Kläranlage mit Klärschlammtransport

Phosphor entfernen und rückgewinnen: Ein kurzer Überblick

Phosphor ist ein zentrales Thema in der kommunalen Abwasserbehandlung. Während Phosphatverbindungen in der Landwirtschaft als Düngemittel einen entscheidenden Beitrag zur Ernährungssicherheit leisten, sind die schädlichen Auswirkungen von Phosphoreinträgen auf die natürliche Umwelt ebenso gut dokumentiert und verstanden. Wenn überschüssige Mengen Phosphor in Flüsse und Gewässer eingeleitet werden, kann dies zu ernsthaften Schäden am Ökosystem führen. Der Schutz vor Phosphoreinträgen aus Abwasser wird künftig daher eine immer stärkere Rolle spielen. So kann die Phosphorentfernung gelingen und vom Problem zu einer wichtigen Ressource werden:

Neben Stickstoff und Nitrat, dass bei der Proteinbildung zum Wachstum eine wichtige Rolle spielt, ist Phosphor der wichtigste Baustein für jede Pflanze. Ohne Düngemittel reicht das Nährstoffangebot zum Pflanzenwachstum auf den meisten Böden nicht, um die große Zahl an Menschen weiterhin zu versorgen. Phosphor ist ein unersetzlicher Nährstoff, der allerdings kostbar ist und in falscher Dosierung große Schäden anrichtet. Bauern und Landwirte sehen sich bei diesem Thema oft großer Kritik ausgesetzt, da sie diese Nährstoffe direkt in die Umwelt eintragen. Die Herausforderungen für unsere Ökosysteme beim Umgang mit Phosphor und Nitrat durch die Zunahme der landwirtschaftlichen Einträge in den letzten Jahrzehnten, sind leider deutlich gestiegen. 

Klärschlamm wird abgeladen
Klärschlamm ist eine Ressource, kein Abfall

Schätzungen gehen heute allerdings davon aus, dass die Einleitung durch Kläranlagen bereits zwischen 60 und 80 Prozent des in Flüssen vorkommenden Phosphors ausmacht. Dies liegt daran, dass im Gegensatz zur saisonalen Landwirtschaft, die Einleitung von Abwässern das ganze Jahr über zur Phosphorkonzentration in unseren Gewässern beiträgt. Für lokale Wasserversorger ist Phosphor daher ein zentraler Schwerpunkt und die Rückgewinnung ab 2029 teilweise sogar verpflichtend. Aber auch für viele Industriebetriebe, kann die Rückgewinnung von Phosphor interessant sein. So z.B. für die Milchindustrie, in Destillerien oder bei der Verarbeitung von stärkehaltigen Lebensmitteln wie Kartoffeln. Die technologischen Grundlagen sind bereits vorhanden und die Wichtigkeit nachhaltiger Phosphorquellen ist größer denn je.

Es gibt verschiedene Ansätze, um Phosphor aus dem Abwasser zu entfernen, wobei die bewährtesten Technologien biologische, chemische und mechanische Verfahren umfassen. Für Standorte mit großen Mengen kann die Rückgewinnung und das Recycling von Phosphor eine wirtschaftlich äußerst attraktive Option sein.

Biologische Aufbereitung

Diese Verfahren züchten Mikroorganismen im Wasser, die Phosphor als Polyphosphat aufnehmen und speichern können. Das Phosphor wird von der Biomasse aufgenommen und am Ende des Prozesses vom Wasser getrennt. Die biologische Aufbereitung funktioniert hier quasi als Schwamm für das Phosphat.

Chemische Behandlung

Diese Verfahrensweise verwendet ein Metallsalz - häufig Eisen - um Orthophosphat auszufällen. Der Niederschlag bildet sich als Feststoff und wird anschließend entweder in einem Absetzbecken oder mit Hilfe eines tertiären mechanischen Filterverfahrens wie einem Scheiben- oder Sandfilter entfernt. Unsere Actiflo-Lösung verwendet beispielsweise einen speziellen Mikrosand, um die chemischen Flocken effektiv mit Ballast zu füllen, wodurch die Absetzgeschwindigkeit der Partikel erheblich erhöht wird. Dies ermöglicht sehr kurze Verweilzeiten der Flocken auf engem Raum. Dadurch ist die Stellfläche eines kompletten Actiflo-Systems 40-mal kleiner als bei herkömmlichen Klärsystemen.

Mechanische Filtration

Die gebräuchlichsten Filtrationstechnologien sind Scheiben-, Trommel- und Sandfilter. Scheibenfilter verwenden ein feines Mediennetz auf rotierenden Scheiben und bieten für viele Anwendungen mehrere Vorteile: Diese Einheiten bieten zunächst eine platzsparende Lösung, da sie im Vergleich zu anderen Optionen in der Regel eine geringere Stellfläche haben. Die Filteroberfläche kann durch die besondere Bauweise ganz einfach maximiert werden. Das Verfahren bietet auch eine flexible und modulare Lösung mit einem vergleichsweise niedrigen TOTEX - dem Gesamtaufwand, der CAPEX und OPEX kombiniert. Unsere Hydrotech DiscFilter bieten eine höhere Filterleistung bei geringerem Platzbedarf als viele Standard-Trommel- oder Scheibenfilter.

Phosphorrückgewinnung

Neben der einfachen Entfernung des Phosphors aus dem Abwasser ist es auch möglich, ihn zu extrahieren und zu recyceln. Phosphor ist eine endliche Ressource ohne künstlichen Ersatz und mit vielen elementaren Anwendungen beispielsweise als Düngemittel und Tierfutter. Die Phosphorrückgewinnung als Verfahren umfasst die Herstellung von Struvitkristallen (Magnesiumammoniumphosphat) durch Zugabe von Magnesiumsalzen zum Abwasser. Das Struvit wird dann vom Wasser getrennt und kann wiederverwendet werden - häufig zur Düngemittelherstellung. Das hilft dabei, die Kosten die bei der  Schlammentsorgung entstehen, in Einnahmen aus dem Verkauf des Struvits umzuwandeln. Für Standorte mit wirtschaftlich rentablen Volumina kann unsere Struvia-Technologie die Kapitalrendite erheblich verbessern und gleichzeitig eine Kreislaufwirtschaft für die nachhaltige Phosphornutzung etablieren. Mehr erfahren zu Veolias Struvia-Verfahren

Klärschlammverwertung

Nach Entfernung des Phosphors, können die Klärschlämme schließlich verwertet werden. Mit Hilfe unserer BioCo Bandtrockner Technologie, gelingt es die Klärschlämme effizient der Verbrennung zuzuführen - bei entsprechender Wärmequellen vor Ort, sogar ohne zusätzlichen Energieaufwand. 

Für welche Lösung Sie sich auch entscheiden, wir unterstützen Sie bei der Aufbereitung und Behandlung aller Abwasserströme. Sprechen Sie uns gerne an.

 

 

 

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