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02.06.2021 16:13 Alter: 108 days

Phosphorrecycling aus Klärschlamm - ein Umweltschutzprojekt von REMONDIS: Im Auftrag der Zukunft

REMONDIS fühlt sich als Familienunternehmen seit jeher dem Umweltschutz und einem nachhaltigen Umgang mit Rohstoffen verpflichtet. Recycling ist bei REMONDIS nicht nur ein Ziel, sondern wird tagtäglich gelebt und unter Einsatz der bestmöglichen innovativen Verfahrenstechnik umgesetzt.   Über die Ressource Klärschlamm und ihr großes Recycling-Potenzial informieren Dr. Martin Lebek, Geschäftsführer REMONDIS Aqua Industrie GmbH & Co. KG und Gregor Timmerhaus, Geschäftsführer der REMONTIS TetraPhos GmbH.


Dr. Martin Lebek, Geschäftsführer, REMONDIS

„Kläranlagen sind keine Entsorgungsanlagen, sondern Rückgewinnungsanlagen für sauberes Wasser, Energie und Mineralien. Mit dem von uns entwickelten TetraPhos®-Verfahren werden Klärschlämme stofflich und energetisch verwertet und wertvolle Salze zurückgewonnen. Wirtschaftlich und ressourcenschonend gewinnt REMONDIS aus Klärschlamm damit vielseitig verwertbare und marktfähige Sekundärrohstoffe in gleichbleibend hoher Qualität und Verfügbarkeit“.

Dr. Martin Lebek

Recycling gehört quasi zur „DNA“ von REMONDIS, wo seit Jahrzehnten getreu dem Leitmotiv „Im Auftrag der Zukunft“ gehandelt wird. Vor diesem Hintergrund erstaunt es nicht, dass REMONDIS bereits sehr früh – Jahre bevor der Gesetzgeber dies 2017 gefordert hat – auch im Bereich der Wasserwirtschaft an Recycling-Verfahren geforscht hat, um dort Rohstoffe aus Klärschlamm zurück zu gewinnen. Die Ressource Klärschlamm bietet sehr großes Recycling-Potenzial und enthält insbesondere den lebensnotwendigen Rohstoff Phosphor.

Phosphor wird in Deutschland zu 100 % importiert und unter umweltschädlichen sowie politisch instabilen Bedingungen abgebaut. Deshalb steht Phosphor auch seit 2017 auf der Liste kritischer Rohstoffe der Europäischen Union. Mit der aktuellen Gewinnung von Phosphor verbunden sind lange Transportwege und hohe CO2 -Belastungen, da in hohem Maße Schadstoffe - insbesondere Schwermetalle und auch Uran - freigesetzt und mit den Produkten nach Europa transportiert werden. Aus Ressourcen- und Umweltschutzgründen ist das Recycling von Phosphor deshalb ein notwendiger und umweltschonender Schritt.

Neue gesetzliche Vorgaben

Die Bundesrepublik Deutschland verlangt seit 2017 durch die Novellierung der Abfallklärschlammverordnung sowie der Düngeverordnung, dass ab 2029 Phosphor aus kommunalem Klärschlamm recycelt und in den Wirtschaftskreislauf zurückgeführt wird. Gleichzeitig wird die herkömmliche Klärschlammverwertung in der Landwirtschaft deutlich eingeschränkt, um eine Verringerung der teilweise in vielen Regionen Deutschlands viel zu hohen Nitratwerte im Grundwasser, sowie dem Eintrag von organischen Schadstoffen, Schwermetallen und Mikroplastik in den Boden zu erzielen.

Diese gesetzlichen Vorgaben führen zu starken Veränderungen im Markt der Entsorgung von kommunalen Klärschlämmen. Bestehende und zukünftige – zum Beispiel durch die Stilllegung von Kohlekraftwerken zusätzlich entstehende – Kapazitätsengpässe bei thermischen Verwertungsoptionen speziell für Klärschlamm müssen durch den Aufbau neuer Kapazitäten ausgeglichen werden. Hier stellt sich insbesondere die Frage, welche Technik zukünftig anzuwenden ist und wie das Ziel des Gesetzgebers, Rohstoffe zurückzugewinnen, möglichst hochwertig erreicht werden kann.

Recycling von Phosphor

Phosphorrecycling stellt hier den technisch möglichen und wirtschaftlich hochwertigsten Verwertungsweg für Klärschlamm gemäß der Abfallklärschlammverordnung dar und ist damit einer ausschließlichen thermischen Nutzung vorzuziehen. Durch das Schließen mehrerer Stoffkreisläufe und die regionale Produktion hochwertiger Sekundärrohstoffe werden durch eine „Phosphorrecycling-Anlage“ gegenüber konventionellen Verfahren CO2 -Emissionen eingespart. Um die Wege für das Recycling der lebenswichtigen Ressource Phosphor möglichst schnell zu ebnen, besteht zudem die Notwendigkeit, Phosphorrecycling bei der Vergabe von kommunalen Aufträgen für die Klärschlammverwertung mit zu berücksichtigen. Auch wenn es die Gesetzgebung zulässt, dass die bei der Verbrennung entstehenden Aschen von kommunalen Klärschlämmen auf Deponien zwischengelagert werden, kommt dies einer Entsorgung gleich, das gewünschte Recycling des Phosphors wird so nicht erreicht.

Das REMONDIS TetraPhos®-Verfahren

Das zum hochwertigen Recyceln von Phosphor von REMONDIS entwickelte und patentierte „TetraPhos®- Verfahren“ wurde bereits im Jahr 2016 als Gewinner des Green Tec Awards in der Kategorie „Recycling und Ressourcen“ ausgezeichnet. Durch die Produktion der hochreinen Phosphorsäure RePacid® aus Klärschlamm wird der Stoffkreislauf geschlossen. RePacid® ist als wertvoller Sekundärrohstoff zum Beispiel in der Düngemittel- und Futtermittel-Industrie oder als Korrosionsschutzmittel in der Automobilindustrie vielseitig verwendbar und stellt so einen vollwertigen Ersatz für umwelt- und klimaschädliche Phosphorimporte dar.

Neben Phosphorsäure werden weitere Sekundärrohstoffe wie Gips und Metallsalze (Eisen, Aluminium) zurückgewonnen. Diese Wertstoffe finden ihre Verwendung in der Baustoffindustrie (Gips), sowie als Fällmittel auf Kläranlagen (Metallsalze). Der am Ende des Verfahrens überbleibende Ascherest dient zudem als Zuschlagsstoff in der Baustoffindustrie.

Das folgende Schaubild verdeutlicht die Integration des TetraPhos®-Verfahrens in die Verfahrenskette der Abwasserbehandlung. Die innovative Grundidee des Recycling-Verfahrens liegt darin, dass mit der gewonnenen RePacid®-Phosphorsäure durch Kreislaufführung wieder neue Asche behandelt werden kann. Da keine neue konventionell hergestellte Phosphorsäure zum Auflösen benötigt wird, trägt diese Innovation erheblich zur Wirtschaftlichkeit der Anlage bei und wirkt damit stabilisierend auf die von den Bürgern zu entrichtenden Entsorgungsgebühren. Erstmals schließt REMONDIS mit dem TetraPhos®-Verfahren so den Stoff- und Wirtschaftskreislauf für Phosphor vollumfänglich und nachhaltig.

In der dem nass-chemischen Verfahrensteil vorgelagerten thermischen Verfahrensstufe werden bei Temperaturen von rund 850 Grad Celsius auch Mikroplastikrückstände und Medikamentenreste aus dem Klärschlamm eliminiert.

Phosphorrecycling-Anlage

Mit der Planung einer Phosphorrecycling-Anlage reagiert REMONDIS frühzeitig auf die neuen Gesetzesvorgaben und sich abzeichnende Marktentwicklungen. Damit wird ein Anlagenkonzept realisiert, welches der nachhaltigen und umweltorientierten Unternehmensphilosophie von REMONDIS -„Im Auftrag der Zukunft“- entspricht.

Das „TetraPhos®-Verfahren“ wird mit integrierter thermischer Behandlung als durchgängiger Prozess in einem zusammenhängenden Anlagendesign umgesetzt. Während reine Mono-Klärschlammverbrennungsanlagen lediglich den Klärschlamm thermisch behandeln und so zunächst nur eine phosphorhaltige Asche erzeugen, wird durch die Anwendung unseres integralen TetraPhos®-Prozesses aus Klärschlamm hochreine Phosphorsäure als vielseitig verwendbarer SekundärRohstoff direkt zurückgewonnen.

Das TetraPhos®-Verfahren selbst hat den großtechnischen Reifegrad erreicht und nimmt damit eine Vorreiterrolle im Bereich des Phosphorrecyclings ein. In einem erfolgreichen ÖPP-Modell (Öffentlich Private Partnerschaft) der HPHOR, ein Unternehmen der Freien und Hansestadt Hamburg und REMONDIS, wurde die weltweit erste großtechnische Anlage zum Phosphorrecycling Anfang 2021 fertiggestellt.

Im Vergleich zu den Phosphorressourcen aus natürlichen Quellen werden durch eine Phosphorrecycling-Anlage neben 60 % CO2 -Einsparung auch die Lagerstätten von Phosphorerz, zum Beispiel in Nordafrika, geschont. Würde es gelingen, 100 % Phosphor aus den in Deutschland jährlich anfallenden Klärschlämmen zu recyceln, entspräche dies einem CO2 -Footprint von 27 Mio. Bäumen.

Innenansicht Phosphorrecyclinganlage auf dem

Innovation und Umweltschutz

Im Vordergrund dieser innovativen Vorhaben steht bei REMONDIS – der Grundphilosophie des Unternehmens folgend – Ressourcenschutz und Nachhaltigkeit. Phosphorrecycling wird zum technisch möglichen und wirtschaftlich zumutbaren hochwertigsten Verwertungsweg für Klärschlamm gemäß der Abfallklärschlammverordnung und ist damit der ausschließlichen thermischen Nutzung vorzuziehen. Durch das Schließen mehrerer Stoffkreisläufe und die regionale Produktion hochwertiger Sekundärrohstoffe werden durch eine „Phosphorrecycling-Anlage“ gegenüber konventionellen Verfahren auch deutlich CO2 -Emissionen eingespart.

Das TetraPhos®-Verfahren leistet so einen aktiven Beitrag zu Ressourcenschonung und Umweltschutz. Damit stellt REMONDIS erneut unter Beweis, dass erfolgreiches Wirtschaften und nachhaltiger Umweltschutz kein Gegensatz bedeutet, sondern dass mit innovativen Konzepten „Im Auftrag der Zukunft“ zukunfts- und umweltorientiert gehandelt werden kann.

www.remondis-aqua.de