Phosphor- Rückgewinnung aus Klärschlamm

Prof. Dr.-Ing. Johannes Weinig – FH Bielefeld
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Präsentation
Forschung Wasserwirtschaft: nachhaltige ressourcenschonende Stoffwirtschaft
Phosphor- Rückgewinnung aus Klärschlamm
Gemeinschaftsprojekt Firma Limno Tec GmbH – FH Bielefeld – Verein BEU
PO4-P
[mg/l]
250
232
200
164
176
230
228
176
172
150
228
168
160
100
60
50
55 55
35
35
33
32
30
0
0
1
2
3
4
Zeit [h]
5
Phosphor- Rücklösung über die Zeit in h aus mit
Bidest verdünntem Rohschlamm, verschiedene
pH-Werte; Konzentration an Phosphat bezogen
auf die Schlammprobe, logarithmische Trendlinie
Eine Möglichkeit der Phosphor-Elimination aus
kommunalem Abwasser wurde jetzt in einem
Gemeinschaftsprojekt zwischen der Firma Limno
Tec GmbH, der FH Bielefeld und dem Verein BEU
näher untersucht.
Die P-Rückgewinnung aus Abwasser und Abfällen ist
zu einem bedeutenden Forschungsthema geworden.
Phosphor ist ein unverzichtbarer natürlicher Rohstoff,
er ist nicht selten, aber knapp.
Im Ablauf der Kläranlagen ist Phosphor unerwünscht
und als Grenzwert limitiert. Phosphorüberschuss
kann in der aquatischen Umwelt zu Überdüngung
und so zur vollständigen Sauerstoffzehrung führen.
Das Gewässer eutrophiert, es „kippt um“.
Pro Einwohner und Tag gelangen durch Ausscheidungen und anthropogenes Handeln etwa 1,9 g in
das kommunale Abwasser. Das Rückgewinnungspotential beträgt 50 %, mithin in Deutschland
25.000 t P/a. Phosphor kann bei entsprechender
Reinheit direkt als Dünger ausgebracht werden.
Reaktion beim Fällen von Magnesium-Ammonium- Kommunaler Rohschlamm wurde mit destilliertem
Phosphat (Struvit)
Wasser verdünnt, der pH- Wert abgesenkt um so
Mg2+ + NH4 + H3PO4 + 6H2O
→MgNH4PO4 x·6H2O
Phosphor zurück zu lösen. Das so gewonnene Gemisch wurde durch Filtration von Feststoffen weitgehend befreit.
Dem Filtrat wurde Magnesium und Ammonium stöchiometrisch zugegeben, um den Ausfällvorgang von
Magnesium-Ammonium-Phosphat (MAP - Stuvit)
einzuleiten. Bei entsprechender Reinheit kann Struvit direkt als Dünger in der Landwirtschaft verwendet
werden.
Wesentliche Einflussfaktoren des Prozesses wurden
untersucht und betriebliche Parameter bestimmt. Das
Verfahren ist interessant, weil die Ressource Phosphor so direkt wieder verwendet werden kann.
Die Abwasser- und Abfallwirtschaft versteht sich als
nachhaltige, ressourcenschonende Stoffwirtschaft,
bei der die Stoffe mehrfach verwendet und die gespeicherte Energie weitgehend genutzt werden soll.
In diesem Sinn ist das untersuchte Verfahren weiter
zu optimieren.
Es ist geplant, das Verfahren im halbtechnischen
Maßstab zu betreiben, um mehr Kenntnisse über die
Reaktionsmechanismen zu gewinnen.
Minden, November 2007
Johannes Weinig
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