Hydrothermale Carbonisierung | ZHAW Institut für Umwelt und Natürliche Ressourcen IUNR

Beim Verfahren der hydrothermalen Carbonisierung (HTC) werden verschiedene Arten von Biomasse unter Hitze und Druck innert relativ kurzer Zeit verkohlt. Das Verfahren eröffnet neue Perspektiven im effizienten und umweltschonenden Umgang mit Ressourcen. Dazu gehören CO₂-neutrale Kohle als Energieträger, neue Ansätze für die Aufbereitung problematischer Biomasse und die Aussicht, geschädigte Böden mit HTC-Kohle nachhaltig zu verbessern.

Die angewandte Forschung der Forschungsgruppe Bodenökologie im Bereich HTC konzentriert sich auf Forschungsprojekte und studentische Arbeiten hinsichtlich der Verwertung feuchter Biomassen für eine nachhaltige Nutzung.

Forschungsschwerpunkte

Hydrothermale Carbonisierung von Klärschlamm (BAFU-Projekt).
Optimierte Behandlung von Prozesswasser aus der hydrothermalen Carbonisierung von Klärschlamm.
Hydrothermale Carbonisierung und Verwertung verschiedener Abfallbiomassen wie Neophyten und Molke.

Kompetenzen

Machbarkeitsabklärungen, Technologievergleiche
Durchführung von Pilotversuchen
Herstellung von Kohle für externe Projekte
Untersuchung der karbonisierten Biomasse auf ihre Entwässerbarkeit, Inhaltsstoffe und Eigenschaften als Kohleprodukt

Publikationen

Beiträge in peer-revieweden Zeitschriften

Gerner, G.; Chung, J.W.; Meyer, L.; Wanner, R.; Heiniger, S.; Seiler, D.; Krebs, R.; Treichler, A.; Kontic, R.; Kulli, B. Hydrothermal Carbonization of Sewage Sludge: New Improvements in Phosphatic Fertilizer Production and Process Water Treatment Using Freeze Concentration. Energies 2023, 16, 7027. https://doi.org/10.3390/en16207027
Gerner, Gabriel; Meyer, Luca; Wanner, Rahel; Keller, Thomas; Krebs, Rolf, 2021 Sewage sludge treatment by hydrothermal carbonization : feasibility study for sustainable nutrient recovery and fuel production. Energies. 14(9), S. 2697. Verfügbar unter: https://doi.org/10.3390/en14092697
Chung, Jae Wook; Edewi, Oghosa Charles; Foppen, Jan Willem; Gerner, Gabriel; Krebs, Rolf; Lens, Piet Nicolaas Luc, 2017 Removal of Escherichia coli by intermittent operation of saturated sand columns supplemented with hydrochar derived from sewage sludge. Applied Sciences. 7(8). Verfügbar unter: https://doi.org/10.3390/app7080839
Spataru, Ana; Jain, Rohan; Chung, Jae Wook; Gerner, Gabriel; Krebs, Rolf; Lens, Piet N. L., 2016 Enhanced adsorption of orthophosphate and copper onto hydrochar derived from sewage sludge by KOH activation. RSC Advances. 6(104), S. 101827-101834. Verfügbar unter: https://doi.org/10.1039/C6RA22327C
Stucki, Matthias; Eymann, Lea; Gerner, Gabriel; Hartmann, Frank; Wanner, Rahel; Krebs, Rolf, 2015 Hydrothermal carbonization of sewage sludge on industrial scale : energy efficiency, environmental effects and combustion. Journal of Energy Challenges and Mechanics. 2(2), S. 38-44. Verfügbar unter: http://www.nscj.co.uk/JECM/issues/JECM-2-2.pdf
Chung, Jae Wook; Foppen, Jan Willem; Gerner, Gabriel; Krebs, Rolf; Lens, Piet N. L., 2015 Removal of rotavirus and adenovirus from artificial ground water using hydrochar derived from sewage sludge. Journal of Applied Microbiology. 119(3), S. 876-884. Verfügbar unter: https://doi.org/10.1111/jam.1286
Escala, Marina; Zumbühl, Thomas; Koller, Christoph; Junge, Ranka; Krebs, Rolf 2013. Hydrothermal carbonization as an energy-efficient alternative to established drying technologies for sewage sludge: a feasibility study on a laboratory scale. Energy & Fuels. 27(1), 454 – 460. https://doi.org/10.1021/ef3015266
Escala, Marina; Graber, Andreas; Junge, Ranka; Koller, Christoph; Guiné, V.; Krebs, Rolf, 2013. Hydrothermal carbonization of organic material with low dry matter content: the example of waste whey. Journal of Residuals Science & Technology. 10(4), S. 179-186. Verfügbar unter: http://www.dpi-journals.com/index.php/JRST/article/view/1941

Weitere Publikationen

Mehli, Andreas; Gerner, Gabriel; Kulli Honauer, Beatrice; Baier, Urs; Kühni, Martin; Treichler, Alexander; Winkler, Dieter; Griffin, Timothy; Kaiser, Simon; Garcia, Alexander, 2021 HTC Innovationscampus Rheinmühle - Pilotanlage zur hydrothermalen Karbonisierung : Prozessoptimierung & Verfahrenserkenntnisse (Schlussbericht). Bundesamt für Energie BFE. Verfügbar unter: https://doi.org/10.21256/zhaw-21929
Baier, Urs; Kühni, Martin; Wanner, Rahel; Krebs, Rolf, 2015. Behandlung des Prozessabwassers aus hydrothermal karbonisiertem Klärschlamm vor der Einleitung in eine ARA. GWF - Wasser, Abwasser.
Krebs, Rolf; Baier, Urs; Deller, Annica; Escala, Marina; Floris, Julien; Gerner, Gabriel; Hartmann, Frank; Hölzl, Britta; Kohler, Christoph; Kühni, Martin; Stucki, Matthias; Wanner, Rahel, 2013 Weiterentwicklung der hydrothermalen Karbonisierung zur CO₂-sparenden und kosteneffizienten Trocknung von Klärschlamm im industriellen Massstab sowie der Rückgewinnung von Phosphor. Schriftenreihe Erneuerbare Energien, Bodenökologie und Ökotechnologie Winterthur: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. Verfügbar unter: https://doi.org/10.21256/zhaw-4975
Koller, Christoph; Föllmi, Caroline; Escala, Marina, 2011. Hydrothermale Carbonisierung (HTC): Zukunftstechnologie für Energieeffizienz und CO2 -Reduktion in der Klärschlammentsorgung? Compostmagazine, 1. 7-8. https://pd.zhaw.ch/publikation/upload/204768.pdf
Schneider, Daniel; Escala, Marina; Supawittayayothin, Kawin; Tippayawong, Nakorn (2011). Characterization of biochar from hydrothermal carbonization of bamboo. International Journal of Energy and Environment, Vol. 2(4). 647.