Recyclingdünger Klärschlamm: Schwermetallbelastung gelöst

Nach drei Jahren Forschung gibt es zwei erfolgreiche Methoden, die künftig umweltfreundliche Phosphat-Recyclingprodukte mit deutlicher Düngewirkung liefern könnten. Dabei kann, je nach Verfahren, nicht nur Klärschlamm mit geringem sondern auch mit hohem Gehalt an Schwermetall aufbereitet werden.

Phosphor und Phosphorverbindungen sind für alle Lebewesen essenziell. Keine Pflanze kann ohne Phosphor wachsen. Deshalb ist Phosphor ein wichtiger Bestandteil von Düngemitteln. Weil es kaum noch Phosphor-Reserven in Europa gibt, muss der Bedarf jedoch fast vollständig importiert werden und ist entsprechend teuer. Landwirtschaft und Landschaftsbau behalfen sich lange mit phosphorhaltigem Klärschlamm aus kommunalen Kläranlagen als Recyclingdünger. Weil jedoch die Schadstoffbelastung gering sein muss, konnte 2015 nur knapp ein Viertel der rund 1,8 Millionen t kommunalen Klärschlamms in Deutschland eingesetzt werden.

Im ersten Verfahren haben Wissenschaftler der Universität Gießen in Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung in Berlin kleine Pyrolysereaktoren eingesetzt, die ein Phosphorrecycling bei niedrigen Temperaturen von 400 bis 600 °C ermöglichen. Die zweite Methode ist eine thermochemische Behandlung mit hohen Temperaturen von 950 °C. Dabei werden weitere Stoffe wie Magnesiumchlorid oder Salzsäure zur Ausfällung des Phosphors zugesetzt.

Die Methode mit den Pyrolysereaktoren erwies sich als besonders gut geeignet für den dezentralen Einsatz direkt am Klärwerk. Allerdings konnten viele Schwermetalle aufgrund der geringen Temperaturen nicht ausreichend reduziert werden. Damit eignet sich diese Form der Aufbereitung nur für Klärschlamm mit unbedenklichen Schwermetallgehalten.

Für hoch belasteten Klärschlamm bewährte sich die thermochemische Behandlung bei hohen Temperaturen. Die Gehalte fast aller Schwermetalle ließen sich damit ausreichend verringern. Die Recyclingdünger wiesen zum Teil sogar geringere Schwermetallgehalte auf als herkömmliche mineralische Phosphor-Dünger. Außerdem lassen sich schwerlösliche Phosphat-Verbindungen durch die hohen Temperaturen in leichtlösliche, und damit pflanzenverfügbare Formen wie Calcium-Natrium-Phosphat überführen.

Die Novelle der Klärschlammverordnung sieht vor, dass Klärschlämme größerer Kläranlagen mit einer Übergangsfrist zwischen zwölf und 15 Jahren nicht mehr direkt als landwirtschaftlicher Dünger ausgebracht werden dürfen. Das macht eine Aufbereitung notwendig. Hinzu kommt, dass mineralischer Phosphor ein endlicher Rohstoff ist. Deshalb gilt Klärschlamm als Phosphorquelle der Zukunft. Voraussetzung dafür ist, den Nährstoff in großen Mengen und pflanzenverfügbarer Form zurückzugewinnen und die Schwermetallgehalte entscheidend zu reduzieren. Das Bundeslandwirtschaftsministerium hat die dreijährige Studie im Bundesprogramm Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft (BÖLN) gefördert. Die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) betreute die Forschungsarbeiten als Projektträger.

cm/BLE

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