Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser, Klärschlamm und Rückständen thermischer Klärschlammbehandlung. EGLE Lukas

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1 Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser, Klärschlamm und Rückständen thermischer Klärschlammbehandlung EGLE Lukas

2 Landwirtschaftliche Sektoren Wirtschaftsdünger: t P/a Mineraldünger: t P/a Klärschlamm: t P/a Organische Dünger: t P/a (KS: 800 t P/a )

3 P im kommunalen Abwasser Industrie Haushalt Gelbwasser Braunwasser Essensreste Diverses 1,6 g/e*d

4 P-Potential ARA Österreich 40 % des jährlichen P- Mineraldüngerimports Mineraldüngerimport: t P/a Klärschlamm: t P/a Tierische Abfälle: t P/a Biogene Abfälle: t P/a Pflanzliche Abfälle: 510 t P/a + Lager Abfallwirtschaft: t P/a + Lager Landwirtschaft: t P/a - über Gewässer: t P/a Biologie und Chemie des Wassers (WS 2009)

5 Wege des Klärschlamms 75 % Verlust Verlust 75 % 1/4 Kreislaufführung (1.700 t P/a von t P/a)

6 Flüssige Phase Verfahren Kristallisation Fällung Ionentauscher Elektrokinetik Potential: Max. 50 % des im Abwasser enthaltenen P Große Volumenströme und geringe P Konzentrationen Phosphor gelöst Geringer technischer und energetischer Aufwand Weltweit mehrere Verfahren bereits in Betrieb Wirtschaftlicher Betrieb möglich

7 DHV Crystalactor Ostara Fällung Kristallisation

8 Klärschlamm Verfahren Strippung Nasschemisch Hydrolyse SCWO thermisch Potential: bis 95 % des P Kleine Volumenströme und hohe P Konzentrationen Phosphor biologisch/chemisch gebunden Großer technischer und energetischer Aufwand Einzelne Verfahren in Betrieb Wirtschaftlicher Betrieb (noch) nicht möglich

9 Klärschlamm Aqua Reci AirPrex Superkritische Wasseroxidation Strippung + Fällung Biologie und Chemie des Wassers (WS 2009)

10 Klärschlammasche Verfahren Thermochemisch Nasschemisch Elektrokinetisch Bioleaching Potential: bis 95 % des P Klärschlammverbrennung nötig Hygienisierung + Energiegewinn Kleine Volumenströme und hohe P Konzentrationen 6-10 % Phosphor stark gebunden Großer technischer und energetischer Aufwand Wirtschaftlicher Betrieb (noch) nicht möglich

11 Klärschlammasche Ash Dec Thermochemisches Verfahren Nasschemisch PASCH Biologie und Chemie des Wassers (WS 2009)

12 Szenarien für Österreich Das absolute P-Potential ergibt sich aus Phosphorfracht im Zulauf Eliminierung über Klärschlamm Zulässigen bzw. tatsächlichen P-Fracht im Ablauf Wirkungsgrad der Rückgewinnungstechnologie Potential [t P/a] Rückgewinnungspotential [%] Wirkungsgrad [%] Rückgewinnung [t P/a] Substitution Mineraldünger Ablauf % Schlammwasser % Klärschlamm % Klärschlammasche %

13 Endprodukte (1) Sekundärprodukte Magnesiumammoniumphosphate (MAP) Kaliumphosphate Calciumphosphate Eisenphosphate Konverterschlacken Ostara Ash Dec Nährstoffe P: bis 12 % N: 5 % Ca, K, Mg AirPrex Verfügbarkeit Kaum Wasserlöslichkeit < 5 % Zitronensäurelöslichkeit wie TSP Topfversuche und Feldversuche gute bis ausgezeichnete Erträge Langsame P-Abgabe langfristig verfügbar Biologie und Chemie des Wassers (WS 2009)

14 Endprodukte (2) Schadstoffe bzw. Verunreinigungen Deutlich unter den Grenzwerten der Düngemittelverordnung Teilweise nicht mehr nachweisbar Org. Verunreinigungen: Zerstörung durch chemische und thermische Behandlung Keine hygienischen Bedenken Kosten Sekundärdünger: 1 kg P: 2 12 Primärdünger: 1 kg P: 1,5 Nebenprodukte P-armer Klärschlamm bzw. Klärschlammaschen Rückbelastung durch schadstoffreiche Überstände Saure oder basische Überstände Filterstäube, Filterkuchen

15 Situation in Europa Deutschland Intensive Forschung Einzelne Verfahren umgesetzt bzw. in Planung Schweiz Verbot KS Ausbringung 2015 wird 1/3 des KS monoverbrannt Ziel Rückgewinnung aus Asche Niederlande Verbot KS Ausbringung Verpflichtender Einsatz von Rückgewinnungstechnologien Rückgewinnung aus dem Schlammwasser/Ablauf Thermophos - Ascheaufbereitung für Industrie Schweden 60 % Rückführung des P-Aufkommens im Abwasser bis 2015 Aqua Reci Verfahren Superkritische Wasseroxidation USA, Japan Einsatz Rückgewinnungsverfahren aus der flüssigen Phase

16 Resümee P-Potential im kommunalen Abwasser (ungenützt) Fehlende Kreislaufführung Technologien sind bekannt und einsatzbereit Schadstoffarme Endprodukte Ressourcen und Energieaufwand Derzeit nicht Wirtschaftlich Unabhängigkeit vom Weltmarkt Regionale Wertschöpfung Markt für Sekundärdünger Akzeptanz der Sekundärdünger Abfallwirtschaft Abwasserwirtschaft LW Haushalt Industrie

17 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Forschungsprojekt Phosphorrecycling aus dem Abwasser TU Wien Institut für Wassergüte, Ressourcenmanagement und Abfallwirtschaft