Abwasserbehandlung Phosphor ressource von morgen?

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1 Abwasserbehandlung Phosphor ressource von morgen? Workshop der DWA-Arbeitsgruppe AK-1.1 Phosphorrückgewinnung Katrin Gethke, Heinrich Herbst, David Montag (Aachen) und Jana Köster (Weimar) Vom Institut für Siedlungswasserwirtschaft der RWTH Aachen (Prof. Johannes Pinnekamp) und der Professur Siedlungswasserwirtschaft der Bauhaus- Universität Weimar (Prof. Jörg Londong) wurde am 28. Oktober 2004 in Weimar ein Workshop zum Thema Phosphorrückgewinnung organisiert. Der Teilnehmerkreis bestand vornehmlich aus der DWA- Arbeitsgruppe Phosphorrückgewinnung und wurde ergänzt durch fachkundige Vertreter von Behörden sowie der Rohstoffwissenschaft und der Phosphorindustrie. Prof. Pinnekamp eröffnete den Workshop und lud dazu ein, die Forschungsprojekte und deren Ergebnisse innerhalb dieser breiten Fach gruppe offen und kritisch zu diskutieren. Thematische Einführung Der erste Vortrag des Workshops wurde von Dr.-Ing. Markus Wagner (Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe) gehalten, der in seinem Referat einen Überblick über die weltweite Produktion und den Verbrauch von Phosphat gab. Als wesentlicher Aspekt wurde festgestellt, dass der Phosphatverbrauch weltweit steigt, was vornehmlich auf den steigenden Verbrauch in Entwicklungsund Schwellenländern zurückzuführen ist. Für die Industriestaaten ist festzuhalten, dass der Phosphatverbrauch stagniert, beziehungsweise rückläufig ist. Des Weiteren wurde dargestellt, dass die Laufzeit der Phosphaterzreserven nur sehr langsam abnimmt. Gründe hierfür sind, dass die Größe von Lagerstätten nur abgeschätzt werden kann, dass sich im Abbau befindliche Lagerstätten als ergiebiger erweisen, als zunächst angenommen wurde, und dass neue Lagerstätten erschlossen werden. Außerdem unterliegen Lagerstättenabbau und Rohstoffaufbereitungsverfahren einem ständigen technischen Fortschritt, der es ermöglicht, auch bislang als unwirtschaftlich eingestufte Phosphatlagerstätten wirtschaftlich zu erschließen. Magnesium-Ammonium-Phosphat- Fällung Ergebnisse einer internationalen Fachtagung Dipl.-Ing. Katrin Gethke (Institut für Sied lungswasserwirtschaft der RWTH Aachen) gab einen Überblick über Ergebnisse der internationalen Tagung zur Magnesium-Ammonium-Phosphat- Fällung (MAP-Fällung), die im Juni 2004 an der Cranfield-Universität (Großbritannien) stattgefunden hat. Gethke beschränkte sich dabei auf die Vorträge, deren Thematik die Phosphorrückgewinnung aus kommunalem Abwasser bzw. Klärschlamm war. Auf die letzten internationalen Tagungen zurückblickend wurde in Cranfield zu Beginn festgestellt, dass MAP (Struvit) das optimale Produkt einer Phosphorrückgewinnung ist. Auf der ersten internationalen Tagung zur Phosphorrückgewinnung im Jahr 1998 an der Warwick-Universität in Großbritannien hielt man noch Calciumphosphat für das beste Produkt. Als wesentliche Hemmschwellen für das Phosphorrecycling wurden zwei Ursachen identifiziert: die Einordnung von recyceltem Phosphor als Abfall sowie eine tendenziell negative Einstellung der Landwirtschaft hinsichtlich eines aus Abwasser recycelten Produktes. Des Weiteren stellt MAP noch keine Konkurrenz zu Mineraldüngern dar, da seine Produktionskosten noch weit über den Kosten zur Herstellung von Düngern aus Rohphosphaten liegen. Im Rahmen der Tagung wurde betont, dass politische Entscheidungen und Regelungen notwendig sind, die sowohl MAP als Sekundärrohstoff (und nicht als Abfallprodukt) kennzeichnen als auch die Abwasser- und Abfallwirtschaft zur Phosphorrückgewinnung aus Abwasser und Abfallprodukten aufrufen. Die MAP-Fällung wird weltweit an labor-, halb- und großtechnischen Anlagen erforscht, wobei die Rückgewinnungsraten bezogen auf den Zulauf zur Fällung zwischen 80 und 90 % liegen. Bevorzugte Fällmittel sind Magnesiumoxid oder Magnesiumchlorid, vereinzelt wird auch eine Fällung mit Calcium durchgeführt. Bei Zugabe einer externen Phosphorquelle gilt die 500

2 MAP-Fällung nicht nur als gute Methode zur Phosphorrückgewinnung, sondern auch zur Realisierung einer Stickstoffelimination. Auf der Tagung wurde durch Vorträge bestätigt, dass das gewonnene MAP-Produkt grundsätzlich zur Düngung eingesetzt werden kann. Stand des Phosphorrecyclings aus Abwasser in Deutschland Dr.-Ing. Peter Baumann (wave GmbH, Stuttgart) diskutierte in seinem Beitrag die Umsetzung des Phosphorrecyclings aus Abwasser in Deutschland. Hierbei wurden nicht nur Fragen der Umsetzung gestellt, sondern auch mögliche Lösungswege aufgezeigt. Dr. Baumann stellte zunächst dar, in welchen Bereichen der Großteil der Phosphate heute eingesetzt wird: Neben der Düngung in der Landwirtschaft ist dies beispielsweise die intensivierte Tierhaltung, aber auch die pharmazeutische Industrie. Bei einer vollständigen Verwendung des Klärschlamms in der Landwirtschaft könnten 100 % des im Schlamm vorhandenen Phosphors recycelt werden. Auf Grund der Diskussion über die Verteilung von Schadstoffen durch diesen Entsorgungsweg ist jedoch die Zukunft der landwirtschaftlichen Klärschlammverwertung mehr als ungewiss. Insbesondere vor dem Hintergrund der sich auf dem Vormarsch befindlichen weitergehenden Abwasserreinigung durch Membrantechnik und der Nutzung des Klärschlamms als Schadstoffsenke ist eine direkte Klärschlammausbringung aus ökologischen Gesichtspunkten nicht erstrebenswert. Als mögliche Hilfen zur Realisierung eines weitgehenden Phosphorrecyclings wurden neben einer freiwilligen Selbstverpflichtung der Anlagenbetreiber auch eine gesetzliche Vorgabe zur Phosphatrückgewinnung sowie das Phosphor recycling als Wirtschaftsfaktor diskutiert. Dr. Baumann stellte für das Land Baden-Württemberg vor, dass circa 90 % desim Abwasserreinigungsprozess rückge winnbaren Phosphors in Kläranlagen mit einer Anschlussgröße von größer als EW anfällt. Der erforderliche Finanzbedarf für ein Phosphorrecycling in Baden- Württemberg mit einer Rückgewinnungsrate von 50 % wurde mit 6,3 bis 29,4 Mio. pro Jahr je nach Rückgewinnungsverfahren abgeschätzt. Für ein Phosphorrecycling in ganz Deutschland wurden generell drei Wege aufgezeigt: Die Klärschlammverbrennung, die Erzeugung von schadstoffarmen phosphatreichen Produkten im Rahmen von unterschiedlichen Verfahrenstechniken wie z. B. Nachfällung oder Phostrip- Verfahren und die Abtrennung von phosphat reichen Abwässern (Gelbwasser und Schwarzwasser) direkt in den Haushalten bzw. Industriebetrieben mit einer anschließenden getrennten Behandlung. Die letzte Variante stellt jedoch eine äußerst langfristige Perspektive dar. Abschließend betonte Dr. Baumann, dass die Ressourcenschonung eine gesellschaftliche Aufgabe darstelle, deren Kosten dem Verursacher, d. h. dem Phosphatnutzer zugewiesen werden müssen. Produkte aus Phosphat Den zweiten Tagungsblock eröffnete Ir. Dees Lijmbach von der Firma Thermphos International BV, Niederlande. Er gab einen Überblick über die Phosphorprodukte der Firma Thermphos und führte aus, dass das Unternehmen neben der Verarbeitung von Rohphosphat auch großes Interesse am Einsatz von Sekundärphosphaten besitzt. Als potenzielle Ressourcen für Sekundärphosphate werden z. B. für die Niederlande die Klärschlämme mit ca Mg P/a, die Gülle mit Mg P/a sowie industrielle Phosphatabfälle mit ca Mg P/a angegeben. In den Niederlanden werden derzeit 60 % der Klärschlämme verbrannt. Die Hauptbestandteile der Aschen sind Calcium-Eisen-Phosphate sowie Siliziumdioxid. Der Vergleich der chemischen Zusammensetzung zwischen Klärschlammaschen und Rohphosphaten zeigt, dass in den Klärschlammaschen die Phosphatgehalte deutlich geringer und die Gehalte an Schwermetallen und Eisen wesentlich über den Werten der Rohphosphate liegen. Zur Nutzung der Aschen in der Phosphorindustrie müssen diese erhöhten Gehalte gesenkt werden. Verfahren, die hinsichtlich der Phosphatrückgewinnung und -nutzung aus dem Bereich der Abwasserbehandlung eine Zukunft aufweisen, sind die Struvit- bzw. Kaliumstruvit- Fällung. Die hier anfallenden Schlämme können von der Firma Thermphos als Sekundärphosphate eingesetzt werden. Den Einsatz von Gülle als Sekundärrohstoff sieht Ir. Lijmbach ausschließlich in der Landwirtschaft. Als weitere Stoffe zur Phosphatrückgewinnung wurden Knochen- und Tierkörpermehl genannt. Hier gibt es jedoch Vorbehalte auf Grund der emotional geführten BSE-Diskussion, 501

3 obwohl die BSE-Erreger bei dem Produktionsverfahren der Firma Thermphos wegen der hohen Temperatur von über C keinerlei Überlebensmöglichkeiten haben. Abschließend führte Lijmbach aus, dass vor dem Hintergrund der begrenzten Rohphosphatvorkommen die im Abwasser und Klärschlamm bzw. in anderen Abfällen enthaltenen Phosphate nicht als Abfall sondern als Wertstoff anzusehen sind. Phosphorrückgewinnung Ergebnisse einer Umfrage Die Ergebnisse einer Umfrage bei den Verbänden des ökologischen Landbaus über den Einsatz von separat zurückgewonnenem Phosphat aus Abwasser als Düngemittel wurden von Dr. agr. Florian von Sothen vorgestellt. Die Zahl der landwirtschaftlichen Betriebe sowie die Anbauflächen des ökologischen Landbaus nehmen seit 2002 stetig zu. Bezogen auf die Anbaufläche betrug das Wachstum zwischen den Jahren 2002 und %. Die Marktanteile der ökologischen Lebensmittel am gesamten Lebensmittelmarkt sind von 1997 bis 2002 um ca. einen Prozentpunkt auf 2,3 % gestiegen. Die Umfrage hatte zum Ziel, festzustellen, inwieweit die Betriebe des ökologischen Landbaus bereit sind, Sekundärphosphate als Dünger einzusetzen. Als Ergebnis der Befragung wurde ermittelt, dass der Kenntnisstand der Verbandsvertreter bezüglich der Möglichkeit einer Phosphatrückgewinnung aus Abwasser sehr gering ist, dies aber für eine äußerst interessante Technologie gehalten wird. Die Verbandsvertreter stehen recycelten Phosphatdüngern generell positiv gegenüber, jedoch fehlen auch hier Hintergrundinformationen. Entscheidend für einen möglichen Einsatz im ökologischen Landbau ist der noch ausstehende Nachweis, dass die Phosphatdünger aus Abwasser deutlich weniger mit Schadstoffen belastet sind als handelsübliche Mineraldünger und Klärschlämme. Der Einsatz von Klärschlamm im ökologischen Landbau ist auf Grund seines negativen Images nicht vorstellbar. Im Gegensatz dazu steht man einer Verwendung eines aus Abwasser zurückgewonnenen Produkts laut Dr. von Sothen generell offen gegenüber und sieht eine reelle Chance zum Einsatz derartiger recycelter Phosphorprodukte, wenn man ausreichend Überzeugungsarbeit bei den Verbandsmitgliedern und den Verbänden durchführen wird. Forschungsvorhaben zur Phosphorrückgewinnung Im Anschluss an die Übersichtsvorträge wurden im nächsten Vortragsblock Ergebnisse unterschiedlicher Forschungsvorhaben zur Phosphorrückgewinnung vorgestellt. PRISA-Verfahren Dipl.-Ing. David Montag (Institut für Siedlungswasserwirtschaft der RWTH Aachen) stellte das PRISA-Verfahren zur Phosphorrückgewinnung aus Überschussschlamm bzw. Prozesswässern vor. Dieses Verfahren ist angelehnt an das Phostrip-Verfahren, weist jedoch den wesentlichen Unterschied auf, dass die vom Phosphor befreiten Schlämme nicht wieder zur Phosphataufnahme in den Abwasserkreislauf zurückgeführt werden. Ziel der PRISA-Verfahrenskonzeption ist es, eine Verfahrenstechnik zur Rückgewinnung von Nährstoffen zu entwickeln, die mit geringem Aufwand in bestehende Kläranlagen integriert werden kann. Dabei soll ein Recyclingprodukt mit hohen Phosphatgehalten erzeugt werden, das direkt als Dünger eingesetzt werden kann und das im Vergleich zu Klärschlamm geringere Schadstoffbelastungen aufweist. Erster wichtiger Prozessschritt des PRISA-Verfahrens ist die gezielte Rücklösung der Phosphate im Eindicker des Überschussschlamms. Dieser wird mit erhöhten Standzeiten sowie mit weiteren geringfügigen Modifikationen gegenüber einer Standardbetriebsweise betrieben, so dass ein hoher Anteil an Phosphaten aus dem Schlamm rückgelöst wird und mit dem Überstandswasser abgezogen werden kann. Zusätzlich werden Prozesswässer der Nacheindickung und der maschinellen Faulschlammentwässerung gesammelt, um dann in einer Fällungsanlage nach dem MAP-Verfahren behandelt zu werden. Im Rahmen der Versuche wurden Rücklöseraten bis zu 40 % bezogen auf den P-Gehalt im Überschussschlamm ermittelt. Die MAP-Kristallisation in den Vorversuchen hat ein optimales Verhältnis Magnesium zu Phosphat von mindestens 1,5 1,7 ergeben und den erheblichen Einfluss des ph-wertes auf die Fällung bestätigt. Im ph-bereich zwischen 8 und 9,5 ist eine Phosphorelimination von ca. 99 % zu erreichen. Außerdem wurde festgestellt, dass das Verhältnis von Ammoniumstickstoff zu Phosphat eine wesentliche Größe darstellt. Hier sollte das Verhältnis von Stickstoff zu Phosphor größer als 3 sein. Im Rahmen der Versuche wur-

4 den Schwermetalluntersuchungen der Kristallisationsprodukte durchgeführt. Die Gehalte der untersuchten Schwermetalle Blei, Cadmium, Chrom, Kupfer, Nickel und Zinn liegen deutlich unter den Konzentrationen von Klärschlamm und auch unterhalb der Schwermetallkonzentrationen handelsüblicher Stickstoff- Phosphor-Kali-Dünger. Montag resümierte, dass zur Nutzung des Phosphorpotenzials in Abwasser in jedem Fall eine Trennung der Nährstoffe von den Schadstoffen vorzunehmen ist. Die Versuche zeigten auf, dass dies mit der MAP-Kristallisation aus Prozesswasser gut zu realisieren ist. Die gewonnen MAP-Produkte erfüllen hinsichtlich ihrer Zusammensetzung die Anforderungen der Landwirtschaft und der Phosphorindustrie. Das PRISA-Verfahren ist ein vielversprechender Prozess, wenn eine möglichst wirtschaftliche Technik der Phosphatrückgewinnung auf Kläranlagen gesucht wird, da sich die Verfahrensstufen leicht in bestehende Prozesse einbinden lassen. Tobermorit-induzierte Abscheidung von Calciumphosphat Dr. Ute Berg (Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft) stellte die Phosphatrückgewinnung aus Abwässern mittels Tobermorit induzierter Abscheidung von Calciumphosphat vor. Im Rahmen dieses Projektes wurden Experimente im Labor- und halbtechnischen Maßstab durchgeführt. Hierbei wurden drei Verfahrenstechniken eingesetzt: Festbettreaktor, Rührreaktor und Schwebebettreaktor. Die Kristallisation von Calciumphosphat erfolgt durch die Zugabe von Kristallisationskeimen, auf deren Mineraloberflächen sich Calciumphosphate abscheiden. Die Untersuchungen im Labormaßstab am Festbettreaktor brachten bezogen auf den Zulauf Phosphateliminationsleistungen von ca. 60 %. Hierbei wurde festgestellt, dass der ph-wert als Indikator zum Grad der Fällung herangezogen werden kann. Alternativ wurden die Verfahrenstechniken Rührreaktor und Schwebebett untersucht. Vorteile dieser Verfahren sind, dass durch die permanente Bewegung nur eine geringe Biofilmbildung erfolgt und dass sowohl kürzere Aufenthaltszeiten als auch ein höherer Wasserdurchsatz gefahren werden können. Des Weiteren sind diese Anlagen sehr wartungsarm. Nachteilig gegenüber dem Festbettreaktor sind der höhere Energieeintrag und der Materialaustrag. Phosphateliminationsleistungen von Schwebebett und Rührreaktor sind ähnlich und liegen zwischen 60 und 80 %. Im Rahmen der Versuche konnte gezeigt werden, dass Tobermorit zur Phosphatrückgewinnung aus Abwasser geeignet ist. Bei dem Verfahren gilt der ph-wert als Indikator für die Effizienz. Weitere Untersuchungen sind hinsichtlich der Optimierung der Betriebskosten, einer Ökobilanzierung, der Düngewirksamkeit sowie der Produktvermarktung geplant. Phosphorrückgewinnung aus Überschussschlamm Dipl.-Ing. Jana Köster (Professur Siedlungswasserwirtschaft der Bauhaus-Universität Weimar) stellte Versuchsergebnisse zur Rückgewinnung von Phosphor aus Überschussschlamm mit erhöhter biologischer Phosphorspeicherung vor. Im Rahmen des Projektes wurden unterschiedliche Verfahren zur Rücklösung des Phosphors aus dem Überschussschlamm getestet. Die Versuche zum chemischen Zellaufschluss erfolgten über eine Zudosierung von Säure bzw. Lauge. Als biologisches Verfahren wurde eine anaerobe Rücklösung gewählt, ein physikalischer Zellaufschluss wurde mit thermischen sowie mit mechanischen Verfahren (Desintegration mittels Ultraschall) erreicht. Die Versuche zeigen, dass durch die Zugabe von Säure Phosphat nahezu vollständig rückgelöst werden kann. Köster stellte die Hypothese auf, dass bei der alkalischen Rücklösung die freiwerdenden Phosphationen teils als Calciumphosphat gebunden werden. Des Weiteren ist das Ausfallen von Magnesiumphosphat zu beobachten. Diese Ausfällungen reduzieren die Möglichkeit einer gezielten Rückgewinnung und Wiederverwendung der Phosphate aus Überschussschlamm. Derzeit wird nach einer Lösung gesucht, die amorphe Phosphatausfällung zu verhindern oder gezielt zu nutzen. In einer abschließenden Bewertung der Rücklöseverfahren wurde von Köster aufgezeigt, dass die chemische Rücklösung mit Säure zu optimalen Rücklöseraten aus Überschussschlamm führt. Eine Rücklösung mit Lauge kann nur dann erfolgen, wenn sich die amorphen Ausfällungen abtrennen lassen bzw. die Bildung der amorphen Phosphate verhindert werden kann. Arbeitet man im ph-neutralen Bereich, bieten sich biologische Verfahren an. Bei der anaeroben Rücklösung liegen die Wirkungsgrade bei lediglich 30 %. Die physikalische Rücklösung mittels Temperaturveränderung

5 (Erwärmen, Einfrieren, Auftauen) kann nur eingesetzt werden, um andere Verfahren zu unterstützen. Der Einsatz von Ultraschall (Desintegration) scheint geeignet zu sein, aber auch hier ist das Problem der amorphen Ausfällungen zu beachten. Ergebnisse einer enzymatischen Rücklösung stehen noch aus. MAP-Fällung Dipl.-Ing. Alexander Weidelener (Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüteund Abfallwirtschaft, Universität Stuttgart) erläuterte Ergebnisse zur Phosphorrückgewinnung aus ausgefaultem Klärschlamm mittels MAP-Fällung. Erster Schritt des Verfahrens ist die Phosphorrücklösung aus ausgefaultem Klärschlamm, wobei hier Klärschlämme von Kläranlagen mit simultaner Phosphatfällung mit Eisen- oder Aluminium-Salzen genutzt werden. Im Rahmen der Versuche hat sich gezeigt, dass die Rücklösung mit Säure zu den besten Ergebnissen führt. Die maximalen Phosphor-Rücklöseraten bei einem Aufschluss mit Schwefelsäure (ph = 2) lagen bei 92 %. Bei den Versuchen wurde festgestellt, dass es auch bei Schlämmen ohne Eisensalzfällung zu einer beträchtlichen Freisetzung von Aluminium, Eisen sowie Calcium kommt. Nach der Rücklösung wird eine Fest-Flüssig-Trennung durchgeführt. Die phosphatreiche flüssige Phase wird weiteren Behandlungsschritten zugeführt, bei denen die freien Aluminium-, Eisenund Calciumionen, die in der Lösung vorhanden sind, entfernt oder deaktiviert werden müssen. Hierzu wurden unterschiedliche Komplexierungsmethoden erprobt. Nachdem diese Störionen eliminiert sind, kann mit Hilfe einer nachgeschalteten MAP-Fällung das Phosphat zurückgewonnen werden. Seaborne-Verfahren Durch Dr.-Ing. Johannes Müller (PFI Planungsgemeinschaft Hannover) wurde die Anpassung der Seaborne-Verfahrenstechnik an die Bedingungen einer kommunalen Kläranlage vorgestellt. Das Seaborne-Verfahren wird derzeit in Gifhorn (Niedersachsen) als großtechnische Anlage erstmalig auf einer kommunalen Kläranlage (Anschlussgröße von EW) installiert. Die Gesamtkosten der Seaborne-Anlage werden auf ca. 8,6 Mio. geschätzt, wovon 4 Mio. durch Mittel des Landes Niedersachsen getragen werden. Das Projekt wird wissenschaftlich begleitet von der PFI Planungsgemeinschaft Hannover, der TU Braunschweig und der Universität Hannover. Dr. Müller stellte das Seaborne- Verfahrenskonzept vor und erläuterte die Einbindung in die Kläranlage Gifhorn. Im Rahmen einer Kosten-Nutzen-Analyse wurden die Verfahrensschritte des Seaborne-Prozesses bewertet. Ergebnis dieser Analyse ist, dass einzelne unwirtschaftliche Verfahrensschritte aus dem Anlagenkonzept entweder herausgenommen oder als optionale Komponenten vorgesehen werden. Die wesentlichen Bestandteile des Seaborne-Verfahrens, die Schwermetallabtrennung sowie das Stickstoff- und Phosphorrecycling, bleiben jedoch erhalten. Phosphorrückgewinnung aus Klärschlammasche Dipl.-Ing. Christian Schaum (Institut WAR der Technischen Universität Darmstadt) berichtete über das gemeinsam mit dem Ruhrverband durchgeführte Forschungsprojekt zur Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlammasche. Einen ersten Schwerpunkt des Projektes stellt die Untersuchung des Rücklöseverhaltens von Phosphor und Schwermetallen aus der Asche bei unterschiedlichen Elutionslösungen sowie die Rückgewinnung von Phosphor aus dem Eluat dar. Schaum berichtete, dass durch Elution mit Säure bei ph 1,5 eine annähernd vollständige Rücklösung von Phosphor aus der Asche möglich ist. Allerdings gehen hierbei auch die Schwermetalle in Lösung. Durch die Anhebung des ph-wertes ist es im Anschluss möglich, Phosphor gezielt auszufällen. Hauptbestandteil dieses Fällproduktes ist Aluminiumphosphat, enthalten sind außerdem geringe Eisenanteile. Schwermetalle sind im Produkt bis zu 90 % weniger eingebunden als in der Asche. Die Verwendung von Laugen als Elutionsmittel führte nicht zu den gewünschten Resultaten. Hier konnten nur bis zu 30 % des in der Asche gebundenen Phosphors zurückgelöst werden, so dass die Laugeelution nicht weiter verfolgt wird. Die derzeitige und zukünftige Forschungsarbeit sieht die Optimierung der Separierung von Phosphor und Metallen vor. Phosphorrückgewinnung auf einer Kläranlage mit biologischer Phosphorelimination Dr.-Ing. Bernd Heinzmann (Berliner Wasserbetriebe) stellte den Stand der Phosphorrückgewinnung auf der Kläranlage Waßmannsdorf der Berliner Wasserbe-

6 triebe vor, die ausschließlich mit vermehrter biologischer Phosphorelimination betrieben wird. Er erläuterte, wie im Rahmen des Faulprozesses über verschiedene Verfahrensschritte gezielt MAP erzeugt wird, um die früheren unbeabsichtigten Ausfällungen von MAP und die damit verbundenen Verstopfungen in den Zentratwasserleitungen zu verhindern. Des Weiteren wurden die zukünftigen Forschungsziele der Berliner Wasserbetriebe im Bereich Phosphorrecycling vorgestellt. Durch Integration eines Rotationsscheibenfilters in die zweistufige Faulungsanlage soll die Abbauleistung der Anaerobstufe gesteigert und die Phosphorrückgewinnung in Form von MAP erhöht werden. Es wird ein Prozesswasser gewonnen, das hoch mit Phosphat und Stickstoff belastet, aber weitgehend frei von Feststoffen ist. Somit kann hier ein sehr sauberes MAP-Produkt erzeugt werden. Durch die intensivierte Faulung wird ein höherer Abbau der organischen Trockensubstanz erreicht, wodurch die Entsorgungs kosten für Faulschlamm sinken und der Energiegewinn steigt. Außerdem ist geplant, mit dieser Anlage, die durch eine Umkehrosmoseeinheit ergänzt wird, einen Flüssigdünger herzustellen, der die düngerechtlichen Bestimmungen erfüllt und direkt landwirtschaftlich verwertet werden kann. Fazit Als Resümee des Workshops kann festgehalten werden, dass weltweit zum Thema Phosphorrückgewinnung bei der Abwasserreinigung geforscht wird. Das zur Zeit favorisierte Verfahren zur Überführung der Phosphate in die feste Phase ist die MAP-Kristallisation. In Deutschland werden schwerpunktmäßig Verfahren zur Phosphorrückgewinnung aus der Schlammphase untersucht. Hierbei liegt ein besonderes Augenmerk auf den Stoffströmen Überschussschlamm, Faulschlamm und Klärschlammasche. Die ersten Ergebnisse zeigen die technische Machbarkeit auf, jedoch zeichnen sich insbesondere für die Verfahren, die eine möglichst vollständige Phosphorrückgewinnung zum Ziel haben, Betriebskosten ab, die deutlich über dem Marktpreis von Rohphosphat bzw. Phosphatdünger liegen. Allerdings wird sich diese Kluft in den nächsten Jahren durch technische Weiterentwicklungen und Prozessoptimierungen auf der einen Seite und durch das Ansteigen der Preise für Phosphaterz auf der anderen Seite immer weiter schließen. Autoren Dipl.-Ing. Katrin Gethke Dipl.-Ing. Heinrich Herbst Dipl.-Ing. David Montag Institut für Siedlungswasserwirtschaft der RWTH Aachen, Aachen Dipl.-Ing. Jana Köster Professur Siedlungswasserwirtschaft der Bauhaus-Universität Weimar Coudraystr. 7, Weimar