Koordination

Technische Universität Darmstadt, Institut IWAR Fachgebiet Abwassertechnik
Franziska-Braun-Straße 7
64287 Darmstadt

Projektleitung
Prof. Dr.-Ing. Markus Engelhart
Tel.: +49 (0) 6151 16 20301
m.engelhart@iwar.tu-darmstadt.de

Partnerinstitutionen

  • Technische Universität Darmstadt, Institut IWAR, Fachgebiet Stoffstrommanagement und Ressourcenwirtschaft, Darmstadt
  • TVM Thermische Verwertung Mainz GmbH, Mainz
  • Stadt Frankfurt am Main, Stadtentwässerung Frankfurt am Main
  • Infraserv GmbH & Co. Höchst KG, Frankfurt am Main
  • Becker Büttner Held Rechtsanwälte Wirtschaftsprüfer Steuerberater PartGmbB, Berlin
  • Glatt Ingenieurtechnik GmbH, Weimar
  • Fraunhofer-Gesellschaft, Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS, Alzenau
  • Entega Abwasserreinigung GmbH & Co. KG, Darmstadt
  • Abwasserverband Langen/Egelsbach/Erzhausen, Langen

Laufzeit

01.07.2020 – 31.05.2023 (Phase 1)

Webseite

RePhoRM

Regionales Phosphorrecycling im Rhein-Main-Gebiet unter Berücksichtigung industrieller und agrarischer Stoffkreisläufe

Kurzbeschreibung

Im Rahmen des Verbundvorhabens RePhoRM wird eine technologische sowie organisatorische Verbundlösung für ein Phosphorrecycling im Rhein-Main-Gebiet erarbeitet und umgesetzt. Basierend auf der Mono-Klärschlammverbrennungskapazität sowie deren potenziellen Ausbau in der Metropolregion FrankfurtRheinMain soll eine kooperative Phosphorrückgewinnung aus Klärschlammasche erfolgen. Im Einklang mit der hessischen Ressourcenschutzstrategie wird als Phosphorrezyklat ein Düngemittelgranulat erzeugt, welches direkt zu Schließung des regionalen Nährstoffkreislaufes in der Landwirtschaft eingesetzt werden kann. Bei der Umsetzung des Phosphorrecyclings gilt es, die Partikularinteressen der Verbundpartner in Hinblick auf die Technologie zur Phosphorrückgewinnung sowie auf die Formierung eines Phosphorrecyclingverbunds zu berücksichtigen. Aus technologischer Sicht wird eine Entfrachtung von Schwermetallen aus der Klärschlammasche vor der eigentlichen Phosphorrückgewinnung angestrebt. Im Rahmen des Vorhabens wird daher die PHOS4green-Technologie zur Erzeugung eines Düngemittelgranulats um eine Schwermetallentfrachtung der (Input-)Klärschlammaschen weiterentwickelt und das Verfahren großtechnisch im Industriepark Höchst umgesetzt. Neben einer ökonomischen sowie ökologischen Untersuchung des Phosphorrecyclings wird die Verbundlösung rechtlich bewertet sowie organisatorisch ausgestaltet.

Ziel

Die übergeordneten Ziele des RePhoRM-Vorhabens lauten:

  • Großtechnische Implementierung der weiterentwickelten PHOS4green-Techologie zur P-Rückgewinnung aus Klärschlammaschen im Industriepark Höchst.
  • Bundesland-übergreifende Verbundlösung zum P-Recycling in der Metropolregion FrankfurtRheinMain unter Berücksichtigung der maßgeblichen Betreiber von Mono-Klärschlammverbrennungs- und Abwasserreinigungsanlagen.

Arbeitsschwerpunkte

  • Quantitative und qualitative Erfassung sowie Bilanzierung der Klärschlammascheströme im Kontext einer übergeordneten Verbundlösung
  • Erfassung und Bilanzierung von Schwermetalleinträgen in das Abwassernetz sowie die Abwasserreinigungsanlagen der Stadtentwässerung Frankfurt am Main
  • Erarbeitung möglicher Handlungsempfehlungen zur Minimierung des Schwermetalleintrags in das Abwassernetz
  • Untersuchung zur Rücklösung und Abtrennung von Schwermetallen aus Klärschlammaschen im Labor- sowie Demonstrationsmaßstab
  • Optimierung der Sprühgranulierung auf die durch die Schwermetallentfrachtung geänderten Rahmenbedingungen
  • Bewertung der Düngemittelkonformität des gewonnenen Düngemittelgranulats vor dem Hintergrund der Verwertungsaspekte und der Akzeptanz in der Landwirtschaft
  • Begleitende Ökobilanzierung der technischen Entwicklung zur Schwermetallentfrachtung sowie ökobilanzielle Betrachtung des Phosphorrecyclings
  • Erarbeitung eines rechtlichen und organisatorischen Rahmens zur Ausgestaltung eines Phosphorrecyclingverbunds
  • Ökonomische Betrachtung der Verbundlösung und Erstellung eines Business Cases
  • Großtechnische Umsetzung des P-Recyclings im Industriepark Höchst als Verbundlösung im Rhein-Main-Gebiet

Arbeitspakete

Ansprechpartner
M.Eng. Peter Kuhn (AP 1.1, 1.2), Institut IWAR Fachgebiet Abwassertechnik der TU Darmstadt, Franziska-Braun-Straße 7, 64287 Darmstadt, p.kuhn@iwar.tu-darmstadt.de

Dr.-Ing. Rolf Götz (AP 1.3), Stadt Frankfurt am Main – Stadtentwässerung Frankfurt am Main, Goldsteinstraße 160, 60528 Frankfurt am Main, rolf.goetz@stadt-frankfurt.de

Projektpartner
Thermische Verwertung Mainz GmbH, Stadtentwässerung Frankfurt am Main, Infraserv GmbH & Co. Höchst KG, Entega Abwasserreinigung GmbH & Co. KG, Abwasserverband Langen/Egelsbach/Erzhausen

Kurzbeschreibung
Die Stoffströme in der angestrebten Verbundlösung werden qualitativ wie auch quantitativ erfasst sowie bilanziert. Diese Bilanz dient letztlich als Dimensionierungsgrundlage für die Umsetzung der P-Rückgewinnung. Zudem soll die dynamische Entsorgungssituation bedingt durch verschiedene Aschelieferungen und -qualitäten erfasst werden, um die notwendige Flexibilität und Leistungsfähigkeit des P-Recyclingverfahrens zu identifizieren (AP 1.1, 1.2). Parallel dazu sollen Eintragspfade der maßgeblichen Schwermetalle in Ballungsräumen untersucht werden (AP 1.3) Handlungsempfehlungen zur Reduzierung dieser Einträge werden erarbeitet und ggfs. ökobilanziell in die Bewertung des P-Recyclings mit aufgenommen.

Ansprechpartner
M.Eng. Peter Kuhn (AP 2.1, 2.2), Institut IWAR Fachgebiet Abwassertechnik der TU Darmstadt, Franziska-Braun-Straße 7, 64287 Darmstadt, p.kuhn@iwar.tu-darmstadt.de

Björn Krix (AP 2.3), Infraserv GmbH & Co. Höchst KG, Industriepark Höchst, 65926 Frankfurt am Main, Bjoern.Krix@Infraserv.com

Projektpartner
Glatt Ingenieurtechnik GmbH, TU Darmstadt Institut IWAR Fachgebiet Stoffstrommanagement und Ressourcenwirtschaft

Kurzbeschreibung
Das PHOS4green-Verfahren veredelt die dem Prozess zugeführte KSA vollständig zu einem P-reichen Düngemittel mit möglichst geringem Anfall von Neben- bzw. Reststoffen. Eine Schwermetallentfernung ist mit diesem Verfahren bisher nicht umsetzbar. Die Herausforderung im Rahmen des Projekts besteht darin, zielorientiert die nach Düngemittelrecht relevanten Schwermetalle aus der KSA zu entfernen und simultan den Reststoffanfall und den damit verbundenen Verwertungs- und Entsorgungsaufwand so gering wie möglich zu halten. Die nach der Schwermetallentfernung verbleibenden Aschebestandteile sollen weiterhin zu einem Düngemittel veredelt werden. AP 2 unterteilt sich dabei in drei Arbeitsschwerpunkte zur differenzierten Untersuchung, Anpassung und Optimierung der verfahrenstechnischen Module zur Phosphorrückgewinnung. Dabei unterscheiden sich AP 2.1 und 2.2 maßgeblich im zu untersuchenden Maßstab. So werden im Labormaßstab (AP 2.1) die grundlegende Eignung der Schwermetallentfrachtung und im halbtechnischen Maßstab (AP 2.2) die Dimensionierungsgrundlage sowie die Optimierung für die in AP 2.3 geplante großtechnische Umsetzung im Industriepark Höchst untersucht.

Ansprechpartner
Björn Krix (AP 3.1), Infraserv GmbH & Co. Höchst KG, Industriepark Höchst, 65926 Frankfurt am Main, Bjoern.Krix@Infraserv.com

Dr. Vanessa Zeller (AP 3.2), Institut IWAR Fachgebiet Stoffstrommanagement und Ressourcenwirtschaft der TU Darmstadt, Franziska-Braun-Straße 7, 64287 Darmstadt, v.zeller@iwar.tu-darmstadt.de

Frank Licht (AP 3.3), Becker Büttner Held Rechtsanwälte Wirtschaftsprüfer Steuerberater PartGmbB, Agrippinawerft 26-30, 50678 Köln, Frank.Licht@bbh-online.de

Projektpartner
TU Darmstadt Institut IWAR Fachgebiet Abwassertechnik, Glatt Ingenieurtechnik GmbH, Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS

Kurzbeschreibung
Parallel zu den technologischen Fragestellungen in AP 2 werden in AP 3 ökologische (AP 3.2) und ökonomische (AP 3.3) Aspekte für das geplante P-Recycling sowie für die Integration der Schwermetallabreicherung betrachtet. Die Bewertung bezieht ebenfalls die in AP 1 entwickelten Maßnahmen zur Reduzierung des Schwermetalleintrags im Abwassernetz mit ein und berücksichtigt die Verwertung des erzeugten Rezyklats und der anfallenden Reststoffe (AP3.1).

Ansprechpartner
Beate Kramer, Becker Büttner Held Rechtsanwälte Wirtschaftsprüfer Steuerberater PartGmbB, Magazinstraße 15-16, 10179 Berlin, Beate.Kramer@bbh-online.de

Projektpartner
Infraserv GmbH & Co. Höchst KG, Thermische Verwertung Mainz GmbH, Stadt Frankfurt am Main – Stadtentwässerung Frankfurt am Main, Entega Abwasserreinigung GmbH & Co. KG, Abwasserverband Langen/Egelsbach/Erzhausen, TU Darmstadt Institut IWAR Fachgebiet Abwassertechnik

Kurzbeschreibung
Neben der Klärung der übergeordneten rechtlichen Fragestellungen zum P-Recycling ist auch die Organisationsform des Verbunds auszuarbeiten. Besondere Herausforderungen ergeben sich dabei durch die unterschiedlichen privat- und öffentlich-rechtlichen Organisationsformen der Projektpartner, dem Pilotcharakter des Vorhabens in Bezug auf die Phosphorrückgewinnung sowie durch die angestrebte, bundeslandübergreifende Kooperation. Ziel der rechtlichen Begleitung ist es, einen Verbund zu schaffen, der einen angemessenen Interessenausgleich zwischen den (im Ergebnis gebührenfinanzierten) Partnern der Kommunalwirtschaft und den involvierten Unternehmen aus der Recyclingwirtschaft herstellt.

Ansprechpartner
Beate Kramer (AP T.1), Becker Büttner Held Rechtsanwälte Wirtschaftsprüfer Steuerberater PartGmbB, Magazinstraße 15-16, 10179 Berlin, Beate.Kramer@bbh-online.de

Jan Kirchhof (AP T.2), Glatt Ingenieurtechnik GmbH, Nordstraße 12, 99427 Weimar, jan.kirchhof@glatt.com

Projektpartner
TU Darmstadt Institut IWAR Fachgebiet Abwassertechnik, Infraserv GmbH & Co. Höchst KG

Kurzbeschreibung
Anhand der erarbeiteten Verbundlösung zum P-Recycling für das Rhein-Main-Gebiet werden die exemplarisch ermittelten Ergebnisse sowie die bei der Ausgestaltung von (gemischt privat- und öffentlich-rechtlichen) Kooperationen maßgeblich zu bewältigenden Herausforderungen in Form eines Leitfadens in ein breit anwendbares und praktikables Hilfsmittel übertragen, welches die Vorbereitung, Ausgestaltung und Realisierung von möglichen P-Recyclingverbünden unterstützt (AP T.1). Zudem werden in einer Potenzialabschätzung die Ergebnisse zur weiterentwickelten PHOS4green-Technologie in Hinblick auf die nun einsetzbaren Klärschlammaschen sowie auf die Flexibilität des Verfahrens gegenüber potenziellen Grenzwertverschärfungen zusammengefasst und bewertet (AP T.2).

Verwertungswege

Mit der Umsetzung des Konzepts des Verbundvorhabens RePhoRM als Leuchtturmprojekt wird für eine der wichtigen Metropolregionen Deutschlands mit bereits gut entwickelter Infrastruktur zur Monoverbrennung von Klärschlamm die nachhaltige Nutzung der Ressource Phosphor gestärkt. RePhoRM festigt durch interkommunale Zusammenarbeit die Vernetzung der Akteure im Ascheverbund, so dass alle Beteiligten unmittelbar die erarbeiteten Ergebnisse verwerten können.