Phosphat-Dünger per Magnet aus der Kläranlage zurück gewinnen
Deutschland wird möglicherweise zum Phosphatproduzenten. Das wertvolle Düngemittel, das bisher ausschließlich bergmännisch in Ländern wie China, Marokko, Algerien und Südafrika gewonnen wird, soll aus Abwässern zurückgewonnen werden.
Neuartige Magnetpartikel können Phosphat in Abwässern an sich binden. Anschließend werden die Partikel samt Phosphat mit einem Magneten wie im Bild aus dem Wasser herausgezogen.
Foto: K. Dobberke/Fraunhofer ISC
Forscher des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung (ISC) in Würzburg und der Universität Stuttgart haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sich Phosphate mit Hilfe eines Magneten aus Abwasser herausfischen lassen. In der Versuchskläranlage des Instituts für Siedlungswasserwirtschaft und Wasserrecycling (ISWA) der Stuttgarter Uni wird es derzeit auf Funktionsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit getestet.
Der eingefangene Dünger wird wiederverwertet
Carsten Gellermann vom ISC, der das Verfahren mit seinem Team entwickelt hat, betont: „Es ist uns gelungen, schaltbare magnetische Partikel herzustellen, die Phosphat anziehen und binden.“ Sie bestehen aus winzigen Magnetitteilchen, einem magnetisierbaren Material, die von einer Silicathülle umgeben sind. Das ist ein Material mit stark strukturierter Oberfläche, das im Labor hergestellt wird.
Milliarden dieser Mineralpartikel werden ins Abwasser geschüttet. Die Phosphate klammern sich gewissermaßen an die Oberfläche. Die gesättigten Partikel angeln Magnete anschließend aus dem Wasser. Schließlich trennen die Forscher per Ionenaustausch das Phosphat von den Magnetit-Silicat-Teilchen, sodass diese wiederverwendet werden können.
„Eine weitverbreitete Meinung ist, dass das recycelte Produkt aus Abwasser unreiner sei als der aus Erdlagern abgebaute Rohstoff“, meint Professor Heidrun Steinmetz, Inhaberin des ISWA-Lehrstuhls. „Das Gegenteil ist der Fall. Durch die technische Aufbereitung wird das Phosphat von anderen Stoffen abgetrennt, so dass das Produkt sogar einen höheren Reinheitsgrad hat.“
Phosphate sind lebenswichtig und gefährlich
Für Menschen ist Phosphat, wie Phosphor in Molekülform heißt, lebenswichtig. Es ist sogar in der DNA-Doppelhelix vorhanden und wichtig für den Aufbau von Knochen und Zähnen. Der Mensch nimmt das Mineral mit der Nahrung auf.
Was zu viel ist scheidet er aus, im Durchschnitt zwei Gramm pro Tag. Das sind in Deutschland 160 Tonnen am Tag oder 58.000 Tonnen pro Jahr. Angesichts eines weltweiten Jahresverbrauchs von 160 Millionen Tonnen scheint das nicht viel zu sein. Doch Phosphate aus der menschlichen Verdauung verstärken noch die Umweltschäden, die durch überdüngte Felder hervorgerufen werden wie starkes Wachstum von Algen in Seen, die im Extremfall durch Sauerstoffmangel zu stinkenden Tümpeln werden.
Für Baden-Württemberg, so das Technologie Lizenz-Büro der dortigen Hochschulen, das die Technik vermarkten will, würde es allemal reichen. Baden-Württemberg importiert jährlich rund 12.000 Tonnen Phosphat.
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