Ammoniumabtrennung in Kläranlagen

Das Pilot­pro­jekt zur Ammo­ni­ak-Abtren­nung in der Kläran­lage Forch­heim in Baden-Würt­tem­berg wurde Ende 2022 von Solar­Spring, einem Fraun­hofer ISE Ableger, erfol­gre­ich abgeschlossen. Das Fol­ge­pro­jekt begin­nt im Juni 2023 in Erbach. Die Mem­bran­des­til­la­tion ist ein neuar­tiges Mem­bran­ver­fahren. Sie wird bei dieser App­lika­tion einge­set­zt um Ammo­ni­um aus dem Kläran­la­gen­ab­wass­er abzutren­nen und dieses simul­tan in Ammo­ni­um­sul­fat (Düngemit­tel) umzuwandeln.

Die Abtren­nung von Ammo­ni­um aus Abwass­er ist vor allem für ste­hende Gewäss­er eine wichtige Maß­nahme zum Schutz vor Eutro­phierung. Gelangt Stick­stoff in hoher Konzen­tra­tion in die Gewäss­er, führt dies zu einem ver­mehrten Pflanzen­wuchs. Das kann anaer­obe Ver­hält­nisse im See und somit ein Fis­chster­ben bewirken. Eine Rück­gewin­nung des Ammo­ni­ums und Ver­wen­dung als Düngemit­tel ist somit eine Möglichkeit den Stick­stof­fkreis­lauf zu schließen.

Bei der Mem­bran­des­til­la­tion han­delt es sich um ein ther­misch getriebenes Tren­nver­fahren, bei dem hydrophobe, semi­per­me­able Mem­bra­nen zur Sep­a­ra­tion eines Abwasser­stroms ver­wen­det wer­den. Die selek­tiv­en Eigen­schaften dieser Mem­bran beruhen hier­bei auf dem Rück­halt von flüs­sigem Wass­er, während Wasser­dampf und andere flüchtige Stoffe (wie in diesem Falle Ammo­ni­ak) durch die Mem­bran per­me­ieren. Die Triebkraft des Prozess­es liegt in den Dampf­druck­d­if­feren­zen auf­grund der Tem­per­atu­run­ter­schiede zwis­chen Feed (Abwass­er) und Permeat-Seite.

DIREKTE VORTEILE DES VERFAHRENS HINSICHTLICH DER RESSOURCENEFFIZIENZ

Das Ver­fahren kann auch zur Erstel­lung von Reinst­wass­er für die Green Hydro­gen Erzeu­gung einge­set­zt wer­den, wobei die Abwärme des Elek­trol­y­seurs genutzt wird. Da Abwärme genutzt wer­den kann, reduzieren sich entsprechend die notwendi­gen Energiekosten für die Abtren­nung von Ammo­ni­um. Die Energiekosten für die Belüf­tung des Abwassers wer­den eben­so reduziert. Das End­pro­dukt Ammo­ni­um­sul­fat ist als Dünger ein­set­zbar und somit ein wertvoller Rohstoff. Durch die Abtren­nung von Ammo­ni­um und Umwand­lung zu Dünger wird der Stick­stoff-Kreis­lauf geschlossen.