WHITE PAPERS FOR A GREEN TRANSITION

Abwasser
Highlight publication • Water Technology Advisory EU in Germany

IN DIESER HIGHLIGHT PUBLICATION
Kommunale Abwasseraufbereitung
und ihre Potentiale für die Stadt
Abwasser als saubere Energiequelle
Ressourcenrückgewinnung aus Abwasser

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KOLOPHONABWASSER
Highlight publication • Water Technology Advisory EU in Germany
Version 1.0
Dezember 2023

FRONT PAGE PHOTO
Stiig Larsen
Gestaltung: Henrik Wedel Sivertsen

HERAUSGEBER
State of GreenPARTNER DES HERAUSGEBERS
Water Technology Advisory am Kgl. Dänischen Generalkonsulat Hamburg

BEITRAGENDE
Kapitel 1
Autor: Peter Underlin, Hillerød Forsyning
Fallbeispiel: Varga (DK)
Fallbeispiel: Solrødgaard (DK)
Kapitel 2
Autor: Aarhus Water, Per Overgaard Pedersen
Fallbeispiel: NISSEN Energy Inc., Thorvald Pedersen
Fallbeispiel: Aarhus Water, Per Overgaard Pedersen
Kapitel 3
Autor: VCS Denmark, Per Henrik Nielsen
Fallbeispiel: Herning Vand PhosporCare
Fallbeispiel: Billund Vand, Thomas Kruse Madsen

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URHEBERRECHTE© Copyright State of Green 2023

Inhaltsverzeichnis

1. Kommunale Abwasseraufbereitung und ihre Potentiale für die Stadt

4

	Fallstudie: Kläranlage leistet Beitrag zur Kreislaufwirtschaft
im städtischen Wasserkreislauf

6	Fallstudie: Solrødgård - eine vollständig überdachte
Kläranlage im Einklang mit der Natur7

2. Abwasser als saubere Energiequelle

8	Fallstudie: 150% Energieautarkie erreichen

10	Fallstudie: Downers Grove - Kläranlage mit positiver Energiebilanz

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3. Ressourcenrückgewinnung aus Abwasser

12	Fallstudie: Phosphorrückgewinnung aus Abwasser

14	Fallstudie: Ressourcenrückgewinnung für die Zukunft

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3

ABWASSER

KAPITEL 1

Kommunale
Abwasseraufbereitung undihre Potentiale für die Stadt
Weltweit werden 80% des Abwassers weder aufgefangen noch
adäquat aufbereitet. Dies bringt negative Konsequenzen sowohl
für Umwelt als auch Menschen mit sich. In Anbetracht der neuen
Herausforderungen durch den Klimawandel muss die kommunale
Wasserwirtschaft von der Abwasseraufbereitung zur Ressourcenund Energierückgewinnung übergehen.

Viele Städte wachsen rasch und so müssen Kläranlagen immer
mehr Abwasser aufbereiten, um einen Schutz der Gesundheit
der Bevölkerung und von Umwelt und Gewässern sicherstellen
zu können. Es ist wichtig, dass sowohl große zentrale als auchkleinere dezentrale Kläranlagen ihr gereinigtes Abwasser ableiten
können, ohne dass dabei ein Schaden verursacht wird - sei fürdas Meer oder einen kleinen Bach. Dänische Kläranlagen arbeiten
unter strengen Auflagen für eine verbesserte Abwasseraufbereitung. Die (Ab-)wasserwirtschaft hat viele Jahre damit verbracht,
ihre Technologien weiter zu verfeinern und Neues zu entwickeln,
sodass Abwasser heute auf einem hohen Niveau aufbereitet wird
(durch primäre, sekundäre und tertiäre Aufbereitung) und dabei
sichergestellt werden kann, dass es anschließend zu keinen Verunreinigungen mehr kommt. In Verbindung mit einem Steuersystem, das Kläranlagen Anreize bietet Abwasser über die gesetzlichen Anforderungen hinaus zu klären, hat dies laut einer Studie
des dänischen Wasser- und Abwasserverbands (DANVA) dazu
geführt, dass das aufbereitete Wasser letztlich deutlich geringere
Konzentrationen an Verunreinigungen aufwies (nur 20-70 % im
Vergleich zu den gesetzlichen Grenzwerten).

4

Lebenswerte Städte sind von einem erfolgreichen
Abwassermanagement abhängig
Abwassersammel- und -aufbereitungssysteme spielen eine
Schlüsselrolle für die Gestaltung lebenswerter Städte, in denen
Freizeitaktivitäten in Seen, Flüssen und Häfen möglich sein sollen.
In Dänemark wären „blau-grüne“ Städte, Hafenbäder und andere
Freizeiteinrichtungen ohne eine gut verwaltete Abwasserinfrastruktur nicht möglich gewesen. Der Klimawandel setzt die
Abwasserwirtschaft in Städten auf der ganzen Welt allerdings
zunehmend unter Druck. Eine häufige Herausforderung ist die
Sicherstellung ausreichender Ablaufkapazitäten, um Überläufe,vor allem bei starken Regenfällen, zu verhindern. Bei einer Neugestaltung der Abwasserinfrastruktur sollte der Schwerpunkt
zudem auf der Separation und Aufbereitung von Regenwasser
von Straßen und anderen verschmutzten Flächen liegen, um Verunreinigungen zu vermeiden.
Energieversorgung der Stadt durch Energierückgewinnung
Im Einklang mit der nationalen dänischen Strategie für nachhaltigen Wandel will der dänische Wassersektor bis 2030 energie-und klimaneutral werden. Um dieses Ziel zu erreichen, findet in
Dänemark derzeit ein nachhaltiger Wandel im Abwassersektor
statt, dessen Ausgangspunkt die Energieeffizienz und -rückgewinnung bilden. Heute sind eine Reihe Kläranlagen Netto-Energieerzeuger. Sie nutzen Klärschlamm zur Erzeugung von Biogas
und Strom und speisen die überschüssige Wärme in das Fernwärmenetz ein. Die Energierückgewinnung durch den Einsatz von
Wärmepumpen ist ebenfalls ein neuer Bereich der Innovation und
Entwicklung.
Von der Abwasseraufbereitung zur Ressourcenrückgewinnung
In Zukunft muss die Abwasseraufbereitung so gestaltet werden,
dass nicht nur Energie, sondern auch andere Ressourcen (z. B.
Phosphor) gewonnen und in die Kreislaufwirtschaft einbezogen
werden können, ohne dass dabei schädliche Stoffe im geklärten
Wasser zurückbleiben. Abwasser als Ressource zu sehen ist
relativ neu, weshalb es weiteren Wissens und neuer Technologien
bedarf, um wertvolle Ressourcen in kommerziellem Maßstab
zurückgewinnen zu können. Die Forschung und Entwicklung
in Dänemark widmet sich diesem Bereich. Dabei entwickelt

sich die fortgeschrittene Membrantechnologie bereits rasant,wenngleich es weiterer neuer Spezialtechnologien bedarf. Auch
die Sorptionstechnologie, die das Auffangen bereits niedriger
Konzentrationen wertvoller Stoffe bzw. Schadstoffe ermöglicht,
wird in der Kläranlage der Zukunft eine bedeutende Rolle spielen.
Es müssen aber beispielsweise noch neue Bakterienkulturen
entwickelt werden, um Basischemikalien und Weiteres herstellen
zu können. Kläranlagen können als Produktionslinien betrachtet
werden, in denen verwertbare Stoffe, z. B. Phosphor und Ammonium, abgetrennt und weitere Produkte entfernt und anschließend
weiterverarbeitet werden, z. B. organische Stoffe zur Erzeugung
von Biogas oder Basischemikalien, die z.B. für hochpreisige
Produkte in der pharmazeutischen Industrie verwendet werden
können. Darüber hinaus müssen industrielle Abwässer sorgfältig
geprüft werden, um sicherzustellen, dass wertvolle Bestandteile
abgetrennt wurden. Natürlich können nicht alle Stoffe aus dem
Abwasser zurückgewonnen werden. Ein Teil muss im Interesse
der Reinheit des abgeleiteten Wassers bzw. des entsprechenden
Produkts entfernt und abgebaut werden.

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FALLSTUDIE

Kläranlage leistet Beitrag zur
Kreislaufwirtschaft im städtischen
Wasserkreislauf
Die Abwasseraufbereitung kann wesentlich zur Umsetzung der Grundsätze der Kreislaufwirtschaft im städtischen Wasserkreislauf des Großraums Kopenhagen beitragen. Das neue
Projekt - VARGA - zielt darauf ab, die konventionelle Kläranlage Avedøre (350.000 EW) mittels
mehrerer innovativer Technologien zur Abwasserbehandlung, Nährstoffrückgewinnung und
Treibhausgasreduzierung in eine ressourcengewinnende Kläranlage umzuwandeln. Zu den
wichtigsten Elementen des Projekts gehören die breite Vorfiltration, die P-Rückgewinnung im
Testmaßstab sowie die aktive Reduzierung von N2O. Im Rahmen des Projekts wurden zudem
eine Lebenszyklus- und eine Ökoeffizienzanalyse durchgeführt. Erste Ergebnisse zeigen, dassdie Gesamtwertschöpfung nach der Umsetzung des VARGA-Konzepts höher ist als bei dervorherigen konventionellen Vorgehensweise, ohne dass dabei die Effizienz der Aufbereitung
beeinträchtigt wird. Kreislaufwirtschaftlich zu handeln ist für das Projekt von zentraler Bedeutung und die gewonnenen Erfahrungen leisten einen Beitrag zum nationalen dänischen
Ziel eines energie- und klimaneutralen Wassersektors im Jahr 2030 sowie zur UN-Agenda fürnachhaltige Entwicklung.

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BEITRAGENDEBIOFOS, EnviDan, Unisense Environment,
ARC und DTU Environment mit finanzieller
Unterstützung des Danish Eco-Innovation
Programme

ORT
Kopenhagen, Dänemark

FALLSTUDIE

Solrødgård - eine vollständig überdachte
Kläranlage im Einklang mit der Natur
Die alte Kläranlage in Hillerød ist in der Vergangenheit wegen städtischen Wachstums sowie
Beschwerden über Geruchs- und Lärmbelästigungen in die Kritik geraten. Der Bau einer neuen
traditionellen Kläranlage außerhalb der Stadt hätte wahrscheinlich dazu geführt, dass das
Problem in 30 Jahren erneut auftritt. Stattdessen wurde entschieden eine zu 100 % überdachte
Kläranlage in einem 52 Hektar großen Gebiet etwa 4 km vom Stadtzentrum entfernt zu bauen.
Der neue "Klima- und Umweltpark Solrødgård" beherbergt alle Versorgungsdienstleistungenan einem Ort: Fernwärme, Abfall, Wasser und Abwasser. Die einzelnen Prozesse dort sindräumlich isoliert und mit modernen DIMS-Kontrollsystemen ausgestattet, die eine maximale
Kontrolle der Geruchs- und Stickoxidemissionen ermöglichen. Überschüssige Energie wird in
das Fernwärmenetz eingespeist und trägt dazu bei, fossile Brennstoffe zu ersetzen. Die Vision
war es Inspiration in den integrierten Systemen der Natur zu finden, in denen alles aus erneuerbaren Energiequellen erzeugt wird. Nach Ablauf der Lebenszeit der Anlage in ca. 40-60 Jahrensoll es möglich sein an Ort und Stelle ein funktionierendes Feuchtgebiet zu hinterlassen, dasden biologischen wie auch den Erholungswert im Vergleich zu heute stark anheben würde. Der
Masterplan wurde mit Rücksicht auf die umgebende Natur entworfen, wobei die verschiedenen
Funktionsbereiche als "Taschen" in der zusammenhängenden Landschaft angelegt sind. In derNachbarschaft entsteht zudem ein neuer Stadtteil mit einem Krankenhaus, Bahnhof, Unternehmen und rund 5000 Wohnungen. Die Immobilienpreise sind bis zu 30 % höher, als sie in einem
Quartier mit herkömmlicher Kläranlage gewesen wären.

BEITRAGENDE
Hillerød Forsyning, Krüger, Stjernholm,
DHI, WSP, Gottlieb Paludan Architects
und Henning Larsen Architects

ORT
Hillerød, Dänemark

7ABWASSER

KAPITEL 2

Abwasser als saubere
Energiequelle
Die Senkung der Kosten für die Sammlung und
Aufbereitung von Abwasser ist ein wichtiges Thema fürWasserversorgungsunternehmen auf der ganzen Welt. Um
Kostensenkungen zu erreichen, muss der Schwerpunkt auf
Kosteneffizienz, der Verbesserung der Energieautarkie von
Kläranlagen und, soweit möglich, dem Verkauf von überschüssiger
Energie ans Netz liegen. In Dänemark bedeutet dies, dassenergieerzeugende Kläranlagen und ein energieneutraler
Wasserkreislauf angestrebt werden.

Die Internationale Energieagentur (IEA) schätzt, dass der Wassersektor auf globaler Ebene etwa 4 % des gesamten Stromverbrauchs ausmacht, wobei allein die Abwasseraufbereitung fürein Viertel dieses Anteils verantwortlich ist. Die Realisierung desUN-Ziels, den Anteil unbehandelter Abwässer bis 2030 zu halbieren, könnte daher den Energiebedarf erheblich in die Höhe
treiben, wenn in den Kläranlagen keine Energieeffizienz- undRückgewinnungstechnologien eingesetzt werden.
In Dänemark ist der Anteil des Wassersektors am gesamten
Stromverbrauch des Landes auf 1,9 % gesunken, da immer mehr
Versorgungsunternehmen das große Potenzial von Energieeinsparungen und Energierückgewinnung bei der Abwasserbehandlung erkannt haben. Die meisten Abwasseraufbereitungsanlagen (ARA) in Dänemark haben in eine Analyse derverschiedenen Möglichkeiten zur Senkung ihres Energieverbrauchs investiert. Dazu gehören die Einführung von OnlineÜberwachungs- und Energiemanagementsystemen, der Ersatz
von Oberflächenbelüftungen durch energieeffizientere Bodenbelüfter sowie verschiedene Betriebskonzepte.
Neue Ausrichtung auf Energieautarkie
In den vergangenen Jahren sind dänische Wasserversorger
dazu übergegangen, sich nicht nur auf die Reduzierung desEnergieverbrauchs, sondern auch auf die auf die Energie-

8erzeugung zu konzentrieren. Das erste Ziel ist dabei in derRegel energieneutral zu werden, während das zweite Ziel
vorsieht, überschüssigen Strom und Wärme an die örtlichen
Strom- und Wärmeversorgungsunternehmen zu verkaufen.
Einige der größten Wasserversorger befinden bereits auf dem
besten Weg dorthin. In der zweitgrößten Stadt Dänemarks,
Aarhus, produzierte die Kläranlage Marselisborg zwischen
2015 und 2019 im Durchschnitt 30 % mehr Strom als sie selbst
verbrauchte. Gleichzeitig erzeugte sie auch 75 % mehr Wärme
als sie selbst verbrauchte, was somit zu einer Nettogesamtenergieerzeugung von 150 % führte. In Odense erreichte die
Kläranlage Ejby Mølle ein ähnliches Niveau der Nettogesamtenergieerzeugung. Als nächsten Schritt prüfen die Wasserversorger beider Städte nun die Rückgewinnung von Wärme
aus Abwasser vor der Ableitung. Dies hätte den zusätzlichen
Vorteil, dass die Temperaturauswirkungen auf die aufnehmenden Gewässer verringert werden könnte. "Die dänischen
Wasserversorger werden durch die Energierückgewinnung
und eine erhebliche Verringerung des Energieverbrauchs bei
der Abwasseraufbereitung zu Dänemarks Ziel einer 70-prozentigen CO2-Reduzierung bis zum Jahr 2030 beitragen. Bei
Aarhus Vand haben wir unsere Treibhausgasemissionen seit2008 um fast 80 % gesenkt. Das zeigt welche großen Vorteilees bringt systematisch mit Energieoptimierung zu arbeiten."Lars Schrøder, CEO, Aarhus Vand und stellvertretender Vorsit-

zender der Klimapartnerschaft für Abfall, Wasser und Kreislaufwirtschaft der dänischen Regierung.
Lösungen hängen von Anlage und Kontext ab
Immer mehr Kläranlagen in Dänemark werden zur anaeroben
Vergärung von Klärschlamm und/oder der Co-Vergärung mit organischen Abfallprodukten aufgerüstet und nutzen das erzeugte
Biogas zur Erzeugung von Strom und Wärme. Die optimalen
Lösungen hängen von der individuellen Anlagenkonzeption undden Möglichkeiten zur internen Nutzung, bzw. dem externen
Verkauf des erzeugten Stroms oder der Wärme ab. Der Schwellenwert, ab dem der Einsatz der anaeroben Vergärung finanziell
tragfähig wird, hängt von der Entwicklung neuer Technologien
und Veränderungen in der Preisstruktur für den Kauf und Verkauf von Strom und Wärme ab. In Kopenhagen wird derzeit eineneue Technologie eingeführt, mit der Biogas auf eine Qualität
aufbereitet werden kann, die mit der von Erdgas oder Fahrzeugkraftstoff vergleichbar ist.
Auf dem Weg zu einem energie- undklimaneutralen Wasserkreislauf
Neue Technologien zur Verringerung des Energieverbrauchs
und zur Verbesserung der Energieerzeugung haben das Ziel
Versorgungsunternehmen einen energieneutralen Wasserkreislauf zu ermöglichen. Die Energieproduktion aus den Kläranlagendes Versorgers soll dann den Energieverbrauch für die Grundwassergewinnung, die Wasseraufbereitung, den Wasser- und
Abwassertransport sowie die Abwasseraufbereitung decken.
Im Jahr 2019 hat das Unternehmen VCS Denmark eine 100%ige
Nettoenergieproduktion für den Wasserkreislauf seines gesamten Versorgungsgebiets nachweisen können. Darin enthaltensind (alle) acht Kläranlagen sowie die Gewinnung und Verteilung
von Wasser für Odense, der drittgrößten Stadt Dänemarks mit
200.000 Einwohnern. Der dänische Wassersektor hat sich das
gemeinsame Ziel gesetzt, bis 2030 energie- und klimaneutral zu
werden. Im Jahr 2020 wurde dieses Ziel auch in die nationalen
Klimapläne der Regierung aufgenommen.
Benchmarking und Innovation führen zu niedrigeren Kosten
Ein zentraler Treiber von Innovationen für den optimierten undkosteneffizienten Bau und Betrieb von Versorgungsinfrastruktur ist das für Wasserversorger obligatorische Benchmarking
von Betriebsparametern und Kosteneffizienzen innerhalb der
Branche. Innovationsprojekte beruhen häufig auf der Zusammenarbeit zwischen staatlichen Stellen, Wasserversorgern,
Beratungsunternehmen, Technologielieferanten, Hochschulen
und Forschungseinrichtungen. Auch der dänische Wasser- und
Abwasserverband (DANVA) führt jedes Jahr sein eigenes freiwilliges Benchmarking durch.

9

FALLSTUDIE

150% Energieautarkie erreichen
In den letzten fünf Jahren hat der Wasserversorger Aarhus Vand einen besonderen Fokus auf
die Themen Energieeinsparung und Energieerzeugung gelegt. In der Kläranlage Marselisborg
hat das Unternehmen energiesparende Technologien wie ein fortschrittliches SCADA-Steuerungssystem, einen neuen Turbokompressor, eine auf dem Anammox-Verfahren basierende
Schlammbehandlung sowie ein optimiertes Feinblasenbelüftungssystem eingeführt. Dies hat
zu einer Verringerung des Stromverbrauchs um etwa 1 GWh/Jahr geführt, was einer Gesamteinsparung von etwa 25 % entspricht. Im gleichen Zeitraum wurde die Energieerzeugung durch den
Einsatz neuer energieeffizienter Biogasmotoren (KWK) verbessert, was zu einer Steigerung derStromerzeugung um etwa 1 GWh/Jahr führte. Darüber hinaus wurde ein neuer Wärmetauscher
installiert, um überschüssige Wärme an das Fernwärmenetz verkaufen zu können, was ca. 2
GWh/Jahr entspricht. Zwischen 2015 und 2019 lag die durchschnittliche Gesamtenergieproduktion der Kläranlage Marselisborg bei 9,6 Mio. kWh/Jahr bei einem Energieverbrauch von 6,4 Mio.
kWh/Jahr. Dies entspricht einer Nettoenergieproduktion von 150 %. Ein Großteil der installierten
Technologien amortisiert sich bereits innerhalb von weniger als 5 Jahren.

10

BEITRAGENDE
Aarhus Vand

ORT
Aarhus, Dänemark

FALLSTUDIE

Downers Grove - Kläranlage
mit positiver Energiebilanz
Der Downers Grove Sanitary District in Illinois hat erhebliche Ressourcen eingesetzt, um seinen
Energiebedarf zu senken. Verbesserungen der Prozesseffizienz, einschließlich der Automatisierung der Kläranlage, der Verbesserung des Belüftungssystems, der Aufrüstung der HLK- undGebäudemanagementsysteme sowie der Betrieb mit variabler Frequenz haben zu einer Senkung
des Stromverbrauchs in der Kläranlage um 30 % geführt. Der verbleibende Stromverbrauch
der Anlage wird vor Ort mit einem biogasbetriebenen Kraft-Wärme-Kopplungssystem (KWK)
erzeugt. Das Biogas wird durch die Co-Vergärung von gesammelten Lebensmittelabfällen undKlärschlamm, der vor Ort anfällt, erzeugt. Letztlich dient das Biogas dann als Brennstoff für den
Antrieb eines motorgetriebenen Stromgenerators.

BEITRAGENDENISSEN energy Inc., Landia und Downers
Grove Sanitary District Wastewater Treatment Center

ORT
Illinois, USA

Darüber hinaus wird Wärme in Form zirkulierenden Warmwassers gewonnen und für die
Prozesswärme der Anlage genutzt. Die KWK-Anlage wurde 2017 installiert und hat eine Amortisationszeit von 3,5 Jahren. Die Gesamtinvestitionen in die Infrastruktur in Höhe von rund 5 Mio.
USD werden sich voraussichtlich in 10 Jahren amortisieren. Im Jahr 2021 produzierte die Anlage
ausreichend Energie, um den eigenen Betrieb zu versorgen und zudem Energie in das Netz
zurückzuspeisen.

11

ABWASSER

KAPITEL 3

Ressourcenrückgewinnung
aus Abwasser
Abwasser ist traditionell als eine Belastung angesehen
worden, dessen Aufbereitungskosten durch immer strengere
Ableitungsstandards stetig gestiegen sind. Wenn man dagegenbeginnt die im Abwasser enthaltenen Ressourcen zu nutzen, kanndies dazu beitragen die Perspektive zu drehen und Klärwerke als
Anlagen zur Ressourcenrückgewinnung zu verstehen.

Abwassers als Ressource zu sehen ist eine relativ neue
Perspektive. Dennoch wird heute weithin anerkannt, dass derorganische Anteil des Abwassers als Ressource für die Energieerzeugung genutzt und Nährstoffe - insbesondere Phosphat – inder Düngemittelproduktion Verwendung finden können. Darüber hinaus kann Wasser auf so hohem Niveau gereinigt werden,
dass eine Wiederverwendung auf vielfältige Weise möglich ist- z. B. für Toilettenspülungen oder Waschmaschinen.
Organische Bestandteile nutzen
Wie im vorigen Kapitel beschrieben, kann organisches Material
im Abwasser abgetrennt und zur Erzeugung von Biogas genutzt
werden. Dies ist in größeren Kläranlagen schon seit einiger Zeit
Standard und neue Wasseraufbereitungstechnologien und
effizientere Anlagen zur kombinierten Strom- und Wärmeerzeugung haben das mögliche Potenzial erhöht. Organische Bestandteile können für die energetische Nutzung in der Biogaserzeugung gewonnen werden, wenn neue kohlenstoffsparende
Verfahren zur Nährstoffentfernung genutzt werden. Dänemark
verfügt über große Erfahrung bei der Optimierung der Kohlenstoffnutzung und sammelt nun weitere Kompetenzen bei der
Nährstoffrückgewinnung.
Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm
Phosphor ist eine knappe Ressource mit großem Wert für den
Agrarsektor. Er sammelt sich im Klärschlamm und internen

12Nebengewässern an. Mit entsprechenden Methoden kanndieser Prozess zu einer kontrollierten Gewinnung von reinem
Dünger umgewandelt werden. Die Rückgewinnung von Phosphat für Düngemittel bietet eine Vielzahl von Möglichkeiten
für die Schlammbehandlung, ohne dass der wertvolle Stoffin minderwertiger Form als Asche oder mit Schwermetallenund Mikroverunreinigungen aus dem Abwasser vermischt, im
Schlamm landet. Das Phosphorprodukt Struvit ist in Dänemark
als Düngemittel zugelassen. Zwei große Anlagen in Aarhus
sollen künftig sicherstellen, dass das P-Recycling von aktuell
15% auf 25% steigt. Sobald diese Anlagen fertiggestellt sind,
wird die Phosphorrückgewinnung im gesamten Einzugsgebiet
voraussichtlich auf ca. 22 Tonnen P/Jahr bzw. ca. 0,5 Tonnen
Struvitdünger pro Tag erhöht werden können.
Vorteile der Verwendung von Struvitdünger im Vergleich zu
Klärschlamm:
Die Rückgewinnung von Struvit als rein mineralischer Phosphordünger bietet eine Reihe an Vorteilen gegenüber der Ausbringung von Klärschlamm auf landwirtschaftlichen Flächen:•	Vorteile für die Umwelt: Struvit ist in Bezug auf Schwermetalle deutlich sauberer als Klärschlamm. Der Gehalt
klassischer problematischer Metalle wie Blei, Cadmium,
Nickel, Chrom, Kupfer und Zink ist im Verhältnis zum Phosphorgehalt um den Faktor 20-100 niedriger.

•	Geringeres Risiko der Grundwasserkontamination:
Phosphor aus Abwässern kann in der Landwirtschaft
verwendet werden, ohne die Gefahr Böden und Grundwasser durch die Anreicherung von Schwermetallen undanderer umweltschädlicher Stoffe zu verunreinigen. Eineanschließende Grundwassernutzung im selben Gebiet
ist möglich.
•	Mehr Flexibilität in Bezug auf Verwendung und Lagerung:
Struvit ist als konzentriertes Düngemittel viel flexibler,
liegt in trockener Form vor und kann über längere Zeiträume gelagert werden.
•	Wirtschaftliche Vorteile: Struvit kann zu hohen Preisen(bis zu 335 EUR pro Tonne) verkauft werden•	Gebrauchsfertiges Düngemittel: Das Material muss
nicht weiterverarbeitet werden und kann mit anderen
Mineraldüngern gemischt werden, um den Kalium- oder
Stickstoffgehalt anzupassen.

•	Geringe Löslichkeit: Struvit hat eine geringe Löslichkeit
und eignet sich daher als Depotdünger, dessen Phosphorgehalt langsam und entsprechend dem Bedarf der
Pflanzen freigesetzt wird. Die Ausbringung erfolgt ohne
die Gefahr, dass das Düngemittel unmittelbar in Grundwasser oder Oberflächengewässer eindringt.
•	Geringere Kosten: Der phosphorarme Schlamm aus
P-Rückgewinnungsanlagen kann als Biobrennstoff
verwendet werden, ohne dass Phosphor in der Asche
verloren geht. Die Kosten für die Rückgewinnung vonPhosphor aus Asche sind viel höher als die der Extraktion
von Struvit aus Abwasser.
Die P-Rückgewinnung auf Struvitbasis ist der Stand der Technik für die Phosphor-Rückgewinnung aus Abwasser. Dänische
Abwasserversorger und Unternehmen entwickeln die junge
Technologie weiter und arbeiten an noch effizienteren Verfahrenslösungen.

•	Besser geeignet als Spezialdünger: Struvit hat sich als
ausgezeichneter Dünger für bestimmte Pflanzen und
Kulturen erwiesen, die einen zusätzlichen Bedarf an
Phosphor und Magnesium haben. Golfplätze und Gärtnereien sind gute Beispiele dafür.

13

FALLSTUDIE

Phosphorrückgewinnung aus Abwasser
2015 hat das Wasserversorgungsunternehmen Herning Vand Ltd. die zweite P-Rückgewinnungsanlage Dänemarks in Betrieb genommen. Der Phosphor wird aus einem konzentrierten
Nebenstrom der Kläranlage gewonnen. Mehrere Jahre lang litt die Kläranlage unter Struvitablagerungen in Schlamm- und Abwasserrohren, was zu Problemen bei der Entwässerung desSchlamms und Produktion von Biogas führte. Doch Herning Vand wollte nicht nur das Problem
lösen, sondern auch zugleich das Potenzial der Wiederverwertung von Struvit als Dünger
für die Landwirtschaft nutzen. Daher wurde eine Lösung auf Grundlage der kontrollierten
Ausfällung von Struvit entwickelt und eine größere Rückgewinnungsanlage für die Phosphorverbindung Struvit gebaut, welche sich auf frühere Testergebnisse von Aarhus Vand aus derKläranlage Aaby stützt. In beiden Anlagen wird das Struvit als "gebrauchsfertiger Dünger"
ausgefällt und an ein Düngemittelunternehmen verkauft. Für das in den Anlagen in Herning
und Aarhus hergestellte Struvit wurde eine offizielle Zulassung als Handelsdünger unter dem
Namen Phosphorcare™ erteilt. Die betrieblichen Einsparungen in den Kläranlagen und die
erwarteten Einnahmen aus dem Verkauf von Struvit werden voraussichtlich zu einer Amortisationszeit von 10-12 Jahren führen.

14

BEITRAGENDE
Herning Vand, Aarhus Vand, Stjernholm,
Grundfos, Norconsult, Suez und
SEGES

ORT
Herning und Aarhus, Dänemark

FALLSTUDIE

Ressourcenrückgewinnung für die Zukunft
Die Bioraffinerie Billund (BBR) ist eine Anlage zur Ressourcenrückgewinnung, die sowohl das
Abfallmanagement als auch die Abwasseraufbereitung integriert. Die BBR produziert sauberes
Wasser, Energie für die lokalen öffentlichen Fernwärme- und Stromnetze sowie hochwertigen
Naturdünger für umliegende landwirtschaftliche Flächen. Die Abwassereinzugsgebiete bestehen
aus Trenn- und Mischkanalisationssystemen. Die sortierten organischen Abfälle stammen vonHaushalten und der örtlichen Industrie. In die Abwasseraufbereitung der BBR integriert sind dieanaerobe Vergärung sowie weitere innovative Verfahren wie Exelys™ (thermische Hydrolyse)
und Anitamox™ (Anammox-Verfahren). Mit Hilfe des modernen Online-Überwachungs- und
Steuerungssystem STAR™ kann so der Energieverbrauch minimiert und die Energieproduktion und Abwasserqualität maximiert werden. Im Ergebnis konnte die Nährstoffkonzentration
im Abwasser (N, P und CSB) auf ein Viertel des von der dänischen Gesetzgebung geforderten
Wertes gesenkt werden. Die Anlage arbeitet zudem mit einem Energieüberschuss von 200 % im
Vergleich zum Eigenverbrauch. Die BBR ist eine öffentlich-private Partnerschaft, die durch das
Danish Eco-Innovation Programme (MUDP) sowie die dänische Stiftung für den Wassersektor(VTUF) finanziell unterstützt wurde.

BEITRAGENDE
Billund Vand og Energi A/S und Krüger
Veolia A/S

ORTBillund, Dänemark

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