Aktuelles aus dem Satellite-Projekt
04.03.2025 - Erster Transferworkshop „Modulbibliothek“
Im Rahmen der RePhoR-Maßnahme fand am 04. März 2024 unter der Federführung des ISAH ein erster Transferworkshop zur ISAH-Modulbibliothek statt. Diese Modulbibliothek befindet sich derzeit im Aufbau und umfasst verschiedene mathematischer Modelle zur Bilanzierung einzelner Verfahren der Abwasserreinigung und Schlammbehandlung (sogenannte Module). Die Erstellung der Modulbibliothek hat zum Ziel, Informationen zu bewährten und innovativen Verfahren bezüglich Auslegung und Betrieb an einem Ort in einem einheitlichen Format zu sammeln. Langfristig können diese Module über eine frei zugängliche Online-Anwendung zur Bilanzierung von Verfahrensketten beliebig kombiniert werden. So können die Planung und der Betrieb bei der Erhebung relevanter Kennzahlen zu Energieverbräuchen, direkten und indirekten Emissionen sowie Investitions- und Betriebskosten unterstützt und Potentiale von Optimierungsmaßnahmen niederschwellig ausprobiert werden. Potentielle Einsatzgebiete sind beispielsweise das automatisierte Berichtswesen und die Durchführung von Variantenstudien im Rahmen der strategischen Investitionsplanung.
Nach einer Vorstellung des Konzepts und des aktuellen Entwicklungsstands wurde mit ca. 20 Teilnehmern diskutiert, wie die im Rahmen der RePhoR-Maßnahme untersuchten Verfahren in die Modulbibliothek integriert werden können. Dabei wurden nicht nur Chancen aufgezeigt, sondern auch über Bedenken und Hürden gesprochen. Zum Abschluss wurde gemeinsam mit den Verfahrensentwicklern evaluiert, welche Verfahren zukünftig in die Modulbibliothek aufgenommen werden können.
In Zukunft sind weitere Workshops geplant.
07.08.2023 - Inbetriebnahme der halbtechnischen Versuchsanlage zur Klärschlammtrocknung mit Stickstoffrückgewinnung
Im Rahmen des Forschungsprojekts SATELLITE (TP8) hat die BIORESTEC GmbH im Juli 2023 eine Versuchsanlage zur Klärschlammtrocknung mit Stickstoffrückgewinnung erfolgreich in Betrieb genommen. Der innovative Kern der auf dem Gelände der Stadtentwässerung Hildesheim betriebenen Versuchsanlage besteht aus der Anordnung mehrerer Brüdenabzüge zur sequentiellen Stickstoffrückgewinnung. Das Verfahren ist angelehnt an die fraktionierte Eindampfung zur Aufbereitung landwirtschaftlicher Substrate, bei welcher unter Ausnutzung des im Vergleich zu Wasser niedrigeren Dampfdrucks von Ammonium eine Erzeugung von Kondensatfraktionen erfolgt, welche im Verlauf abnehmende Stickstoffkonzentrationen aufweisen.
Im Rahmen des Forschungsprojekts SATELLITE soll diese Technik erstmalig für die Stickstoffrückgewinnung im kommunalen Bereich angewendet werden. Im Zuge der Trocknung von entwässertem Fallschlamm (25 % TR) wird der Stickstoff am ersten Brüdenabzug als wässrige Ammoniumlösung mit einem Gehalt von etwa 2 % N zurückgewonnen. Diese kann beispielsweise zur Herstellung von Düngemittel genutzt oder in der chemischen Industrie vermarktet werden. Im Rahmen des Forschungsprojekts wird zudem eine weitere Aufkonzentrierung dieser 1. Fraktion mittels Rektifikation untersucht. Im darauffolgenden Brüdenabzug soll ein Kondensat erzeugt werden, welches zwar in Bezug auf den Stickstoff bereits deutlich abgereichert ist, allerdings noch einer weiteren Behandlung bedarf (Fraktion 2). Dieses Kondensat kann auf dem Klärwerk der biologischen Behandlung zugeführt werden. Im letzten Abzug ist das Kondensat nahezu frei von Stickstoff und kann je nach Qualität und örtlichen Gegebenheiten sowie behördlichen Anforderungen eingeleitet, vernebelt oder für Betriebszwecke genutzt werden. Der getrocknete Schlamm (45 % TR) soll anschließend einer Verbrennung zugeführt werden.
Der Trockner mit einer Gesamtlänge von 6100 mm und einem Schneckendurchmesser von 250 mm wird mit einer externen Thermalölheizung beheizt (40 kWthermisch). Die Versuche werden mit verschiedenen Trocknungstemperaturen bis zu 185 °C variiert. Als Messtechnik sind Durchflussmesser und Leitfähigkeitssensoren installiert. Die Leitfähigkeit dient dabei als Ersatzparameter für die Ammoniumkonzentration. Die Versuche werden mit der Durchführung von Laboranalysen durch das Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik der Universität Hannover begleitet.
11.07.2023 - Das Verbundvorhaben SATELLITE startet in Phase 2
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. €.
26.10.2022 - phoenix-Dokumentation „Grüne Zukunft mit Schlamm und Kompost“: TV-Beitrag zum Forschungsvorhaben Satellite
In der am 26.10.2022 auf phoenix ausgestrahlten Dokumentation „Grüne Zukunft mit Schlamm und Kompost“ über das „Klimadorf Steyerberg“ werden auch im Rahmen des Forschungsvorhabens Satellite durchgeführte Untersuchungen zur Energiegewinnung und Nährstoffrückgewinnung aus Klärschlämmen und Co-Substraten thematisiert.
Die vollständige Dokumentation ist hier online verfügbar.
04. Juli 2022 - Trommelsieb auf der Kläranlage Pattensen installiert
Am 04. Juli 2022 wurde auf der Kläranlage Pattensen (→) ein Trommelsieb der Firma Huber zur Primärschlammausschleusung (→) installiert. Das für eine sechswöchige Versuchsphase betriebene Trommelsieb wird mit 90 m³/h beschickt und filtert Feststoffe > 0,3 mm aus dem Abwasser heraus. Neben einer Entlastung der biologischen Stufe wird zudem eine zusätzliche Gasbildung bei der anaeroben Stabilisierung dieses kohlenstoffhaltigen Substrates erwartet.
01. Dezember 2021 - OptiNETZ-Tool verfügbar!
Als Werkzeug zur Unterstützung der smarten Bewirtschaftung von Klärschlammnetzwerken wurde im Rahmen des Satellite Projektes das OptiNETZ-Tool entwickelt. Das Tool bietet die Möglichkeit zur optimierten Planung und Bewirtschaftung von Zusammenschlüssen zur Klärschlammverwertung unter anderem im Hinblick auf Investitionsentscheidungen im Verbund (gemeinsame Monoklärschlammverbrennung, ggf. weitere Trocknungsstandorte), optimierte Trocknungs- und Entwässerungskonzepte im Verbund, Nährstoffrückgewinnungspotentiale (P, N) und Logistik.
Das OptiNETZ Tool wurde vom Ingenieurbüro Dr. Breitenkamp in Kooperation mit dem Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik der Leibniz Universität Hannover und dem Fraunhofer IML entwickelt. Die zugrundeliegende Methodik wurde vom ISAH in verschiedenen Anwendungen sowohl für Industrieprozesse (Energie und Reststoffe, Water Re-Use) als auch auf Kläranlagen (strategische Investitionsentscheidung) eingesetzt und erprobt. (mehr Informationen)
21. Juni 2021 - Großtechnische Umstellung auf der KA Pattensen erfolgt
Nach umfangreichen Vorarbeiten und Modellstudien wurde am 21.06.2021 auf der KA Pattensen durch Außerbetriebnahme des "alten" Belebungsbeckens von simultan aerober Schlammstabilisierung auf Teilstabilisierung umgestellt. So kann das erforderliche Mindestschlammalter bzw. das benötigte Belebungsbeckenvolumen deutlich reduziert werden. Bereits seit Ostern wurde kontinuierlich der TS-Gehalt und somit die Biomassekonzentration im "neuen" Belebungsbecken erhöht. Durch den höheren TS-Gehalt (ca. 4,3 g/l) und die sommerlichen Temperaturen (> 15 °C) kann das erforderliche Mindestschlammalter für die Nitrifikanten bei Betriebsumstellung sicher eingehalten werden. Die nachfolgende Abbildung bestätigt, dass auch nach der erfolgten Reduzierung des Belebungsbeckenvolumens noch ausreichende Sicherheiten vorhanden sind bzw. eine weitere Reduzierung des Volumens oder des TS-Gehalts möglich ist.
Das außerbetriebgenommene "alte" Belebungsbecken wird im Erhaltungsbetrieb weiter betrieben, um bei Problemen die die Option der Wiederinbetriebnahme offenzuhalten. Dazu wird das Becken mit einer geringen Rate belüftet. (mehr Informationen)
04. März 2021 - Zweites Verbundtreffen
Am 03. März 2021 fand das zweite Verbundtreffen statt. Pandemiebedingt musste hier auf ein digitales Format zurückgegriffen werden. Neben Sachstandsberichten aus den einzelnen Projektschwerpunkten wurde das weitere gemeinsame Vorgehen für das Jahr 2021 abgestimmt.
23. Februar 2021 - Inbetriebnahme der halbtechnischen Versuchsanlage zur semizentralen Faulung auf der Kläranlage Nienburg
Am 23. Februar 2021 wurde die halbtechnischen Versuchsanlage zur semizentralen Faulung auf der Kläranlage Nienburg erfolgreich in Betrieb genommen. Der Versuchsbetrieb wird voraussichtlich im April 2021 aufgenommen. (mehr Informationen)
27. Juli 2020 - Projekt erfolgreich gestartet!
Am 27. Juli 2020 fand die Auftaktveranstaltung des Satellite-Projektes in Hannover statt. Im Rahmen dieser Veranstaltung wurden erste Abstimmungen zum Zeitplan für die nächsten fünf Jahre vorgenommenund darüberhinaus Konzepte für die Projektkoordination festgelegt. Neben der Klärung organisatorischer Aspekten gab dieses erste Projekttreffen den Vertretern der verschiedenen Projektpartner auch die Gelegenheit, sich untereinander kennenzulernen und auszutauschen. (mehr Informationen)
