Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm
Phosphor – essenziell und endlich
Phosphor ist ein essenzieller Baustoff für alle Lebewesen. Als wichtige Grundlage für das Pflanzenwachstum ist er daher ein Hauptbestandteil von mineralischem Pflanzendünger. In der Umwelt liegt Phosphor üblicherweise als Phosphat vor. Weltweit fließen rund 85 % aller abgebauten Rohphosphate in den Düngemittelmarkt. Die Schätzungen, wie lange die konventionellen Lagerstätten den Bedarf an Phosphaten noch decken, liegen zwischen 300 und 400 Jahren. Andererseits wird Phosphat von Menschen und Tieren ausgeschieden, so dass Phosphat auch in Wirtschaftsdünger und Klärschlamm enthalten ist. Jährlich fallen in Deutschland etwa zwei Millionen Tonnen Klärschlamm-Trockenmasse an, die etwa 60 000 Tonnen Phosphor enthalten. Klärschlamm ist also eine mögliche Quelle für ein Phosphorrecycling.
Phosphorrecycling aus Klärschlamm
Allerding ist die Nutzung von Klärschlamm als Düngemittel nur unter strengen Auflagen erlaubt, da Klärschlamm auch Krankheitserreger und Schadstoffe wie Arzneimittelrückstände und Schwermetalle enthalten kann. Daher wird Klärschlamm in einigen Bundesländern vorwiegend verbrannt, der Phosphor geht verloren. Mit Unterstützung der DBU hat die Chemische Fabrik Budenheim KG, Budenheim, ein Verfahren entwickelt, mit dem sich die Phosphate vom Klärschlamm trennen und so zurückgewinnen lassen. Dazu wird Kohlendioxid unter erhöhtem Druck in das Wasser-Klärschlammgemisch geleitet, wandelt sich zu Kohlensäure um, bringt den pH-Wert zum Sinken und löst die im Klärschlamm enthaltenen Phosphate heraus. Die Phosphate werden dann in Form von Calciumphosphat wiedergewonnen. Ziel ist es, auf diese Weise bis zu 50 % des im Klärschlamm enthaltenen Phosphors zu recyceln.
Technikums- und Pilotanlage
Um das Verfahren zu testen, errichtete die Chemische Fabrik Budenheim zunächst zwei Technikumsanlagen: Eine dieser Anlagen befindet sich beim Fraunhofer Institut für Chemische Technologie (ICT) in Pfinztal. Dort wurde das Verfahren über einen Zeitraum von drei Jahren hinweg intensiv erforscht. Die zweite Technikumsanlage bei Budenheim selbst ist seit dem Jahr 2012 in Betrieb und hat ein Behältervolumen von 50 Litern. Aufbauend auf diesen Versuchen wird das Verfahren ab 2016 mit einer Pilotanlage an der Zentralkläranlage Mainz-Mombach erprobt, die einen Teil des dort anfallenden Klärschlamms behandelt. Ein entscheidender Vorteil im Vergleich zu den bislang betriebenen Technikumsanlagen ist die kontinuierliche Fahrweise, so dass realitätsnahe Versuche möglich sind.
Wirksamer Recyclingdünger
Da die Anlage in zwei Containern untergebracht ist, ist sie mobil und es besteht die Möglichkeit, das Verfahren mit geringem Aufwand auch an anderen Kläranlagen zu testen. Aktuell ist vorgesehen, die rückgewonnenen Phosphate ausschließlich in der Landwirtschaft einzusetzen. In bislang durchgeführten Pflanzversuchen wurde die Düngewirkung des Recycling-Düngers als vergleichbar mit konventionellen Phosphatdüngern eingestuft. Insofern stellt das Phosphatrecycling eine effiziente Methode dar, um die natürlichen Phosphatreserven zu schonen.
Projektthema:
Umweltfreundliche Rückgewinnung von Phosphat aus Klärschlamm
Projektdurchführung:
Chemische Fabrik Budenheim KG
Rheinstr. 27
55257 Budenheim
Telefon: 06139 | 89-0
info@budenheim.com
www.budenheim.com
Kooperationspartner:
Fraunhofer ISC, Fraunhofer-Projektgruppe für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS, Alzenau
iwks.sekretariat@isc.fraunhofer.de
www.iwks.fraunhofer.de
AZ 31590