Verwertung des Prozesswassers aus der hydrothermalen Carbonisierung von organischen Abfällen

Projektleiter 

Prof. Dr.-Ing. Joachim Fettig

Teilprojekt

Prof. Dr.-Ing. Ute Austermann-Haun, Fachgebiet   Siedlungswasserwirtschaft, Fachbereich    Bauingenieurwesen, HS OWL

Förderung

Deutsche Bundesstiftung Umwelt

Laufzeit

2011 - 2012

Kooperation

Prof. Dr.-Ing. Hans-Günter Ramke, Fachgebiet Abfallwirtschaft,

Fachbereich Umweltingenieurwesen und Angewandte Informatik

Links

www.hs-owl.de/fb8/fachgebiete/abfallwirtschaft/

Literatur

Fettig, J., Austermann-Haun, U., Liebe, H., Meier, J.F. und Wichern, M.: Ein Konzept zur Behandlung von Prozesswässern aus der hydrothermalen Carbonisierung. KA Korrespondenz Abwasser und Abfall, 62 (2015) 6, 529-536.

Hintergrund

Bei der Hydrothermalen Carbonisierung (HTC) handelt es sich um ein Verfahren zur Umwandlung organischen Materials in Braunkohle. Besonderes Interesse liegt hierbei auf der Verwertung von organischen Abfällen. Die Umwandlung des organischen Materials mittels HTC eröffnet u.a. die Möglichkeit, die Produkte dort einzusetzen, wo die darin enthaltene Energie wirksamer genutzt werden kann als bei bisher angewandten Verfahren zur energetischen Verwertung von Bioabfällen durch Vergärung.

Zielsetzung des Vorhabens

Die Verwertungsmöglichkeiten für das Prozesswasser aus der Hydrothermalen Carbonisierung von Bioabfällen wurden in diesem Vorhaben in zwei miteinander verbundenen Teilprojekten untersucht, um alle Aspekte des Prozesswasseranfalls und seiner Behandlungsoptionen zu klären. Dabei standen als Ziele die stoffliche Nutzung des Prozesswassers und die energetische Optimierung seiner Behandlung im Vordergrund.

Ergebnisse

Das anfallende Prozesswasser ist mit organischen Stoffen hoch belastet. Der wichtigste Befund des Projektes ist, dass diese organischen Stoffe mit einer dreistufigen Verfahrenskombination aus anaerobem Abbau, aerober Nachreinigung und adsorptiver Schlussbehandlung mit körniger Aktivkohle zu über 99% eliminiert werden können. Auch die im Prozesswasser enthaltenen, mit Pentan extrahierbaren organischen Spurenstoffe lassen sich weitestgehend entfernen.

Als Einsatzstoffe in diesem Projekt wurden Biertreber, Rübenschnitzel und Speisereste gewählt, um ein möglichst breites Spektrum an organischen Abfällen abzudecken und darüber hinaus unterschiedliche Mengen und Zusammensetzungen an Nährstoffen im Prozesswasser zu untersuchen. Es konnte erfolgreich demonstriert werden, dass die  Nährstoffe aus dieser Matrix durch das Verfahren der MAP-Fällung  bzw. durch die Strippung von Ammoniak mit hohen Wirkungsgraden zurückgewonnen werden können.

Durch die Gewinnung von Biogas in der anaeroben Stufe und seine Verwertung ist es möglich, die Energiebilanz der Prozesswasserbehandlung positiv zu gestalten, d.h. es kann ein Energieüberschuss erzielt werden. Einer direkten Umsetzung des Behandlungskonzeptes in den technischen Maßstab stehen jedoch noch einige Fragen entgegen, die nicht abschließend untersucht werden konnten. Dies betrifft in erster Linie die biologischen Stufen, in denen sich zwar gute Eliminationsleistungen erreichen lassen, die Raumbelastungen und die Prozessstabilität aber noch weiter optimiert werden müssen.

Eine Projektbeschreibung können Sie hier herunterladen.