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Hydrothermale Carbonisierung von Klärschlamm

Fließbild HTC- und PRG-Prozess
Fließbild HTC- und PRG-Prozess

In kommunalem Klärschlamm liegt die Wertkomponente Phosphor mit einer Konzentration von etwa 10 % vor. Im Hinblick auf eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft und der zukünftig verpflichtenden Phosphorrückgewinnung sind hierzu technologische Lösungswege zu schaffen. Die hydrothermale Carbonisierung mit Phosphorfreisetzung und anschließender Rückfällung stellt eine entsprechende Verfahrensvariante dar.
 
Das Hydrothermale Carbonisierung (HTC) von Klärschlamm ist die thermische Behandlung unter Druck in flüssiger, wässriger Umgebung. Die Hauptprodukte sind ein heizwertreicherer und besser entwässerbares carbonisiertes Festprodukt (HTC-Kohle) und Prozesswasser. Die unterschiedlichen Phosphorverbindungen werden während der HTC-Behandlung diversen Migrations- und Konversionsprozessen unterzogen, sodass sich die Eigenschaften von Phosphor vor und nach der HTC essentiell voneinander unterscheiden. Die Eigenschaften des Klärschlamms und die Verfahrensbedingungen der HTC haben massiven Einfluss auf die Phosphor-Bindungsformen, was sich auf dessen Rückgewinnbarkeit auswirkt. Um die HTC von Klärschlamm mit einer Phosphorrückgewinnung kombinieren zu können, müssen die Abhängigkeiten bei der Phosphorfreisetzung über die gesamte Verfahrenskette bekannt sein. Dazu wird in diesem Projekt der Gesamtprozess labortechnisch wiedergegeben und systematisch die Einflussgrößen von den eingesetzten Materialien und Verfahren bis hin zu den erzeugten Produkten variiert und analysiert.