Kläranlagen gewinnen Materialien für Biokunststoffe und Dünger
Forscher entwickeln Methoden zur Gewinnung wertvoller Rohstoffe wie Ammonium und Polyhydroxyalkanoate (PHA) aus kommunalem Abwasser für die Herstellung von biobasierten Kunststoffen und Düngemitteln.
Forscher des Fraunhofer-Instituts entwickeln neue Wege, Kläranlagen als Quelle für Rohstoffe zu nutzen. Das KoalAplan-Projekt zielt darauf ab, wertvolle Materialien wie Ammonium und Polyhydroxyalkanoate (PHA) für die Biokunststoffproduktion aus kommunalem Abwasser zurückzugewinnen. Ziel ist es, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und die Kreislaufwirtschaft zu fördern.
Traditionelle Abwasserbehandlungsverfahren entfernen Stickstoff oft biologisch, wobei er in gasförmigen Stickstoff umgewandelt und an die Atmosphäre abgegeben wird. Im Gegensatz dazu konzentriert sich das KoalAplan-Projekt auf die Rückgewinnung dieses Stickstoffs als Ammonium. Die konzentrierte Ammoniumlösung kann dann als Stickstoffdünger in der Landwirtschaft eingesetzt werden, wobei physikalische Trennverfahren wie Zeolithfilter oder Ionenaustauschersysteme zum Einsatz kommen.
Das Projekt untersucht auch die Rückgewinnung organischer Säuren aus den Feststoffen im Abwasser. Diese Säuren dienen als Vorläufer für die Herstellung von PHA, einem biologisch abbaubaren thermoplastischen Polymer, das aus Mikroorganismen gewonnen wird. Forscher haben erfolgreich Bakterienstämme identifiziert und angepasst, wie Cupriavidus necator, die hohe Konzentrationen dieser Säuren tolerieren und sie effizient in PHA umwandeln.
Diese Rückgewinnungsprozesse werden in einer Pilot-Bioreaktoranlage am Forschungsstandort der Universität Stuttgart erprobt. Die Pilotanlage war 2024 über sechs Monate in Betrieb und sammelte Daten zur Machbarkeit der Umwandlung von Kläranlagen in Zentren für die Rohstoffrückgewinnung.