Phosphorrecycling aus Klärschlammasche - Neues mikrobiologisches Verfahren
Die Fritzmeier Umwelttechnik GmbH & Co. KG hat zusammen mit Partnern ein umweltfreundliches Verfahren zum Phosphorrecycling entwickelt und zur Technikumsreife gebracht. Dies ist wegen der Verpflichtung für Betreiber großer Kläranlagen, den Phosphor zukünftig zurückzugewinnen, von großer technischer und wirtschaftlicher Bedeutung.
Pflicht zur Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm: Viele Kläranlagen suchen geeignete Verfahren (Foto: Shutterstock)
Die aktuelle Verordnung zur Neuordnung der Klärschlammverwertung (AbfKlärV) verpflichtet die Betreiber von Kläranlagen zur Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm. Um ein geeignetes Verfahren zu etablieren, bestehen Übergangsfristen bis 2032 bzw. 2029. Danach müssen Kläranlagen, welche die Abwässer von mehr als 50.000 bzw. 100.000 Einwohnern aufbereiten, Phosphor aus Klärschlamm oder aus Klärschlammasche zurückgewinnen, sofern der Klärschlamm eine Phosphorkonzentration von mindestens 20 Gramm pro Kilogramm Trockenmasse aufweist. Entsprechende Konzepte zur Rückgewinnung von Phosphor müssen die Kläranlagenbetreiber schon ab 2023 vorlegen können. Bisher existierende Technologien sind jedoch nur bedingt dafür geeignet, da sie chemikalien- und kostenintensiv sind.
Die Firma Fritzmeier Umwelttechnik hat ein patentiertes, umweltfreundliches, mikrobiologisches Verfahren („P-bac®“) zur Rückgewinnung von Phosphor aus der Klärschlammasche entwickelt und zusammen mit den Partnern Münchner Stadtentwässerung, Fraunhofer IWKS und ICL Fertilizers in dem vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft geförderten Projekt „Phosphorrecycling – vom Rezyklat zum intelligenten, langzeitverfügbaren Düngemittel – PriL“ in den Technikumsmaßstab übertragen. Damit steht das Verfahren bereits kurz vor der Marktreife und bietet eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber den bisherigen Technologien:
Phosphorrecycling zur Nutzung in Düngemitteln
Zur Kultivierung von Pflanzen werden im Land- und Gartenbau i.d.R. Düngemittel benötigt. Diese Düngemittel beinhalten zu einem wesentlichen Anteil Phosphorverbindungen. Der dafür notwendige Phosphor stammt derzeit aus sedimentären Lagerstätten, allerdings liegen ca. 75 % der weltweiten Lagerstätten in Marokko und der westlichen Sahara. Beispielsweise durch politische Unwägbarkeiten kann es zu Lieferengpässen kommen und Spekulationen an den Rohstoffmärkten können zu starken Preissteigerungen führen. Zudem sind die aus sedimentären Lagerstätten abgebauten Rohphosphate zunehmend mit toxischen Schwermetallen belastet.
Mit der P-bac®-Technologie von Fritzmeier Umwelttechnik können nun bis zu 90 Prozent des ursprünglichen Phosphats aus der Klärschlammasche umweltfreundlich und vergleichsweise wirtschaftlich zurückgewonnen werden. Die Phosphorverbindungen sind sehr gut pflanzenverfügbar und können somit direkt zur Düngung eingesetzt werden. Wesentlich für das kostengünstige Verfahren ist auch, dass mit der P-bac®-Technologie das Prozesswasser im Kreislauf geführt werden kann, sodass keine problematischen, schwierig zu entsorgenden Prozessströme entstehen.
Hohe Umweltfreundlichkeit durch Fixieren von Kohlendioxid aus der Atmosphäre
Bei chemischen Verfahren wird die Klärschlammasche beispielsweise mit großen Mengen an Schwefelsäure behandelt, um damit den enthaltenen Phosphor zu lösen. Dies ist beim mikrobiologischen P-bac®-Verfahren anders. Hier wird den Mikroorganismen elementarer Schwefel zugesetzt, die diesen dann unter Aufnahme von Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu Schwefelsäure oxidieren. Dadurch werden in der Klärschlammasche enthaltene Schwermetalle und Phosphor in wasserlösliche Salze umgewandelt und in Lösung gebracht. Dieses Verfahren ist an die mikrobiologische Erzlaugung („Bioleaching“) angelehnt. Der durch die biologisch produzierte Schwefelsäure gelöste Phosphor wird im Anschluss von Mikroorganismen selektiv umgesetzt, welcher von der Laugungslösung abgetrennt und somit zur weiteren Verwertung als Düngemittel zurückgewonnen werden kann. Damit wird ein Produkt erhalten, das den Vorgaben der EU-Düngemittelverordnung entspricht.