Phosphat im Kreislauf führen

Mit Hilfe des TCR-Verfahrens wollen Forscher einen Weg finden, die Nährstoffe des Klärschlamms zurückzugewinnen und andere, belastete Reststoffe abzuscheiden.

Im Klärschlamm sind wichtige Nährstoffe für Pflanzen wie Phosphat ebenso enthalten wie schädliche Schwermetalle, bspw. Blei, Cadmium, Chrom, Kupfer, Nickel, Quecksilber und Zink. Zudem können Krankheitserreger wie Viren, Bakterien und Parasiten in den Abwässern vorkommen. TCR tötet Pathogene, wertvolle Nährstoffe hingegen lassen sich in der erzeugten Kohle binden. Ziel der Forscher ist die Rückgewinnung der in der Kohle enthaltenen, wertvollen Mineralien für den Einsatz in der Landwirtschaft.

Phosphat als lebensnotwendiger Rohstoff
In der Schweiz gilt seit 2006 ein Ausbringungsverbot für Klärschlamm in die Landwirtschaft. Seitdem wird dieser überwiegend thermisch verwertet, das Phosphat verbleibt in der Asche bzw. der Schlacke und wird deponiert oder bei der Zementherstellung im Zement gebunden.
Phosphat ist ein knapper aber lebensnotwendiger Rohstoff. Weltweit wird für die Jahre zwischen 2020 und 2030 mit dem Höhepunkt des Abbaus der natürlichen Phosphatvorkommen gerechnet. Umso bedeutender ist es, Phosphat zukünftig im Kreislauf führen zu können und nachhaltig zu recyceln. Aus diesem Grund forschen die Wissenschaftler der FHNW an nachhaltigen Verfahren zum Phosphorrecycling.
Auf dem Gelände des Abwasserverbandes Altenrhein wird die Schmutzwasserbehandlung für etwa 120.000 Menschen durchgeführt und insgesamt etwa Klärschlamm von 320.000 Menschen aufgenommen. Vor Ort existiert bereits eine effiziente Klärschlammtrocknung. Der getrocknete Klärschlamm wird derzeit in Zementwerken thermisch verwertet. In einem aktuell von der Schweizer Kommission für Technologie und Innovation geförderten Projekt untersucht die FHNW mit weiteren Partnern die Pflanzenverfügbarkeit des Phosphors in der Pyrolysekohle sowie die Möglichkeit zur Schwermetallabreicherung.

Herstellung von Kohle
Die Wissenschaftler von Fraunhofer Umsicht entwickelten gemeinsam mit der Universität Bologna ein Testverfahren für TCR-Kohle, um diese von anderen Kohlen zu unterscheiden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Kohle frei von organischen Belastungen ist.
Eine Einschränkung bei der Verwendung der TCR-Kohle bildet allerdings eine mögliche Schwermetallbelastung, welche primär abhängig vom Einsatzgut ist. Grundsätzlich bietet TCR eine außerordentlich flexible Technologieplattform für die Verwertung von organischen Reststoffen und zur Herstellung von energiereichem Öl, Gas und Koks. Sie eignet sich somit zur Lösung von Entsorgungsproblemen und zum Recycling von Nährstoffen.
Die TCR-Technologie wurde von Fraunhofer Umsicht am Institutsteil in Sulzbach-Rosenberg entwickelt, wo die Ingenieure die erste Anlage vor der Auslieferung abnahmen.

Start in den Markt
»Mit der Auslieferung der ersten Anlage haben wir bewiesen, dass TCR bereit für den Start in den Markt ist«, freut sich der Geschäftsführer von Susteen, Thorsten Hornung. »Diese Labor­anlage ist ein wichtiger strategischer Schritt. In der zweiten Phase vollziehen wir den ­Scale-up, das heißt, wir fertigen derzeit eine Anlage im Großmaßstab mit einem Durchsatz von 300 kg/h Biomasse.«