Ohne Zusatz von Chemikalien 08.06.2016, 13:24 Uhr

Aus Abwasser phosphathaltigen Dünger herstellen

Landwirte schwören drauf: auf phosphathaltigen Dünger. Der begehrte Rohstoff wird aber immer knapper. Europa importiert Phosphat und ist deshalb von Ländern wie Marokko und Russland abhängig. Fraunhofer Forscher bieten eine Lösung des Problems an. Sie wurden im Abwasser fündig. Was Sie erfunden haben, lesen Sie hier.

Versuchsfeld für Düngemittel in der Region Hannover: Fraunhofer Forscher haben eine umweltfreundliche Technologie entwickelt, mit der aus Abwasser direkt phosphathaltiger Dünger hergestellt werden kann. 

Versuchsfeld für Düngemittel in der Region Hannover: Fraunhofer Forscher haben eine umweltfreundliche Technologie entwickelt, mit der aus Abwasser direkt phosphathaltiger Dünger hergestellt werden kann. 

Foto: Julian Stratenschulte/Vdpa

Statt Phosphat einzuführen, kann Deutschland heimische „Quellen“ nutzen: Phosphat kommt etwa in Prozessabwässern von Klärwerken oder Gärresten von Biogasanlagen vor. Bisher mangelte es allerdings an geeigneten und kostengünstigen Verfahren, um das Phosphat nutzbar zu machen. Die deutschen Wissenschaftler haben jetzt den richtigen Dreh gefunden.

ePhos haben die Experten des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB) ihre Erfindung genannt. Dahinter verbirgt sich ein elektrochemisches Verfahren zur chemikalienfreien und umweltschonenden Rückgewinnung von Phosphat aus Abwasser.

Der dafür benötigte und von den deutschen Forschern entwickelte Reaktor ist inzwischen marktreif und wird in den USA von der Firma Ovivo gebaut. Hierzulande wird noch nach einem industriellen Kooperationspartner gesucht.

Herzstück ist eine Elektrolysezelle

Herzstück der Fraunhofer-Technologie ePhos, inzwischen als Marke geschützt, ist eine Elektrolysezelle. Sie gewinnt Stickstoff und Phosphor mit Hilfe einer Magnesium-Elektrode. An der Anode findet eine Oxidation statt: Magnesiumionen reagieren mit dem im Wasser enthaltenen Phosphat und Ammonium zu Struvit (Magnesium-Ammonium-Phosphat).

Die Elektrolysezelle ePhos® gewinnt Stickstoff und Phosphor rein elektrochemisch. Es müssen keine Chemikalien eingelagert werden. Das gesamte Verfahren ist sehr einfach zu handhaben.

Die Elektrolysezelle ePhos® gewinnt Stickstoff und Phosphor rein elektrochemisch. Es müssen keine Chemikalien eingelagert werden. Das gesamte Verfahren ist sehr einfach zu handhaben.

Foto: Fraunhofer IGB

Das Tolle daran: Es müssen keine Chemikalien wie Magnesiumchlorid oder Natriumhydroxid zugesetzt werden. „Davon profitieren auch Kläranlagenbetreiber, da sie keine Chemikalien lagern müssen und das gesamte Verfahren sehr einfach zu handhaben ist“, betont Projektleiter Dr. Iosif Mariakakis vom IGB.

Und der Reaktor benötigt obendrauf auch nur wenig Energie: 0,78 kWh/m³ Abwasser. „Das Struvit ist frei von Biomasse und kann in der Landwirtschaft direkt als hochwertiger, langsam Nährstoffe freisetzender Dünger eingesetzt werden“, erklärt Mariakakis. Bei Langzeitversuchen in Kläranlagen konnte mit dem neuen Verfahren Phosphat durchschnittlich zu 85 % rückgewonnen werden. 

Lizenzpartner in den USA

In den USA haben die Fraunhofer Forscher mit ihrer neuen Technologie schon überzeugt und mit der Firma Ovivo, einem Anbieter für Kläranlagensysteme, einen Lizenzvertrag abgeschlossen. Ovivo wird die ePhos-Anlagen nach Fraunhofer-Vorgaben bauen und in den USA, Kanada und Mexiko vermarkten.

Abwasser fließt in einen Fluß: Fraunhofer-Forscher haben eine marktreife Anlage entwickelt, mit der sie Dünger aus Abwasser gewinnen, ohne dass Chemikalien zugegeben werden müssen. 

Abwasser fließt in einen Fluß: Fraunhofer-Forscher haben eine marktreife Anlage entwickelt, mit der sie Dünger aus Abwasser gewinnen, ohne dass Chemikalien zugegeben werden müssen. 

Foto: Uwe Zucchi/dpa

Und viele der US-Kläranlagenbetreiber, die das Verfahren in Pilotprojekten einsetzen, wollen laut Fraunhofer IGB Struvit als attraktive Einnahmequelle selbst verkaufen. „Bis Ende September soll in den USA die erste großtechnische Demo-Anlage starten“, kündigt Projektleiter Mariakakis vom IGBan.

Industrielle Mitstreiter in Europa gesucht

In Deutschland und Europa suchen die Fraunhofer derweil noch nach weiteren Lizenzpartnern, um die Technik auch hier einzuführen. Der Bedarf dürfte vorhanden sein. „Das Verfahren ist auch für die Lebensmittelindustrie und die Brauchwasseraufbereitung geeignet“, betont Mariakakis. Einzige Bedingung: Die zu reinigenden Wässer müssen reich an Phosphat sein.

Parallel wird das Reaktorkonzept weiterentwickelt. Mariakakis:„Wir werden ePhos durch weitere Prozessmodule ergänzen, um künftig in Kläranlagen auch Ammonium zurückzugewinnen.“ 

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