Filtern
Erscheinungsjahr
Dokumenttyp
- Zeitschriftenartikel (93)
- Vortrag (75)
- Beitrag zu einem Tagungsband (47)
- Beitrag zu einem Sammelband (12)
- Posterpräsentation (7)
- Buchkapitel (5)
- Forschungsbericht (4)
- Sonstiges (3)
Schlagworte
- Sewage sludge ash (31)
- Phosphorus recovery (26)
- Phosphor (21)
- Klärschlamm (19)
- Klärschlammasche (17)
- Recycling (17)
- Sewage sludge (17)
- Phosphorus (15)
- Thermochemical treatment (15)
- Phosphorrückgewinnung (11)
- Bauschuttaufbereitung (7)
- Fertilizer (7)
- Rückgewinnung (6)
- Wastewater (6)
- Gypsum (5)
- Lichtbogenofen (5)
- Abwasser (4)
- Düngemittel (4)
- Environmental evaluation (4)
- Gips (4)
- Klärschlammverordnung (4)
- P-Düngemittel (4)
- P-recovery (4)
- Phosphat (4)
- Phosphorus fertilizer (4)
- Rare earth elements (4)
- Ressource (4)
- Soil (4)
- Stahlwerksschlacke (4)
- Thermo-chemical treatment (4)
- X-ray absorption near-edge structure (XANES) spectroscopy (4)
- XANES spectroscopy (4)
- Zement (4)
- Ökobilanzielle Bewertung (4)
- Abbruch (3)
- Aluminium phosphate (3)
- Bioavailability (3)
- CDW processing (3)
- Critical raw materials (3)
- Diffusive gradients in thin films (DGT) (3)
- Electric arc furnace dust (3)
- Fertiliser (3)
- Gichtgasschlamm (3)
- Heavy metal removal (3)
- Monoverbrennung (3)
- Phosphorus recycling (3)
- Pyrometallurgie (3)
- Raman microspectroscopy (3)
- Recovery (3)
- Recycling fertiliser (3)
- Recycling fertilizer (3)
- Struvite (3)
- Tantal (3)
- Urban mining (3)
- X-ray diffraction (3)
- Zinc (3)
- Agronomische Effizienz (2)
- Altfett (2)
- Ash (2)
- Ash treatment (2)
- Ashes (2)
- Blast furnace sludge (2)
- CDW treatment (2)
- CFK (2)
- Carbonfaser (2)
- Chromium (2)
- Circular economy (2)
- Corrosion (2)
- Diffusive Gradients in thin films (DGT) (2)
- Dünger (2)
- Enzymkatalyse (2)
- Fertilzer (2)
- Filterstaub (2)
- Heavy metal evaporation (2)
- Incinerator ash (2)
- LD-Schlacke (2)
- LIBS (2)
- Leaching (2)
- Low-temperature-conversion (2)
- Mercury (2)
- Mineral phases (2)
- Monitoring (2)
- Mono-incineration (2)
- Nutrient recovery (2)
- P-Recyclingdünger (2)
- P-fractionation (2)
- P-plant-availability (2)
- Phopshorus recovery (2)
- Phoshorrückgewinnung (2)
- Pilotanlage (2)
- Plant availability (2)
- Pyrometallurgy (2)
- RC-Beton (2)
- RCA (Recycled concrete aggregates) (2)
- Recovery potential (2)
- Recycling fertilisers (2)
- Red mud (2)
- Reducing conditions (2)
- Resource recovery (2)
- Ressourcen (2)
- Rotschlamm (2)
- Scandium (2)
- Schlacke (2)
- Sekundärrohstoffe (2)
- Selective chlorination (2)
- Selective dismantling (2)
- Struvit (2)
- Sustainability (2)
- Tantalum (2)
- Wertstoffpotential (2)
- XRD (2)
- Zementersatz (2)
- Zinnschlacke (2)
- ASH DEC (1)
- Abbruchverfahren (1)
- Abwasserbehandlung (1)
- Abwasserreinigung (1)
- Adsorption (1)
- Aerodynamic levitation (1)
- Aggregetes (1)
- Agronomic performance (1)
- AlPO4 (1)
- Alit (1)
- Alite (1)
- Alkalien (1)
- Aluminum phosphate (1)
- Ammonium (1)
- Arc furnace (1)
- AshDec (1)
- BOFS (1)
- BONARES (1)
- Bauschutt (1)
- Bauxite Residue (1)
- Bauxite residue (1)
- Beta-christobalite structure type (1)
- Betonbrechsand (1)
- Betonherstellung (1)
- Bio-P-Kläranlage (1)
- Bioceramics (1)
- Biokohle (1)
- Blast-furnace sludge (1)
- Bodenfruchtbarkeit (1)
- Bottom ash (1)
- Building and Construction (1)
- Building waste (1)
- By-product (1)
- CaNaPO4 (1)
- Cadmiumtellurid (1)
- Calcium alkali phosphate (1)
- Calcium silicate (1)
- Carbide formation (1)
- Carbon feeding (1)
- Carbonfasern (1)
- CdTe-Modules (1)
- Chemical extraction (1)
- Chemical extraction methods (1)
- Chemical extraction tests (1)
- Chemical stabilization of high-temperature forms (1)
- Chemische Löslichkeit (1)
- Chicken manure ash (1)
- Chlorierung (1)
- Chlorination (1)
- Chlorine (1)
- Chrom (1)
- Chromium recovery (1)
- Chromium speciation (1)
- Coatings (1)
- Combustion and gasification (1)
- Concrete aggregates (1)
- Construction (1)
- Controlled release fertilisers (1)
- Cristobalite form (1)
- Crystalline phase identification (1)
- DGT-Methode (1)
- Deep ultraviolet (DUV) Raman microspectroscopy (1)
- Demolition/dismantling (1)
- Demolition/selective dismantling (1)
- Demonstrationsanlage (1)
- Denitrification rate (1)
- Design of experiments (1)
- Diffusive Gradients in Thin-films (DGT) (1)
- Digestion methods (1)
- Düngemittelanalytik (1)
- Düngemittelgewinnung (1)
- Dünnschichtmodul (1)
- EBPR (1)
- Elektrolichtbogenofen (1)
- Elektroofenstaub (1)
- Elemental analysis (1)
- Elimination (1)
- Entropy (1)
- Environmental LCA (1)
- Environmental pollution (1)
- Extraction (1)
- Extraktion (1)
- Extraktionen (1)
- FT-IR gas analysis (1)
- Far-infrared spectroscopy (1)
- Fertilizers (1)
- Fetiliser (1)
- Fluorescence lamps (1)
- Fluoreszenzlampen (1)
- Fly ash (1)
- Forest soils (1)
- Formation enthalpy (1)
- Fällmittel (1)
- General Materials Science (1)
- Glycogen (1)
- Greenhouse pot experiments (1)
- Gypsum plasterboards (1)
- Gypsum waste (1)
- Hazardous waste (1)
- Hazenite (1)
- Heat capacity (1)
- Heavy metal chloride (1)
- Heavy metal elimination (1)
- Heavy metal recycling (1)
- Heavy metals (1)
- Hg distribution (1)
- High-alloyed steel (1)
- High-cristobalite form (1)
- High-grade recycling (1)
- Hochwertiges Recycling (1)
- Hydration products (1)
- Hydrogen (1)
- ICP-MS (1)
- ICP-OES (1)
- In situ synchrotron x-ray diffraction (1)
- Incinerator (1)
- Incubated soil/fertilizer mixtures (1)
- Infrared (1)
- Infrared spectroscopy (1)
- Interlaboratory comparison (1)
- Internal substrate (1)
- Iron (1)
- Klimaneutralität (1)
- Kläranlage (1)
- Klärschlammaschen (1)
- Klärschlammdüngung (1)
- Kritische Rohstoffe (1)
- Landwirtschaft (1)
- Landwirtschaftliche Klärschlammverwertung (1)
- Large scale consideration (1)
- Laser-induced breakdown spectroscopy (1)
- Lead (1)
- MBR (1)
- MSWI fly ash (1)
- Makronährstoffe (1)
- Mass balance (1)
- Matrix dependencies (1)
- Meat and bone meal (1)
- Mephrec (1)
- Mercury selenide (HgSe) (1)
- Metabolism (1)
- Metal (1)
- Metal recovery (1)
- Microspectroscopy (1)
- Microwave-assisted digestion (1)
- Mid-infrared spectroscopy (1)
- Mineralische Phasen (1)
- Mono-Verbrennung (1)
- Multidisciplinary (1)
- Municipal sewage sludge (1)
- NE-Metalle (1)
- NPK fertilizer (1)
- Nano-Fourier-transform infrared spectroscopy (1)
- Nanochrystalline AlPO4 (1)
- Nasschemische Aufschluss-/Leachingverfahren (1)
- Nassmechanische Aufbereitung (1)
- Natural resources (1)
- Niobium (1)
- Nitrification inhibitor (1)
- Nonferrous metals (1)
- Nutrient (1)
- Nährstoffe (1)
- On-line analysis (1)
- Online-Analyse (1)
- Online-RFA (1)
- Oxide melts (1)
- P fertilizer (1)
- P recycling (1)
- P sink method (1)
- P solubility (1)
- P speciation (1)
- P-Recyclate (1)
- P-Rückgewinnung (1)
- P-efficiency (1)
- P-fertiliser (1)
- P-fertilizer (1)
- Permeat (1)
- Perowskit (1)
- Pflanzenverfügbarkeit (1)
- Pflanzenwurzel (1)
- Phase formation (1)
- Phase transformation (1)
- Phoshpor availability (1)
- Phosphataufbereitungsanlage (1)
- Phosphate (1)
- Phosphate dynamics (1)
- Phosphate extractability and availability (1)
- Phosphate recovery (1)
- Phosphate-bearing mineral phases (1)
- Phosphor-Recycling (1)
- Phosphor-Rückgewinnung (1)
- Phosphorous (1)
- Phosphorous recovery (1)
- Phosphorus availability (1)
- Phosphorus compounds (1)
- Phosphorus elimination (1)
- Phosphorus plant-availability (1)
- Phosphorus speciation (1)
- Phosphorus-fertiliser (1)
- Phosphous recovery (1)
- Photometric P determination (1)
- Photonenaktivierungsanalyse (1)
- Photovoltaic (PV) (1)
- Photovoltaik (1)
- Plant growth experiments (1)
- Plasma (1)
- Pollutant (1)
- Polyvinylchloride (PVC) (1)
- Portland Cement (1)
- Post-denitrification (1)
- Pot experiments (1)
- Process upscaling (1)
- Prozessoptimierung (1)
- Pyrolyse (1)
- Raman (1)
- Raman spectroscopy (1)
- Recycled gypsum (1)
- Recycled sources (1)
- Recycling fertilizers (1)
- Recyclingdüngemittel (1)
- Red Mud (1)
- Reduction (1)
- Reduction of sulphates (1)
- Reduction process (1)
- Reductive melting (1)
- Reductive smelting (1)
- Reduktionsprozess (1)
- Relative agronomische Effizienz (RAE) (1)
- Resource Recovery (1)
- Resource recovery potential (1)
- Resources (1)
- Ressourcenrückgewinnung (1)
- Ressourcenschutz (1)
- Reststoffe (1)
- Retentat (1)
- Rhenanite (1)
- Ringversuch P-Gehalt in Klärschlamm (1)
- Robustheitstests (1)
- Rostaschen (1)
- Sc recovery (1)
- Scattering-type scanning near-field optical microscopy (s-SNOM) (1)
- Secondary P-fertilizer (1)
- Sekundärrohstoff (1)
- Sekundärrohstoffdüngemittel (1)
- Selective Chlorination (1)
- Selenium (1)
- Seltene Erden (1)
- Seltenerdmetalle (1)
- Separation techniques (1)
- Sewage Sludge (1)
- Sewage Sludge Ashes (1)
- Sewage sludge ash (SSA) (1)
- Sewage sludge disposal (1)
- Sewage sludge ordinance (1)
- Sewage sludges (1)
- Silicate (1)
- Silicon carbide (1)
- Slag (1)
- Slag treatment (1)
- Sludge disposal (1)
- Sodium sulfate (1)
- Soil testing (1)
- Solar energy (1)
- Solubility in ammonium citrate (1)
- Stabilization of high-temperature phase at RT (1)
- Stacking disorder (1)
- Stalwerksschlacke (1)
- Steelmaking slag (1)
- Stofftrennung (1)
- Sugar cane bagasse (1)
- Sulfatentfachtung (1)
- Sulfur (1)
- Synchrotron infrared microspectroscopy (1)
- Synchrotron radiation (1)
- Technologiemetalle (1)
- Technology metals (1)
- Thermal analysis (1)
- Thermal treatment (1)
- Thermochemisch (1)
- Thermochemische Behandlung (1)
- Thermochemische Prozesse (1)
- Thermochemische Stofftrennung (1)
- Thermochemische Verfahren (1)
- Thermochemistry (1)
- Thermodynamic simulation (1)
- Thermodynamics (1)
- Thermogravimetry/FT-IR (1)
- Treatment of C&D wastes (1)
- Tricalcium-silicate (1)
- Tricalciumsilikat (1)
- Tridymite (1)
- Tridymite form (1)
- Ultraviolet (1)
- VOC (1)
- Vegetationsversuche (1)
- Verbrennung (1)
- Verfahrensentwicklung (1)
- Vergasung (1)
- WEEE (1)
- Wasserstoffplasma (1)
- Waste (1)
- Waste management (1)
- Waste materials (1)
- Waste water (1)
- Waste water treatment (1)
- Wertstoffrückgewinnung (1)
- Whitlockite-to-buchwaldite transformation (1)
- Wood ash (1)
- X-ray absorption near edge structure (XANES) spectroscopy (1)
- X-ray absorption near-edge structure (XANES) (1)
- X-ray absorption spectroscopy (1)
- X-ray adsorption near-edge structure (XANES) spectroscopy (1)
- X-ray diffraction (XRD) (1)
- XANES (1)
- Yttrium (1)
- Zementklinker (1)
- Zentrat (1)
- Zeolithe (1)
- Zinc chloride (1)
- Zink (1)
- microspectroscopy (1)
- soil (1)
- thermochemical substance separation (1)
- thermochemische Behandlung (1)
- x-ray diffraction (1)
- Ökobilanzielle Betrachtung (1)
Organisationseinheit der BAM
- 4 Material und Umwelt (90)
- 4.4 Thermochemische Reststoffbehandlung und Wertstoffrückgewinnung (90)
- 4.3 Schadstofftransfer und Umwelttechnologien (8)
- 7 Bauwerkssicherheit (6)
- 7.1 Baustoffe (4)
- 7.4 Baustofftechnologie (4)
- 1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien (3)
- 1.4 Prozessanalytik (2)
- 1.7 Organische Spuren- und Lebensmittelanalytik (1)
- 4.2 Material-Mikrobiom Wechselwirkungen (1)
Paper des Monats
- ja (2)
Along with the globally increasing energy demand the application of renewable energy sources is
urgently required. According to national regulations and international treaties (e.g. Kyoto Protocol)
these sources shall be sustainably available at reasonable financial effort and non-polluting during
production, use and waste treatment. Using photovoltaic sources (PV), these requirements can
clearly be met. All industry has to follow the best available technology and an integrative life cycle
approach for their products and production. PV thin film technology strictly responds to this obligation.
In order to save material resources and to minimise undesirable landfill recycling of spent PV
modules is necessary. Recycling of multi-component materials containing mixed metals typically
consists of three parts: liberation, separation, and recovery. In our study (RESOLVED an EU
Demonstration Project) the focus is on liberation and separation. The converting layer (CdTe) was
liberated (removed) from the glass carrier by sandblasting and separated subsequently from the
blast material (e.g. corundum) and other components using stepwise different separation techniques.
Both the glass substrate and CdTe are subject to re-use. The overall feasibility of the recycling
process is primarily governed by the efficiency of the procedure applied to the separation of CdTe
from the rest (blasting material, glass residues, etc.). This was performed by water-based flotation.
Several flotation procedures were studied regarding their separation yields. The distribution of
CdTe in the phases involved (flotate, water, residue) was measured using energy dispersive X-ray
fluorescence spectrometry (EDXRS) intended for future routine application and by instrumental
large-volume photon activation analysis (IPAA) as a reference procedure. The results of both analytical
methods were in satisfactory agreement.
Ressourcen aus Abfall
(2012)
Die Beseitigung unbehandelter Abfälle auf Deponien gehört der Vergangenheit an, nicht nur weil Verordnungen diese Praxis verbieten, sondern auch, weil wegen steigender Preise für Rohstoffe und sinkender Gehalte in Erzen auch in Abfällen nach Alternativen gesucht wird. In den Aschen aus Hausmüllverbrennungsanlagen können mit einfachen Verfahren Metalle zurückgewonnen werden. Mit dem Phosphor aus Klärschlammaschen können Düngemittel hergestellt und so natürliche Ressourcen geschont werden. In beiden Fällen ist die Anreicherung der Wertstoffe durch den Verbrennungsprozess vorteilhaft, da die Effizienz von Recyclingprozessen stark von der Konzentration im Ausgangsgut abhängig ist.--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Disposal of untreated waste has come to end due to new legislation in this field. Furthermore as a response to increasing prices for primary raw materials and decreasing ore concentrations products from waste treatment display a source for secondary raw materials. Elemental metals can be easily separated from municipal solid waste incineration bottom ash. Fertilizers can be produced using phosphate from sewage sludge ashes thus preserving natural resources. In both cases the enrichment taking place in the incineration process facilitates the resource recovery, because the efficiency of recycling processes is dependent on the concentration of the input material.
Die Qualität von rezyklierten Gesteinskörnungen muss nicht nur bautechnischen Anforderungen und rechtlich verbindlichen Umweltstandards genügen, sondern ihr Einsatz in der Betonherstellung wird auch vor dem Hintergrund der Leitlinien der Nachhaltigkeit bewertet. Für die Gewinnung von rezyklierten Gesteinskörnungen bedeutet dies, dass sowohl bei den Abbrucharbeiten als auch bei der Bauschuttaufbereitung darauf geachtet werden muss, dass die gewählten Verfahren nicht nur ökonomischen Kriterien genügen müssen, sondern auch keine nachteiligen ökologischen oder sozialen Auswirkungen haben dürfen.
In verschiedenen Forschungsprojekten konnte durch ökobilanzielle Bewertungen von einzelnen Verfahren und Verfahrensabläufen gezeigt werden, dass rezyklierte Gesteinskörnungen aus Altbeton unter bestimmten Rahmenbedingungen umweltverträglich gewonnen werden können und ihre Nutzung durch die Substitution von Natursteinkörnungen sowohl zur Schonung von natürlichen Ressourcen als auch zu einer Reduzierung von Umweltbelastungen beitragen kann.
Heavy metal removal from sewage sludge ash by thermochemical treatment with polyvinylchloride
(2013)
Sewage sludge ash (SSA) is a prospective phosphorus source for the future production of recycling P-fertilizers. Due to its high heavy metals contents and the relatively low P plant-availability, SSA must be treated before agricultural utilisation. In this paper SSA was thermochemically treated with PVC in a bench-scale rotary furnace in order to remove heavy metals via the chloride pathway. PVC has a high Cl-content of 52–53% and a high heating value that can be beneficially used for the thermochemical process. Large amounts of waste PVC are already recovered in recycling processes, but there are still some fractions that would be available for the proposed thermochemical process, for example, the low quality near-infrared(NIR)-fraction from waste separation facilities. Heavy metals were effectively removed at temperatures in the range of 800–950°C via the gas phase by utilisation of PVC as Cl-donor. The resulting P plant-availability was comparable to SSA thermochemically treated with MgCl2 as Cl-donor if MgO was used as an additive (Mg-donor). A further increase of the plant availability of phosphorus was achieved by acid post-treatment of the thermochemically treated SSA.
Enhanced post-denitrification without addition of an external carbon source in membrane bioreactors
(2005)
This study investigates a post-denitrification process without the addition of an external carbon source combined with an enhanced biological phosphorus removal (EBPR) in a membrane bioreactor (MBR). Three trial plants, with two different process configurations, were operated on two different sites, and a variety of accompanying batch tests were conducted. It was shown that even without dosing of an external carbon source, denitrification rates (DNR) much above endogenous rates could be obtained in post-denitrification systems. Furthermore, the anaerobic reactor located ahead of the process had a positive impact on the DNR. Given these surprising results, the project team decided to identify the carbon source used by the microorganisms in the post-denitrification process. Batch tests could demonstrate that lysis products do not play a major role as a C-source for post-denitrification. The following hypothesis was proposed to explain the observations: the glycogen, internally stored by the substrate accumulating bacteria, if anaerobic conditions are followed by aerobic conditions could act as carbon source for denitrification in post-denitrification system. First exploratory batch tests, where the glycogen evolution was monitored, corroborate this assumption.
Für die Entfernung von VOC (volatile organic compounds) aus der Luft von Fertigungsstätten werden vielfach mikroporöse Adsorbentien eingesetzt. Die gereinigte Luft wird rezyklisiert. Für die mit VOC beladenen Adsorbentien wird ein Regenerierungsweg für den mehrfachen Gebrauch gesucht. Bei der Regenerierung sollen die VOC möglichst vollständig desorbiert werden und mit einer geringen Gasmenge in einer katalytischen Verbrennung zu CO2 und H2O umgewandelt werden. Die Wirtschaftlichkeit der Luftreinigung wird wesentlich bestimmt durch die Sorptionskapazität des Adsorbens, die erforderliche Energie für die thermische Regenerierung und die Menge des Spülgases bei der Regenerierung. In dieser Arbeit wird der Einsatz von Typ X-Zeolithpulver in der Luftreinigung einer Lackiererei beschrieben und dessen Regenerierung im Labor mittels DTA/TG und Isothermenmessung der Schlüsselkomponenten untersucht. Ferner wurde die Regenerierung des beladenen Zeoliths in einem Labor-Drehrohrofen unter Variation der Betriebsparameter untersucht und anschließend mit ausgewählten Parametern in einem kleintechnischen Drehrohrofen durchgeführt. Die Verfahrensvarianten werden diskutiert.
Municipal sewage sludge is a carrier of nutrients most important phosphorus (P) but also contains organic pollutants and heavy metals. A two steps thermal treatment is suggested based on 1. mono-incineration of sewage sludge under destruction of organic pollutants and 2. thermochemical treatment of the resulting ashes to remove heavy metals and increase P-bioavailability. The targeted products are marketable P-fertilisers. The thermochemical treatment was investigated in a gas tight lab-scale rotary furnace. Seven sewage sludge ashes of different origin and composition and one residue from gasification of sewage sludge were mixed with a chlorine donor (e.g. MgCl2) and thermochemically treated under systematic variation of operational parameters. The distributions of the heavy metals between solid and gas phase were determined. The heavy metals concentrations of the treated ashes met the legislative limits in most cases. The products from thermochemical treatment are suited raw materials for P-fertiliser production. Relevant process parameters such as temperature, type and concentration of Cl-donor and retention time were optimised for the thermochemical treatment step.
Phosphor ist ein für alle Lebewesen essenzielles Element und kann in seinen Funktionen z. B. als Bestandteil der DNS und RNS sowie als Schlüsselelement beim Energiestoffwechsel (ADP/ATP) nicht ersetzt werden. Klärschlammaschen sind aufgrund ihrer hohen Gehalte an Phosphor (1525 % P2O5) geeignete Sekundärrohstoffe für die Herstellung von P-Düngemitteln. Aufgrund der schlechten Pflanzenverfügbarkeit des Phosphors und der Gehalte an umweltrelevanten Schwermetallen sollten diese allerdings nicht direkt in der Landwirtschaft eingesetzt werden. Im Mittelpunkt des EU-Projekts SUSAN steht die Entwicklung und Optimierung einer thermochemischen Behandlung von Klärschlammaschen, mit der die Düngewirkung der Aschen auf das Niveau konventioneller Mineraldünger (Thomaskali und Superphosphat SSP) angehoben wird und die Schwermetallkonzentrationen unter die Grenzwerte nach Düngemittelverordnungen europäischer Länder abgesenkt werden. Die sehr positiven Ergebnisse, die bisher im SUSAN-Projekt erzielt wurden, und die darauf basierenden ökonomischen Betrachtungen legen eine großtechnische Umsetzung des Verfahrens nahe.
Municipal sewage sludge is a carrier of nutrients most important phosphorus (P) but also contains organic pollutants and heavy metals. A two steps thermal treatment based on 1. mono-incineration of sewage sludge under destruction of organic pollutants and 2. thermochemical treatment of the resulting ashes to remove heavy metals and increase P-bioavailability is suggested by the authors. The process aims at P-fertilisers production from sewage sludge. Seven sewage sludge ashes of different origin and composition and one residue from gasification of sewage sludge were thermochemically treated. The raw ashes were mixed with a chlorine donor (e.g. MgCl2) and thermally treated in a gas tight lab-scale rotary furnace. The distributions of the heavy metals between solid and gas phase were determined. The heavy metals concentrations of the treated ashes matched the legislative limits in most cases. The products from thermochemical treatment are suited raw materials for P-fertiliser production. Relevant process parameters such as temperature, type and concentration of Cl-donor and retention time were optimised for the thermochemical treatment step.
Aufgrund der Endlichkeit der Phosphorlagerstätten und der zu erwartenden Preissteigerungen auf dem Weltmarkt werden Rückgewinnung, Kreislaufflührung und sparsamer Umgang mit dem essentiellen Makronährstoff Phosphor zunehmend interessant. Der P-Rückgewinnung aus biogenen Abfallstoffen wird hierbei zukünftig eine bedeutende Rolle zukommen. Die Aufarbeitung von Klärschlammaschen zu P-Düngemitteln kann in diesem Zusammenhang einen entscheidenden Beitrag leisten.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden statische und dynamische Versuche zur thermochemischen Behandlung von Klärschlammaschen mit dem Ziel der Bereitstellung eines geeigneten Sekundärrohstoffes für die P-Düngemittelproduktion durchgeführt. Statische Versuche mit Edelsole (MgCl2Lösung) als Cl-Donator zeigten dass eine weitgehende Schwermetallabreicherung unter signifikanter Steigerung der P-Pflanzenverfügbarkeit möglich ist. Die Schwermetalle wurden in die entsprechenden Chloride überrührt und konnten aufgrund ihrer hohen Dampfdrücke bei Betriebstemperaturen von etwa 1000°C über die Gasphase von der Asche separiert werden. Arsen, Chrom und Nickel konnten mit dieser Behandlungsmethode jedoch nicht entfernt werden. Des weiteren wurde mit der Behandlung nicht für alle untersuchten Klärschlammaschen der Grenzwert der aktuellen Düngemittelverordnung für Kupfer unterschritten. Verbesserungen in Hinblick auf die Reinigungsleistung und die technische Umsetzbarkeit des Verfahrens ließen sich durch Versuche mit Chlorgas als CL-Donator erzielen. Alle Schwermetalle inklusive Arsen, Chrom und Nickel konnten bereits ab einer Betriebstemperatur von 850°C deutlich unter die Grenzwerte nach Düngemittelverordnung abgereichert werden. Die Pflanzenverfügbarkeit des Phosphors war vergleichbar mit den Produkten aus der Behandlung mit Edelsole.
Die Citratlöslichkeit konnte von etwa 50-70% (Rohasche) auf 100% (mit Cl2-Gas behandelt) angehoben werden. Bei der kleintechnischen Umsetzung des Verfahrens im Drehrohrofen traten jedoch erhebliche Korrosionsprobleme m Verbindung mit den verwendeten Stahlwerkstoffen auf. Hier besteht Entwicklungsbedarf.
Im Rahmen der Untersuchungen wurde gezeigt, dass die vorgeschlagene thermochemische Behandlung von Klarschlammaschen zur Bereitstellung eines Ausgangsmaterials für die P-Düngemittelherstellung geeignet ist und somit ein erhebliches Potential zur nachhaltigen Kreislaufführung der endlichen Ressource Phosphor erschlossen werden kann. Das thermochemische Verfahren führt sowohl zur weitgehenden Entfernung der Schwermetalle als auch zu einer deutlichen Verbesserung der Pflanzenverfügbarkeit des Phosphors. Diese erfolgversprechenden Ergebnisse sollten durch weitere kleintechnische Untersuchungen ergänzt werden, um die Basis für eine großtechnische Anwendung zu schaffen.
Phosphorus (P) is an essential element for all living organisms and cannot be replaced. Municipal sewage sludge is a carrier of phosphorus, but also contains organic pollutants and heavy metals. A two-step thermal treatment is suggested, including mono-incineration of sewage sludge and subsequent thermochemical treatment of the ashes. Organic pollutants are completely destroyed by mono-incineration. The resulting sewage sludge ashes contain P, but also heavy metals. P in the ashes exhibits low bioavailability, a disadvantage in farming. Therefore, in a second thermochemical step, P is transferred into mineral phases available for plants, and heavy metals are removed as well. The thermochemical treatment was investigated in a laboratory-scale rotary furnace by treating seven different sewage sludge ashes under systematic variation of operational parameters. Heavy metal removal and the increase of the P-bioavailability were the focus of the investigation. The present experimental study shows that these objectives have been achieved with the proposed process. The P-bioavailability was significantly increased due to the formation of new mineral phases such as chlorapatite, farringtonite and stanfieldite during thermochemical treatment.
Determination of phosphate phases in sewage sludge ash-based fertilizers by Raman microspectroscopy
(2013)
The chemical form of phosphate phases in sewage sludge ash (SSA)-based fertilizers was determined by Raman microspectroscopy. Raman mapping with a lateral resolution of 5 × 5 µm² easily detected different compounds present in the fertilizers with the help of recorded reference spectra of pure substances. Quartz and aluminosilicates showed Raman bands in the range of 450-520 cm-1. Phosphates with apatite structure and magnesium triphosphate were determined at around 960 and 980 cm-1, respectively. Furthermore, calcium/magnesium pyrophosphates were detected in some samples.
The reaction mechanisms of phosphate-bearing mineral phases from sewage sludge ash-based fertilizers in soil were determined by Raman and synchrotron infrared microspectroscopy. Different reaction mechanisms in wet soil were found for calcium and magnesium (pyro-) phosphates. Calcium orthophosphates were converted over time to hydroxyapatite. Conversely, different magnesium phosphates were transformed to trimagnesium phosphate. Since the magnesium phosphates are unable to form an apatite structure, the plant-available phosphorus remains in the soil, leading to better growth results observed in agricultural pot experiments. The pyrophosphates also reacted very differently. Calcium pyrophosphate is unreactive in soil. In contrast, magnesium pyrophosphate quickly formed plant-available dimagnesium phosphate.