Kontaktieren Sie uns, um mehr darüber zu erfahren, wie hochwertige Biochar, die mit den Hightech-Pyrolyseanlagen von PYREG hergestellt wird, eine bewährte und skalierbare Lösung im Kampf gegen PFAS darstellt.

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Sydney, Dörth, 07. November 2024: Die North West Hub Alliance (die Allianz) – ein Zusammenschluss von John Holland, KBR und Stantec – und PYREG, ein deutscher Anlagenhersteller und Weltmarktführer im Bereich der „Biochar from Biosolids“-Technologie, haben eine Kooperation vereinbart und entwickeln gemeinsam mit Sydney Water ein Großprojekt zur Erhöhung der Abwasserbehandlungskapazität der Stadt in der Riverstone Water Resource Recovery Facility (WRRF).

Die Allianz verantwortet das North West Treatment Hub Growth Program, ein Programm zur Behandlung von Industriebrachen, das mit der Aufrüstung der WRRFs Rouse Hill und Riverstone beginnt.

Im Rahmen des 10-Jahres-Programms wird die Abwasseraufbereitungskapazität in den Wasserrückgewinnungsanlagen von Sydney Water erhöht, um dem anhaltenden Wachstum des Nordwestens Sydneys Rechnung zu tragen und die Grundlage für die Ansiedlung neuer Häuser und Unternehmen in diesem Gebiet zu schaffen.

Sydney Water – Riverstone Water Resource Recovery Facility (WRRF)

Im Rahmen des Programms setzt Sydney Water erstmals auf  Karbonisierungstechnologie, um Klärschlämme Kreisläufe schließend zu verwerten. Zu diesem Zweck erwirbt die Allianz zwei PX1500-S-Anlagen von PYREG. Der Baubeginn ist für Ende 2024 vorgesehen.

Die PYREG-Karbonisierungstechnologie verarbeitet Klärschlamm zu hochwertiger Biochar, die wertvollen Phosphor enthält. Phosphor ist ein wichtiger Nährstoff für das Pflanzenwachstum. Das Verfahren bietet den Gemeinden im Nordwesten Sydneys die Möglichkeit, die phosphorreiche Biochar als Dünger in der Landwirtschaft oder im Baugewerbe wiederzuverwenden.

Seit 2015 hat PYREG seine skalierbaren Biochar-Produktionssysteme in Kläranlagen in Deutschland, der Tschechischen Republik, Schweden und den Vereinigten Staaten installiert. Mit dem aktuellen Projekt betritt PYREG nun den vierten Kontinent, Australien.

Das Kernstück der PYREG-Technologie bildet der patentierte Reaktor in Kombination mit der nachgeschalteten FLOX-Brennkammer („FLOX“ steht für flammenlose Oxidation). Im Reaktor wird das Rohmaterial bei hohen Temperaturen zwischen 500 und 700 °C über mehrere Minuten hinweg weitgehend unter Ausschluss von Luft erhitzt. Die computergesteuerten Prozessparameter, darunter die Zuführungsrate des Rohmaterials, die Temperatur und die Luftzufuhr, sind von entscheidender Bedeutung für ein erfolgreiches Recycling. Der Phosphor bleibt für die Pflanzen voll verfügbar.

Darüber hinaus leistet die Klärschlammbehandlung einen wichtigen Beitrag zur Entfernung von Schadstoffen und somit zum Schutz der Umwelt und der Gesundheit.

Rob Evans, Executive General Manager – Infrastructure bei John Holland, erklärte, dass John Holland stolz darauf sei, eine Vorreiterrolle bei der Entwicklung innovativer Lösungen in der Wasserindustrie einzunehmen. „Dank einer innovativen Lösung erhöhen wir nicht nur die Kapazität des Abwassernetzes in Sydneys Nordwesten, sondern verbessern auch die Umwelt- und Nachhaltigkeitsergebnisse. Wir sind uns der Bedeutung dieser Infrastruktur für die Region bewusst und sind stolz darauf, ein dauerhaftes Vermächtnis zu schaffen.“

Jörg zu Dohna, CEO von PYREG, erklärte: „Sydney Water errichtet mit dem Riverstone-Projekt die weltweit größte und modernste Klärschlammpyrolyse-Anlage. Wir freuen uns, dass wir uns im Rahmen eines weltweiten Auswahlverfahrens gegen die Konkurrenz durchsetzen und den Zuschlag für das Projekt erhalten konnten. PYREG wird nun in Australien Fuß fassen und dort eine dauerhafte Präsenz aufbauen.“

Robert Kovach, CSO von PYREG, führte weiter aus: „Die Anlage PX 1500-S ist für Kunden konzipiert, die eine zuverlässige, nachhaltige und rentable Lösung für Klärschlamm suchen. Wir freuen uns, mit unserer Technologie zu John Hollands Ansatz beizutragen, die Entsorgungskosten deutlich zu senken und die Einhaltung der Umweltvorschriften zu gewährleisten.“

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Der Beitrag PYREG geht “Down Under” – Sydney Water setzt auf Klärschlamm-Karbonisierung zu nachhaltiger Biochar erschien zuerst auf PYREG.

Der Beitrag Pyrolyse eliminiert nicht nur PFAS aus Klärschlämmen, die Biochar absorbiert zudem PFAS in kontaminierten Böden erschien zuerst auf PYREG.

Lesenswert!

Hier geht`s zum PDF: UmweltMagazin_3-4_2023_UMW-3-4-2023_

Der Beitrag Das VDI-Umweltmagazin mit der PYREG-Titelstory: „Phosphor recyceln & Kohlenstoff binden“ erschien zuerst auf PYREG.

This is the result of the joint efforts of AquaGreen Denmark, the European Biochar Industry Consortium EBI and many biochar supporters. The EBI calls on the EU Commission to include biochar from sewage sludge in the EU Fertilizer Regulation as an important step towards a safe and sustainable circular economy and agriculture. In the absence of a clear position on pyrolysis as a means of upgrading sewage sludge, the EBI has addressed a position paper to the European Commission. It describes the Pyrolysis process and summarizes the current state of research as follows:

What is pyrolysis?
The heating of biomass in a low-oxygen environment is called pyrolysis. Pyrolysis converts organic carbon into a gas (pyrolysis gas) and fixed/elemental carbon. While organic carbon is degradable and while during its natural degradation, greenhouse gases like CO₂ or CH₄ are released into the atmosphere, fixed carbon is recalcitrant (resistant to weathering/degradation). Unless it is burned, it will not react with any element and stay in its stable form as C. Thus, it can be considered as a permanent carbon sink if used in a material way (no combustion). The specificities of the pyrolysis process include:
– A temperature and process time high enough to “decompose” and/or “volatilize” major feedstock contaminants, like virus or micropollutants (see below).
– The retention of key nutrients (like phosphorus) in the solid phase.
– The capacity to convert part of the carbon contained in the feedstock into “recalcitrant carbon” in the char, ensuring a stable carbon sink if the char is not
oxidized (burnt). This process is called Pyrolytic Carbon Capture and Storage (PyCCS).

Pyrolysis destroys feedstock pathogens
Sewage sludge originates mainly from human excrements. Naturally, the sludge contains pathogens and pyrogens, which are of public health concern. Standard hygienization of sewage sludge e.g., heating of the sludge to 70°C, does not eliminate spores, pyrogens or pathogens.
The process conditions of pyrolysis (> 350°C for several minutes) are much harsher than approved sterilization conditions (Requiring 132°C for 4 minutes with steam (see CDC Steam Sterilization Disinfection & Sterilization Guidelines) and 250°C to remove pyrogens (bacterial endotoxins) under dry conditions (Dry Heat Sterilization). DNA is denatured at 90 °C, hence pyrolysis removes all pathogens and pyrogens contained in sewage sludge (incl. bacteria, fungi, vira, spores, parasites, antibiotic resistance genes etc), from the final product, i.e. the biochar, thereby eliminating these public health concerns.

Pyrolysis eliminates micropollutants from sewage sludge.
Increasing concern is raised regarding sewage sludge spreading on farmland, due to the presence of micropollutants in sludges. Recent scientific research has demonstrated that pyrolysis will have a destruction or removal effect on several types of micropollutants:

Organic pollutants (pharmaceuticals, hormone disrupting molecules):
Recent scientific evidence shows that, at sufficiently severe pyrolysis temperatures (> 500°C) and residence times (> 3 min), all reference organic contaminants and organic micropollutants were completely or nearly completely degraded or driven off the solid material. A study published by the German Ministry of Environment in 2019 (Bundesumweltamt 2019) investigated pharmaceutical residues of various biosolids after pyrolytic treatments above 500 °C. Following the pyrolysis treatment with operating temperatures above 500°C all values of the investigated pharmaceuticals were below the detection limit. The authors concluded: With thermo-chemical treatments (i.e. pyrolysis) a complete destruction of the pharmaceutical residues is achieved. No further technical treatment measures are necessary.

PFAS:
PFASs have been used in consumer products since the 1940s. They are extremely persistent and accumulate in the environment as well as in our bodies. For this reason, they are often referred to as „forever chemicals.“ According to research, some of them cause serious health effects such as cancer and liver damage. Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) are eliminated by the process of pyrolysis. Kundu et al. [2] found that >90% of PFOS and PFOA in sewage sludge were destroyed in a pyrolysis-combustion integrated process. Evidence from the US EPA Office of Research and Development (2021) work with Bioforcetech’s commercially installed PYREG pyrolysis plant shows that pyrolysis at 600°C for 10 minutes and combustion of pyrolysis gases at 850°C eliminate PFAS from sewage sludge [3].
Bioforcetech (2021) has reported 38 PFAS compounds that were all kept at or removed to below detection limit in the biochar in their pyrolysis and pyrolysis gas burning process [4].

PAH:
Direct land spreading of sewage sludge is a preferred method in some European countries. A potential issue with this method is the elevated content of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in sludges. The process of pyrolysis can eliminate the content of those to below detection limits in the biochar with proper design of the pyrolysis process (Moško et al., 2021) demonstrated that slow pyrolysis > 400 °C removed more than 99.8 % of PCB, PAH, and endocrine disrupting and hormonal compounds studied [5]. The conclusion from the study is “high temperature (>600 °C) slow pyrolysis can satisfactory remove organic pollutants from the resulting sludge-char, which could be safely applied as soil improver.

Pyrolysis eliminates microplastics from sewage sludge
Research indicates that sewage sludge is a sink for microplastics and further handling of sewage sludge is critical for potential dispersal. Thus, effective reduction of microplastics in the sludge is an important issue (Rolsky et al., 2020). The elimination of microplastic contaminants can be assured by the high temperature during the treatment and the residence time. Ni et al. 2020 [6] found that “Polyethylene and polypropylene, the two most abundant microplastics in sewage sludge, were entirely degraded when the pyrolysis temperature reached 450 °C.”.

The phosphorus present in the feedstock is retained in the pyrolysis char
Phosphorus must be recovered from sewage sludge in more and more EU member states so that fields can be fertilized with this recycled phosphorus in the future. There are various methods for phosphorus recovery, but pyrolysis at temperatures from 500-800 °C is among the most carbon efficient and leads to a product that is directly useable as a fertilizer for soil applications without the need for any further chemical extraction. The P-availability (P₂O₅) of the sludge biochar is between 40-80% in ammonium citrate (Friedrich et. al. 2015) [7] which is a highly suitable method for measuring the value as a P-fertilizer (Kratz, S.; Schnug, E., 2009) [8]. According to the same reference this indicates a highly valuable fertilizer.

Sources:

[1] Paz-Ferreiro J, Nieto A, Méndez A, Askeland M, Gascó G (2018) Biochar from Biosolids Pyrolysis: A Review. International Journal of Environmental Research and Public Health, 15, 956
[2] Removal of PFASs from biosolids using a semi-pilot scale pyrolysis reactor and the application of biosolids derived biochar for the removal of PFASs from contaminated water, Kundu S. et al, Environ. Sci.: Water Res. Technol., 2021, 7, 638–649
[3] EPA PFAS innovative treatment team (PITT) findings on PFAS destruction technologies, EPA Tools & Resources Webinar February 17, 2021, Gullett B.
[4] https://ccag.ca.gov/wp-content/uploads/2020/02/BFT_FEB_2020-1.pdf
[5] Effect of pyrolysis temperature on removal of organic pollutants present in anaerobically stabilized sewage sludge, Moško J. et al, Chemosphere 265
(2021) 12982
[6] Ni et al., 2020: Environ. Sci. Technol. Lett. 2020, 7, 12, 961–967. https://doi.org/10.1021/acs.estlett.0c00740
[7] Deutsche Gesellschaft für Abfallwirtschaft e.V., 5. Wissenschaftskongress Abfall- und Ressourcen- wirtschaft am 19. und 20. März 2015 an der Universität Innsbruck Kevin Friedrich, Katharina Schuh, Thomas Appel Trockene Klärschlammkarbonisierung – ist ein dezentrales Phosphorrecycling möglich?
[8] Kratz, S.; Schnug, E., 2009 On the solubility and plant availability of phosphorus from mineral fertilizers – a review, JOURNAL FÜR KULTURPFLANZEN, 61 (1). S. 2–8, 2009, ISSN 0027-7479 VERLAG EUGEN ULMER KG, STUTTGART,

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From now on, municipal sewage sludge is sanitized and recycled into phosphorus fertilizer on site in Lorsbach, a climate protecting and cost-saving manner.
In the applied PYREG process, the sewage sludge is first dried using the belt drying system from Eliquo Stulz and then carbonized by the PYREG reactor temperature of 500°C to 700°C. This carbonization eliminates any organic pollutants such as critical pharmaceutical residues, microplastics, PAH, PCDD/F, PCB and hormones. The resulting process gas is freed from dust and carbon particles by a process gas filter and transferred to the combustion chamber. Combustion takes place with a FLOX® burner at temperatures of around 1,000 °C. The hot exhaust gases arising there heat the reactors indirectly via the outer shell of the reactors. It is therefore an autothermal process and the generated renewable energy is used for the drying of the sewage sludge.
The carbon contained in the sewage sludge is permanently bound in the generated biochar from biosolids. Used as a phosphorus fertilizer in agriculture that biochar closes the material cycle. And it furthermore acts as a stable carbon sink for over 1000 years.
The PYREG PX 750 processes 5000 t of dewatered sewage sludge per year (or 16 t per day at 7500 operating hours) with 25% dry matter, or 1250 t per year of dried sewage sludge. As a valuable output, the association generates up to 625 t of biochar form biosolids per year with a phosphorus content of about 15%.

With the commissioning of this plant, Abwasserverband Main-Taunus is taking a resource-saving approach to the legally required recovery of phosphorus from sewage sludge. The goal is to use the recovered biochar form biosolids for agricultural purpose

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In a 2019 study by the German Federal Environmental Agency, the result is that conventional fertilizer production in Germany emits about +1.2 kg CO₂ eq/kg P₂O₅. Furthermore, phosphate recovery processes like precipitation (in digested sludge or centrate) or sewage sludge ash also demonstrably cause CO₂ emissions.

In comparison to the global warming potential (GWP) of these processes, PYREG biochar from biosolids has a negative GWP of –4,01 kg CO₂ eq / kg P₂O₅. Consequently, the recovery of phosphate within the PYREG process and the final application of the carbonizate contributes to fight global warming and reaching net zero.

In addition to that the phosphate recovery rate of PYREG biochar from biosolids is nearly 80 %, which is in the range of other thermal treatments and far better than precipitation processes with <40 % recovery rate.

Sources:
UBA TEXTE 13/2019: Ökobilanzieller Vergleich der P-Rückgewinnung aus dem Abwasserstrom mit der Düngemittelproduktion aus Rohphosphaten unter Einbeziehung von Umweltfolgeschäden und deren Vermeidung, Forschungskennzahl 3716 31 330 0 UBA-FB 002759, ISSN 1862-480
Kratz, Schnug (2009): Zur Frage der Löslichkeit und Pflanzenverfügbarkeit von Phosphor in Düngemitteln JOURNAL FÜR KULTURPFLANZEN, 61 (1). S. 2–8, 2009, ISSN 0027-7479 VERLAG EUGEN ULMER KG, STUTTGART
Koch, Bernhard (2021): Gefäßversuch zur Phosphorverfügbarkeit aus Klärschlammrecyclaten, Landesbetrieb Landwirtschaft Hessen, DPP Forum 2021 Frankfurt
EVS 2019: Experimenteller Nachweis der Cadmiumentfrachtung während des Karbonisierungsprozesses von Klärschlamm
Kuzyakov 2015: Biochar stability in soil: Meta-analysis of decomposition and priming effects, GCB Bioenergy, DOI:10.1111/gcbb.12266
EBI Whitepapaper

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Today, more than ever, companies are faced with rising waste disposal costs and legislation aimed at reducing waste, while encouraging recycling.  Furthermore, companies are being challenged by governments and consumers, to demonstrate lower CO₂ emissions and circular economy initiatives.

Innovative solutions to meet these challenging requirements:  PYREG systems can transform your waste into value-added products, while providing a proven solution to help lower your Carbon Footprint.  The same, proven PYREG technology that was first used to carbonize sewage sludge into high-quality phosphorus fertilizer, can just as well be applied to transform mixed waste into a product called biochar. Biochar sequesters CO₂. Used as a soil improver it reintroduces important elements in the environment, substitutes highly polluting materials of different use, and gives all of us the opportunity to create a stronger circular economy.

The disposal of industrial and consumer waste is becoming increasingly complex and cost-intensive worldwide. The legal directives required by environmental policy aim to reduce waste, eliminate landfills and increase raw material reuse.  With a PYREG system, you can reduce your waste volumes by more than 90% and transform that waste, through our unique carbonization process.

Solutions to your waste disposal challenges, helping your company to achieve its sustainability goals.  Our systems can be used in applications ranging from waste volume reduction, to sanitization of waste, to the recycling of mixed food & packaging waste.

Separation of mixed waste often entails long transport distances, high sortation costs and low residual value of recovered materials (due to contamination).  However, PYREG systems offer a proven alternative to those cost-prohibitive, mixed waste separation models.  By applying PYREG technology, your company can actually upcycle its waste into valuable biochar, thereby “closing the loop” and demonstrating a true Circular Economy.  With a compact modular design, PYREG plants can be placed virtually anywhere, in an area roughly the size of a 3-car garage.

The PYREG system ensures that all input waste material is sanitized in the course of carbonisation process.  During this carbonisation process, the majority of the carbon is actually sequestered in the resulting biochar, thereby inhibiting the release of CO₂ into the atmosphere, for centuries.  Furthermore, as the PYREG system operates at temperatures of up to 750°C, organic-based pollutants (such as solvents and microplastics) are practically eliminated and mineral pollutants are filtered, to ensure they cannot re-enter the environment.  The process itself is autothermal; meaning that only energy, generated by the carbonization of the waste material, is used to perpetuate the operation of the PYREG system.

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Speziell zur Klärschlammkarbonisierung im PYREG-Verfahren heißt es in der Studie: „In den Karbonisaten des PYREG-Verfahrens konnte zu keinem Zeitpunkt eine Konzentration mit Arzneimittelrückständen und Hormonen oberhalb der Bestimmungsgrenze bestimmt werden. Die Prozesstemperaturen von ca. 650°C wirken sich demnach deutlich auf die Reduktion bzw. Entfernung von organischen Verbindungen aus (…)“ (UBA 31/2019, S. 65).

Das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits-, und Energietechnik UMSICHT hatte für die Studie im Auftrag des UBA geprüft, ob Phosphor-Rückgewinnung den Eintrag von Arzneimitteln in Böden senken kann. Hierfür wurden verschiedene Phosphor-Rückgewinnungsverfahren aus praktischer Anwendung und Pilotverfahren, die Phosphor entweder aus Klärschlamm, Schlammwasser oder aus der Asche der verbrannten Klärschlämme zurückgewinnen, betrachtet und deren Phosphor-Rezyklate sowie die Schlämme untersucht.

Von der geringen Schadstoffbelastung abgesehen, hat die Phosphor-Rückgewinnung in dezentralen Karbonisierungs-Anlagen weitere Vorteile:

• Bei der Karbonisierung wird der enthaltene Phosphor so schonend recycelt, dass dieser weiter in pflanzenverfügbarer Form vorliegt. Wird Klärschlamm hingegen verbrannt (bei rund 1000 °C), muss der Phosphor über Säure-Laugungsverfahren aus der Asche zurückzugewonnen werden. Dabei entstehen zusätzliche Abfälle, die – ökologisch nachteilig – gesondert entsorgt werden müssen.
• Viele Phosphor-Recycling-Verfahren & Anlagen sind nur ab einer gewissen Größe wirtschaftlich zu betreiben. Bei wenigen, zentralen Anlage ergeben sich insbesondere für den ländlichen Raum weite Transportwege für den Klärschlamm mit den entsprechenden ökologischen Folgeproblemen und Zusatzkosten.
• Anders als bei der Verbrennung, bei der der enthaltene Kohlenstoff vollständig in CO2 umgewandelt und in die Atmosphäre entlassen wird, wird bei der Karbonisierung ein großer Anteil des enthaltenen Kohlenstoffs stabil im Karbonisat gespeichert. Es entsteht damit eine Kohlenstoffsenke.
• Phosphor-Karbonisate der Kläranlage Linz-Unkel sind seit 2018 als verkehrsfähiges Düngemittel EU-weit zugelassen.

Treffen Sie uns auf der IFAT 2020 vom 4. bis 8. Mai in München. Sie finden uns wieder an unserem Gemeinschaftsstand mit der Eliquo Water Group in Halle A1, Stand 214. Wir freuen uns auf Sie!

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