Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGBAuf dem Lehr- und Forschungsklärwerk der Universität Stuttgart in Büsnau werden drei Produkte aus dem kommunalen Abwasser gewonnen: Ammonium, Wasserstoff und Polyhydroxyalkanoate (PHA).
KoalAplan – Kommunales Abwasser als Quelle für Ammoniumstickstoff, Wasserstoff und Bioplastik – die Bioraffinerie Büsnau
Gereinigtes Abwasser aus dem Hauptstrom. Hier wurde Ammonium zurückgewonnen, das als Stickstoffdünger für den Landbau verwendet werden kann.
Projektziel
Ein entscheidendes Ziel des Projekts ist, dass die Nutzung des partikulären organischen Kohlenstoffs des kommunalen Abwassers nicht wie bisher nur in der Produktion des vergleichsweise billigen und klimarelevanten Gases Methan besteht, sondern nachhaltigere Produkte entstehen. Parallel dazu erfolgt die Reinigung des weitgehend partikelfreien Abwassers im Hauptstrom. Hier wird Ammonium zurückgewonnen, das als Stickstoffdünger für den Landbau verwendet werden kann.
Lösungsansatz
Der Großteil des partikulären organischen Kohlenstoffs wird durch sogenannte Sedimentation in der Vorklärung gewonnen. Mehr als 50 Prozent des gesamten organischen Kohlenstoffs im kommunalen Abwasser ist in Feststoffen gebunden und liegt nicht gelöst vor. Die im Ablauf der Vorklärung noch vorhandenen Partikel werden mithilfe eines Mikrosiebs aus dem kommunalen Abwasser abgetrennt.
Aus dem partikulären organischen Kohlenstoff kann über eine biochemische Aufspaltung mit Wasser Hydrolysat gewonnen werden. Das Hydrolysat ist reich an organischen Säuren und wird in einem neuartigen Reaktorsystem bioelektrochemisch zu Wasserstoff und CO2 umgesetzt.
In einem weiteren Schritt werden die in den vorangegangenen Prozessen erzeugten Stoffströme (Hydrolysat) zu Polyhydroxyalkanoaten (PHA) umgewandelt. Mit Polyhydroxyalkanoat lassen sich biobasierte Kunststoffe herstellen.
Projektinformationen
Projekttitel
KoalAplan – Kommunales Abwasser als Quelle für Ammoniumstickstoff, Wasserstoff und Bioplastik – die Bioraffinerie Büsnau
Projektlaufzeit
Oktober 2021 – März 2024
Projektpartner
- DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) DVGW-EBI (Koordination)
- Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, Stuttgart
- CUTEC Forschungszentrum der Technischen Universität Clausthal, Abwasserverfahrenstechnik
- Technische Universität Hamburg, Institut für technische Mikrobiologie (TMI)
- Umwelttechnik BW GmbH, Landesagentur für Umwelttechnik und Ressourceneffizienz Baden-Württemberg
- Universität Stuttgart, Institut für Siedlungswasserbau Wassergüte- und Abfallwirtschaft – Lehr- und Forschungsklärwerk
- University of Southhampton (assoziierter Partner)
Förderung
Wir danken dem Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg und der Europäischen Union für die Förderung des Projekts »KoalAplan« im Rahmen des EFRE-Programms »Bioökonomie – Bioraffinerien zur Gewinnung von Rohstoffen aus Abfall und Abwasser – Bio-Ab-Cycling«.
