Arbeitspakete
Regionales Klärschlamm- und Aschen-Management zum Phosphorrecycling für einen Ballungsraum
Arbeitspakete
Das Projekt AMPHORE umfasst fünf Arbeitspakete mit insgesamt 20 Unterarbeitspaketen, die nachfolgend beschrieben werden.
Arbeitspaket 1: Koordination/Projektmanagement
Ansprechpartnerin
Hanna Evers, Ruhrverband, Kronprinzenstraße 37, 45128 Essen, [email protected]
Kurzbeschreibung
Das Arbeitspaket 1.1 umfasst die Aufgaben der internen und externen Kommunikation, Koordination und Evaluation aller Abläufe während der gesamten Projektlaufzeit.
Ansprechpartner
Dr. David Montag, Institut für Siedlungswasserwirtschaft der RWTH Aachen University (ISA), Mies-van-der-Rohe-Straße 1, 52074 Aachen, [email protected]
Kurzbeschreibung
Die wissenschaftliche Projektkoordination ergänzt die Verbundkoordination hinsichtlich der explizit wissenschaftlichen Aspekte des Projekts AMPHORE. Arbeitsschnittstellen werden definiert, methodische Vorgehensweisen abgestimmt und der wissenschaftliche Austausch aller Beteiligten unterstützt.
Ansprechpartnerin
Hanna Evers, Ruhrverband, Kronprinzenstraße 37, 45128 Essen, [email protected]
Projektbeteiligte
alle an AMPHORE beteiligten Verbände, Institutionen und Unternehmen
Kurzbeschreibung
Die Ergebnisse werden im Sinne einer zielgruppenspezifischen Wissensvermittlung aufbereitet, dies umfasst u. a. die zentrale Erstellung praktischer Leitfäden, die Einbindung der Ergebnisse in neue technische Regelwerke, wissenschaftliche Fachpublikationen und Tagungsbeiträge sowie eine Projekt-Webseite.
Arbeitspaket 2: Grundlagen und Randbedingungen für ein angepasstes Klärschlammmanagement
Ansprechpartnerin
Jennifer Hammerich, Ruhrverband, Kronprinzenstraße 37, 45128 Essen, [email protected]
Projektbeteiligte
Emschergenossenschaft, Lippeverband, Wupperverband, Linksniederrheinische Entwässerungs-Genossenschaft, Emscher Wassertechnik GmbH, Institut für Siedlungswasserwirtschaft der RWTH Aachen University (ISA)
Kurzbeschreibung
Zur Schaffung einer gemeinsamen Grundlage wird für die unterschiedlich anfallenden Daten und Informationen zu den Kläranlagen, deren Klärschlämmen, den Verbrennungsanlagen und deren Aschen eine Datenbank aufgebaut. Aus den Informationen dieses zentral zusammengestellten Datenpools können sich die anderen Arbeitspakete bedienen. Ein zusätzliches Messprogramm der RWTH Aachen ergänzt und verdichtet dabei bedarfsgerecht Ergebnisse der verbändeseitigen Routineuntersuchungen.
Ansprechpartner
Jan-Hendrik Ehm, Institut für Siedlungswasserwirtschaft der RWTH Aachen University (ISA), Mies-van-der-Rohe-Straße 1, 52074 Aachen, [email protected]
Projektbeteiligte
Ruhrverband, Emschergenossenschaft, Lippeverband, Wupperverband, Linksniederrheinische Entwässerungs-Genossenschaft, Wupperverbandsgesellschaft für integrale Wasserwirtschaft mbH, PhosRec Phosphor-Recycling GmbH
Kurzbeschreibung
Das Klärschlamm- und Klärschlammaschen-Management hat das Ziel, eine ganzheitliche Strategie zur Umsetzung der Klärschlammverordnung (AbfKlärV) für den Projektverbund zu erarbeiten. Hierbei wird aus den in Arbeitspaket 2.1 erhobenen und gemessenen Daten ein Stoffstrommodell erstellt. Die Klärschlämme und Klärschlammaschen werden auf ihre Zusammensetzung untersucht und hinsichtlich ihrer Eignung für die Phosphor-Rückgewinnung analysiert. Für diesen Zweck sollen die Ursachen bestimmter Ascheeigenschaften und die Wirkung auf die Rückgewinnungsprozesse betrachtet werden.
Ansprechpartner
Dirk Bogaczyk, Emschergenossenschaft/Lippeverband, Kronprinzenstraße 24, 45128 Essen, [email protected]
Projektbeteiligte
Ruhrverband, Wupperverband, Linksniederrheinische Entwässerungs-Genossenschaft, PhosRec Phosphor-Recycling GmbH
Kurzbeschreibung
Es werden Standortoptionen für eine zukünftige Phosphor-Rückgewinnung untersucht. Dabei ist zu klären, wie zentrale oder dezentrale Strukturen räumlich, infrastrukturell, logistisch und finanziell zu bewerten sind. Ergänzend werden die logistischen und organisatorischen Konsequenzen der Standortvarianten bezüglich der Transportarbeit, der Abläufe vor Ort (Anlieferung, Lagerung etc.) sowie möglicher Synergien (z. B. Koppeltransporte) mitbetrachtet.
Ansprechpartner
Friederike Deutzmann, Linksniederrheinische Entwässerungs-Genossenschaft, Friedrich-Heinrich-Allee 64, 47475 Kamp-Lintfort, [email protected]
Projektbeteiligte
Ruhrverband, Emschergenossenschaft, Lippeverband, Wupperverband, PhosRec Phosphor-Recycling GmbH
Kurzbeschreibung
Ziel dieses Arbeitspaketes ist es, die für die Umsetzungsphase des AMPHORE-Vorhabens gewählte Kooperationsstruktur der öffentlich-rechtlichen Beteiligten zu bewerten. Daraus werden Anpassungen und Alternativen für eine langfristige Umsetzung unter Einbeziehung der Aspekte "Betrieb von Klärschlammverbrennungsanlagen" sowie "Vermarktung des Phosphor-Rezyklats und der Nebenprodukte" entwickelt. Dabei wird auch die Aufweitung des Konsortiums um weitere anlagenbetreibende Unternehmen und die Übertragbarkeit auf andere Regionen untersucht. Das Arbeitspaket wird unter Berücksichtigung der Ergebnisse zur Gestaltung eines gemeinsamen Klärschlamm-Aschen-Managements bearbeitet.
Ansprechpartnerin
Kirsten Allmann, Wupperverband, Untere Lichtenplatzer Straße 100, 42289 Wuppertal, [email protected]
Projektbeteiligte
Ruhrverband, Emschergenossenschaft, Lippeverband, Linksniederrheinische Entwässerungs-Genossenschaft, PhosRec Phosphor-Recycling GmbH
Kurzbeschreibung
Mit der Planung, dem Bau und dem Betrieb einer Phosphor-Rückgewinnungsanlage sowie der regionalen Vermarktung des Rezyklats und der Nebenprodukte werden eine Vielzahl von Rechtsgebieten berührt. Hinzuweisen ist insbesondere auf das Planungs- und Genehmigungsrecht, Abfall- und Chemikalienrecht sowie ggf. zu berücksichtigende verbands-, vergabe- und beihilfe- sowie kartellrechtlichen Fragestellungen. Die jeweiligen Rechtsabteilungen der Projektbeteiligten stellen die einzuhaltenden Randbedingungen heraus und binden dazu, sofern nötig, weitere externe Fachexpertise zu den jeweiligen Sachgebieten ein. Ziel ist, die Voraussetzungen und die zu beachtenden Aspekte und Modelle für die Übertragbarkeit auf andere Anlagen und Fallkonstellationen herauszuarbeiten.
Arbeitspaket 3: Demonstrationsanlage zur Phosphor-Rückgewinnung aus Klärschlammaschen
Ansprechpartner
PhosRec Phosphor-Recycling GmbH, In der Welheimer Mark 190, 46238 Bottrop
Dr. Dennis Blöhse, Emschergenossenschaft/Lippeverband, Kronprinzenstraße 24, 45128 Essen, [email protected]
Projektbeteiligte
Ruhrverband, Wupperverband, Linksniederrheinische Entwässerungs-Genossenschaft, Emscher Wassertechnik GmbH, Wupperverbandsgesellschaft für integrale Wasserwirtschaft mbH, Institut für Siedlungswasserwirtschaft der RWTH Aachen University (ISA), PhosRec Phosphor-Recycling GmbH
Kurzbeschreibung
Zunächst wird der strukturierte Auswahlprozess für eine der zwei im Rahmen der Konzeptphase vorgewählten Technologien fortgesetzt. Hierfür werden Anforderungen an den Prozess und die Produkte sowie die Entscheidungskriterien für die umfassende technische, ökonomische und ökologische Beurteilung konkretisiert. Nach Auswahl der Technologie werden der Planungs- und Genehmigungsprozess zur Realisierung der Demonstrationsanlage eingeleitet und anschließend von der PhosRec Phosphor-Recycling GmbH als anlagenbetreibender Gesellschaft fortgeführt.
Ansprechpartner
PhosRec Phosphor-Recycling GmbH, In der Welheimer Mark 190, 46238 Bottrop
Dr. Dennis Blöhse, Emschergenossenschaft/Lippeverband, Kronprinzenstraße 24, 45128 Essen, [email protected]
Projektbeteiligte
Emscher Wassertechnik GmbH, Emschergenossenschaft, Lippeverband
Kurzbeschreibung
Als neu gegründete Gesellschaft der beteiligten Wasserverbände übernimmt die PhosRec Phosphor-Recycling GmbH die Bauherrenfunktion und die Vergabe entsprechender Leistungspakete und organisiert alle notwendigen Schritte zur Vorbereitung auf den Demonstrationsbetrieb der Anlage. Dies umfasst sämtliche Schritte von der Vorbereitung des Grundstücks über den Bau einer Halle bis zur Standort-Einbindung der vom Technologiegeber der Phosphor-Rückgewinnung errichteten Anlage.
Ansprechpartner
PhosRec Phosphor-Recycling GmbH, In der Welheimer Mark 190, 46238 Bottrop
Dr. Dennis Blöhse, Emschergenossenschaft/Lippeverband, Kronprinzenstraße 24, 45128 Essen, [email protected]
Projektbeteiligte
Ruhrverband, Emschergenossenschaft, Lippeverband, Wupperverband, Linksniederrheinische Entwässerungs-Genossenschaft
Kurzbeschreibung
Der Betrieb der Demonstrationsanlage wird durch die PhosRec Phosphor-Recycling GmbH übernommen. Nach Inbetriebnahme erfolgt eine Stabilisierungsphase zur Etablierung des kontinuierlichen Betriebs. Darauf folgt der Kampagnenbetrieb mit verschiedenen Aschequalitäten und der Erzeugung verschiedener Produktqualitäten. Ziel des Kampagnenbetriebs ist die Gegenüberstellung von Aufwand und Nutzen verschiedener Betriebsweisen und die Ermittlung optimaler Betriebszustände, die in einer Dauerbetriebsphase hinsichtlich der Prozessstabilität verifiziert werden.
Ansprechpartner
Dr. David Montag, Institut für Siedlungswasserwirtschaft der RWTH Aachen University (ISA), Mies-van-der-Rohe-Straße 1, 52074 Aachen, [email protected]
Projektbeteiligte
Emscher Wassertechnik GmbH, Wupperverbandsgesellschaft für integrale Wasserwirtschaft mbH, Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI), Institut für Energie- und Umweltforschung gGmbH (ifeu)
Kurzbeschreibung
Die Wechselwirkungen zwischen unterschiedlichen Aschequalitäten und den Prozesskomponenten der großtechnischen Anlage werden untersucht. Dabei werden die Auswirkungen auf den Betriebsmittelbedarf, den Energiebedarf, den Gesamtprozessaufwand und auf die Qualität der Produkte und Reststoffe analysiert und bilanziert. Darüber hinaus werden die zusätzlichen Aufwände für die Phosphor-Rückgewinnung aus höher belasteten Aschen mit denen möglicher Maßnahmen zur Verbesserung der Aschequalität (Arbeitspaket 2.2) verglichen.
Arbeitspaket 4: Regionale Vermarktungs-, Verwertungs- und Entsorgungsstrukturen
Ansprechpartnerin
Dr. Jutta Niederste-Hollenberg, Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI), Breslauer Straße 48, 76139 Karlsruhe, [email protected]
Projektbeteiligte
Institut für Energie- und Umweltforschung gGmbH (ifeu)
Kurzbeschreibung
In Arbeitspaket 4.1 werden unter intensiver Berücksichtigung der späteren Rezyklat-Nutzung die Anforderungen an die Phosphor-Rezyklate für den Demonstrationsbetrieb definiert. Es werden spezifische Konzepte für die Testphase der Phosphor-Rezyklate erarbeitet. Potenzielle Einsatzgebiete sind die Düngemittel- und Metallindustrie sowie ggf. die ökologische Landwirtschaft. Aus dem Demonstrationsbetrieb werden Produkte und Nebenprodukte an die abnehmenden Industriezweige übergeben, um deren Eignung im jeweiligen Einsatzfeld zu eruieren. Iterativ werden die Testergebnisse in Anforderungen an die Rezyklate in den Betrieb übersetzt und Produktsamples in definierten Qualitäten zu Testungszwecken abgefragt.
Ansprechpartner
Dr. Gerd Kolisch, Wupperverbandsgesellschaft für integrale Wasserwirtschaft mbH, Untere Lichtenplatzer Str. 100, 42289 Wuppertal, [email protected]
Projektbeteiligte
Ruhrverband, Emschergenossenschaft, Lippeverband, Wupperverband, Linksniederrheinische Entwässerungs-Genossenschaft, PhosRec Phosphor-Recycling GmbH, Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI)
Kurzbeschreibung
In diesem Arbeitspaket werden für alle anfallenden Neben- und Restprodukte aus der Phosphor-Rückgewinnung regional gangbare Verwertungswege in Abstimmung mit den entsprechenden Beteiligten entwickelt. Die Qualität und somit die Verwendungs- oder Verbringungsmöglichkeiten dieser Produkte sind von vielen Faktoren abhängig. Insbesondere die eingesetzten Technologien als auch die Zusammensetzung der Klärschlammasche hat als Grundstoff einen entscheidenden Einfluss auf Menge und Beschaffenheit der Produkte. In Abhängigkeit von der eingesetzten Technologie werden folgende Stoffströme bewertet: Mineralischer Rohstoff (niedriger pH-Wert, hoher Gipsanteil, Metallrückstände); eisen- und/oder aluminiumhaltige Chloride; gereinigtes Abwasser (erhöhte Temperatur), Metallkonzentrat, Calciumhydroxid/Calciumchlorid.
Ansprechpartner
Dirk Bogaczyk, Emschergenossenschaft/Lippeverband, Kronprinzenstraße 24, 45128 Essen, [email protected]
Projektbeteiligte
Ruhrverband, Wupperverband, Linksniederrheinische Entwässerungs-Genossenschaft, PhosRec Phosphor-Recycling GmbH
Kurzbeschreibung
Vor dem Hintergrund der Entsorgungssicherheit werden Lösungen für den Fall des Ausfalls der Phosphor-Rückgewinnungsanlage und für Entsorgungsengpässe der abgereicherten Klärschlammasche entwickelt. Hierfür wird ein entsprechendes Notfall- und Zwischenlagerkonzept mit geeigneten organisatorischen und technischen Maßnahmen erarbeitet.
Arbeitspaket 5: Bewertung und Entscheidungsgrundlagen für mögliche Umsetzungen
Ansprechpartnerin
Dr. Jutta Niederste-Hollenberg, Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI), Breslauer Straße 48, 76139 Karlsruhe, [email protected]
Projektbeteiligte
Ruhrverband, Emschergenossenschaft, Lippeverband, Wupperverband, Linksniederrheinische Entwässerungs-Genossenschaft, Emscher Wassertechnik GmbH, PhosRec Phosphor-Recycling GmbH, Institut für Energie- und Umweltforschung gGmbH (ifeu)
Kurzbeschreibung
Ziel des Arbeitspaketes 5.1 ist es, die Unsicherheiten, die sich durch die hohe Interdependenz der Teilaufgaben ergeben und daraus resultierende späte Festlegungen, durch die Analyse der Varianten und die Identifikation der wahrscheinlichen Szenarien transparent darzustellen und darauf aufbauend möglichst robuste Lösungen zu entwickeln. Die Grundlagen dazu werden im Wesentlichen in den Arbeitspaketen 2 bis 4 ermittelt. Eine Analyse liefert die Vorzugsszenarien, die in der Umsetzungsphase vertieft untersucht werden sollen. Durch die Kombination von Elementen der Variantenanalyse mit Bausteinen eines Szenarienprozesses werden die möglichen Optionen des AMPHORE-Konzepts unter Berücksichtigung von relevanten Einflussfaktoren und Umfeldänderungen (beispielsweise Preisentwicklungen, strukturelle Veränderungen der Landwirtschaft, gesellschaftliche Veränderungen) untersucht.
Ansprechpartner
Peter Wulf, Dr. Tim Fuhrmann, Emscher Wassertechnik GmbH, Brunnenstr. 37, 45128 Essen, [email protected], [email protected]
Projektbeteiligte
Ruhrverband, Emschergenossenschaft, Lippeverband, Wupperverband, Linksniederrheinische Entwässerungs-Genossenschaft, Wupperverbandsgesellschaft für integrale Wasserwirtschaft mbH, PhosRec Phosphor-Recycling GmbH, Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI), Institut für Energie- und Umweltforschung gGmbH (ifeu)
Kurzbeschreibung
Eine möglichst hohe Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems ist wesentliche Voraussetzung für die Ausgestaltung des zukünftigen regionalen Phosphor-Recyclingkonzepts. Hierzu sind die für das Scale-up der Anlagentechnik existierenden Lücken bei den Kostendaten belastbar zu schließen. Neben Investitions- und Betriebskosten der Anlagentechnik fließen u. a. auch Kosten für Organisation, Logistik und Reststoffentsorgung ein. Damit können die im Szenarienprozess (Arbeitspaket 5.1) entwickelten Varianten und Szenarien für ein Gesamtkonzept wirtschaftlich bewertet werden.
Ansprechpartner
Joachim Reinhardt, Horst Fehrenbach, Institut für Energie- und Umweltforschung gGmbH (ifeu), Wilckensstraße 3, 69120 Heidelberg, [email protected], [email protected]
Projektbeteiligte
Ruhrverband, Emschergenossenschaft, Lippeverband, Wupperverband, Linksniederrheinische Entwässerungs-Genossenschaft, Wupperverbandsgesellschaft für integrale Wasserwirtschaft mbH, PhosRec Phosphor-Recycling GmbH
Kurzbeschreibung
Die ökobilanziellen Auswirkungen verschiedener Varianten zur Phosphor-Rückgewinnung aus der Klärschlammasche im Zuge eines Klärschlamm- und Aschemanagements werden im Vergleich zur bisherigen Klärschlammbehandlung bewertet. Der Systemrahmen umfasst dabei sowohl die zusätzlichen Lasten als auch den Nutzen, der damit verbunden ist. Die Bewertung soll jeweils differenziert nach Einzelprozessen und verschiedenen Betriebsmitteln erfolgen, um die wesentlichen Stellschrauben zu identifizieren und Rückmeldung an die Projektbeteiligten zur ökologischen Optimierung der gesamten Kläraschlammverwertungskette geben zu können.
Ansprechpartner
Peter Wulf, Emscher Wassertechnik GmbH, Brunnenstr. 37, 45128 Essen, [email protected]
Projektbeteiligte
Ruhrverband, Emschergenossenschaft|Lippeverband, Wupperverband, Linksniederrheinische Entwässerungs-Genossenschaft, Wupperverbandsgesellschaft für integrale Wasserwirtschaft mbH, PhosRec Phosphor-Recycling GmbH, Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI)
Kurzbeschreibung
Für die Vorzugsvarianten zum langfristigen Scale-up bzw. Roll-out des regionalen Phosphor-Recyclingkonzepts werden die verfahrenstechnischen Anlagenbestandteile vordimensioniert. Mögliche Anlagenstandorte werden dargestellt, einschließlich resultierender Schnittstellen und logistischer Aspekte. Die für die Hochskalierung erforderlichen Investitionen und Betriebskosten werden abgeschätzt (ergänzend zu Arbeitspaket 5.2). Abschließend wird ein Umsetzungsfahrplan für die Errichtung der Anlagen im Hinblick auf die zukünftigen Anforderungen durch die Klärschlammverordnung (AbfKlärV) skizziert.
Ansprechpartnerin
Dr. Jutta Niederste-Hollenberg, Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI), Breslauer Straße 48, 76139 Karlsruhe, [email protected]
Projektbeteiligte
alle an AMPHORE beteiligten Verbände, Institutionen und Unternehmen
Kurzbeschreibung
In Arbeitspaket 5.5 werden die Ergebnisse der Arbeitspakete 2, 3, 4 und 5 mit Blick auf ihre Allgemeingültigkeit und Anwendbarkeit in anderen Regionen sowie zur Nutzbarmachung z. B. in Regelwerken oder als Leitfäden überprüft. Im Zuge des angestrebten intensiven Ergebnistransfers innerhalb der „Regionales Phosphor-Recycling (RePhoR)“-Fördermaßnahme bietet sich auch eine übergreifende Publikation aller RePhoR-Verbünde an. Für die notwendige Generalisierung der Ergebnisse werden neben der verfahrenstechnischen Lösung insbesondere übergeordnete Komplexe weiter ausgearbeitet.