“Innovationen geben der Zukunft eine Zukunft”
Prof. Dr. Hans-Jürgen Quadbeck-Seeger
Wieso Phosphorrückgewinnung?
Das chemische Element Phosphor ist neben Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff ein Baustein der Erbsubstanz DNS und damit für alle Lebensvorgänge unentbehrlich. Auch für die künstliche Düngung spielt es eine wesentliche Rolle. Jedes Lebewesen nimmt Phosphor über die Nahrung auf. Der Mensch scheidet täglich ca. 1,6-2g Phosphor wieder aus. Früher war der natürliche Phosphorkreislauf geschlossen und der Nachschub von Phosphor somit kein Problem. Heute sind Exkremente und Gülle stark mit Umweltgiften wie Schwermetallen und Antibiotika belastet. Die Klärschlämme in der Kläranlage sind somit nicht mehr als Dünger geeignet und werden meist getrocknet und verbrannt. Eine ungünstige Entwicklung, denn Phosphor ist auf der Erde begrenzt.
Problem
Die Verwertung von Klärschlamm stellt zunehmend eine gesellschaftliche und ökologische Herausforderung dar. Nach dem Beschluss des Koalitionsvertrages der Bundesregierung 2013 soll die direkte landwirtschaftliche Verwertung von Klärschlamm zu Düngezwecken beendet und wichtige Rohstoffe wie Phosphor und Kalium zurückgewonnen werden. Dadurch steht die Abwasserwirtschaft bei der Entsorgung und Verwertung von Klärschlämmen vor erheblichen strukturellen und technologischen Veränderungen.
- Eine Ausbringung der Klärschlämme auf die Felder ist faktisch nicht mehr möglich.
- Nur 1.000 von 9.500 Klärwerken verfügen in Deutschland über eine Klärgasverwertung, 8.500 Klärwerke gehören somit zu den problematischsten Schadstoffemittenten bei Methan, Kohlenmonoxid, CO2 und Lachgas.
- Die Kapazitäten für die alternative Verbrennung in den vorgeschriebenen Monoverbrennungsanlagen sind aktuell nicht ausreichend und zudem ineffizient, wenn sie ausgefaulte Klärschlammreste thermisch verwerten sollen.
- Es ist aktuell noch keine Technologie für ein wirtschaftliches Phosphorrecycling aus Klärschlämmen verfügbar, die mit einer Übergangsfrist von zehn Jahren zur gesetzlichen Pflicht bei der Klärschlammbehandlung wird.
Das Innovationsforum im TKoR-Netzwerk
THERMOLYPHOS ist Teil des Technologie- und Kompetenzzentrums organisches Reststoffrecycling (TKoR), das sich mit biogenen Reststoffen und ihrer Verwertung befasst.
Offene Fragen
- Welche Vorteile haben Klärschlamm-Pyrolyse oder -Vergasung gegenüber der Monoklärschlammverbrennung?
- Wie müssen Energie- und Umweltbilanzen der verschiedenen Methoden der Klärschlammverwertung erstellt werden, um belastbare Technologievergleiche zu ermöglichen?
- Könnte man auf die Klärschlammfaulung und die Verstromung der Faulgase zugunsten höherer Energieausbeuten bei der Klärschlamm-Thermolyse verzichten?
- Wo sind höhere Ausbeuten im Phosphorrecycling möglich – in der wässrigen Klärschlammphase , aus der Klärschlammasche oder aus der Klärschlammkohle?