Klärschlammasche

Das Recycling von Phosphor wird in Deutschland spätestens 2030 zur Pflicht. Doch mit dem Recycling alleine ist es nicht getan. Das Recycling muss einen Dünger generieren, der eine hohe Pflanzenverfügbarkeit aufweist und im Idealfall die enthaltene Nährstoffe kontrolliert abgeben kann. Forscher arbeiten daran.

Phosphor-Recycling für Dünger der nächsten Generation


Welche Verfahren sich künftig durchsetzen, um Phosphor aus Klärschlamm zu holen, ist ungewiss. Fest steht: Jeder Prozess wird sich auch daran messen lassen müssen, wie verfügbar der gewonnene Dünger für die Pflanzen ist. Im Forschungsprojekt CLOOP – „Closing the Global Nutrient Loop“ – arbeiten Forscher daran.

Ihr Ziel ist es, Dünger der nächsten Generation zu entwickeln, auch „Next Gen Fertilizers“ genannt. Derartige Dünger sollen enthaltene Nährstoffe, etwa Phosphor oder Stickstoff, synchron zum Verlauf des Pflanzenwachstums freisetzen können, beispielsweise im Zuckerrohranbau.

„Diese Rohstoffe sind nicht wasserlöslich, im Gegensatz zu den Rohstoffen in konventionellen Düngemitteln“, sagt Christian Adam. Der Leiter des Fachbereichs 4.4 an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung untersucht innerhalb des Projekts die kontrollierte Phosphorabgabe. Zugleich seien diese neuartigen Nährstoffe sehr gut bioverfügbar. „Das heißt, die Düngewirkung ist die gleiche wie bei konventionellen Düngern.“

Outotec-Verfahren als Basis

Ausgangspunkt der Wissenschaftler sind die Recyclingdünger AshDec und Struvit, die beim sogenannten Outotec-Verfahren entstehen. Beim Outotec-Verfahren handelt es sich um einen thermochemischen Aufbereitungsprozess von Klärschlammaschen. Dabei werden die Schwermetalle aus den Aschen herausgelöst und die chemischen Verbindungen geändert, in denen Phosphor vorliegt. Der Prozess findet bei rund 900 Grad Celsius im Ofen unter Zugabe von Salzen (Natrium- und/oder Kaliumsulfaten) und einem Reduktionsmittel (zum Beispiel trockener Klärschlamm) statt.

Im Ergebnis werden rund 98 Prozent des im Klärschlamm enthaltenen Phosphors zurückgewonnen. Allerdings ist der Phosphorgehalt im Produkt mit rund 16 bis 20 Prozent relativ gering. Laut Unternehmen ist der Dünger aber sehr gut bioverfügbar, und von der EU für die Bio-Landwirtschaft zugelassen.

Aktuell existiert in Deutschland keine kontinuierlich betriebene Anlage. Ein industrielles Projekt ist Outotec zufolge jedoch in einer frühen Planungsstufe. Beim Unternehmen Ash Dec wurde eine Pilotanlage mit einer Tageskapazität von rund sieben Tonnen Produkt zwei Jahre lang betrieben.

CLOOP läuft noch bis Oktober 2020

Das Forschungsprojekt CLOOP hat im November 2017 begonnen. Aktuell werden die entsprechenden Dünger produziert. Adams Kollegen von der australischen Universität Queensland sollen sich um die Dünger mit kontrollierter Stickstoffabgabe kümmern. Seine Kollegen von der Universität Bonn sind für die Topfversuche zuständig.

Daneben sind Forscher von der Universität Sao Paolo, das Unternehmen Outotec und die Kompetenzzentrum Wasser Berlin GmbH an CLOOP beteiligt. Das Projekt dauert bis Ende Oktober 2020. CLOOP wird mit knapp 930.000 innerhalb der Maßnahme ‚BioÖkonomie International‘ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung gefördert.

 

© 320°/bs | 16.04.2018

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