SATELLITE - Verfahrenstechniken im Haupt- und Satellitenbetrieb eines interkommunalen Recyclingzentrums für ein optimiertes regionales Nährstoffrecycling
In der ersten Phase des SATELLITE-Projekts (01.07.20 – 30.06.23) wurden Betriebsdaten der Kläranlagen des Projektverbunds als Eingangsdaten für den Aufbau eines Planungs- und Bewirtschaftungsmodell erhoben. Zusätzlich wurden Prozesskenngrößen maßgebender Einzelverfahren zu Betrieb, Energiebedarf, CO2e-Emmisionen u.v.m. an groß- und halbtechnischen Anlagen erhoben und verifiziert sowie verschiedene Verfahrensausprägungen weiterentwickelt und modell- und/oder versuchstechnisch optimiert. Untersucht wurde eine große Bandbreite von Verfahren der Abwasserreinigung (Annahmestrategie Industrieabwasser, Deammonifikation und Brüdenbehandlung, Umstellung von aerober Voll- auf Teilstabilisierung), Schlammbehandlung (Co-Substratzugabe, Hochlastfaulung, Klärschlammentwässerung und -trocknung, Primärschlammabtrennung und -versäurung) und der Nährstoffrückgewinnung (Strippung, kontinuierliche Stufeneindampfung, Bereitstellung und Lagerung von Flüssigdüngern aus Rezyklaten, Bio-P-Elimination und P-Ausschleusung). Für die untersuchten Verfahren wurden Verfahrenssteckbriefe und Verfahrensmodelle entwickelt. Es wurden semistatische Bilanzmodelle der Kläranlagen erarbeitet und in einem übergeordneten Schlammbewirtschaftungsmodell vernetzt. Dieses Basismodell wurde zu einem GIS-basierten Tool-Prototyp (OptiNETZ) weiterentwickelt, mit dem sich die Schlammmengen und -qualitäten, Betriebs- und Transportkosten sowie die anfallenden CO2e-Emissionen bestimmen lassen. Dieser Tool-Prototyp kann von Verbünden genutzt werden um Bewertungsparameter für zukünftig anstehende Investitionsentscheidungen gegenüberstellen zu können. Parallel zum Bewirtschaftungsmodell wurde für ein lokales Energiemanagement ein Energiemodell für die Kläranlagen entwickelt, das auch regionale Wärme- und Energiequellen (Industrie, Kommune) mit einbezieht. Für die Entwicklung eines Prototyps für ein regionales Nährstoffmanagement wurden die relevanten und verfügbaren Daten zu Nährstoffanfall und -bedarf zusammengestellt und die Bilanzierung und Prognostizierung vorbereitet. Zudem wurde ein Mehrzweck-Transportcontainer für Klärschlamm sowie ein Logistik- und Transportkonzept entwickelt.
In Phase 2 (01.07.23 – 30.06.25) werden die Ergebnisse der ersten Phase genutzt, um im Modellcharakter ein Gesamtkonzept für ein Recyclingnetzwerk in einem kommunalen Verbund zu entwickeln. Kern ist hierbei die Übertragbarkeit von der konkreten Verfahrenserprobung einzelner innovativer Technologien, insbesondere die für die Entscheidungsunterstützung/Management notwendigen Modell-Prototypen auf andere Regionen und Verbünde. In der zweiten Phase wird in vier Schwerpunkten gearbeitet:
- Optimierter Kläranlagenbetrieb für die Bewirtschaftung von ausgewählten Verfahrensketten
- Optimierte Bewirtschaftung des KNRN-Verbunds – Erprobung und Anwendung des Bewirtschaftungstools
- Modulentwicklung Einzelverfahren – zur Erweiterung und Ergänzung der Verfahrensbibliothek um relevante oder auch neue Verfahren und weiter differenzierte Kennwerte zur Bewertung
- Nährstoffrückführung und Ressourceneffizienz – Erarbeitung methodischer Grundlagen für die Entwicklung des Basismodells zur Steuerung der regionalen Nährstoffströme und erste Erprobung für die Modellregion
Gefördert wird das Projekt SATELLITE vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Förderprogramms "Forschung für Nachhaltige Entwicklung (FONA3)" mit dem thematischen Schwerpunkt "Regionales Phosphor-Recycling" (RePhoR). Das Gesamtvolumen des Vorhabens beläuft sich auf rund 3,6 Mio. €.
Weitere Informationen zum Projekt und zur BMBF-Fördermaßnahme:
