Mikrobielle Elektrolyse zur energieeffizienten Behandlung von Abwässern aus der hydrothermalen Karbonisierung von Speiseresten auf Passagierschiffen

Große Passagier- und Kreuzfahrtschiffe erzeugen täglich erhebliche Mengen an Speiseabfällen und biologischen Klärschlämmen. Bisher werden diese Abfälle meist verbrannt – ein energieintensiver Prozess, der mit CO₂- und Schadstoffemissionen verbunden ist.

Dieses Projekt erforscht gemeinsam mit der Environmental Systems GmbH eine nachhaltige Alternative, mit der diese organischen Abfälle effizient behandelt und gleichzeitig in wertvolle Produkte umgewandelt werden können.

Im Mittelpunkt steht die hydrothermale Karbonisierung (HTC), ein Verfahren, das feuchte Abfälle bei erhöhtem Druck und Temperatur in kohlenstoffreiche Biokohle überführt. Dadurch werden die Abfallmengen reduziert und die Umweltbelastungen durch Emissionen deutlich gesenkt. Eine besondere Herausforderung stellt jedoch das dabei entstehende Prozesswasser dar, dessen hohe organische Belastung die schiffseigene Abwasseranlage überfordern würde.

Deshalb entwickeln und evaluieren wir im Projekt eine mikrobielle Elektrolysezelle (MEC), die das Prozesswasser reinigen und gleichzeitig chemische Energie zurückgewinnen soll. Eine MEC nutzt elektroaktive Mikroorganismen, um organische Stoffe im Abwasser abzubauen und dabei elektrischen Strom zu erzeugen. Im Fokus steht, ob sich dieses Prinzip auch bei hochbelastetem HTC-Prozesswasser zuverlässig anwenden lässt.

Parallel dazu werden mögliche Nutzungspfade für die erzeugte Biokohle bewertet, etwa als Brennstoff, Filtermaterial oder Bodenverbesserer.

Das Projekt verfolgt einen integrierten Ansatz: von der Abfallbehandlung über die Abwasserreinigung bis zur Bewertung der Biokohle. Es schafft Grundlagen, um das Potenzial der HTC in Kombination mit elektroaktiven Mikroorganismen fundiert zu bewerten – für eine nachhaltigere und energieeffizientere Abfallwirtschaft an Bord und perspektivisch auch an Land.