The trend towards a more circular economy presents a unique challenge for the pyrometallurgical engineer. Secondary feeds bring complexity to the smelter in the form of non-traditional chemistries and minor elements. Models of furnaces will play an important role in this paradigm. Models should be able to predict operations in dynamic systems that do not always operate at equilibrium.The development of a top submerged lance (TSL) model was the subject of this study because the TSL has proven to be capable of treating secondary materials.The furnace consists of a vertical cylindrical vessel, containing molten slag and bullion at the bottom. A lance enters through the roof and the tip is submerged in the slag, into which gas and fuel are blown. Secondary or primary feeds, fluxes and reductants can be fed to the furnace. The reactions and interplay between the liquid phases, gas and added reductants set the temperatures and partial oxygen pressures in the furnace. The Connected Local Equilibria (CLE) method was followed to model the furnace. This approach offers the benefit that speciation can be modelled simultaneously for many elements from thermochemical databases. The methodology is to divide the furnace into several equilibrium volumes, based on expected material flows. With each time step, equilibrium in each volume is calculated by Gibbs free energy minimization. Material is then exchanged between volumes according to expected flows. To validate the method, small scale crucible experiments were carried out. Molten lead-containing ferric calcium silicate slags (PbO-FCS slag, also containing GeO2, TeO2 and SnO2 in concentrations ˂ 1 wt%) were reduced under controlled CO/CO2 atmospheres to produce lead bullion. The kinetics of the process were measured. Similar experiments were carried out with a copper-containing ferric calcium silicate system. The CLE method was applied to simulate the data, using HSC Sim software. The crucible was divided into four equilibrium volumes: slag-gas contact; slag; slag-hearth contact; hearth. The gas flowrate to the slag-gas contact was determined by following a rate-law in the form of chemical reaction control (e.g. Rg-s = kapp.pCO (mol O.cm-2.s-1)). By using a single fitting factor (kapp), the dynamic behaviour of lead and the minor elements (tin, tellurium, germanium) could be predicted. The same method was successfully used for the CuO-FCS system. The use of this method enhanced understanding of the experiments, by showing the component speciation during reduction. Full-scale TSL models were then developed using HSC Chemistry software and SimuSage software. In both cases the CLE method was applied. The flow patterns in the furnace were gleaned from published computational fluid dynamics (CFD) work. The interface areas were not known, and assumptions thus needed to be made to model an industrial process for lead-oxide FCS slag reduction. It was shown that the model can provide useful insight into real-world problems. Two branches of modelling might develop from this work. In one, CFD work can quantify interface areas in the furnace, so that CLE models similar to the current work are possible. In the second, only bulk fluid movement might be used. In either case, this work validates the approach of using a thermochemical approach to model kinetics.:1 INTRODUCTION 1.1 THE METALLURGICAL CHALLENGE TO ACHIEVE A CIRCULAR ECONOMY 1.2 APPLICATION OF UNIT MODELS IN TECHNO-ECONOMIC, EXERGY AND ENVIRONMENTAL FOOTPRINT ANALYSES 1.3 FOCUS OF THE CURRENT WORK 2 RESEARCH OBJECTIVES 3 LITERATURE REVIEW 3.1 LEAD METALLURGY (INCLUDING WEEE) 3.2 COPPER METALLURGY 3.3 EQUILIBRIUM BEHAVIOUR OF MINOR ELEMENTS IN LEAD AND COPPER METALLURGY 3.4 SLAG REDUCTION KINETICS 3.5 TSL FURNACE 3.6 MODELLING OF BATH-TYPE SMELTERS 3.6.3 CFD Modelling 4 EXPERIMENTAL METHODOLOGY 4.1 MASTER SLAG PREPARATION 4.2 EXPERIMENTAL SETUP 4.3 REDUCTION EXPERIMENT PROCEDURE 4.4 LIST OF EXPERIMENTS 4.5 ANALYTICAL METHOD 4.6 REACTION OF SLAGS WITH CRUCIBLE WALLS 5 EXPERIMENTAL ERROR EVALUATION 5.1 ERROR IN MASTER SLAG COMPOSITION MEASUREMENTS 5.2 REPEAT TESTS 5.3 EXPERIMENTAL ERROR 6 MODELLING OF KINETICS WITH HSC SIM 6.1 HSC CHEMISTRY DYNAMIC MODULE AND CONNECTED LOCAL EQUILIBRIA MODELLING 6.2 RESULTS FOR MODELLING LEAD EXPERIMENTAL RESULTS WITH HSC CHEMISTRY 6.3 RESULTS FOR MODELLING COPPER EXPERIMENTAL RESULTS WITH HSC CHEMISTRY 7 TSL MODEL IN HSC CHEMISTRY 7.1 FLUID FLOW IN TSL FOR CONNECTED LOCAL EQUILIBRIA MODELLING 7.2 TANKS AND OPERATIONS IN HSC SIM MODEL 7.3 EXAMPLE OF HSC SIM CLE MODEL APPLICATION 8 TSL MODEL ON SIMUSAGE PLATFORM 8.1 METHOD FOR SIMUSAGE MODEL 8.2 SPECIES SELECTION IN SIMUSAGE MODEL 8.3 EXAMPLE OF SIMUSAGE CLE MODEL APPLICATION 9 COMPARISON OF HSC SIM AND SIMUSAGE RESULTS 10 CRITICAL ANALYSIS OF MODEL METHODOLOGY 10.1 MEASUREMENT OF BULK VOLUME COMPOSITIONS 10.2 HEAT TRANSFER IN HSC SIM AND SIMUSAGE MODELS 10.3 USING BULK FLUID FLOWS VS INTERFACE APPROACH 11 CONCLUSIONS 11.1 MOTIVATION 11.2 LABORATORY KINETIC MEASUREMENTS AND MODELLING WITH CLE METHOD 11.3 TSL MODELLING WITH HSC SIM AND SIMUSAGE 12 REFERENCES

Indium gilt als eines der strategischen Metalle für die Technologiebranche. Durch das schnelle Wachstum bei Flachbildschirmen aller Art besteht seit Jahren eine stark wachsende Nachfrage nach Indium. Es wurde ein neuartiger Ansatz der Biolaugung gewählt und innerhalb des BHMZ getestet, Die aus der Biolaugung resultierende Lösung enthielt vereinfacht 1 mg·L-1 Indium sowie jeweils 1 g·L-1 Zink und Eisen. Durch systematische Untersuchung von zahlreichen hydrometallurgischen Methoden zur Metallabtrennung wurde eine auf Flüssig-Flüssig-Extraktion basierte Methode entworfen und erprobt. Der Prozess ermöglicht eine Indiumanreicherung bis zum Indiumhydroxid in einer Reinheit von 99,99 %. Die Chemikalienkosten für diesen Prozess belaufen sich gegenwärtig, bezogen auf den Labormaßstab, auf 189,40 €·kg-1 Indium. Diese liegen unter dem aktuellen Marktpreis von Indium. Die bisherigen Ergebnisse belegen, dass in der Realisierung dieses Verfahrens im technischen Maßstab erhebliches wirtschaftliches Potential steckt.

Oil palm dominates global oil production, trade, and consumption. Nigeria is one of the leading palm oil producers and consumers. A significant challenge of the palm oil industry is to reduce the environmental impacts (e.g. pollution and carbon footprint) and integrate a circular economy in operation. This study aims to comparatively quantify the environmental impacts of technologies used by different mills. We applied a life cycle assessment in the case of Nigeria. The study covers the reception and processing of fresh fruit bunch (FFB) to end-product palm oil. The inputs include generated empty fruit bunch (EFB), mesocarp fibre, palm kernel shell, palm oil mill effluent, diesel, water and all outputs to the environment for a functional unit of 1-tonne FFB. The results showed that large-scale mills perform worse (468 kg CO₂-eq per t FFB) than the semi-mechanised and smallholder mills in effects on climate change but better in the other impact categories, including human toxicity, ecotoxicity, and fine particulate matter formation. In large-scale mills, the climate change impacts decrease by 75% when the raw palm oil mill effluent (POME) is used in composting EFB. Similarly, climate change impacts reduce by 44% when biogas from POME substitutes diesel in the semi-mechanised and smallholder mills. We conclude that regulatory measures are needed to ensure improved management practices in the production processes. Particular attention should be paid to the generation and reuse of biomass and POME. This study provides a handy reference to assist the sustainable energy transition in Nigeria’s and other parts of sub-Saharan Africa’s oil palm industry to mitigate climate change and form a cleaner bioeconomy.

In den vergangenen Jahren hat die zunehmende Knappheit von Ressourcen, insbesondere im Bereich der Gesteinskörnung im Bauwesen, sowie die Anerkennung der Notwendigkeit von Kreislaufwirtschaft im Betonbau dazu geführt, dass der Fokus verstärkt auf der Nutzung von Recyclingmaterialien liegt. Vor allem rezyklierte Gesteinskörnungen werden vermehrt eingesetzt. Da diese jedoch Auswirkungen auf die Frisch- und Festbetoneigenschaften haben können, ist es wichtig, ihren Einfluss zu untersuchen. Dieser Artikel befasst sich daher mit der Herstellung, dem mechanischen Verhalten, den Dauerhaftigkeitseigenschaften sowie dem Brandverhalten von Betonen, die rezyklierte Gesteinskörnung enthalten. Zusätzlich werden wissenschaftliche Begleitprogramme wie ein AiF Verbundforschungsprojekt am VDZ/KIT vorgestellt. Da eine positive Ökobilanz das Ziel bei der Verwendung von Recyclingmaterialien ist, wird dieser Aspekt ebenfalls in diesem Beitrag beleuchtet. Weil vor allem der Zement entscheidend für die Ökobilanz von Betonen ist, wird zudem der Ansatz der Verwendung von Recyclingmehlen als Zementhauptbestandteil betrachtet. / In recent years, the increasing scarcity of resources, particularly in the area of aggregates in the construction industry, as well as the recognition of the need for a circular economy in concrete construction, has led to a greater focus on the use of recycled materials. Recycled concrete aggregates in particular are increasingly being used. However, as these can have an impact on the properties of fresh and hardened concrete, it is important to analyse their influence. This article therefore deals with the production, mechanical behaviour, durability properties and fire behaviour of concretes containing recycled aggregates. In addition, accompanying scientific programmes such as an AiF joint research project at the VDZ/KIT are presented. As a positive environmental impact is the goal when using recycled materials, the life cycle assessment of concrete with recycled aggregates is highlighted in this article. As cement in particular is decisive for the environmental impacts of concrete, the approach of using recycled concrete fines as a cement main constituent is also addressed.

Das aktuell vorherrschende lineare Wirtschaftsprinzip ist für viele Umweltprobleme verantwortlich. Neben der immensen Umweltverschmutzung sorgt der stetig wachsende Ressourcenverbrauch für eine zunehmende Verknappung vieler wertvoller Rohstoffe. Ein intelligentes Kreislaufwirtschaftskonzept wie Cradle-to-Cradle kann diesen Problemen entgegenwirken. Für eine erfolgreiche Umsetzung von Cradle-to-Cradle werden unternehmerische Ansätze benötigt. Im Rahmen dieses Artikels werden vier Konzepte untersucht, die in einer Kreislaufwirtschaft implementiert werden können. Diese sind Design für Demontage, Produkt-Service-Systeme, Take-back Strategien und Reverse Logistics. Für jeden dieser vier Ansätze werden die Voraussetzungen sowie Barrieren hinsichtlich der Umsetzung innerhalb eines Kreislaufwirtschaftssystems aufgezeigt. Zudem wird dargelegt, dass sie im Cradle-to-Cradle-System realisierbar sind. Weiterhin werden reale Beispiele in Form von Unternehmen vorgestellt, die die verschiedenen Modelle bereits erfolgreich umgesetzt haben. Alle vier untersuchten Konzepte sind für ein Kreislaufwirtschaftssystem unter Beachtung der Cradle-to-Cradle-Kriterien geeignet. / The currently prevailing linear economic principle is responsible for many environmental problems. In addition to the immense environmental pollution, the constantly growing consumption of resources is causing an increasing shortage of many valuable raw materials. An intelligent circular economy concept such as Cradle to Cradle can counteract these problems. Entrepreneurial approaches are needed for a successful implementation of Cradle to Cradle. This article examines four concepts that can be implemented in a circular economy. These are design for disassembly, product service systems, take-back strategies, and reverse logistics. For each of these four approaches, the prerequisites as well as barriers regarding the implementation within a circular economy system are shown. In addition, it is shown that they can be implemented in a cradle-to-cradle system. Furthermore, real examples are presented as companies that have already successfully implemented the various models. All four concepts examined are suitable for a circular economy system in compliance with the Cradle to Cradle criteria.

Der Textilindustrie wird hinsichtlich umweltschädlicher Emissionen ein schlechtes Zeugnis ausgestellt. Bisweilen nimmt sie sogar einen unrühmlichen zweiten Platz ein und hat damit unweigerlich eine grosse Verantwortung um das global gesetzte 1,5-Grad Ziel (COP 21) zu erreichen. Konkret müssen bis 2030 die von diesem Industriezweig ausgehenden Treibhausgasemissionen um 45 % reduziert werden. Neben neuen Konsummustern und Geschäftspraktiken gilt es insbesondere die produktionsbasierten Emissionen zu vermindern (Berg, 2020).

The continuously growing social and political pressure to provide sustainable products is forcing also the lightweight industry to rethink current development and manufacturing processes. While established development approaches in lightweight engineering mainly focus on technical and economical product requirements they usually do not consider sustainability criteria. To address these challenges, a new class within the lightweight disciplines is proposed—the Neutral Lightweight Engineering. Its basic goal is to integrate sustainability criteria in all decisions along the development chain of a lightweight component. The decision makers in lightweight engineering thereby have to consider the whole life cycle of a product system from material sourcing to end-of-life part management. To implement this idea, advanced development methods are necessary, using established and emerging materials as well as efficient production and end-of-life strategies. This concept article introduces the idea of Neutral Lightweight Engineering and exemplary highlights some of its aspects before the background of scientific literature.

Das Recycling von post-consumer-Leichtverpackungs(LVP)-Abfällen ist ein in Deutschland flächendeckendes und komplexes System, welches die Abfallwirtschaft vor eine Vielzahl von Herausforderungen stellt. Beispiele sind zum einen das deutsche Verpackungsgesetz und die damit verbundene Erhöhung der Recyclingquoten für Kunststoffverpackungen von zuvor 58,5 Gew.-% auf aktuell 63,0 Gew.-%. Zum anderen die Änderung der Berechnungsregeln der Recyclingquoten für Kunststoffverpackungen, welche in Deutschland zu einem Rückgang der Recyclingquote von Kunststoffverpackungsabfällen von derzeit 60,4 Gew.-% (alte Berechnungsmethode) auf 48,1 Gew-% (neue Berechnungsmethode) führt. Diese gilt es zu über-kommen, um das übergeordnete Ziel einer Kreislaufwirtschaft zu erreichen. Technologische Innovationen stellen eine vielversprechende Option bei der Erreichung dieser Ziele dar. Grundsätzlich sind diese jedoch auf große und präzise Datenmengen des LVP-Abfallstroms angewiesen. Öffentliche Daten zum Entsorgungsverhalten der Verbraucher und Analysen von LVP-Abfällen aus deutschen Haushalten, die über reine Masseanteile z. B. der Polymer-arten (z. B. PE, PP, PET) im LVP-Strom hinausgehen, sind nur begrenzt vorhanden. Relevante Daten zu Verpackungs- und Verschlussart, Verpackungsgeometrien oder -farben bis hin zu Füllgütern spielen jedoch eine wesentliche Rolle, um die Leistungsfähigkeit der Kreislaufwirtschaft zu verbessern. Diese Dissertation zielt daher darauf ab, eine Tiefencharakterisierung von LVP-Abfällen aus deutschen Haushalten durchzuführen. Zur Erfassung einer möglichst repräsentativen LVP-Probe wurde im Zeitraum von Juni bis November 2019 in insgesamt 249 ausgewählten deutschen Haushalten eine zweiwöchige Sammlung aller in diesen Haushalten anfallenden LVP durchgeführt. Zudem beantworteten die Studienteilnehmer Fragen zu sozio-demografischen Daten (z. B. Alter, Geschlecht, Haushaltsgröße), deren Reduktions- und Vermeidungsverhalten von Verkaufsverpackungen und dem lokal vorliegenden Sammelsystem (z. B. gelbe Tonne, gelber Sack). Insgesamt wurde eine Gesamtmasse von 254 kg gesammelt. Aus diesem Ausgangsmaterial wurden 207 kg bzw. 21.380 LVP einer eingehenden Charakterisierung z. B. hinsichtlich der Kategorien Ver-packungstyp (z. B. Schale, Flasche), Etikettentyp (z. B. direktbedruckt, Banderole), Ver-schlusstyp (z. B. Hotmelt, Schraubverschluss), Transluzenz (z. B. Transparent, Opak), Masse und Maße mit einer Identifikationsquote von 100 % unterzogen. Der Füllguttyp (z. B. Lebensmittel, Hygieneprodukte) konnte von 87 % der Verpackungen identifiziert werden. Die verwendeten Werkstoffe (z. B. PP, PET) der Verpackungen konnten unter Berücksichtigung der auf den Verpackungen befindlichen Recyclingcodes und der Durchführung von FTIR-ATR-Messungen der Außen- und Innenseite von ca. 97 % der Verpackungen identifiziert werden. Aus abfallwirtschaftlicher Perspektive wurde mit der hier vorgelegten Arbeit eine 'Inputanalyse' im Sinne des in die abfallwirtschaftlichen Prozesse eintretenden LVP-Stromes aus Privathaushaltungen durchgeführt. Ein Vergleich der Werkstoff-Massenanteile dieser Sortierstudie (Inputanalyse) mit Studien zur Kunststoffproduktion und zum Sortieranlagen-Output zeigt eine gute Übereinstimmung. Im Rahmen der hier vorgelegten Arbeit konnte ein Anteil an Multilayer-Verpackungen von 33 Gew.-% im LVP-Strom, mithilfe von FTIR-ATR-Messungen der Außen- und Innenseite der Verpackungen und des Recyclingcodes auf den Verpackungen, identifiziert werden. Der Multilayer-Anteil stellt durch seine Materialmischung aus Sicht der Kreislaufwirtschaft eine besondere Herausforderung dar. Infolgedessen wurden 296 ausgewählte Multilayer-Verpackungen hinsichtlich Werkstoffanteil (Kunststoffe, Metalle, Papier/Kartonagen), Ver-packungstyp, Lagerbedingungen (z. B. Kühlschrank, Raumtemperatur) und Verpackungsinhalt analysiert. Zusätzlich führten mikroskopische Analysen des Aufbaus der Multilayer-Verpackungen zur Ermittlung der Schichtdicke und -anzahl. Innerhalb der 296 Multilayer-Verpackungen konnten 13 polymere Verbundtypen festgestellt werden. Teils wurde für die Erfüllung gleicher Verpackungsaufgaben unterschiedliche Verpackungslösung verwendet, da die Verpackungshersteller bei der Verpackungsgestaltung und Materialauswahl frei entscheiden können. Innerhalb der 296 untersuchten Multilayer-Verpackungen wurde mit einem Anteil von 36 % am häufigsten die Materialkombination PET (Außenschicht)-LDPE (Innenschicht) verwendet, gefolgt von PA-LDPE mit 18 % und PP-PP mit 14 %. Zudem wurde in 19 % der Multilayer-Verpackungen ein Aluminiumanteil festgestellt. Weiter wurden die tiefencharakterisierten LVP-Abfälle auf Haushaltsebene (gesammelte LVP-Abfälle je Haushalt) mit den von den Haushalten beantworteten Fragen zusammengeführt. Dies ermöglichte die Quantifizierung der Einflüsse der Verbraucher auf das Pro-Kopf-Abfallaufkommen, welches mit der Haushaltsgröße, der Siedlungsstruktur, dem Sammelsystem und dem Reduktions- und Vermeidungsverhalten der Teilnehmer signifikant korreliert. Darüber hinaus konnte ein signifikanter Zusammenhang zwischen den Fehlwurfanteilen und dem verwendeten Sammelsystem festgestellt werden. Zusätzlich wurde in den LVP-Abfällen (207 kg) der verbliebene Restfüllgehalt in den Verpackungen (7,7 %) und Fehlwurfanteile in der Sammelmenge (8,8 %) ermittelt. Die Restfüllgehalte und Fehlwurfanteile sowie die ermittelten Verpackungswerkstoffe der vorliegenden Sortierstudie wurden für die Ermittlung des in Deutschland theoretisch zur Verfügung stehenden LVP-Wertstoffpotentials herangezogen. Als Referenzwert diente die in Deutschland im Jahr 2019 angefallene Menge von 2,6 Mio. Mg an LVP-Abfällen aus Kunststoffen, Metallen und Verbundmaterialien. Bezogen auf die Verwertbarkeit mittels mechanischem Recycling ergibt sich für Deutschland ein Anteil an 1.285.847 Mg (49,5 %) an gut verwertbaren Fraktionen (Verpackungen aus Monomaterialien), ein Anteil von 419.813 Mg (16,2 %) an bedingt verwertbaren Fraktionen (Flüssigkeitskartons) und ein Anteil von 355.333 Mg (13,7 %) an schlecht verwertbaren Fraktionen (z. B. Multilayer-Verpackungen). Ebenfalls wurde die Erweiterungen der Bepfandung auf LVP, die durch das Verpackungsgesetz im Jahr 2022 und 2024 in Kraft treten, berücksichtigt. Hieraus ergibt sich für das Jahr 2022 ein Anteil von 79.779 Mg (3,1 %) und für das Jahr 2024 ein Anteil von 29.968 Mg (1,2 %) an Verpackungsabfällen, die den LVP-Abfallstrom in die Pfandroute „verlassen“. Die Ergebnisse dieser Dissertation zeigen den Nutzen der tiefencharakterisierten LVP, welcher deutlich über denen üblicherweise abfallwirtschaftlicher Datenerfassung liegt und verbindet abfallwirtschaftliche und verpackungstechnische Informationen, auf deren Basis eine wertstoff- und designgerechte Verpackungsabfallwirtschaft begründet werden kann. Dar-über hinaus motivieren insbesondere die Anteile an mittels mechanischen Recyclings bedingt und schlecht zu verwertenden Verpackungen eine erneute Durchführung der Sortierstudie. Hierdurch können Änderungen beim Verpackungsdesign, z. B. durch das im Verpackungsgesetz verankerte recyclinggerechte Design von Verpackungen und weitere Änderungen den LVP-Abfallstrom betreffend berücksichtigt werden.

Der Leitfaden Green Energy Parks ist eines der Ergebnisse aus dem EFRE geförderten Forschungsprojekt GRIDS – Grüne Energien für Industrielle Verbünde. Das Dokument bietet ein teilstrukturiertes Vorgehen zur Planung von umweltfreundlicheren Energieversorgungs- und Bereitstellungkonzepten für industrielle Verbünde (unter industriellen Verbünden werden in erster Linie Gewerbe- und Industrieparks verstanden). Der Leitfaden bietet damit erstmalig eine Zusammenfassung von Hinweisen und Empfehlungen für die Planung und Gestaltung von industriellen Verbünden. Der Leitfaden geht hierbei explizit auf bereits bestehende Verbünde (Brown Field) ein. Der Leitfaden zeigt, wie eine möglichst ökologisch Nachhaltige Energiebereitstellung industrieller Verbünde erfolgen kann, sodass diese ökonomisch tragfähig ist.:1. Einleitung 2. Konzept 3. Datenbeschaffung und -analyse 4. Technologien und Maßnahmen 5. Validierung 6. Fördermöglichkeiten 7. Anhang 8. Literatur / The Green Energy Parks guide is one of the results from the EFRE funded research project GRIDS - Green Energies for Industrial Alliances. The document provides a semi-structured approach to planning greener energy supply and provision concepts for industrial alliances (industrial alliances are primarily understood to be commercial and industrial parks). For the first time, the guideline offers a summary of hints and recommendations for the planning and design of industrial networks. The guideline explicitly deals with existing networks (brown field). The guideline shows how an ecologically sustainable energy supply of industrial networks can be achieved so that it is economically viable.:1. Einleitung 2. Konzept 3. Datenbeschaffung und -analyse 4. Technologien und Maßnahmen 5. Validierung 6. Fördermöglichkeiten 7. Anhang 8. Literatur

In dieser Dissertation wird der Einfluss von Transaktionen zur Wiederverwendung von Nährstoffen und gereinigtem kommunalen Abwasser auf die Wertschöpfungsketten der Abwasserbehandlung und Pflanzenproduktion untersucht. Ziel ist es, Kosten und Nutzen sowie die Wertschöpfung von Transaktionen in verknüpften Wertschöpfungsketten der Abwasserbehandlung und Pflanzenproduktion zu analysieren. Darüber hinaus wird untersucht, wie Transaktionen und Interdependenzen zwischen Akteuren in verknüpften Wertschöpfungsketten die lokalen Governance-Strukturen für die Wiederverwendung von Abwasser beeinflussen. Die Analyse wird hauptsächlich durch das Wertschöpfungskettenkonzept, das Konzept der Kreislaufwirtschaft und die Theorie der Transaktionskostenökonomie geleitet. Mit verschiedenen Methoden, wie der Kosten-Nutzen-Analyse, der Wertschöpfungskettenanalyse und der Transaktionskostenanalyse, werden zwei Fallstudien in Deutschland untersucht: (1) die Fällung von Struvit (Magnesium-Ammonium-Phosphat) und dessen Verwendung als Dünger in Berlin-Brandenburg und (2) das Modell der landwirtschaftlichen Abwasserwiederverwendung in Braunschweig. Die Ergebnisse zeigen, dass die Wiederverwendung von Nährstoffen und Abwasser zu geringeren Kosten für die Abwasserbehandlung, höherer Rentabilität und Wertschöpfung in der Pflanzenproduktion und zu einem hohen Anteil an regionaler Wertschöpfung führen. Die Ergebnisse verdeutlichen aber auch, dass die Wiederverwendung von Abwasser zu Einschränkungen, Verdrängungseffekten und Veränderungen in der Verteilung der Wertschöpfung führen kann. Des Weiteren zeigen die Ergebnisse, dass differenzierte Governance-Strukturen erforderlich sind, um den unterschiedlichen Eigenschaften der Transaktionen zwischen Abwasserbehandlung und der Pflanzenproduktion gerecht zu werden. Interdependenzen zwischen Abwasseranbietern und Landwirten erhöhen den Bedarf an hybriden und hierarchischen Elementen in den Governance-Strukuren für die Wiederverwendung von Abwasser. / This dissertation explores the impact of transactions for reusing nutrients and treated municipal wastewater on the value chains of wastewater treatment and crop production. It aims to analyze what costs and benefits and what added-value can result from transactions in linked value chains of wastewater treatment and crop production. Furthermore, it aims to analyze how transactions and interdependences between actors in linked value chains shape the governance structures for reusing wastewater at the local level. The analysis is mainly guided by the value chain concept, the concept of the circular economy and the theory of transaction costs economics. Different methods including cost-benefit analysis, value chain analysis and transaction cost analysis are used to investigate two case studies located in Germany: (1) the precipitation of struvite (magnesium ammonium phosphate) in the wastewater treatment plant in Waßmannsdorf and its application as fertilizer in Berlin-Brandenburg, and (2) the agricultural wastewater reuse scheme of the Wastewater Association Braunschweig. The results show that transactions for reusing nutrients and wastewater result in the development of linked regional value chains with lower costs of wastewater treatment, higher profitability and added-value in crop production, and a high share of regional added-value. However, the results also highlight that the reuse of wastewater can lead to restrictions (e.g., cultivation bans on certain crops), crowding out effects and changes in the distribution of the added-value. Furthermore, the findings suggest that different governance structures are needed to match the different properties of the transactions between wastewater treatment and crop production. Interdependences resulting from transactions between wastewater providers and farmers increase the need for hybrid and hierarchical elements in the governance structures for reusing wastewater.