Recyclingdünger für die Region
Im oberbayerischen Altenstadt hat am 16. Oktober die größte Phosphorrecyclinganlage Deutschlands offiziell ihre Arbeit aufgenommen. Der Betreiber Emter GmbH setzt dabei erstmals großtechnisch das sogenannte R-Rhenania-Verfahren ein, um Phosphor aus Klärschlamm zurückzugewinnen. Das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) hat die Entwicklung der Technologie im Projekt R-Rhenania gefördert.
In Bayern und Baden-Württemberg fallen jährlich große Mengen Klärschlamm aus der kommunalen Abwasserreinigung an. Diese werden überwiegend verbrannt, wobei rund 45.000 Tonnen Klärschlammasche entstehen. Die Phosphorgehalte in den Aschen sind mit 8 bis 13 Prozent hoch. Ihr Potenzial für die Rückgewinnung des Nährstoffs wird bislang jedoch kaum genutzt, da die enthaltenen Phosphate von Pflanzen nur in geringem Maße verwertbar sind.
Ungenutztes Potenzial wird erschlossen
Mit dem R-Rhenania-Verfahren steht nun erstmals eine Technologie zur Verfügung, um hochwirksame und schadstoffarme Düngemittel aus Klärschlamm in einem direkten Prozess herzustellen. Die Technologie ist eine Weiterentwicklung des thermochemischen AshDec-Verfahrens. Im Rahmen des Projektes R-Rhenania wurde sie in den letzten Jahren ausführlich im Pilotmaßstab optimiert und erprobt. Dabei wird der entwässerte Klärschlamm vor der Trocknung mit Natriumcarbonat (Soda) oder anderen Alkali-Salzen gemischt. Das Phosphat aus dem Klärschlamm reagiert dann in einem Brennofen bei circa 900 Grad Celsius mit den Chemikalien und bildet die Phosphatverbindung Calcium - Natrium – Phosphat, die sich durch eine gute Pflanzenverfügbarkeit auszeichnet. Gleichzeitig werden organische Schadstoffe zerstört sowie flüchtige Schwermetalle wie Cadmium, Blei und Quecksilber verdampft und herausgefiltert.
Um das neue Verfahren in die Praxis umzusetzen, hat die Firma Emter ihre bestehende Klärschlammverbrennungsanlage in Altenstadt umgebaut. Der thermochemische Prozess findet dort direkt in der Rostfeuerung statt. Im Vergleich zu einer nachgeschalteten thermischen Behandlung ist die Integration des Verfahrens in die Verbrennung deutlich energieeffizienter und somit kostengünstiger, da weniger Erdgas für die Beheizung benötigt wird.
Das Verfahren kann für jeden Klärschlamm angewandt werden, dessen Aschen die Schwermetallgrenzwerte der Düngemittelverordnung einhalten. Im R-Rhenania-Projekt wird zudem untersucht, ob es sich auch für stärker schwermetallbelastete Aschen eignet. Ein weiterer Vorteil: Die Technologie kann nicht nur in der Rostfeuerung, sondern auch mit verschiedenen thermischen Aggregaten wie Drehrohrofen und Paddelofen umgesetzt werden, in denen die für den Prozess benötigten Temperaturen und Verweilzeiten erreicht werden.
Produktion von 15.000 Tonnen hochwirksamem Recyclingphosphat
Auf der Demonstrationsanlage in Altenstadt können künftig pro Jahr rund 15.000 Tonnen Recyclingphosphat – das sogenannte R-Rhenania Phosphat – produziert werden. Die hohe Wirksamkeit des Düngers konnte in Pflanzenversuchen bestätigt werden und wird im Projekt kontinuierlich wissenschaftlich überprüft. Sie ist vergleichbar mit der konventioneller Phosphatdünger und hat sogar noch einen entscheidenden Vorteil: Der Recyclingdünger ist nicht wasserlöslich. Er kann somit nicht ausgewaschen werden und Gewässer verunreinigen. Das bietet große Vorteile für den ökologischen Landbau.
Der Projektpartner sePura plant den produzierten Dünger vollständig regional in Bayern zu verwerten. Die für die Herstellung eines marktfähigen Produktes notwendige großtechnische Konfektionierung – das heißt Mahlung und Granulation des Düngers – soll nach Ende der Projektlaufzeit im Sommer 2026 umgesetzt werden. Die hohe Qualität des Produkts – sowohl in Bezug auf die Pflanzenverfügbarkeit als auch die geringen Schadstoffgehalte – eröffnet gute Absatzmöglichkeiten.
Die Inbetriebnahme der bislang größten Phosphorrückgewinnungsanlage Deutschlands in Altenstadt markiert bereits die dritte erfolgreiche Umsetzung von Ergebnissen der Fördermaßnahme „Regionales Phosphor-Recycling“ (RePhoR). Eine weitere Demonstrationsanlage zur Phosphorrückgewinnung aus Klärschlammasche läuft offiziell seit diesem Frühjahr in Bottrop; sie wurde im Projekt AMPHORE entwickelt. Zudem wird auf den Kläranlagen Braunschweig und Gifhorn im Rahmen des Projektes P-Net seit 2023 ein biologisches Rücklöseverfahren in Kombination mit einer Struvitfällung großtechnisch umgesetzt. Insgesamt fördert das BMFTR in RePhoR seit dem Jahr 2020 sieben Projekte.