Phosphorrückgewinnung in der Schweiz. Forschung, Technologie, Perspektiven

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1 Phosphorrückgewinnung in der Schweiz Forschung, Technologie, Perspektiven Anders Nättorp Institut für Ecopreneurship FHNW, Fachhochschule Nordwestschweiz

2 Struktur des Vortrags Rahmenbedingungen für Rückgewinnung Technologien Forschung und Perspektiven

3 Struktur des Vortrags Rahmenbedingungen für Rückgewinnung Technologien Forschung und Perspektiven

4 Phosphor Phosphor- Lebensnotwendig Teil aller Lebewesen Notwendig für Pflanzenwachstum Mengenmässig wichtigster Dünger nach Stickstoff Versorgungsoptionen Dünger, Exkremente, Kompost Kunstdünger Probleme mit Kunstdünger Phosphatexport und Vorkommen von wenigen Ländern dominiert Phosphor ist strategisch wichtig für Nahrungssicherheit Fluktuierender und längerfristig steigender Preis Quelle:Weltbank Entwicklung CH und EU entwickeln Technologien für die Rückgewinnung um so eine nachhaltige Phosphorversorgung sicherzustellen Weltweit steigt der Bedarf Steigende Bevölkerung Steigender Fleischkonsum Biotreibstoffe 4

5 Phosphorbilanz Schweiz Quelle:AWEL

6 Schweizer Gesetzgebung Verbrennungsobligatorium 2000 Klärschlammausbringungsverbot 2006 Neue TVA für 2014 geplant Phosphorreiche Abfälle Rückgewinnung oder Monodeponie Minimale Rückgewinnungsquote Pflanzenverfügbarkeit wichtig

7 Kanton Zürich- AWEL Regierungsratsbeschluss 572/2007 «Bau von neuen Anlagen, so auszurichten, dass die (spätere) Rückgewinnung des Wertstoffes Phosphor möglich ist...» Vorprojekt Monoverbrennungsanlage Umfeldbeobachtung Rückgewinnungsverfahren 2009 Laufende Abklärungen zur Rückgewinnung aus Asche Inbetriebnahme Monoverbrennungsanlage für 2015 geplant

8 Struktur des Vortrags Rahmenbedingungen für Rückgewinnung Technologien Forschung und Perspektiven

9 Einsatzorte für Rückgewinnung Quelle: P-REX Gesuch

10 Ausschlussverfahren Phosphor in Wasser lösen: biologisch (B), durch saure Hydrolyse (S) oder thermisch (T) Aus Wasser in feste Form überführen Thermische Aufbereitung/Verbrennung Aufkonzentration von Schwermetalle Aussereuropäisch Produkt Technologien sind in der Praxis im Grossmassstab verfügbar und erprobt, so dass Betrieb ab 2015 möglich ist. Schlamm Aqua Reci T x x Calciumphosphat Nein Keine Anlage im Grossmassstab. Ja** Ja Ja Ja Nein ATZ-Verfahren im Eisenbad x Schlacke Nein Keine Anlage im Grossmassstab. Ja** Ja Ja Ja Nein KREPRO S x x Eisenphosphat Ja Wurde drei Jahre in eine ARA mit 150'000 angeschlossene Einwohner pilotiert. Ja** Ja Ja Ja Ja Phoxnan (Loprox und Nanofiltration) S x x H3PO4 Nein Wurde nur im Labor getestet. Ja** Ja Ja Ja Nein Seaborne S x x MAP Ja Anlage in Gifhorn (D) im Betrieb. Ja** Ja Ja Ja Ja Stuttgarter Verfahren für Schlamm S x MAP Nein Keine Anlage im Grossmassstab. Ja** Ja Ja Ja Nein Asche Wird bewertet weil das Verfahren Asche behandelt und also noch ASH DEC/SUSAN- Verfahren x x? (gute Bioverfügbarkeit) Ja nicht 2015 in Betrieb genommen werden muss. Ja** Ja Ja Ja Ja 2002 in Technikumsmasstab pilotiert, aber seidem keine weitere Biocon S x Phosphorsäure Nein Entwicklung. Ja** Ja Ja Ja Nein Eberhard S x x Calciumphosphat Nein Keine sichtbare Aktivität in den letzten Jahren (Internetauftritt usw.) Ja** Ja Ja Ja Nein EPHOS x x Nein Nein, noch keine Daten. Ja** Ja Ja Ja Nein Mephrec x Schlacke Nein Nein. Eine Anlage im Grossmassstab wird frühestens 2011 gebaut. Ja** Ja Ja Ja Nein PASCH (RüPA) S x x x MAP Ja Wird bewertet als Vergleich und weil das Verfahren Asche behandelt und also noch nicht in 2015 in Betrieb genommen werden muss. Ja** Ja Ja Ja Ja SEPHOS S x x Calciumphosphat Nein Wurde nur im Labor getestet. Ja** Ja Ja Ja Nein Schlammbehandlung ohne Phosphorrückgewinnung ATHOS x - Ja Eine Anlage in Belgien, eine in Italien und drei in Frankreich. Ja * Ja Ja Ja CAMBI (T) - Ja Ja** Nein Ja Ja Nein Kemicond (S) - Ja Ja** Nein Ja Ja Nein Monoverbrennung Neubau x x - Ja Ja * Ja Ja Ja Monoverbrennung Kapazitätsauslastung x x - Ja Ja * Ja Ja Ja Phostrip B x - Nein Vorher Anlagenprobleme. Seit fünf Jahren keine Aktivität in Europa. Ja** Nein Ja Ja Nein Verbrennung in KVA x - Ja Ja *** Ja Ja Ja Verbrennung in Zementöfen x - Ja Ja *** Ja Ja Ja *Wird in Kombination mit Rückgewinnungsverfahren aus Asche ausgewertet. **Wird in Kombination mit Verbrennung in einer Monoverbennungsanlage, KVA oder Zementofen ausgewertet. ***Wird in Kombination mit Phosphor- Rückgewinnungsverfahren aus Schlamm und Wasser ausgewertet Zehn Phosphorrückgewinnungsverfahren Energienutzung vom Klärschlamm ist gewährleistet Phosphor- Recycling ist gewährleistet Können geltende Gesetze eingehalten werden Das Verfahren ist mit dem bestehenden ARA-Park im Kanton ZH kompatibel Ausschlusskrtreien erfüllt Quelle: Lüscher & Nättorp, 2009

11 Gesamtsystem von ARA bis Aschedeponie Abwasser ARA Faulung Entwässeru ng Trocknung Verbrennung Deponie.. Einleitfähiger Ablauf Phosphor als.. Dünger oder Rohstoff Systemgrenze Quelle: Lüscher & Nättorp, 2009

12 Kosten, Energiebedarf und Ausbeute der Prozessketten Lüscher & Nättorp, 2009

13 Struktur des Vortrags Rahmenbedingungen für Rückgewinnung Technologien Forschung und Perspektiven

14 P-REX Eckdaten Sustainable sewage sludge management fostering phosphorus recovery and energy efficiency Gesamtbudget 4.4 Mio, EU FP7 Förderung 2.9 Mio EUR 15 Projektpartner von Hochschulen, Forschungsinstitute und Privatwirtschaft (>40% Budget für KMU) Laufzeit

15 P-REX Ziele Demonstration und Validierung von technischen Prozessen und Anlagen Bewertung der Recyclingprodukte hinsichtlich ihrer Wirkung als Düngemittel Untersuchung des Marktpotenzials für Recycling-Technik und Recyclingprodukte und Entwicklung von Vorschlägen zur Überwindung von Markbarrieren Entwicklung von Strategien der Phosphor-Rückgewinnung aus Abwässern unter Berücksichtigung von regionalen Randbedingungen Institut für Ecopreneurship - Unternehmen für die Umwelt

16 P-REX Struktur

17 Perspektiven für die Schweiz Rückgewinnung aus phosphorreichen Abfällen von 2/3 der Phosphorimporte möglich Einführung von Rückgewinnungsgebot ab 2014 geplant Inbetriebnahme von Monoverbrennungsanlage im Kanton Zürich 2015 Phosphorrückgewinnungsanlage im Kanton Zürich ab 2015 in Abklärung Schweizer Teilnahme an Europäischen und Internationalen Forschungsprojekten zur Implementierung von Rückgewinnung und Management von Phosphor Institut für Ecopreneurship IEC Unternehmen für die Umwelt

18 Danke für Ihre Zeit & Aufmerksamkeit! Haben Sie Fragen? Kontakt: Anders Nättorp FHNW, Institut für Ecopreneurship Institut für Ecopreneurship IEC Unternehmen für die Umwelt

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