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Abwasser als Phosphor-Ressource

Aus Abwasser lässt sich zudem Phosphat zurückgewinnen. Phosphate, die Salze der Phosphorsäure, werden u.a. in Waschmitteln und Düngemitteln benötigt. Geraten Phosphorverbindungen in Gewässer, verursachen sie ein übermäßiges Wachstum von Wasserpflanzen, das letztlich zu einer Reduzierung des Sauerstoffgehalts und im schlimmsten Fall zum Umkippen eines Gewässers führt, so das BMU im Umwelttechnologie-Atlas greentech. Aber nicht nur ökologische Gründe sprechen dafür, sich mit dem Phosphor im Abwasser eingehend zu befassen, sondern auch wirtschaftliches Kalkül: Phosphor ist eine knappe, nicht substituierbare Ressource, bei der eine starke Importabhängigkeit besteht. Die Menge, die in Abwasser und Klärschlamm steckt, entspricht der Hälfte der Phosphormineral-Importe. Davon lassen sich etwa 40 % mit nasschemischen Verfahren als Magnesiumammoniumphosphat zurückgewinnen, das als Mineraldünger verwendet werden kann. Eine höhere Ausbeute bei der Rückgewinnung – 90 % der Zulaufmenge – verspricht die Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm-Monoverbrennungsaschen.

Zahlreiche Verfahren wurden bereits in Pilotvorhaben entwickelt, allerdings kam bisher kaum eine Technologie großtechnisch zur Anwendung. Dies liegt laut Andreas Hartmann, Geschäftsführer des Kompetenzzentrums Wasser Berlin, vor allem daran, dass in der bisherigen Forschung der Fokus zu einseitig auf die Phosphorausbeute, jedoch zu wenig auf die Praktikabilität von Verfahren gelegt wurde.

Dies soll sich nun ändern. Die vom Kompetenzzentrum Wasser Berlin geleitete europäische Forschungsinitiative P-Rex ist angetreten, die Entwicklung von effizienten technischen Lösungen des Phosphor-Recyclings aus Abwasser in Europa zu beschleunigen. In enger Zusammenarbeit von Wissenschaft, Unternehmen und Fachleuten aus der Landwirtschaft sollen die besten verfügbaren Recycling-Verfahren bewertet werden. Dazu zählt neben verfahrenstechnischen Lösungen explizit auch die Option der direkten landwirtschaftlichen Verwertung. Ziel ist es, die bisher unter 10 % liegende Recyclingquote von Phosphor aus Abwasser auf 80 % zu erhöhen. Die Phosphor-Ausbeute ist aber nicht das einzige Bewertungskriterium. Mit auf dem Prüfstand steht die tatsächliche Wirksamkeit der Recyclingprodukte als Düngemittel. Weiterhin soll das Marktpotenzial von einzelnen Recycling-Verfahren und Recycling-Produkten untersucht werden. Das Projekt bearbeiten 15 Partner aus sieben europäischen Ländern, darunter neun mittelständische Unternehmen.

Remondis hat mit Rephos ein Verfahren zur Rückgewinnung von im Abwasser gelösten Phosphaten entwickelt. Die im Aufbereitungsprozess gewonnenen Phosphate werden in eine Granulatstruktur überführt, die einen zielgerichteten Einsatz als Düngemittel mit Retard-Wirkung zulässt.

MAP nennen die Berliner Wasserbetriebe ein Verfahren zur Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm zur Düngemittelproduktion: Erzeugt wird ein hochwertiger mineralischer Langzeitdünger, bestehend aus Magnesium, Ammonium und Phosphat (‚Berliner Pflanze‘). Das im Klärwerk Waßmannsdorf angewandte Verfahren kombiniert das biologische Herauslösen von Phosphorverbindungen aus dem Abwasser mit Schlammfaulung und kontrollierter MAP-Fällung vor der Schlammentwässerung. Dabei binden Mikroorganismen den Phosphor im Klärschlamm, der weiter chemisch-physikalisch behandelt und in mineralischer Form wieder freigesetzt wird. Durch die Einführung der kontrollierten MAP-Fällung kommt es zu geringen Ablagerungen in Rohrleitungen und die gesamte Schlammentwässerung verläuft störungsfreier, was die Betriebskosten senkt.

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