Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) - Fachbereich 4.4 - Thermochemische Reststoffbehandlung und Wertstoffrückgewinnung durchgeführt. P-Recycler haben Verfahren und Produkte entwickelt, die teilweise mangels Nachfrage nicht in den Markt kommen oder weit unter Wert verkauft werden. Dabei stützen Glühphosphat aus Asche (AshDec) und Struvit die Hypothese, dass sie den Anforderungen des 'NextGen Fertilizer Konzepts' bereits entsprechen: i) keine Wasserlöslichkeit aber volle Verfügbarkeit für Pflanzen, ii) Silizium (AshDec), dem die Stärkung der Zellwände, die Verbesserung der Resilienz, sowie die Behinderung der Phosphatfixierung in sauren Böden zugeschrieben wird und iii) Magnesium (Struvit), das Enzyme aktiviert und essentiell für die Photosynthese ist. CLOOP wird Nährstoffspezies, Eigenschaften und Wirkung der Dünger durch chemische, mineralogische und ökologische Analysen, analytische Methodenentwicklung, sowie durch Gefäß- und Feldversuche in Deutschland, Brasilien und Australien dokumentieren. Die Ausrichtung auf subtropische und tropische Regionen mit hochproduktiver Landwirtschaft bringt Perspektiven, die in Europa noch wenig Beachtung finden: Nährstoffverluste durch Erosion, Leaching und P-Fixierung wobei letztere durch Starkregen und saure Böden mit hoher Fe- und Al-Konzentration wesentlich intensiver ausfallen. Unter diesen Bedingungen können die besonderen Eigenschaften der Recyclingdünger erforscht und festgestellt werden, unter welchen Voraussetzungen sie einen messbaren Vorteil für den Landwirt bringen und damit den Nutzwert erhöhen, so dass Recyclingdünger auch nachgefragt werden.
Das Projekt "Rückgewinnung von Phosphat aus Abwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft V-9 durchgeführt. Hintergrund/Problemstellung: Aus Abwasser können verschiedene Phosphatminerale gefällt werden, von denen jedoch Struvit (MgNH4PO4) aus verschiedenen Gründen besonders vorteilhaft ist: seine Komponenten werden im Vergleich zu anderen Mineralen langsamer mobilisiert, so dass die Nährstoffe eher von Pflanzen aufgenommen als ausgewaschen werden; Verunreinigungen durch Schwermetalle sind in Struvit aus einem Wiedergewinnungsprozess um zwei bis drei Größenordnungen geringer als in kommerziellen P-Düngern; mit Struvit als Dünger werden drei Hauptnährelemente (P, N, Mg) gleichzeitig ohne die Gegenionen Cl-, SO42-, Na+ appliziert. Wegen seiner relativ geringen Löslichkeit unter neutralen Reaktionsbedingungen kommt Struvit als kostengünstiger Ersatz für Dünger mit langsamer P-Nachlieferung oder als Komponente in anderen Düngemitteln in Frage. Forschungsziele: Aus anaerobem Abwasser von Faultürmen der Hamburger Stadtentwässerung soll Phosphor zurückgewonnen werden. Dazu wird ein Verfahren zur Fällung von Magnesium-Ammonium-Phosphat (Struvit) entwickelt, das den Einsatz von kostengünstig produziertem Magnesium vorsieht. Dieses wird vom Israelischen Projektpartner erzeugt und in einem dort zu entwickelnden Nano-Filtrationsverfahren aus dem Retentat der Meerwasserentsalzung gewonnen. Die dabei entstehende Lösung enthält hauptsächlich Calcium, Magnesium und Sulfat, aber auch Natrium und Chlor. Insbesondere Calcium kann die Bildung von Struvit behindern, indem andere phosphathaltige Minerale (Ca-Phosphate) entstehen. Ziel ist es, den Fällungsprozess so zu führen, dass die Bildung der unerwünschten Mineralfraktionen unterdrückt wird. Hierzu sollen Unterschiede in der Kinetik bei der Fällung der verschiedenen Mineralphasen ermittelt und genutzt werden. Ausgehend von Reaktorversuchen zur Bestimmung von kinetischen Konstanten für die Bildung verschiedener möglicher Fällungsprodukte soll ein kinetisch-stöchiometrisches Modell erstellt werden, mit dem die Qualität des Fällungsprodukts in Abhängigkeit von den Reaktionsbedingungen und der ionaren Zusammensetzung vorhersagbar wird. Dieses Modell dient als Instrument zur Optimierung der Struvitfällung im Abwasser, indem die einzustellenden physikalisch-chemischen Betriebsparameter vorab ermittelt werden können.
Das Projekt "Teilprojekt 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Abwasserverband Braunschweig durchgeführt. In HypoWave wird erstmals ein hydroponisches System zur Pflanzenproduktion untersucht, das mit speziell für den Einsatz in diesem System aufbereitetem kommunalem Abwasser betrieben wird und ohne ein Substrat zur Verankerung der Pflanze auskommt. Ziel ist es, ausgehend von einer Pilotierung in Wolfsburg und unter Berücksichtigung der nötigen Governance ein hydroponisches System zu entwickeln, bei dem eine optimale Nährstoffaufnahme der Pflanzen bei gleichzeitiger Minimierung von Schadstoffen wie Schwermetallen, organischen Spurenstoffen oder pathogenen Keimen im Produkt gewährleistet ist. Zugleich erlaubt dieses System durch die Wiederverwendung eine Verbesserung der Wasserverfügbarkeit. Mittels Fallstudien und einer Wirkungsabschätzung wird untersucht, wie sich die Anforderungen verschiedener Standorte unterscheiden und wo sich Einsatzmöglichkeiten und Marktsegmente für das hydroponische System abzeichnen. Das AVB-Teilvorhaben konzentriert sich auf die Schnittstelle zwischen Forschung und Praxis. AVB besitzt langjähriges Wissen im Bereich der Abwasserverwertung in der Landwirtschaft. Dieses Wissen stellt er in Form von Beratung und Unterstützung zur Verfügung. AVB begleitet die Pilotierung und übernimmt die Schwermetallanalytik. Zudem liefert AVB Stoffströme für das Nährstoffmanagement (AP2): AVB baut eine Nährstoffrückgewinnungsanlage (MAP-Fällung & Ammonium-Strippung) zur Entfrachtung des Zentrates aus der Schlammentwässerung; auch wird in einer neu errichteten Schule Urin separiert. Zusätzlich bringt AVB sein Wissen und seine Kontakte in den Stakeholderdialog und die Ergebnisverwertung ein.
Das Projekt "Fällung von Phosphorverbindungen aus Abwasser unter Einsatz von Magnesium (aus Nanofiltrationsverfahren aus Meerwasser): Optimierung der Struvitfällung in Abwasser der Hamburger Stadtentwässerung (Deutsch-Israelische Wassertechnologie-Kooperation)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft V-9 durchgeführt. Aus Abwasser von Faultürmen der Hamburger Stadtentwässerung soll Phosphor zurückgewonnen werden. Dazu wird ein Verfahren zur Fällung von Ammonium-Magnesium-Phosphat (Struvit) entwickelt, das den Einsatz von kostengünstig produziertem Magnesium vorsieht. Dieses wird vom Israelischen Projektpartner erzeugt und soll in einem dort zu entwickelnden Nano-Filtrationsverfahren aus dem Retentat der Meerwasserentsalzung gewonnen werden (NF-Konzentrat). I. Konstruktion der Reaktorgefäße und Untersuchung des Abwassers (chemische Daten). II. Reaktorversuche im Satzbetrieb mit synthetischem Abwasser und NF- Konzentrat zur Bestimmung der Bildungskinetik der unterschiedlichen Feststoffphasen. III. Reaktorversuche im Satzbetrieb mit Abwasser unter Einsatz von synthetischem NF-Konzentrat zur Bestimmung optimaler Betriebsbedingungen. IV. Reaktorversuche im kontinuierlichen Betrieb mit Abwasser zur Simulation realer Verhältnisse.