• Klima, Umwelt und Gesundheit

BAU EINER PILOTANLAGE FÜR DIE PHOSPHORRÜCKGEWINNUNG

Das Institut für Meteorologie und Klimaforschung – Atmosphärische Aerosol Forschung (IMK-AAF) kooperiert gemeinsam mit dem Kompetenzzentrum für Materialfeuchte (CMM), welches am Institut für Massivbau und Baustofftechnologie (IMB) angesiedelt ist, der Firma Geltz Umwelttechnologie mbH sowie der ISU mbH im Bereich der Phosphorrückgewinnung. Die jahrelange Forschung soll nun auf Basis des vom KIT patentierten Verfahrens „Phosphorus Recovery by Crystallization“ (P-RoC) in eine Pilotanlage überführt werden.



Um den Zielen eines nachhaltigen Umwelt- und Ressourcenschutzes stärker als bisher gerecht zu werden, müssen Städte und Gemeinden zukünftig den lebenswichtigen Rohstoff Phosphor aus Klärschlamm rückgewinnen. Mit dieser durch die Bundesregierung eingeführten Verpflichtung stehen Kläranlagenbetreiber unter Zugzwang, seit 2023 ein Konzept zur Phosphorrückgewinnung vorzulegen und bis 2029 dessen Realisierung umzusetzen. Neben der Phosphorrückgewinnung aus Kläranlagen stellt die Nährstoffentfrachtung landwirtschaftlicher Abwasserströme im Zusammenhang mit dem Boden- und Grundwasserschutz eine weitere wichtige Aufgabe im nachhaltigen Umwelt- und Ressourcenschutz dar. Gerade Wirtschaftsdünger, wie Gülle, Jauche, Mist, Rindenmulch und Gärreste, verfügen über hohe Nährstoffgehalte, die in den letzten Jahren zu Einschränkungen in der Ausbringung geführt haben. Eine Nährstoffentfrachtung der Wirtschaftsdünger ermöglicht eine größere Ausbringung der vorhandenen Wirtschaftsdünger und erzeugt zusätzlich ein lagerfähiges Düngeprodukt.

Die Verordnung der Bundesregierung beschreibt kein verpflichtendes Vorgehen zur Phosphorrückgewinnung und lässt somit Spielraum für den Einsatz innovativer Technologien. Eine Möglichkeit ist das am KIT entwickelte und patentierte P-Roc-Verfahren, mit dem das Kompetenzzentrum für Materialfeuchte am KIT seit 2006 in Forschung und Anwendung tätig ist und weitreichende Erfahrungen im Umgang mit verschiedenen Abwässern sammeln konnte, beispielsweise aus der Lebensmittelindustrie, Kläranlagen und der Landwirtschaft.

Zwei graue Container, auf einem Parkplatz stehend: die Pilotanlage.
Die Firma Geltz Umwelttechnologie GmbH ist im Projekt mit dem Bau der Pilotanlage vertraut. (Bild: Geltz Umwelttechnologie GmbH)

Um Kläranlagenbetreiber bei der Umsetzung der gesetzgebenden Verpflichtung zu unterstützen, werden die Kooperationspartner des Projektes gemeinsam eine Pilotanlage in Betrieb nehmen. Die mobile Pilotanlage bietet neben einem verlässlichen Upscaling für einen Dauerbetrieb gleichzeitig die Chance, als Demonstrationsanlage für interessierte Kläranlagen- und Biogasanlagenbetreiber zu dienen. Das Kompetenzzentrum übernimmt im Projekt die Überwachung des Baus, die Vorversuche im Labormaßstab zur Festlegung der notwendigen Betriebsmittel und den Betrieb der Pilotanlage. Die Firma Geltz liefert die Pilotanlage, leistet die Einweisung des Personals am KIT und steht begleitend für Um- und Nachrüstungen zur Verfügung. Die ISU mbH übernimmt das Projektmanagement, das Berichtswesen und bringt sich in die Diskussion um das Erreichen der Benchmarks sowie notwendiger verfahrenstechnischer Modifikationen ein. Das IMK-AAF leistet die administrative Begleitung des Projekts.

Im Frühjahr 2024 soll die Dimensionierung der Pilotanlage festgelegt und mit dem Bau begonnen werden. Anschließend wird die Pilotanlage auf einer hessischen Biovergärungsanlage eingesetzt, um die bei der Entwässerung des Gärrestes anfallende Gärrestflüssigkeit an Nährstoffen zu entfrachten, sodass mehr Gärrestflüssigkeit ausgebracht werden kann und parallel ein lagerbarer mineralischer Dünger erzeugt wird. Durch die Produktion eines mineralischen Düngers in Granulatform werden Lagerkapazitäten an der Anlage geschont, da somit weniger Gärrestflüssigkeit gelagert werden muss. Eine Anwendung im kommunalen Abwasserbereich, an der eine Gemeinde im Kreis Aschaffenburg Interesse bekundet hat, ist im Herbst 2024 geplant, um dort das Schlammwasser aus der Entwässerung des Faulschlammes zu behandeln. Mit einer vorgeschalteten Klärschlammdesintegration können die Nährstoffe in eine lösliche Form überführt werden und so der anschließenden Rückgewinnung mit dem P-RoC-Verfahren zur Verfügung stehen.

Für das KIT und seine Kooperationspartner ist der Bau der Pilotanlage ein Beispiel für den erfolgreichen Transfer von der Forschung in die Anwendung.

 

Bild: Geltz Umwelttechnologie GmbH

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