P-XTRACT®: Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm
Phosphorrückgewinnung
Phosphor ist ein essentieller Nährstoff. Die Rohstoffquellen mit Phosphorvorkommen sind begrenzt und auf eine geringe Anzahl von Herkunftsländern wie beispielsweise Russland, China und Marokko verteilt. Derzeit vermutet man, dass ca. 40 % des Bedarfs an Phosphor durch thermische Verwertung von Klärschlamm recycelt werden kann.
Alle zuvor aus dem Abwasser entfernten Stoffe werden im Klärschlamm konzentriert. Die direkte Ausbringung des Klärschlamms auf landwirtschaftlichen Flächen oder im Landschaftsbau würde dazu führen, dass die Schadstoffe unkontrolliert in den Wasserkreislauf und damit in die Nahrungskette gelangen. Um den natürlichen Kreislauf davor zu schützen, müssen die Schadstoffe zunächst sicher entfernt werden.
Der Prozess
P-XTRACT® ist ein thermisches Verfahren zur Rückgewinnung von Phosphor aus phosphorhaltigen Brennstoffen wie z.B. Klärschlamm. Durch die Zugabe von bestimmten (Erd-)Alkali-Additiven in die Verbrennung werden Schwermetalle abgereichert, sowie die Pflanzenverfügbarkeit des Phosphors erhöht. Im Anschluss kann somit ein hochwertiger Dünger möglichst direkt aus den Aschen erzeugt und regional ausgebracht werden - unser Beitrag zur Schließung von Wertstoffkreisläufen und zur Ressourcenschonung!
Regionales Phosphorrecycling aus Klärschlammasche
Die Vorteile
P-XTRACT® ist die Erweiterung der K3-Wirbelschichttechnologie von WEHRLE für Klärschlamm zur Erfüllung der gesetzlichen Vorgaben zur P-Rückgewinnung, welche für die ersten Kläranlagen ab 2029 in Kraft treten. Das Besondere an der K3sludge-Technologie zur dezentralen bzw. regionalen Klärschlammmonoverbrennung ist die Abtrennung der Phosphorasche in einem Temperaturfenster von 700 - 750 °C und damit an einem Punkt, an dem die meisten Schadstoffe noch gasförmig sind.
Durch die besonderen Prozessbedingungen in der Wirbelschicht und dem nachgeschalteten Heißgaszyklon zur Separation der flugfähigen, phosphorhaltigen Wertstoffaschen sind folgende Prozessmerkmale von P-XTRACT hervorzuheben:
- Rückgewinnungsquote erfüllt: Mehr als 80 % des Phosphors kann in Form von Aschedünger rückgewonnen werden.
- Schadstoffe eliminiert: Durch Beimischung der Additive werden flüchtige Schwermetallverbindungen in der Asche erzeugt, die durch die hohen Prozesstemperaturen in die Gasphase übergehen. Die Asche wird anschließend bereits im Heißgaszyklon bei über 700 °C abgetrennt, so dass Schwermetallverbindungen sich nicht wieder niederschlagen können. Des Weiteren ist die Asche nahezu dioxin- und furanfrei, da das Temperaturfenster der De-novo-Synthese nicht durchschritten wird. Die flüchtigen Schwermetalle werden in der nachgelagerten Rauchgasreinigung sicher entfernt.
- P-Verfügbarkeit verbessert: Durch Beimischung der Additive bilden sich neue Phosphat-Phasen aus, die für die Pflanzen wesentlich besser verfügbar sind als bei der konventionellen Mono-Verbrennung von Klärschlamm.
Aschedünger aus der Klärschlammverbrennung
Die Entwicklung
P-XTRACT® ist nach langjähriger Entwicklung von WEHRLE, dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) und der Universität Freiburg bereit für eine erste großtechnische Umsetzung. Im gleichnamigen Förderprojekt P-XTRACT der Europäischen Union und des Landes Baden-Württemberg soll an der Kläranlage des AZV Staufener Bucht in Breisach-Grezhausen eine Pilotanlage gebaut werden. Die Pilotanlage soll ca. 11.160 tOS/a an mechanisch entwässertem Klärschlamm bei gleichzeitig hohem Grad an energetischer Selbstversorgung verarbeiten. Die Inbetriebnahme ist für Ende 2022 geplant.
Nach der erfolgreichen Markteinführung kann P-XTRACT® als Add-on für zukünftige K3-Anlagen zur thermischen Verwertung zur Verfügung stehen oder nachgerüstet werden.
Das Projekt P-XTRACT wird von der Europäischen Union und dem Land Baden-Württemberg gefördert. P-XTRACT® ist eine eingetragene, geschützte Wortmarke der WEHRLE-WERK AG.