Nürnberg will Phosphor metallurgisch recyceln

Das neue Verfahren, das erprobt werden soll, hört auf den Namen KRN-Mephrec und ermöglicht es, metallurgisch Phosphor zu recyceln. Der Prozess ähnelt der Verhüttung von Eisen, ist im Ausmaß allerdings sehr viel kleiner. Eine entsprechende Anlage im halbtechnischen Versuch wird derzeit am Klärwerk Nürnberg-Muggenhof gebaut.

Bei dem Verfahren wird zunächst der Klärschlamm aus der Abwasserbehandlung getrocknet und mit Kalk und Koks gemischt. Anschließend gehen diese als Briketts in einen Schachtofen. „Die schmelzen wir unter Zugabe von Sauerstoff und einer Temperatur von bis zu 2.000 Grad Celsius“, erklärt Burkard Hagspiel, Werkleiter Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg. Dabei würden alle organischen Schadstoffe zuverlässig zerstört.

Im weiteren Prozess entsteht eine leichte, mineralische und phosphathaltige Schlacke (Gesamtphosphor: mehr als 80 Prozent). „Die Schlacke wird“, so Hagspiel, „am unteren Ende des Ofens flüssig abgestochen, im Wasserbad gelöscht und geht zur Düngemittelindustrie.“ Dort werde sie weiter aufbereitet. Als Produkt entsteht daraus ein Granulat mit zehn bis zwölf Prozent Phosphorpentoxid – ein hochwertiger, pflanzenverfügbarer Langzeitdünger für schwere Böden und ähnlichen Eigenschaften wie Thomasmehl.

Als Nebenprodukt fällt Eisenguss an. Darin liegen die Schwermetalle und Eisenverbindungen des Klärschlamms flüssig vor. Darüber hinaus finden sich Silber, Chrom und Vanadium. Letztgenannte lassen sich nicht wirtschaftlich vermarkten. „Aber das Eisen habe Schrottqualität und kann in bewährten Wirtschaftskreisläufen verwertet werden“, sagt Hagspiel.

Test mit 2.000 Betriebsstunden

Den Angaben zufolge arbeitet das Verfahren ohne zusätzliche Energiezufuhr – bis auf die Zufuhr von rund fünf Gewichtsprozent Steinkohlenkoks, der nötig ist, um das Mephrec-Verfahren in Gang zu halten. Zudem wird beim Schmelzprozess Synthesegas gewonnen. „Dieses Gas reinigen wir und verstromen es künftig vor Ort in Blockheizkraftwerken“, erläutert Hagspiel. Mit diesem Strom könnten 5.000 Haushalte versorgt werden. Die entstehende Abwärme soll einerseits für den Prozess genutzt werden und andererseits, um den Faulprozess im Klärwerk zu unterstützen und den Klärschlamm zu trocknen.

Zunächst soll sich das Mephrec-Verfahren aber in einem größeren Maßstab bewähren. Im Mai wird die Versuchsanlage angefahren. Dann sollen zu Testzwecken 0,6 Tonnen Klärschlamm pro Stunde metallurgisch verarbeitet werden. Nach 2.000 erfolgreich absolvierten Betriebsstunden gilt das Verfahren als stabil und sicher. Dann wollen die Nürnberger über eine Großanlage nachdenken.

Die Investitionskosten hierfür würden sich auf circa 30 Millionen Euro belaufen. „Da wollen wir dann 40.000 bis 50.000 Tonnen Klärschlamm jährlich aus Nürnberg verarbeiten“, sagt Hagspiel. Zusammen mit den Städtepartnern Fürth, Erlangen und Schwabach fallen jährlich 70.000 Tonnen Klärschlamm in der Region an. Könnten diese mit dem Mephrec-Verfahren verwertet werden, stünden unterm Strich 1.380 Tonnen Phosphorpentoxid pro Jahr zur Verfügung.