelt werden.
»Wir sind für die Auswertung der zahlreichen Messreihen gemeinsam mit den anderen wissenschaftlichen Instituten zuständig. Ebenso bewerten wir die Versuchsergebnisse und erstellen eine vollständige Prozessbilanzierung«, erläutert Sonja Wiesgickl. Weitere Tests der erzeugten Produkte folgen, um die Qualität und das Potenzial der Wiederverwertung auszuloten. Anhand dieser Ergebnisse erfolgt die Einstufung zum energetischen und stofflichen Recycling des Klärschlamms.
Mehr Informationen zum geförderten Projekt»KRN Mephrec« gibt es auf der Seite des Bundesministeriums für Bildung und Forschung.