Stickstoffrückgewinnung durch Ammoniak-Strippung auf dem Klärwerk Steinhof

Arbeitsgebiet: Innovative Verfahren

Kurzbeschreibung

Da die Belastungsgrenze des Klärwerks Steinhof in Braunschweig mit rund 350.000 EW erreicht war mussten Maßnahmen ergriffen werden, um die Einhaltung der Ablaufgrenzwerte mit ausreichender Sicherheit garantieren zu können. Als Vorzugslösung intensiver Voruntersuchungen stellte sich die Behandlung des Prozesswassers der Schlammbehandlung heraus. Dabei sollte neben der Reduktion der internen Rückbelastung gleichzeitig eine Rückgewinnung der Nährstoffe Stickstoff und Phosphor erreicht werden.

Die Stickstoffrückgewinnung erfolgt mit dem Verfahren der Ammoniak-Luft-Strippung und anschließender sauren Wäsche. Das im Prozesswasser der Schlammbehandlung konzentrierte Ammonium wird im Stripper zu Ammoniak dissoziiert. Je nach gewünschtem Eliminationsgrad kann hierzu eine Erwärmung und chemische Alkalisierung betrieben werden. Im sauren Wäscher wird anschließend das gasförmige Ammoniak durch Zugabe von Schwefelsäure in eine Ammoniumsalzlösung (Diammoniumsulfat) gebunden und aus dem Verfahren ausgeschleust. Das Produkt kann direkt als Dünger eingesetzt werden, wobei eine Verwendung in der regionalen Landwirtschaft vorgesehen ist.

Die als Vorstufe betriebene MAP-Fällung begünstigt die Ammoniak-Strippung, da hierdurch vorteilhafte Milieubedingungen für die Strippung eingestellt werden. Die Verfahrensstufen haben somit in der direkten Kombination einen zusätzlichen Nutzen, was die Gesamteffizienz steigert.

Die Ammoniak-Strippung ist Teil einer Neugestaltung der Schlammbehandlung auf dem Klärwerk Steinhof. Eine Darstellung des Gesamtprojektes ist hier zu finden.

Derzeit befindet sich das Projekt in der Ausführung. Die Inbetriebnahme ist für Ende 2018 geplant.

Technisches Konzept

Wirkungsweise

  • Stickstoffrückgewinnung aus dem Prozesswasserstrom
  • Ammoniak-Luft-Strippung, mit anschließender sauren Wäsche
  • Je nach gewünschtem Eliminationsgrad zusätzlicher Wärmeeintrag / chemische Alkalisierung
  • Bindung des Stickstoffs als Diammoniumsulfat
  • MAP-Fällung als Vorstufe begünstigt den Prozess

Zielsetzungen

  • Verringerung der Kläranlagenrückbelastung
  • Produktion eines hochwertigen landwirtschaftlichen Düngemittels
  • Ausnutzung der optimierten Milieubedingungen aus der vorgeschalteten MAP-Fällung
  • Ausnutzung der erhöhten Nährstoffrücklösung der Desintegration

Projektdaten

  • Max. Durchsatzleistung                     25 m³/h
  • Teillastfähigkeit                                  30-100%
  • Betriebstemperatur                               ≤ 55°C
  • Eliminationsrate                                     ≥ 85%
  • Reaktorvolumen:                              2 x 20 m³ (mit 10 m Höhe)

Leistungsumfang

  • Objektplanung Ingenieurbauwerke (Lph. 1 – 9, örtl. Bauüberwachung)
  • Fachplanung verfahrens- und maschinentechnische Ausrüstung sowie EMSR-Technik (Lph. 1 – 9)
  • Tragwerksplanung (Lph. 1 – 6)
  • Derzeit in Ausführung (Lph. 8)