Meldungen zu Phosphor-Rückgewinnung aus Klärschlamm 2013

Verfahren zur P-Rückgewinnung aus Abwasser mittels Kristallisation

Bilanzierung der Phosphorströme Zusammenfassung Anhand der Ergebnisse von Versuchen im halbtechnischen Maßstab wird belegt, dass Phosphor effektiv aus dem Abwasser entfernt werden kann. Die dabei eingesetzten Kristallisationssubstrate neigen aufgrund ihrer mechanischen Instabilität und der stattfindenden chemischen Reaktion dazu, zerkleinert und mit Phosphor angereichert aus dem System ausgetragen zu werden. Mittels optimierter Versuchsanlage konnte diese Materialverlagerung identifiziert und eine Bilanzierung der Phosphorströme erstellt werden.

Den ganzen Artikel lesen Sie In der Korrespondenz Abwasser Heft 12-2013 ab Seite1061

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Stand und Perspektiven der Phosphorrückgewinnung aus Abwasser und Klärschlamm – Teil 1

Zweiter Arbeitsbericht der DWA-Arbeitsgruppe KEK-1.1 „Wertstoffrückgewinnung aus Abwasser und Klärschlamm“*) Zusammenfassung In Deutschland wird seit Jahren im Bereich der Phosphorrückgewinnung intensiv geforscht, und innerhalb zahlreicher Forschungs- und Entwicklungsvorhaben wurden inzwischen einige technische Anlagen zur gezielten Phosphorrückgewinnung errichtet und betrieben. Es fehlen jedoch vielfach noch belastbare und übertragbare Erkenntnisse aus dem kontinuierlichen halboder großtechnischen Betrieb. Die DWA-Arbeitsgruppe KEK-1.1 stellt in ihrem zweiten Arbeitsbericht den aktuellen Stand von Forschung und Entwicklung der Phosphorrückgewinnung aus Stoffströmen der Abwasserreinigung zusammen und schließt den Bericht mit Empfehlungen ab. Mit organisatorischen, finanziellen und ordnungspolitischen Maßnahmen soll die weitere Entwicklung und der großtechnische Einsatz von Verfahren zur Phosphorrückgewinnung gezielt vorangetrieben werden.

Den ganzen Artikel lesen Sie In der Korrespondenz Abwasser Heft 10 -2013 ab Seite 837

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P-Recycling-Dünger aus der Schmelzvergasung von Klärschlamm und Klärschlammasche

Zusammenfassung
Durch Schmelzvergasung von Klärschlamm aus der Behandlung von kommunalen Abwässern entsprechend AbfKlärV vom 15. April 1992 sowie aus Klärschlammasche wird ein P-Recycling- Dünger erzeugt, der laut Düngemittelverordnung (DüMV) vom 5. Dezember 2012 dem Düngemitteltyp „Phosphatdünger aus der Schmelzvergasung“ zugeordnet werden kann. Für diesen PDünger ist ein Mindestgehalt von 10 (zehn) Prozent P2O5 (bewertet als Gesamtphosphat) vorgeschrieben. Der Anteil an in zweiprozentiger Zitronensäure löslichem Phosphat ist anzugeben. Neben Klärschlamm und Klärschlammasche können weitere Stoffe nach DüMV Anlage 2 Tabelle 7 eingesetzt werden. Die Prozesstemperatur ≥ 1450 °C ist zu gewährleisten. Die Schmelzvergasung im Mephrec®-Verfahren wurde geschützt; der neue P-Recycling-Dünger soll unter dem Markennamen Mephrec®-Phosphat vermarktet werden. Bei einer Stichproben-Untersuchung konnte festgestellt werden, dass der Phosphor wie beim früheren Thomasmehl als Kalksilico- Phosphat gebunden ist, so dass ähnliche Düngeeigenschaften wie ehemals mit Thomasmehl erwartet werden. Erste Gefäßversuche mit Mais haben diese Erwartung bestätigt. Bei der Schmelzvergasung von Klärschlamm und Klärschlammasche im Mephrec-Verfahren ist die Schlackenbildung untrennbar mit der gleichzeitigen Bildung einer flüssigen Metall-Phase verbunden, bei der es sich um ein P-legiertes Roheisen handelt. Das flüssige Roheisen wirkt als Schwermetall-Senke und bildet die Voraussetzung für extrem niedrige Schwermetall-Gehalte in der Schlacke. Das bei der Schmelzvergasung entstehende Abgas ist energetisch nutzbar, kann z. B. verstromt werden und bildet eine Voraussetzung für die Wirtschaftlichkeit des P-Recyclings aus P-haltigen Materialien.

Den ganzen Artikel lesen Sie In der Korrespondenz Abwasser Heft 10 -2013 ab Seite 845

Autoren
Dr.-Ing. Klaus Scheidig
Beratender Ingenieur
Am Wachhügel 7,
07338 Kaulsdorf

Dipl.-Phys. Joachim Mallon
Dipl.-Krist. Michael Schaaf
ingitec® Leipzig Ingenieurbüro für Gießereitechnik GmbH
Paul-Langheinrich-Straße 14 a,
04178 Leipzig

Dipl.-Agraring. Ronald Riedel
Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft
Naumburger Straße 98,
07743 Jena

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Bundesrat setzt sich für Phosphorrückgewinnung ein

Der Bundesrat setzt sich für eine nachhaltige Phosphorverwendung und Phosphorrückgewinnung auf EU-Ebene ein. Dies geht aus einem Beschluss des Bundesrats (Bundesrats-Drucksache 576/13 vom 20. September 2013) zur „Konsultativen Mitteilung zur nachhaltigen Verwendung von Phosphor (COM(2013)517final)“ der EUKommission an die entsprechenden EUOrgane hervor. Der Bundesrat spricht sich in dem Beschluss dafür aus, neben der Phosphorrückgewinnung aus Abwasser auch verstärkt Maßnahmen zur Rückgewinnung von Phosphor aus Abfällen anzustoßen. Konkrete Anforderungen und Maßnahmen zur Phosphorrückgewinnung sollen nach den Vorstellungen des Bundesrates auf der Basis einer europaweiten Phosphor-Rückgewinnungsstrategie entwickelt und verbindlich festgelegt werden. Der Bundesrat plädiert weiter dafür, in der geplanten neuen EU-Düngemittelverordnung einen EU-einheitlichen anspruchsvollen Grenzwert für Cadmium in mineralischen Phosphatdüngern festzulegen sowie einen entsprechenden Grenzwert für Uran zu prüfen. Der Bundesrat fordert die Bundesregierung auf, in der EU die Vorreiterrolle zu übernehmen und auf nationaler Ebene Maßnahmen zu ergreifen, um den wertvollen Rohstoff Phosphor der Landwirtschaft zur Verfügung zu stellen und Maßnahmen zu seiner Rückgewinnung aus Klärschlamm und Klärschlammaschen voranzutreiben.

www.gfa-news.de/gfa/
webcode/20130924_001

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Landwirtschaftliche Phosphorrückgewinnung

Phosphor ist ein wichtiger Pflanzennährstoff, die mineralischen Reserven jedoch begrenzt. Das von der EU geförderte Forschungsprojekt PhosFarm will daher auch organisch gebundenen Phosphor aus landwirtschaftlichen Reststoffen als Quelle für Phosphatdünger erschließen: Mithilfe von immobilisierten Enzymen sollen organische Phosphorverbindungen abgespalten und als Phosphat zurückgewonnen werden.

Phosphor ist ein elementarer Pflanzennährstoff für die Landwirtschaft. Um eine wachsende Weltbevölkerung mit Nahrungsmitteln sowie biobasierten Kraft- und Rohstoffen zu versorgen, wird der Bedarf an Düngemitteln weiter steigen. Im Jahr 2008 wurden allein in der EU ca. 1,4 Millionen Tonnen Phosphor für synthetisch hergestellte Phosphatdünger verbraucht. Dabei sind die Vorkommen an Rohphosphaten endlich und auf nur wenige Länder, darunter China, Marokko, Tunesien und die USA, begrenzt. Dies macht andere Länder abhängig von Importen. Neue Technologien, um gelöstes anorganisches Phosphat aus kommunalem Abwasser als Düngesalze zurückzugewinnen, stehen bereits zur Verfügung. Eine weitere, bisher weitgehend ungenutzte Phosphatquelle stellen Reststoffe wie Gülle aus der Tierhaltung oder Gärreste aus Biogasanlagen dar. Während in der wässrigen Flüssigphase dieser Reststoffe Phosphor – wie im Abwasser – als Phosphat gelöst ist, liegt Phosphor im Feststoffanteil dieser Reststoffe gebunden in biochemischen Molekülen wie Phospholipiden, Nukleotiden und Nukleinsäuren vor.
Landwirtschaftliche Reststoffe stellen ein enormes Reservoir für die Phosphorrückgewinnung dar: So fallen in der EU jährlich mehr als 1800 Millionen Tonnen Gülle an und das Aufkommen an Gärresten aus Biogasanlagen wächst. Vor allem Gülle aus der Geflügel- und Schweinezucht enthält rund die Hälfte des Gesamtphosphors in organisch gebundener Form. Im Projekt PhosFarm sollen auch diese organischen Reststoffe als Phosphatquelle erschlossen werden. Hierzu will das Projektkonsortium unter der Koordination des Stuttgarter Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB einen nachhaltigen Prozess entwickeln und in Form eines integrierten Anlagenkonzepts realisieren, in dem – vor allem durch eine enzymatische Mobilisierung des organisch gebundenen Phosphors – bis zu 90 Prozent des Gesamtphosphors zurückgewonnen werden.
Für diesen neuen Ansatz sollen Phosphat hydrolysierende Enzyme an geeigneten Trägern immobilisiert werden. »Wir konnten bereits in vorausgehenden Versuchen am Fraunhofer IGB zeigen, dass diese Enzyme in der Lage sind, anorganisches Phosphat aus Modellverbindungen abzuspalten«, erläutert Jennifer Bilbao, die das Projekt am IGB leitet. »Nach Abtrennung der festen Phase kann das gelöste Phosphat aus der flüssigen Fraktion als Magnesiumammoniumphosphat oder Calciumphosphat gefällt werden. Diese Salze sind gut pflanzenverfügbar und direkt als Dünger einsetzbar«, erklärt Bilbao.
Die verbleibende entwässerte feste Phase wird mit einem energieeffizienten Trocknungsprozess, der mit überhitztem Wasserdampf anstelle heißer Luft arbeitet, getrocknet und als organisches Substrat für die Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit aufgearbeitet. Je nach Bedarf, das heißt abgestimmt auf die Pflanzenart und Bodenbeschaffenheit, können diese Bodenverbesserer mit den zurückgewonnenen mineralischen Düngesalzen zu einem Substrat mit definiertem N/P-Verhältnis vermischt werden.
»Mit den gewonnenen mineralischen Phosphatdüngern und den organischen Bodenverbesserern können synthetische Phosphatdünger eingespart und eine Überdüngung durch das direkte Ausbringen von Gülle vermieden werden«, beschreibt Bilbao die Vorteile des neuen Konzepts. »Durch den Erlös aus dem Verkauf der Produkte verbinden wir zudem die wirtschaftliche Wertschöpfung aus einem Reststoff mit einem umweltfreundlichen Kreislaufprozess für Phosphor.«
Seit September 2013 wird das Projekt »PhosFarm – Process for sustainable phosphorus recovery from agricultural residues by enzymatic process to enable a service business for the benefit of European farm community« im 7. Forschungsrahmenprogramm der EU gefördert (Grant Agreement No. 605771). Das Projektkonsortium umfasst neben dem Fraunhofer IGB als weitere Forschungspartner VITO (Belgien) und die Schwedische Universität für Agrarwissenschaft (SLU, Schweden) sowie die Firmen Chiral Vision (Niederlande), Geltz Umwelttechnologie GmbH (Deutschland), Heckmann Maschinenbau und Verfahrenstechnik GmbH (Deutschland), Purines Almazan, S.L. (Spanien), Agroenergie Hohenlohe GmbH (Deutschland), ASB Grünland Helmut Aurenz GmbH (Deutschland) und Servimed Almazan, S.L. (Spanien).

http://www.igb.fraunhofer.de/de/presse-medien/presseinformationen/2013/phosfarm-landwirtschaftliche-phosphorrueckgewinnung-.html

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„Phosphatrückgewinnungsverordnung“: Anhörungen im Herbst 2013

Zur verschiedentlich angekündigten „Phosphatrückgewinnungsverordnung“ hat das Bundesumweltministerium einen derzeit noch internen Arbeitsentwurf erstellt. Dieser soll gemeinsam mit dem Entwurf zur Neufassung der Klärschlammverordnung im Herbst 2013 als sogenannte „Mantelverordnung“ in die Anhörungen und dann in die parlamentarischen Zustimmungsverfahren gegeben werden. Das sagte Dr. Claus-Gerhard Bergs (Bundesumweltministerium) in seinem Vortrag auf der DWA-Landesverbandstagung Nord-Ost Ende Mai in Stralsund. Zur schon lange angekündigten Novellierung der EU-Klärschlammrichtlinie berichtete Bergs, derzeit lägen keine verbindlichen Aussagen der Kommission zum weiteren Vorgehen bei Schadstoffanforderungen für Klärschlämme vor. Allerdings beabsichtige die EU-Kommission, zum Jahresende 2013 einen ersten Entwurf für eine EU-Düngemittelverordnung vorzulegen; grundsätzlich bestehe die Absicht der EU, auch Bioabfälle und Klärschlämme dem europäischen Düngerecht zu unterwerfen. Noch offen sei im Moment allerdings, ob die Schadstoffregelungen der EU-Klärschlammrichtlinie (86/278/EWG) durch EU-düngerechtliche Regelungen geändert werden sollen oder es bei den Schadstoffregelungen der Klärschlammrichtlinie bleiben wird. Zur deutschen Klärschlammverordnung wurde noch auf Folgendes hingewiesen: Sollte eine Novellierung bis zum 1. Januar 2015 nicht gelingen, würden zu diesem Zeitpunkt automatisch die Schadstoffgrenzwerte der Düngemittelverordnung greifen, sodass hier keinesfalls eine Rechtslücke oder ein regelungsloser Zeitraum drohe. Wesentliche Impulse für die Entwicklung von Phosphatversorgungs- und -rückgewinnungsstrategien werden auch vom Grünbuch zur Phosphatversorgung erwartet, das die EU-Kommission vorbereitet.

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Phosphat in Deutschland

Auf eine Kleine Anfrage im Bundestag hat das Bundeslandwirtschaftsministerium neue Zahlen zur Phosphatversorgung und Maßnahmen zum Phosphatrecycling bekannt gegeben.
Hervorzuheben aus der Antwort ist, dass bei „Phosphat-Bilanzüberschüssen regional eine Korrelation mit der Viehdichte erkennbar“ sei. Die wesentlichen Stoffströme, bei denen Phosphate im Stoffkreislauf verloren gingen, seien nach bisherigen Erkenntnissen Abwasser sowie Klärschlamm und bestimmte tierische Nebenprodukte, wie z. B. Gülle und Tiermehl, – sofern sie nicht in der Landwirtschaft oder anderweitig verwertet werden. Konzepte zur Phosphorrückgewinnung würden daher bei diesen Stoffströmen ansetzen. Das größte Rückgewinnungspotenzial liege in den Klärschlammaschen. Bei anderweitiger Rückgewinnung in der Abwasserbehandlung sei zwar der Beitrag sehr gering, dabei würden wohl Gründe der Gewässerreinhaltung überwiegen. Ein weiterer Handlungsbedarf zum Schutz der Umwelt und der Gewässer wird jedoch nicht gesehen.
Weitere Informationen:
Antwort der Bundesregierung, Phosphatversorgung der Landwirtschaft sowie Strategien und Maßnahmen zur Förderung des Phosphatrecyclings, BT-Drs. 17/11486 vom 15.11.2012 [extern]:

http://dipbt.bundestag.de/dip21/btd/17/114/1711486.pdf

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Phosphor aus Klärschlamm: Pilotversuch erfolgreich abgeschlossen

Neuburg (DK) Deutschlandweit ganz bestimmt, vielleicht sogar weltweit der einzige Versuch, Phosphor aus Klärschlamm zu gewinnen, ist gestern in Neuburg erfolgreich abgeschlossen worden. Der Stadtrat muss nun entscheiden, ob eine großtechnische Anlage installiert werden soll.

Deutschland verfügt über keine eigenen Phosphorvorkommen. Das chemische Element aus der Stickstoffgruppe ist aber für Aufbau und Funktion von Organismen von zentraler Bedeutung und wesentlicher Bestandteil bei der Düngung landwirtschaftlicher Kulturen. „Die Weltmarktsituation wird aber immer prekärer“, sagte Michael Spitznagel vom Bayerischen Umweltministerium gestern nach Abschluss des Pilotversuches in Neuburg. Bislang importiert die Bundesrepublik …mehr unter:

http://www.donaukurier.de/lokales/neuburg/Neuburg-Pilotversuch-erfolgreich-abgeschlossen;art1763,2690759

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