Phosphorrückgewinnung aus dem Abwasser

Laufzeit:
2010 - 2014

Finanzierung:
Lebensministerium

Ansprechpersonen:

Ao.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Matthias Zessner

Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Helmut Rechberger

DI Lukas Egle

Kurzinformationen zum Projekt

Phosphor (P) ist eine lebensnotwendige und gleichzeitig endliche Ressource, wobei Österreich über
keine P-Lagerstätten verfügt und P-haltige Düngemittel vollständig importieren muss. Gleichzeitig
kann kommunales Abwasser als eine potentielle und häufig ungenutzte P-Ressource betrachtet
werden. Eine Rückführung des P über eine direkte Verwertung des anfallenden Klärschlammes in der
Landwirtschaft findet aufgrund möglicher Umweltrisiken (Schwermetalle, organische Spurenstoffe und
pathogene Keime) vielfach keine Akzeptanz. Daher wurden in den letzten Jahren zahlreiche
technologische Ansätze mit dem Ziel der Rückgewinnung reiner P-Verbindungen aus den Teilströmen
von Kläranlagen entwickelt, die im Rahmen dieser Arbeit nach einer eigens entwickelten Methodik
zusammenfassend nach technischen, ökologischen und ökonomischen Kriterien bewertet werden.
Damit werden Grundlagen geschaffen, an denen sich ein zukünftiges, optimiertes P-Management
orientieren kann. Diese Studie zeigt, dass beispielsweise Technologien zur P-Rückgewinnung aus
dem Schlammwasser bereits heute problemlos einsetzbar sind, unter gewissen Voraussetzungen
wirtschaftlich sind und gleichzeitig ein reines sowie häufig sehr gut pflanzenverfügbares Endprodukt
erzeugt wird. Allerdings wird nur ein kleiner Teilstrom bedient, womit diesen Technologien in
Anbetracht der größtmöglichen Nutzung des abwasserbürtigen P keine Bedeutung zukommt.
Nennenswert sind für diese Technologien ausserdem die für Kläranlagen betrieblichen Vorteile wie
z.B. die Vermeidung von Inkrustationen und Reduktion der Nährstoffrückbelastung. Für Verfahren aus
dem Klärschlamm gilt, dass diese entweder weit von einer wirtschaftlichen Betriebsführung entfernt
(nasschemische Ansätze) oder technisch schwer zu beherrschen sind (nassoxidative Ansätze) und
aufgrund zahlreicher Unsicherheiten keine Prognosen hinsichtlich ihres zukünftigen
Entwicklungspotentials möglich sind. Festzuhalten ist, dass der Ressourcenaufwand oftmals nicht in
Relation zum Rückgewinnungspotential, sowohl bezogen auf die Technologie als auch im nationalen
Kontext, steht. Hinsichtlich der metallurgischen Verfahren ist noch weiterer Forschungsbedarf
gegeben, wobei das Potential dieser Technologie hinsichtlich einer zukünftigen Umsetzung durchaus
gegeben ist. Mit dem Ziel einer größtmöglichen Nutzung des abwasserbürtigen P wäre zukünftig eine
Rückgewinnung von P aus Klärschlammaschen anzustreben. Eine Vermischung mit P-armen Aschen
sollte dabei vermieden werden. Die dafür erforderlichen Strukturen wie z.B.
Monoverbrennungsanlagen müssten in Österreich allerdings erst noch ausgebaut werden. Die
technologischen Ansätze zur Rückgewinnung aus der Asche reichen von nasschemischen Verfahren
mit sehr guter bis mäßiger Schwermetallentfrachtung und vergleichsweise geringerem
Rückgewinnungspotential, thermochemischen Verfahren zur gezielten Schwermetallentfrachtung mit
hohem Rückgewinnungspotential aber eher schlechter Pflanzenverfügbarkeit über Verfahren mit dem
Ziel der Verbesserung der Pflanzenverfügbarkeit ohne Schwermetallentfernung. Zudem besteht die
Möglichkeit der Integration der Klärschlammaschen in bestehende, industrielle Prozesse
(Düngemittelindustrie und P4-Erzeugung). Welche der verfügbaren Technologien zur Behandlung der
Klärschlammasche schlussendlich zum Einsatz kommen, ist von den Forderungen an die
Wirtschaftlichkeit, Schwermetallentfrachtung und Pflanzenverfügbarkeit abhängig. Vorteil einer
Strategie mit Monoverbrennung des Klärschlammes ist zum einen die Möglichkeit der Nutzung
weiterer P-reicher Stoffströme (z.B. Tiermehl) und zum anderen die Zwischenlagerung der Asche mit
dem Ziel einer späteren Rückgewinnung („Österreichische Phosphormine“).