Dienstag, 22. Mai 2012

Phosphor-Rückgewinnung aus Klärschlamm


Wolfgang Lieb und Betriebsleiter Jörg Esenwein (re.) an der Filterpresse für den Klärschlamm. Foto: Rücker
Wolfgang Lieb und Betriebsleiter Jörg Esenwein (re.) an der Filterpresse für den Klärschlamm. Foto: Rücker

Enzweihingen (sr) – In den Augen von Wolfgang Lieb zeigt sich ein Funkeln: Der Klärschlamm „seiner“ Kläranlage Strudelbach in Enzweihingen ist Gegenstand einer wissenschaftlichen Untersuchung. Diese graue, mit Schadstoffen belastete Masse , so der Abteilungsleiter der Abwasserbeseitigung in Vaihingen, könnte die Phosphorquelle der Zukunft sein.
Hobbygärtner und Landwirte wissen es: Wem gesunde Pflanzen am Herzen liegen, der muss für einen gut gedüngten Boden sorgen. Phosphor ist einer der wichtigsten Pflanzennährstoffe. Im Boden ist das chemische Element daher erwünscht und seit dem 19. Jahrhundert werden beispielsweise phosphorhaltige Vogelexkremente, als Guano bekannt, zur Düngung ausgebracht.
Im Gewässer bringen Phosphorverbindungen ebenfalls einen Wachstumsschub in die aquatische Pflanzenwelt – ein Umstand, der vor wenigen Jahrzehnten Seen „kippen“ ließ. Vereinfacht gesagt wucherten Algenmassen, starben und trudelten auf den Gewässergrund. Fäulnisprozesse raubten anderen Organismen den lebensnotwendigen Sauerstoff: Kollaps, der See kippte um. Zu viele Phosphorverbindungen aus menschlichen Exkrementen, Waschlaugen und sonstigen Einträgen erstickten die Wasser-Kreaturen. Phosphatfreie Waschmittel hielten danach Einzug. In den meisten Klärwerken werden Phosphorverbindungen ausgefällt und im Klärschlamm fixiert.
Eine Phosphorquelle der Zukunft wittern Wissenschaftler der Universität Stuttgart in der grauen Klärschlammmasse. „Phosphor wird derzeit fast ausschließlich durch Ausbeutung geogener Lagerstätten gewonnen“, geben die Forscher zu bedenken. Schon in weniger als 100 Jahren könnten diese ökonomisch abbaubaren Phosphorlagerstätten in der Erde erschöpft sein, befürchtet auch Diplom-Bauingenieur Alexander Weidelener. Der Doktorand vom Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft der Uni Stuttgart: „Es liegt also nahe, nach Wegen zu suchen, um Phosphor zu recyceln und als Dünger zu verwenden. Als Quelle bietet sich dabei in Deutschland der in großer Menge vorhandene Klärschlamm an.“
Ein Hochschulmitarbeiter aus der Enzstadt Vaihingen organisierte vor rund drei Jahren erstmals Kleinstmengen aus der Enzweihinger Kläranlage fürs Forschungslabor. Für das folgende halbtechnische Verfahren wurden anschließend jeweils rund ein Kubikmeter Klärschlamm von den Stuttgarter Wissenschaftlern benötigt.
 „Bis vor zirka drei Jahren haben wir teilweise Klärschlamm direkt an Landwirte abgegeben“, erinnert sich Abteilungsleiter Lieb. Allerdings nähmen die Landwirte von dieser Praxis Abstand und auch das Land Baden-Württemberg fördert den Ausstieg aus der bodenbezogenen Klärschlammverwertung, denn: „Der Klärschlamm ist eine Senke für Schadstoffe wie beispielsweise organische Spurenstoffe und Schwermetalle“, so Lieb. Wird der Schlamm aus der Kläranlage unbehandelt auf die Felder aufgebracht, reichern sich die unerwünschten Substanzen im Boden an.
Die Stuttgarter Wissenschaftler haben nun ein Verfahren entwickelt, bei dem die Phosphate zunächst aus dem Schlamm gelöst und anschließend durch die Zugabe von Magnesiumoxid ausgefällt werden. Es entsteht Magnesium-Ammonium-Phosphat (MAP), das als Dünger in der Landwirtschaft verwendet werden kann. Abwasserchef Lieb: „MAP hat sehr gute Düngeeigenschaften.“ Allerdings sei die Verbindung momentan noch nicht als Düngemittel zugelassen, „das Zulassungsverfahren läuft aber“.
In absehbarer Zukunft haben die Erkenntnisse der Dissertation von Ingenieur Alexander Weidelener wohl keine Auswirkungen auf den Betrieb der Vaihinger Kläranlagen. Der im Recycling-Verfahren gewonnene Phosphordünger sei noch teurer als der aus Erdlagerstätten. Bis sich bei diesem Preisgefüge erhebliche Änderungen ergeben, wird der Klärschlamm aus der Strudelbach-Kläranlage wohl, wie neuerdings praktiziert, zu 50 Prozent von der Zementindustrie als Brennmaterial genutzt. Der Rest wird vom Entsorger zur Kompostierung und zur Abdeckung von Abraumhalden nach Sachsen und Thüringen transportiert.
„Aber“, wirft Ingenieur Lieb ein, „es gibt auch Forschungen in eine andere Richtung“, und die Augen des Abwasserspezialisten beginnen wieder zu funkeln. Die Asche nach der Verbrennung könnte ebenfalls als Phosphor-Depot genutzt werden. Dann sollte der Klärschlamm allerdings in einer Monoverbrennungsanlage verheizt werden, die Asche müsste für kommende Generationen deponiert werden. Klärschlamm – offensichtlich ein Stoff für Zukunftsvisionäre.


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