Solarverfahren macht Klärschlamm zu Wasserstoff und Nahrung

Klärschlamm ist bisher vor allem ein Problem. Nun haben Forscher von der Nanyang Technological University (NTU) in Singapur das Abfallprodukt aber zum Rohstoff gemacht. Mit einem neuen Ver­fah­ren erzeugen sie daraus neben Wasserstoff nahrhafte Proteine.

Rohstoff statt Abfall

Mit der weltweit zunehmenden Verstädterung und Industrialisierung steigt auch die Menge an Klärschlamm, der in Klärwerken übrig bleibt, wenn Abwasser aufbereitet wurde. Laut der UN fallen jährlich mehr als 100 Millionen Tonnen dieses Abfalls an, wobei herkömmliche Entsorgungsmethoden wie Deponierung oder Verbrennung mit hohem Energieverbrauch und Umweltbelastungen verbunden sind.

Das von NTU-Forschern entwickelte dreistufige Verfahren kombiniert mechanische, chemische und biologische Prozesse. Zunächst wird der Klärschlamm mechanisch zerkleinert. Anschließend werden schädliche Schwermetalle durch chemische Behandlung entfernt, während wertvolle organische Stoffe erhalten bleiben. Danach folgt eine elektrochemische Umwandlung mit Solarenergie, bei der organische Bestandteile in Produkte wie Essigsäure - ein wichtiger Grundstoff in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie - sowie Wasserstoffgas für saubere Energie umgewandelt werden. Im letzten Schritt nutzen lichtaktivierte Bakterien die verarbeiteten Nährstoffe, um nahrhafte einzellige Proteine zu erzeugen, die beispielsweise als Tierfutter genutzt werden können.


Labortests zeigen, dass dieses Verfahren 91,4 Prozent des organischen Kohlenstoffs im Klärschlamm zurückgewinnt und 63 Prozent davon in Proteine umwandelt. Zudem ist der Prozess um 10 Prozent energieeffizienter als konventionelle Methoden zur Wasserstoffgewinnung. Verglichen mit herkömmlichen Methoden reduziert das NTU-Verfahren den CO2-Ausstoß um 99,5 Prozent und den Energieverbrauch um 99,3 Prozent.

Skalierung noch offen

Die leitenden Wissenschaftler, Professor Li Hong und Professor Zhou Yan, betonen die Bedeutung dieses Verfahrens für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft. Sie sehen in der Umwandlung von Klärschlamm eine große Chance, Umweltbelastungen zu reduzieren und gleichzeitig wertvolle Ressourcen für Energie und Nahrung zu gewinnen.

Obwohl die bisherigen Ergebnisse vielversprechend sind, sind weitere Untersuchungen notwendig, um die Skalierbarkeit des Prozesses zu gewährleisten. Herausforderungen bestehen insbesondere in den Kosten der elektrochemischen Behandlung und der technischen Umsetzung in großem Maßstab. Die NTU-Forscher hoffen jedoch, dass ihre Methode langfristig einen Paradigmenwechsel im Umgang mit Klärschlamm bewirken kann - weg von der Entsorgung hin zur Nutzung als wertvolle Ressource für eine nachhaltige Zukunft.


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