Klärschlammaschen können eine hohe Phosphatkonzentration aufweisen und stellen damit einen geeigneten Sekundärrohstoff für die Produktion von Phosphatdüngemitteln dar.
Quelle: BAM
Projektlaufzeit
01.07.2020 - 30.06.2026
Projektart
Verbundforschungsprojekt
Projektstatus
Laufend
Kurzbeschreibung
Im Projekt R-Rhenania wird eine industrielle Demonstrationsanlage am Standort der Monoverbrennungsanlage Altenstadt der Firma Emter errichtet und im Jahr 2024 den Betrieb aufnehmen, um 15.000 t/a Phosphatdünger zu produzieren.
Ort
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Richard-Willstätter-Straße 11
12489 Berlin
Klärschlammasche für die Herstellung von Phosphor Quelle: BAM
Um einen wirksamen und schadstoffarmen Phosphatdünger aus Klärschlammherzustellen, wird im Rahmen des R-Rhenania Projekt die vorhandene Monoverbrennung umgebaut, um einen thermochemischen Prozess zu integrieren. Diese Demonstrationsanlage wird durch ein wissenschaftliches Monitoring begleitet: Die Düngemittel werden eingehend chemisch-mineralogisch charakterisiert und in Gefäß- und Feldversuchen im ökologischen Landbau auf ihre Düngewirksamkeit untersucht.
Quelle: BAM
Klärschlamm und deren Aschen können eine hohe Phosphatkonzentration aufweisen und stellen damit einen geeigneten Sekundärrohstoff für die Produktion von Phosphatdüngemitteln dar. Bisher wird deren Potential für die Phosphor-Rückgewinnung jedoch kaum genutzt, da die in den Aschen enthaltenen Phosphate für Pflanzen kaum verfügbar sind und die Aschen mit toxischen Schwermetallen belastet sind. Eine Aufbereitung der Klärschlammaschen ist notwendig, um wirksame und schadstoffarme Phosphatdünger herzustellen.
Quelle: BAM
Das thermochemische AshDec®-Verfahren schließt die Phosphate in Klärschlamm oder dessen Asche auf und macht sie für Pflanzen vollständig verfügbar, wie man es bereits vom erfolgreichen aber nicht mehr produzierten Düngemittel „Rhenania-Phosphat“ kennt. Zusätzlich werden im Prozess die Gehalte an toxischen Schwermetallen wie Arsen, Blei, Cadmium und Quecksilber reduziert.
Quelle: BAM
Fördermaßnahme
Das Projekt R-Rhenania wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert (Förderkennzeichen 02WPR1547A-H).
Fördervolumen des Verbundprojektes
Ca. 3,2 Mio. Euro
Partner
Emter GmbH
sePura GmbH
Outotec GmbH & Co. KG
Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL)
Kompetenzzentrum Wasser Berlin gGmbH (KWB)
Institut für Baustoff-Forschung e.V. (FEhS)
Universität Bonn
Phosphatrückgewinnung aus Klärschlamm und dessen Aschen mit dem thermochemischen Verfahren AshDec®
Die Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm und Klärschlammaschen ist in Deutschland politisch gefordert. Im Projekt R-Rhenania werden zwei Variationen des thermochemischen Prozesses mit der Zudosierung von (Erd-)Alkalien untersucht. Klärschlammaschen werden in einem nachgeschalteten Drehrohrofen thermochemisch behandelt. Dieser Prozess ist unter dem Eigennamen AshDec® bekannt. In der zweiten Projektphase wird dieser Prozess für verschiedene Szenarien erprobt.
Bei der anderen Variante findet dieser thermochemische Prozess direkt in der Verbrennung von Klärschlamm statt und wird am Standort Altenstadt als Demonstrationsanlage umgesetzt. Dafür baut die Firma Emter Ihre vorhandene Rostfeuerung-Monoverbrennung so um, dass das thermochemische Verfahren integriert werden kann, um einen wirksamen und schadstoffarmen Phosphatdünger herzustellen. Der Projektpartner der Düngemittelhersteller sePura plant den produzierten Dünger vollständig regional in Bayern zu verwerten.
Die Demonstrationsanlage wird durch ein wissenschaftliches Monitoring begleitet. Die thermochemisch hergestellten Düngemittel werden eingehend chemisch-mineralogisch charakterisiert und in Gefäßversuchen als auch in Feldversuchen im ökologischen Landbau auf ihre Düngewirksamkeit untersucht. Neben der Düngewirkung des Phosphats werden auch die Wirkungen der Silikate und der enthaltenen Spurennährstoffe auf Pflanzenverfügbarkeit und Pflanzengesundheit untersucht.
Um die Übertragbarkeit der AshDec®-Technologie auch für Standorte mit hohen Schwermetallbelastungen zu ermöglichen, werden im kleintechnischen Maßstab Untersuchungen inklusive Engineering und Kostenabschätzung für die großtechnische Umsetzung an hoch belasteten Klärschlammaschen durchgeführt. Ökobilanzierungen und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen werden begleitend für die verschiedenen Anwendungsfälle durchgeführt.
Arbeitsschwerpunkte
- Errichtung und Betrieb einer großtechnischen Demonstrationsanlage (15.000 t/a) zur Herstellung von Phosphatdüngemitteln aus Klärschlammaschen am Standort Altenstadt, Bayern
- Wissenschaftliches Monitoring und Optimierung der Demonstrationsanlage
- Gefäßversuche und Feldversuche im ökologischen Landbau zur Ermittlung der P-Düngewirkung des thermochemischen Produktes
- Untersuchungen zur Wirkung von Silikaten und Spurennährstoffen im AshDec®-Produkt auf Pflanzenernährung und -gesundheit
- Kleintechnische Untersuchungen zur Übertragbarkeit der AshDec®-Technologie auf Standorte mit hoch schwermetallbelasteten Klärschlammaschen inkl. großtechnischer Anlagenplanung
- Ökobilanzierung und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen für die Demonstrationsanlage und für weitere Anwendungsfällen der AshDec®-Technologie
Projektkoordination
- Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Partner und Förderer
- Emter GmbH
- sePura GmbH
- Outotec GmbH & Co. KG
- Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL)
- Kompetenzzentrum Wasser Berlin gGmbH (KWB)
- Institut für Baustoff-Forschung e.V. (FEhS)
- Universität Bonn
Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in der Förderinititative RePhoR im Rahmenprogramm FONA gefördert.
Quelle: Rhenania Projektpartner und Förderer