Verschwenderischem Umgang mit „Lebensquell Phosphor“ deutlich Riegel vorschieben

DBU und Land Rheinland-Pfalz fördern wegweisendes Projekt der Chemischen Fabrik Budenheim zum Phosphorrecycling aus KlÀrschlamm

Budenheim. Phosphor ist fĂŒr alle Lebewesen unersetzlich, neben Stickstoff die wichtigste Grundlage fĂŒr Pflanzenwachstum und Hauptbestandteil von PflanzendĂŒnger: ein wertvoller Mineralstoff. Doch wĂ€hrend die Weltbevölkerung stetig wĂ€chst, schwinden die Phosphatvorkommen und können zudem nur unter großen Umweltbelastungen und hohem Energieaufwand gewonnen werden. „Die Lösung heißt Kreislaufwirtschaft: Menschen und Tiere nehmen nicht nur Phosphor auf, sondern scheiden ihn auch wieder aus. Nach der Abwasserreinigung bleibt der grĂ¶ĂŸte Teil im KlĂ€rschlamm zurĂŒck. Von den in Deutschland jĂ€hrlich anfallenden zwei Millionen Tonnen KlĂ€rschlamm-Trockenmasse, die etwa 60.000 Tonnen Phosphor enthalten, werden aber nur 45 Prozent als DĂŒnger oder anderweitig stofflich verwendet. Der Rest wird verbrannt und der Phosphor geht verloren. Das können wir uns nicht mehr leisten“, sagt Dr. Heinrich Bottermann, GeneralsekretĂ€r der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU). Mit fachlicher und finanzieller UnterstĂŒtzung der DBU von 390.000 Euro entwickelt die Chemische Fabrik Budenheim (Rheinland-Pfalz) ein umweltfreundliches Verfahren, das mit KohlensĂ€ure Phosphor aus KlĂ€rschlamm zurĂŒckgewinnt.

"Ein nachhaltigerer Umgang mit der endlichen Ressource Phosphor ist dringend notwendig"

Weltweit wurden 2012 etwa 210 Millionen Tonnen Rohphosphat zum Herstellen von Phosphor fĂŒr die chemische Industrie gefördert. Der grĂ¶ĂŸte Anteil wird mit 82 Prozent fĂŒr die Produktion von DĂŒngemitteln verwendet. Die mineralischen Phosphorvorkommen seien jedoch eine endliche Ressource und die riesigen Tagebaue wĂŒrden gravierende ökologische SchĂ€den am Boden und bleibende ökologische Einschnitte in den LĂ€ndern verursachen. Zudem werde in den Tagebauen von Marokko, China, Jordanien oder SĂŒdafrika zunehmend mit den Schadstoffen Cadmium und Uran belastetes Rohphosphat abgebaut. Europa importiere Phosphorerze mangels eigener Vorkommen und produziere daraus DĂŒngemittel, mit denen diese Schadstoffe in die Böden gelangten. „Auch deshalb ist ein nachhaltigerer Umgang mit der endlichen Ressource, etwa durch eine gezieltere DĂŒngung, und deren RĂŒckgewinnung dringend notwendig“, fordert Dr. Hans-Christian Schaefer, DBU-Referent fĂŒr Biotechnologie.

DBU fördert bereits seit zehn Jahren Verfahren zum Recyceln von Phosphor

Um ein Umlenken in diese Richtung anzustoßen, fördere die DBU seit zehn Jahren Phosphorrecycling. So gebe es bereits unterschiedliche Verfahren zur RĂŒckgewinnung von Phosphor aus KlĂ€rschlamm und aus der Asche der KlĂ€rschlammverbrennung. Doch nur wenige Verfahren gelangten bisher zur technischen Umsetzung, weil die ökologischen und ökonomischen Nachteile aufgrund der benötigten Mengen an Chemikalien und Energie zu hoch seien.

"Potenzial zur RĂŒckgewinnung wertvoller Rohstoffe und Vermeidung von AbfĂ€llen"

Die Laborentwicklung des neuen Verfahrens der Chemischen Fabrik Budenheim unterstĂŒtzte zuvor die Investitions- und Strukturbank Rheinland-Pfalz (ISB) im Auftrag des Landes Rheinland-Pfalz mit 416.000 Euro. „Die Förderung innovativer Ideen und kreativer Unternehmer ist eines unserer zentralen Themen“, sagt die rheinland-pfĂ€lzische Wirtschaftsministerin Eveline Lemke. „Das aussichtsreiche Verfahren hat das Potenzial zur signifikanten RĂŒckgewinnung wertvoller Rohstoffe und zur Vermeidung von AbfĂ€llen.“ Darauf aufbauend sollen jetzt umfangreiche Versuche mit einer Pilotanlage an der KlĂ€ranlage Mainz-Mombach durchgefĂŒhrt werden, um Klarheit ĂŒber die Wirtschaftlichkeit und die ökologischen und ökonomischen Auswirkungen des Verfahrens zu bekommen. Die neu entwickelte Versuchsanlage ist verfahrenstechnisch so kompakt und einfach aufgebaut, dass nicht nur weniger Chemikalien, sondern auch deutlich weniger WĂ€rme, also Energie, fĂŒr die Verfahrensschritte benötigt wird, sagt Franz-Peter Heidenreich, DBU-Referent fĂŒr Wasserwirtschaft und Bodenschutz.

Recyceltes Phophat fĂŒr Herstellung von DĂŒnger nutzen

Die gewonnenen Produkte sollen dann untersucht werden, ob sie sich fĂŒr die Weiterverarbeitung zu PhosphordĂŒnger eignen. Denn das recycelte Phosphat mĂŒsse bestimmte Bedingungen erfĂŒllen, damit es fĂŒr DĂŒngemittel verwendet werden könne: „Es muss löslich sein, damit es die Pflanzenwurzeln aufnehmen können. Außerdem sollte der Gehalt an Schadstoffen wie Schwermetallen und organischen Schadstoffen die gesetzlichen Vorgaben möglichst deutlich unterschreiten, um ein Anreichern von Schadstoffen im Boden zu verhindern“, erklĂ€rt Heidenreich.

Umweltfreundliches Verfahren ohne umweltschÀdliche Abwasser und Abluftströme

Unter erhöhtem Druck werde Kohlenstoffdioxid in das KlĂ€rschlamm-Wasser-Gemisch geleitet, wandele sich zu KohlensĂ€ure um, bringe den pH-Wert zum Sinken und löse die im KlĂ€rschlamm enthaltenen Phosphate heraus, die nun in Form von Kristallen leichter wiedergewonnen werden könnten, erklĂ€rt Projektleiterin Eva Stössel von der Chemischen Fabrik Budenheim. „Im Prozess kann im Gegensatz zu bisherigen Verfahren auf Chemikalien wie Salz- oder SchwefelsĂ€ure und Natronlauge vollstĂ€ndig verzichtet werden.“ Beim sogenannten Budenheim-Verfahren sollen keine umweltschĂ€dlichen Abwasser oder Abluftströme mehr entstehen. Die nach dem Trocknen ĂŒbrigbleibenden Phosphate können dann zu DĂŒngemittel weiterverarbeitet werden. Das bei diesem Prozess entweichende Kohlendioxid werde aufgefangen und im Kreislauf erneut fĂŒr den ReaktionsbehĂ€lter genutzt.

Mit energiesparendem Kreislaufverfahren bis zu 50 Prozent des Phosphats zurĂŒckgewinnen

„Ziel dieses Verfahrens ist es, je nach Herkunft des kommunalen oder industriellen KlĂ€rschlamms bis zu 50 Prozent des Phosphats zurĂŒckzugewinnen“, sagt Stössel. Dieses energiesparende Kreislaufverfahren gehe „weit ĂŒber den bisherigen technischen Kenntnisstand hinaus, weil der gewonnene DĂŒnger keine organischen und anorganischen Schadstoffe und Schwermetalle mehr enthĂ€lt, die im Prozess weitgehend entfernt werden und im KlĂ€rschlamm-RĂŒckstand zurĂŒckbleiben.“ Der phosphatarme RĂŒckstand bzw. Restschlamm soll auf seine wertvollen Inhaltsstoffe analysiert werden, um die Reststoffe ebenfalls in den Kreislauf zurĂŒckzufĂŒhren und ressourcenschonend verwenden zu können.

Phosphorrecycling soll bezahlbar werden - Deutlich gĂŒnstigere Verfahrenskosten

Außerdem könnten die Verfahrenskosten mit geschĂ€tzten 60 bis 70 Cent pro Kilogramm gewonnenem Phosphor deutlich geringer sein als bei den bisherigen Verfahren, die zwischen zwei und 25 Euro pro Kilogramm Phosphor liegen. Heidenreich: „Durch die um ein Vielfaches gĂŒnstigeren Verfahrenskosten ist die Wahrscheinlichkeit hoch, den PhosphordĂŒnger auch am Markt verkaufen zu können. Das Budenheimer Verfahren hat somit gegenĂŒber den bislang bekannten Verfahren deutliche verfahrenstechnische, ökologische, energetische und damit auch ökonomische Vorteile.“

Ansprechpartner fĂŒr Fragen zum Projekt (AZ 31590): Eva Stössel, Chemische Fabrik Budenheim KG, Telefon: 06139/89-543

Phosphor ist ein Hauptbestandteil von PflanzendĂŒnger. Doch die Phosphatvorkommen können nur unter großen Umweltbelastungen gewonnen werden. Deshalb fördert die DBU umweltfreundliche Verfahren zum Phosphorrecycling.

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