Forscher der Washington State University haben im Chemical Engineering Journal eine Pilotstudie über eine neue Methode zur Schlammbehandlung veröffentlicht. Diese Methode steigert die Produktion von erneuerbarem Erdgas im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren um 200 %, indem vor der anaeroben Vergärung ein Vorbehandlungsschritt hinzugefügt wird. Gleichzeitig werden die Endentsorgungskosten für den Schlamm um fast 50 % gesenkt – von 494 US-Dollar auf 253 US-Dollar pro Tonne Trockenmasse.

Das Forschungsteam gab dem Schlamm unter hohen Temperatur- und Druckbedingungen eine kleine Menge Sauerstoff zur Vorbehandlung zu. Der Sauerstoff fungiert als Katalysator, um die langkettigen Polymere im Schlamm aufzuspalten. Anschließend wurde mit einem neuartigen Bakterienstamm das Biogas im Reaktor aufbereitet, wobei Kohlendioxid und Wasserstoff in Methan umgewandelt wurden. Analysen und Verifizierungen ergaben, dass die Methanreinheit dieses erneuerbaren Erdgases 99 % erreicht.

Birgitte Ahring, korrespondierende Autorin der Studie und Professorin am Labor für Bioprodukte, Wissenschaft und Technik der Washington State University, erklärte: „Diese Technologie kann im Grunde bis zu 80 % des Klärschlamms in wertvolle Substanzen umwandeln. Wenn wir diese Arbeit auf andere organische Materialien übertragen können, werden wir eine weltweit führende Abfallbehandlungstechnologie haben. Dieser Bakterienstamm braucht nichts – er ist wie ein unermüdliches Arbeitstier. Er benötigt keine organischen Zusätze oder aufwändige Pflege. Er gedeiht lediglich mit Wasser und einer Vitaminpille.“

Von den etwa 15.000 Kläranlagen in den USA setzt etwa die Hälfte die anaerobe Vergärung ein, um Abwasser zu reduzieren und Biogas zu produzieren. Herkömmliche Verfahren haben jedoch Schwierigkeiten, alle komplexen Moleküle im Schlamm abzubauen. Das produzierte Biogas besteht hauptsächlich aus Kohlendioxid und Methan, und der verbleibende Schlamm wird größtenteils deponiert. Die Abwasserbehandlung verbraucht 3 bis 4 % des gesamten Stromverbrauchs der USA und verursacht jährlich etwa 21 Millionen Tonnen Treibhausgasemissionen.

Die Forscher haben den Bakterienstamm zum Patent angemeldet und arbeiten derzeit mit Industriepartnern an der Umsetzung größerer Projekte. Birgitte Ahring: „Diese Methode verbessert nicht nur die Kohlenstoffumwandlungseffizienz und die Methanproduktion, sondern erzeugt auch direkt leitungsfähiges erneuerbares Erdgas mit extrem niedrigem Kohlendioxidgehalt – sie vereint die beiden größten Einschränkungen bestehender Schlamm-Energiesysteme in einer skalierbaren Methode. Durch die erfolgreiche Kombination fortschrittlicher Vorbehandlungstechnologie mit biologischer Biogasaufbereitung bietet diese Arbeit ein neues integriertes Modell für eine nachhaltige Schlammbehandlung, das die Energierückgewinnung maximiert und gleichzeitig die Entwicklung einer Kreislauf-Bioökonomie fördert.“

Zum Projektteam gehören auch Forscher des Pacific Northwest National Laboratory und das Cleantech-Startup Clean-Vantage LLC.

Veröffentlichungsdetails: Autoren: Birgitte K. Ahring et al., Titel: „Verbesserte anaerobe Vergärung von Klärschlamm zur Gewinnung von erneuerbarem Erdgas durch fortschrittliche Vorbehandlung und anaerobe Vergärung (APAD): Eine Pilotstudie“, veröffentlicht in: Chemical Engineering Journal (2026). Zeitschrifteninformationen: Chemical Engineering Journal