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Ausgewählte Ausgabe: 09-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Phosphorrückgewinnung mittels Kristallisationsverfahren

Die Stoffströme der kommunalen Kläranlagen in Deutschland bergen ein großes Rückgewinnungspotenzial, da die Klärschlämme rund 60 000 Mg P/a beinhalten; laut DWA entspricht dies etwa 48 % der jährlichen Importe von mineralischem Phosphatdünger. Bislang wurde das Recycling aufgrund des Aufwands nicht großtechnisch umgesetzt. Die Stadt Neuburg an der Donau hat sich entschieden, Phosphor mittels einer Kristallisationsanlage zu recyceln. Das Projekt, für das die GFM Beratende Ingenieure GmbH, München, die Vorplanung übernommen hat, spart 60 % Phosphat aus dem Prozesswasser der kommunalen Kläranlage sowie Energie ein.


Die bisher durchgeführten halbtechnischen Versuche haben gezeigt, dass sich rund 60 % des im Zentratwasser vorliegenden Phosphors recyceln lassen. Bezogen auf den Gehalt im Kläranlagenzulauf entspricht dies einer Rückgewinnungsrate von bis zu 12 %.

Die bisher durchgeführten halbtechnischen Versuche haben gezeigt, dass sich rund 60 % des im Zentratwasser vorliegenden Phosphors recyceln lassen. Bezogen auf den Gehalt im Kläranlagenzulauf entspricht dies einer Rückgewinnungsrate von bis zu 12 %.

Phosphor wird in Deutschland bisher nur in wenigen Kläranlagen recycelt. „In einigen Anlagen wird der Klärschlamm in einer Monoverbrennungsanlage verbrannt. Die Asche, in welcher der Phosphor je nach Verfahren mehr oder weniger gebunden und damit nur teilweise pflanzenverfügbar ist, wird in der Landwirtschaft zur Düngeunterstützung eingesetzt“, sagt der geschäftsführende Gesellschafter der GFM Beratende Ingenieure, Dr.-Ing. Ralf Mitsdoerffer. Ein echtes Recycling zu Rein-Phosphor ist jedoch aufwendig und erfolgt daher noch nicht im großtechnischen Maßstab. „Mittelfristig wäre es allerdings sinnvoll, ein entsprechendes Verfahren häufiger einzusetzen. Schließlich liegen die meisten Lagerstätten in Konfliktstaaten wie Marokko oder Saudi-Arabien, und die Förderung und Weiterverarbeitung ist mit Umweltbelastungen durch Schwermetalle verbunden“, so der Experte.
Prinzipiell gibt es im Bereich der kommunalen Abwasserbehandlung verschiedene Wege, Phosphor zu recyceln, um ein Produkt zu generieren, das landwirtschaftlich als Dünger verwendet oder der Düngemittel- oder der Phosphorindustrie zugeführt werden kann. Der Vorteil der Rückgewinnung aus dem Zentratwasser der Schlammentwässerung besteht, verglichen mit der Rückgewinnung aus Faul- oder Klärschlammasche, in einem deutlich geringeren Energieaufwand. „Dies lässt sich damit begründen, dass im Zentratwasser Phosphor als Orthophosphat in gelöster Form, in Klärschlamm oder Klärschlammasche jedoch in chemisch und biochemisch gebundener Form vorliegt“, so Mitsdoerffer. Darüber hinaus weisen die Produkte des Kristallisationsverfahrens, laut einer Studie des Landesamtes für Umwelt (LfU) Bayern, eine deutlich höhere Reinheit als die Recyclingprodukte der Klärschlämme und Klärschlammaschen auf, da beispielsweise eine geringere Belastung mit Schwermetallen vorliegt.

Kristallisation an Calcium-Silikat-Hydrat-Phasen

In nahezu jeder Kläranlage mit anaerober Schlammstabilisierung fällt Zentratwasser an, das stark phosphathaltig und daher potenziell für ein Phosphorrecycling geeignet ist. Um die Umwelt zu schonen, und das Rückgewinnungspotenzial der eigenen Kläranlage zu nutzen, hat sich die Stadt Neuburg an der Donau daher entschieden, das P-Kristallisationsverfahren erstmals großtechnisch umzusetzen.

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Autoren

Dr.-Ing. Ralf Mitsdoerffer

GFM Beratende Ingenieure GmbH, München
E-Mail: mits@gfm.com

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