294 - Effiziente Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm

Herausforderung

Phosphor ist ein unverzichtbares Element für das Pflanzenwachstum und in der Düngemittelindustrie von zentraler Bedeutung. Weltweit gibt es jedoch nur begrenzte natürliche Vorkommen, weshalb die Kreislaufwirtschaft beim Phosphor immer wichtiger wird. Mit Inkrafttreten verschärfter Umweltauflagen (wie ab 2029 in Deutschland) sind Kläranlagen verpflichtet, den Phosphorgehalt im Klärschlamm drastisch zu senken. Herkömmliche Rückgewinnungsmethoden sind häufig teuer, verbrauchen große Mengen an Chemikalien und setzen problematische Stoffe frei. Gesucht wird daher ein Verfahren, das effizient, umweltfreundlich und wirtschaftlich arbeitet.

Unsere Lösung

Das Verfahren der TU Clausthal setzt genau hier an und kombiniert Wärme, Biotechnologie und gezielte Chemie: Zunächst wird der Klärschlamm erhitzt und biologisch behandelt, sodass sich der biologisch gebundene Phosphor als Phosphat löst. Gleichzeitig wird Ammonium freigesetzt. In einer zweiten, kurzen Prozessstufe wird Zitronensäure zugesetzt, die den pH-Wert absenkt und so auch den chemisch gebundenen Phosphor herauslöst.

Im nächsten Schritt wird das Phosphor-Ammonium-haltige Wasser abgetrennt. Durch Zugabe von Magnesium und Anhebung des pH-Werts entsteht Magnesium-Ammonium-Phosphat („Struvit“), das als ökologisch wertvoller Recyclingdünger weiterverwendet werden kann. Schwermetalle bleiben im Klärschlamm gebunden und gelangen nicht in das Endprodukt.

Vorteile

• Wirtschaftlich & effizient: Das Verfahren kommt mit minimalem Chemikalienaufwand aus, da der Einsatz von Zitronensäure genau gesteuert wird. Der größte Teil des Phosphors wird biologisch oder mit Naturstoffen gelöst.
• Flexibel & praxistauglich: Die Technologie kann an bestehende Kläranlagen angepasst werden und erfüllt sowohl zukünftige Grenzwerte als auch aktuelle betriebliche Anforderungen.
• Kreislaufwirtschaft: Erzeugtes Struvit kann direkt als hochwertiger Dünger in der Landwirtschaft genutzt werden.

Entwicklungsstand
Das Verfahren ist patentiert und wurde bereits erfolgreich im Labormaßstab sowie in Pilotanlagen getestet. Es stehen wissenschaftliche Daten zur Prozessstabilität, Wirtschaftlichkeit und der erreichten Phosphor-Reduktion zur Verfügung.