Neues Verfahren zur Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm

Während die Phosphorvorkommen weltweit zur Neige gehen, verursachen Phosphatrückstände im Wasser große Umweltschäden. Wissenschaftler des Instituts für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft der Universität Stuttgart arbeiten daher an einem Verfahren, um den Phosphor aus Klärschlämmen zurückzugewinnen. Das dabei entstehende Magnesium-Ammonium-Phosphat kann als Dünger in der Landwirtschaft verwendet werden.

Täglich gelangen über Waschmittel, menschliche Ausscheidungen und ähnlichem pro Person rund zwei Gramm Phosphor in das Abwasser, die zur Vermeidung von Umweltschäden in den Kläranlagen herausgefiltert werden müssen. Auf der anderen Seite schätzen Fachleute, dass die bekannten und ökonomisch abbaubaren geogenen Phosphor-Lagerstätten in der Erde schon in weniger als 100 Jahren erschöpft sind. Es liegt also nahe, nach Wegen zu suchen, um Phosphor zu recyceln und als Dünger zu verwenden. Als Quelle bietet sich dabei in Deutschland der in großer Menge vorhandene Klärschlamm an.

Bei der Rückgewinnung setzen die Stuttgarter Wissenschaftler um Prof. Heidrun Steinmetz, Dr. Jörg Krampe und Alexander Weidelener vom Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft und Wasserrecycling am ausgefaulten Schlamm an. Hier fallen mit rund 90 Prozent der Zulauf-Fracht die meisten Phosphate an, was den Stuttgarter Ansatz besonders effizient macht. Bei dem im uni-eigenen Forschungsklärwerk in Stuttgart-Büsnau entwickelten Verfahren werden die Phosphate zunächst mit Schwefelsäure gelöst und abgetrennt. Damit der Prozess nicht durch Metall-Ionen gestört wird, geben die Wissenschaftler der angereicherten Phase Natrium-Citrat bei. Nach der Zugabe von Magnesiumoxid fällt das Phosphat als Magnesium-Ammonium-Phosphat (MAP) aus.

Diese Verbindung hat eine vergleichbare Düngewirkung wie gebräuchlicher Handelsdünger, enthält aber deutlich weniger Schwermetalle. Allerdings ist der im Recycling-Verfahren gewonnene Phosphordünger bisher noch teurer als der aus geogenen Lagerstätten. Die Stuttgarter Wissenschaftler setzen darauf, dass MAP bei der nächsten Novellierung der Düngemittelverordnung als mineralischer Mehrstoffdünger aufgenommen wird. „Wenn sich ein eigener Markt für MAP etabliert, könnte der Dünger effizienter produziert und mit Erlös verkauft werden“, sagt Alexander Weidelener. Dann soll das unter Laborbedingungen entwickelte und seit Mai im halbtechnischen Maßstab erprobte Verfahren bald auch in den Kläranlagen im Land Einzug halten.

Weitere Informationen bei Alexander Weidelener, Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft, Tel. 0711/685-63740, e-mail: alex.weidelener@iswa.uni-stuttgart.de