Ökoeffiziente Prozessintegrierte Klärschlammverwertung - Kombination einer Klärschlammvergasung mit einer biologischen Methanisierung und einem flexibilisierten Mikrogasturbinenprozess, Teilvorhaben: Methanisierung

Description: In dem Forschungsvorhaben Eco-PIK wird auf dem Gebiet der energetischen Nutzung biogener Reststoffe ein prozessintegriertes Verfahren zur Klärschlammverwertung, Gaserzeugung, Gasveredelung und Gasnutzung entwickelt. Die Idee ist, die einzelnen Verfahrens-schritte unter Nutzung vielfältiger Synergien so in die bestehende Kläranlagenstruktur einzubetten, dass ein optimiertes Gesamtverfahren entsteht und gleichzeitig der Klärschlamm vor Ort effizient verwertet wird. Das Verfahrenskonzept besteht aus A) einer Klärschlammvergasung und Synthesegaskonditionierung, B) einer biologischen Methanisierung in situ der anaeroben Klärschlammvergärung und C) der Nutzung des veredelten Gases in einem flexibilisierten Mikrogasturbinenprozess. Das Synthesegas besteht hauptsächlich aus H2, CO und CO2 und wird bei der in situ Vergärung von Mikroorganismen zu einem CH4-reichen Gas veredelt, welches vielfältige Nutzungsmöglichkeiten eröffnet. Ein neuartiger lastflexibler Mikrogasturbinenprozess, wie er in diesem Projekt zum Einsatz kommen soll, stellt daraus sowohl Strom als auch hochwertige Wärme bereit. Die Wärme wird wiederum in der Trocknung und der Vergasung benötigt. Die im Grundsatz bekannten Teilprozesse A, B und C werden im Rahmen dieses Vorhabens für den Anwendungsfall theoretisch und praktisch weiterentwickelt und hinsichtlich ihrer Kopplung untersucht. Hierfür werden die Einflussparameter der Teilprozesse in Versuchsanlagen systematisch analysiert. Übergeordnet findet eine Bewertung des Gesamtverfahrens und von verschiedenen Untervarianten unter ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten (Ökoeffizienzanalyse) statt. Dabei werden sowohl weitere denkbare Komponenten wie z.B. die Elektrolyse von Wasser als auch die Qualität der Rückstände zur weiteren Verwertung als Düngemittel bzw. zur Phosphorrückgewinnung einbezogen. Abschließend wird auf Basis der Forschungsergebnisse das Verfahren für eine Demonstrationsanlage zur großtechnischen Umsetzung auf einer Kläranlage skaliert.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Phosphorrückgewinnung ? Klärschlammverwertung ? Reststoffverwertung ? Synergistische Wirkung ? Düngemittel ? Klärschlamm ? Synthesegas ? Vergärung ? Elektrolyse ? Vergasung ? Gasförmiger Stoff ? Energienutzung ? Wasserqualität ? Mikroorganismen ? Methanisierung ? Ökoeffizienz ? Abfallbiomasse ? Forschungsprojekt ? Gaserzeugung ? Versuchsanlage ?

Region: Bavaria

Bounding boxes: 11.5° .. 11.5° x 49° .. 49°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)
• bifa Umweltinstitut GmbH (Projektverantwortung)

Time ranges: 2022-06-01 - 2025-05-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Methanization
  Description: In the Eco-PIK research project, a process-integrated procedure for sewage sludge utilisation, gas generation, gas refinement and gas utilisation is being developed in the field of the energetic utilisation of biogenic residues. The idea is to embed the individual process steps into the existing sewage treatment plant structure by using various synergies in such a way that an optimised overall process is created and at the same time the sewage sludge is efficiently utilised on site. The process concept consists of A) a sewage sludge gasification and synthesis gas conditioning, B) a biological methanation in situ of the anaerobic sewage sludge digestion and C) the utilization of the refined gas in a flexible micro gas turbine process. The synthesis gas consists mainly of H2, CO and CO2 and is upgraded to a CH4-rich gas by microorganisms during in situ fermentation, which opens up a wide range of potential uses. A novel load-flexible microturbine process, as will be used in this project, provides both electricity and high-quality heat from it. The heat is in turn required in drying and gasification. The sub-processes A, B and C, which are known in principle, will be further developed theoretically and practically for the application case within the scope of this project and investigated with regard to their coupling. For this purpose, the influencing parameters of the sub-processes will be systematically analysed in test plants. The overall process and various sub-variants will be evaluated from an ecological and economic point of view (eco-efficiency analysis). Further conceivable components, such as the electrolysis of water, as well as the quality of the residues for further utilisation as fertiliser or for phosphorus recovery are included. Finally, based on the research results, the process will be scaled up for a demonstration plant for large-scale implementation at a wastewater treatment plant. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1121674

Status

Aktiv

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