Phosphorrückgewinnung

Forscher haben eine neue Prozesskette zur Behandlung von Klärschlamm entwickelt. Deren Kernstück ist eine neue Ultraschalltechnik. Dadurch soll der Klärschlamm besser mechanisch in verschiedene Wertstofffraktionen separiert werden können.

Klärschlamm-Aufarbeitung mit Ultraschall


Klärschlamm enthält relevante Wertstoffe, die bislang noch nicht optimal verwertet werden. Forscher des Fraunhofer-Instituts Umsicht arbeiten unter anderem an Lösungen für eine bessere Aufbereitung und Verwertung von Klärschlamm zur Phosphorrückgewinnung. Eine dieser Lösungen könnte ein Verfahren mit Ultraschall sein.

Kernstück der neuen Prozesskette ist laut Fraunhofer Umsicht eine Ultraschall-Kavitations-Anlage. Als Kavitation wird ein physikalischer Effekt bezeichnet, bei dem sich spontan Dampfblasen bilden. Das geschieht beispielsweise, wenn Flüssigkeiten mit einer hohen Geschwindigkeit strömen oder wenn sich ein Objekt sehr schnell durch eine Flüssigkeit bewegt.

In der Fraunhofer-Anlage bringt ein spezieller Ultraschallgeber einen sehr hohen Leistungseintrag in das zu behandelnde Medium ein. Dadurch würden innerhalb des durchströmten Mediums akustische Kavitationsblasen erzeugt. Implodieren diese, würden verschiedene physikalische und chemische Effekte hervorgerufen, wie die Fraunhofer-Wissenschaftler erklären.


Ultraschall-Anlage: Zwei Ultraschallgeber im Doppelreaktor für kontinuierlichen Durchfluss

Ultraschall-Anlage: zwei Ultraschallgeber im Doppelreaktor für kontinuierlichen Durchfluss.

Foto: Fraunhofer UMSICHT

Anlage als portable Containerversion geplant

Ein entscheidender Einflussparameter sei die große Schwingungsamplitude, die durch die neue Ultraschalltechnik erreicht werden könne. „Es kommt zum Zellaufschluss und einer verbesserten Trenneigenschaft, sodass der Klärschlamm besser mechanisch in verschiedene Wertstofffraktionen separiert werden kann“, erklärt Lukas Rüller aus der Abteilung Verfahrenstechnik bei Fraunhofer Umsicht.

Dem Forscher zufolge entstehen eine zellulosereiche Faserfraktion, eine nährstoffreiche Gelfraktion und eine leicht vergärbare Flüssigkeitsphase. Diese könnten jeweils für weitere Nutzungskonzepte verwendet werden. Als Beispiele führen die Forscher die Ammonium- und Phosphorrückgewinnung und die Vergärung an.

Die physikalischen und chemischen Wirkmechanismen der Technologie wird Fraunhofer Umsicht im Rahmen des Vorhabens „UltraSep“ untersuchen. Eine Versuchsanlage ist auch schon geplant. Diese wird den Angaben zufolge zusammen mit dem Hersteller von Hochleistungs-Ultraschall-Systemen BSonic und dem Chemischen Laboratorium Dr. Fülling konzipiert. Die Anlage soll dabei das Format einer portablen Containerversion haben. Nach ersten Probeversuchen soll die Versuchsanlage in ein Klärwerk integriert und im Praxisbetrieb optimiert werden.

Das neue Verfahren sowie auch andere Nutzungskonzepte für Biomassen stellt Fraunhofer Umsicht auf der Umweltmesse IFAT vor. Die Messe findet vom 14. bis zum 18. Mai in München statt.

 

© 320° | 26.04.2018

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