Phosphor-Recycling: Gesetzliche Vorgaben erfüllen, ökologisch und wirtschaftlich sinnvoll handeln
Nachhaltig. Umweltschonend. Einfach.
Städte und Gemeinden müssen ab 2029 den lebenswichtigen Rohstoff Phosphor aus Klärschlamm rückgewinnen. Mit dem Grenzebach-Phosphor-Recycling wird dies nachhaltig möglich. Ohne eine vorgelagerte Verbrennung, ohne weite Transportwege, ohne Deponiestoffe und ohne den Einsatz von Chemikalien im Recycling-Prozess. Ein Lösungsansatz, der regional implementiert werden kann und mit dem Kommunen gesetzliche Vorgaben erfüllen. Als eines der wenigen Verfahren, die Phosphor direkt aus Klärschlamm recyceln, übertrifft es die gesetzlich vorgeschriebenen Recyclingquoten.
Warum Phosphor-Recycling heute so wichtig ist
GUTE ARGUMENTE FÜR PHOSPHOR-RECYCLING
- Phosphor ist ein lebenswichtiger Nährstoff für Pflanzen, Tier und Mensch. Er trägt zum Pflanzenwachstum bei und unterstützt den Energiestoffwechsel im menschlichen Körper. Damit ist Phosphor unverzichtbarer Rohstoff für die Herstellung von Düngern und wichtiger Bestandteil von unzähligen Produkten wie Futter- und Arzneimitteln.
- Deutschland ist vollständig von Phosphor-Importen aus fossilen Lagerstätten abhängig. Die Europäische Kommission stuft Phosphor daher als einen von 30 kritischen Rohstoffen ein.
- Das größte Recycling-Potenzial liegt im kommunalen Klärschlamm der rund 9.600 Kläranlagen. Deshalb wird die Rückgewinnung aus Klärschlamm ab 2029 Pflicht.
- Mit Phosphor-Recycling gelingt eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft und erhöht die Versorgungssicherheit der Wirtschaft.
Grundsatzentscheidung: Direkte Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm oder Umweg über die Verbrennung?
Wie kann Phosphor recycelt werden?
Derzeit haben sich zwei alternative Ansätze etabliert: Die direkte Rückgewinnung aus dem Klärschlamm oder die nachgelagerte Rückgewinnung nach der Monoverbrennung aus der Klärschlammasche. Zwei Wege, die zum gleichen Ergebnis führen sollen, allerdings unterschiedliche Potenziale in den Punkten Effizienz und Nachhaltigkeit bieten:
Phosphor-Recycling durch Monoverbrennung
Für die nachgelagerte Rückgewinnung aus der Klärschlammasche ist zunächst die sortenreine Verbrennung von Klärschlamm in einer Monoverbrennungsanlage notwendig. Die Herausforderung hier liegt allerdings in einer aufwendigen Prozesskette, die erst bei hohen Verwertungskapazitäten wirtschaftlich wird. Zahlreiche Transporte zu zentralen Anlagen sind daher in diesem Verfahrensansatz notwendig, die wiederum mit erhöhten CO2 Emissionen verbunden sind. Erst durch den hohen Einsatz von Chemikalien wird bei diesem Verfahrensansatz die nachgelagerte Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlammasche möglich. Die mögliche sortenreine Deponierung der Klärschlammasche als Zwischenlösung, umgeht die Rückgewinnung nicht. Dies ist nur ein weiter Kostenfaktor mit negativen Auswirkungen für die Umwelt.
Phosphor-Recycling aus Klärschlamm
Die direkte Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm bietet Kommunen einen regional orientierten und unabhängigen Lösungsweg: Implementiert an der Kläranlage wird über die Recycling Anlage aus dem entwässerten Klärschlamm Phosphor zurückgewonnen. Ein besonders effizienter und nachhaltiger Weg, der hohe Transportkosten vermeidet und damit verbundene CO2 Emissionen gar nicht erst entstehen lässt. Durch das geringe Anlagen-Ausmaß, vergleichbar mit den Abmessungen eines Handballfeldes, punktet dieser Ansatz zusätzlich durch seinen geringen Flächenbedarf und bietet kleineren, lokalen Anlagen einen praxistauglichen Lösungsweg. Vielversprechende Potenziale die Grenzebach heute in seinem Verfahren mit hohen Rückgewinnungsquoten vereint.
So funktioniert das Grenzebach-Phosphor-Recycling
Nachhaltiges und langfristig wirtschaftliches Phosphor-Recycling Konzept
Das Grenzebach-Phosphor-Recycling Verfahren kann als dezentrales Verfahren direkt an der Kläranlage implementiert werden. Kommunen erhalten damit einen regionalen und von Dritten unabhängigen Lösungsweg.
Im Verfahren wird dabei zunächst der Klärschlamm entwässert und getrocknet. Die Trocknung des Klärschlamms erfolgt zu einem wesentlichen Teil energieeffizient mit der Abwärme des Recycling-Prozesses. Dabei verliert der Klärschlamm rund drei Viertel seines Gewichts, ohne dass schädliche Stoffe entweichen. Kernstück des Recycling-Verfahrens bildet die Reduktions- und Oxidationssteuerung der Klärschlamm-Trockenmasse. Bei diesem Prozess wird die verbleibende Trockenmasse nahezu vollständig zu Phosphorsäure und Mineralik recycelt - ohne weitere Deponiestoffe zu hinterlassen.
Phosphor-Recycling: Heute nachhaltig entscheiden und handeln - für unsere Zukunft
Wir alle brauchen Phosphor – Tier, Mensch und Pflanzen. Ein endlicher Rohstoff der heute schon über unsere Zukunft entscheidet. Doch haben Sie schon mal über Phosphor und die drohende Herausforderung nachgedacht?
Erfahren Sie in unserem Video, welches Potenzial Phosphor-Recycling aus Klärschlamm bietet, um diesen wichtigen Nährstoff für zukünftige Generationen zu erhalten und eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft zu erzielen.♻
Unsere Expertise und Knowhow für Sie
Die Firma Grenzebach ist ein renommierter deutscher Anlagenbauer und Automatisierungsspezialist, dessen Tradition in der Verfahrenstechnik und der Aufbereitung von Rohstoffen wurzelt. Mit seiner langjährigen Erfahrung in der Phosphorsäure-Herstellung bringt das Unternehmen heute eine erprobte Prozesstechnik in die Rückgewinnung von Phosphor ein.
Gemeinsam mit dem Forschungszentrum CUTEC der Technischen Universität Clausthal wurde das Grenzebach Phosphor-Recycling Verfahren entwickelt.
FAQs - Häufig gestellte Fragen
Warum ist Phosphor so wichtig?
Phosphor ist lebenswichtig für Pflanzen, Tier und Mensch. Es trägt zum Pflanzenwachstum bei und unterstützt den Energiestoffwechsel im menschlichen Körper. Damit ist er unverzichtbarer Rohstoff für die Herstellung von Düngern und wichtiger Bestandteil von unzähligen Produkten wie Futter- und Arzneimitteln.
Deutschland und die anderen EU-Staaten sind vollständig von Phosphor-Importen aus fossilen Lagerstätten abhängig. Auch wird der Abbau von natürlichem Phosphor immer aufwendiger, da natürliche Ressourcen mit hohen Maßen an Uran und Schadstoffen versetzt sind. Die Europäische Kommission stuft Phosphor deshalb als einen von 30 kritischen Rohstoffen ein: d.h. als Rohstoff mit hohem Versorgungsrisiko und großer wirtschaftlicher Bedeutung.
Was ist Phosphorsäure und wofür wird sie genutzt?
Phosphorsäure ist die wichtigste Sauerstoffsäure des Phosphors und eine der wichtigsten anorganischen Säuren. Ihre Salze und Ester heißen Phosphate.
Phosphorsäure hat als Endprodukt ein sehr breites Verwertungsspektrum und dient als Ausgangsstoff zur Herstellung unter anderem von
- Dünger
- Korrosionsschutzmitteln
- Pharmaka
- Lebensmitteln
- Futtermitteln
- Katalysatoren
- Flammschutzmitteln
- Waschmitteln
Warum soll Phosphor aus Klärschlamm rückgewonnen werden?
Durch den Nahrungskreislauf über den Menschen gelangen aktuell nennenswerte Mengen an Phosphor in das Abwasser und damit in den Klärschlamm. Nach Schätzungen scheidet jeder Mensch dabei pro Tag 1,8g Phosphor aus. Das mit Abstand größte Potenzial für die Phosphor-Rückgewinnung liegt daher im Klärschlamm. Nach Angaben des Bundesumweltministeriums könnten in Deutschland bei voller Ausschöpfung der Rückgewinnungspotenziale bis zu 40 Prozent der Phosphorimporte ersetzt werden.
Bei Klärschlämmen, die 20 oder mehr Gramm Phosphor pro Kilogramm Trockenmasse enthalten, strebt die aktuelle Klärschlammverordnung eine Rückgewinnung von 50 bzw. 80 Prozent des Phosphorgehalts an. Diesen Phosphorgehalt haben die Klärschlämme von rund 500 Kläranlagen in Deutschland.
Wie ökologisch nachhaltig ist Phosphor-Recycling
Phosphor-Recycling ist die Chance für eine langfristig, nachhaltige Kreislaufwirtschaft. Endliche Vorkommen erfordern ein Umdenken unseres heutigen Handelns. Sekundäre Rohstoffquellen für Phosphor müssen daher nutzbar gemacht werden. Damit die wertvolle Ressource für Generationen nach uns bewahrt bleibt.
Damit allerdings von einer ganzheitlich nachhaltigen Phosphor-Kreislaufwirtschaft gesprochen werden kann, muss Phosphor-Recycling im Einklang mit allen Facetten des Umwelt- und Klimaschutzes stehen - vom Energieverbrauch über CO2-Emissionen bis hin zur Verwertbarkeit der Endprodukte.
Das innovative Grenzebach-Verfahren, bei dem Phosphor direkt aus Klärschlamm gewonnen wird, macht Phosphor-Recycling ohne Verbrennung, ohne weite Transportwege, ohne Einlagerung und ohne den massenhaften Einsatz von Chemikalien nachhaltig möglich.
Die Rückgewinnung aus Asche ist hingegen in vielerlei Hinsicht ein ökologisches Desaster: Monoverbrennung lohnt sich nur in großen Anlagen. Der Transport von hunderttausenden Tonnen Klärschlamm zu den Verbrennungsanlagen belastet die Anwohner und hat einen enormen CO2-Fußabdruck.
Wie groß ist das Vermarktungspotenzial der rückgewonnenen Stoffe
Das Vermarktungspotenzial der rückgewonnenen Stoffe hängt von der Art und der Reinheit der recycelten Produkte ab.
Im Grenzebach Verfahren wird Klärschlamm nahezu vollständig zu Phosphorsäure und Mineralik recycelt. Es bleiben keine weiteren Deponiestoffe Die dabei gewonnene Phosphorsäure hat ein sehr breites Verwertungsspektrum in vielen Industriezweigen. Weit über die Düngemittelindustrie hinaus kann Phosphorsäure beispielsweise als Handelsware in der Nahrungsmittelindustrie, oder der Chemie-Industrie eingesetzt werden. Gleiches gilt für die zurückgewonnene Mineralik, die Einsatz bei der Herstellung von Baustoffen findet und den ansonsten in Bergwerken umweltschädlich gewonnenen Basalt ersetzen kann.
Andere Verfahren im Vergleich gewinnen Phosphor in Form von Struvit oder gebunden mit anderen chemischen Stoffen zurück. Die damit gewonnenen Endprodukte finden Weiterverwendung vornehmlich in Nischenbereichen.
Für welche Kommunen eignet sich das Grenzebach-Phosphor-Recycling?
Gemeinden, die sich in besonderem Maße für nachhaltige Kreislaufwirtschaft stark machen und in Sachen Umweltschutz zu den Vorreitern zählen wollen.
Es eignet sich für die vielen Kommunen, die in der Phosphorfällung aluminium- bzw. kalziumbasierte Mittel einsetzen oder dies zukünftig planen. Es ist gerade auch für kleinere Kommunen leicht umsetzbar, in denen weniger als 3 Tonnen Klärschlamm pro Stunde anfallen. In dieser Größenordnung sind keine langwierigen öffentlichen Genehmigungsprozesse gesetzlich vorgesehen.
Die kompakte Anlage wird in der Regel nicht mehr Platz beanspruchen als ein Handballfeld. Sie ist vollständig automatisiert und wird fernüberwacht. Daher wird kein zusätzliches Personal benötigt.
Was qualifiziert Grenzebach für das Phosphor-Recycling?
Als führendes Unternehmen für Anlagentechnologien arbeiten wir tagtäglich an der thermischen, mechanischen und chemischen Aufbereitung verschiedenster Rohstoffe über viele Branchen hinweg. Unsere langjährige Erfahrung in der Phosphorsäure-Herstellung bildet das Fundament für unsere tiefgehende Expertise in der Aufbereitung von Phosphor. Wir verstehen das Element Phosphor – in seiner Komplexität und in seinem Reaktionsverhalten. Erprobte verfahrenstechnische Apparate, zum Beispiel für die Phosphorsäure-Herstellung aus Apatit oder der Natriumtripolyphosphat-Prozess sind die Basis unserer Anlagenkonzepte.
