Rohstoffe aus Abfall gewinnen: Kommunale Kläranlagen haben jährlich knapp zwei Millionen Tonnen trockenen Klärschlamm zu entsorgen. Er enthält lebensnotwendiges Phosphor, das sich mit dem neuen Verfahren der Hohenheimer Agrartechnologin Prof. Dr. Andrea Kruse schadstofffrei und kostengünstig aus dem Schlamm für Dünger gewinnen lässt. Eine AVA cleanphos-Pilotanlage, die das HTC-Verfahren (hydrothermale Carbonisierung) nun praxisähnlich erprobt, geht dieser Tage bei der AVA Green Chemistry Development GmbH in Karlsruhe in Betrieb. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) fördert das Projekt.

Ein Durchbruch bei der Phosphor-Rückgewinnung, wie sie die Novelle der Klärschlammverordnung fordert – das erwartet die Industrie durch die erfolgreiche AVA cleanphos-Pilotierung. Das HTC-Verfahren wandelt Klärschlamm zuerst in CO2-neutrale Biokohle um. Dann wird das Phosphat isoliert und zurückgewonnen.

So entstehen gleich zwei wirtschaftlich interessante Produkte: Ein wertvolles Phosphor-Produkt und die phosphorfreie HTC-Klärschlammkohle. Diese lässt sich dank AVA cleanphos in Zukunft als Ersatz für Braun- oder Steinkohle in der Mitverbrennung einsetzen. Das führt zu beträchtlichen Einsparungen von CO2-Emissionen.

Erste Ergebnisse aus dem Betrieb der AVA cleanphos-Anlage werden der Öffentlichkeit bereits im 4. Quartal 2016 vorgestellt. Das HTC-Verfahren in Kombination mit der AVA cleanphos-Lösung macht den Weg frei für eine echte, langfristige Klärschlammverwertung.

Neue Möglichkeiten für die Landwirtschaft

Der gewonnene Phosphor kann in der Landwirtschaft zur Düngung Verwendung finden. Das war bisher nicht ohne Weiteres möglich. „Obwohl Klärschlamm viel wertvolles Phosphat enthält, sprach bis jetzt vieles gegen eine landwirtschaftliche Verwertung“, erklärt Prof. Dr. Andrea Kruse, Agrartechnologin der Universität Hohenheim. „Der Schlamm kann Krankheitserreger mit sich führen und enthält zusätzlich viele Schwermetalle.“

Bisherige Technologien für die Phosphor-Rückgewinnung setzten zudem vor allem auf die Entsorgung in Monoverbrennungsanlagen, um aus der Asche das Phosphat zu gewinnen und als Dünger zu verarbeiten. Diese Verfahren seien aber teurer und deutlich aufwendiger als die HTC.

Bisher stamme das Phosphat noch aus Mineralwerken in China, den USA und Marokko. „Diese Mineralwerke sind aber mittlerweile stark ausgebeutet“, so Prof. Dr. Kruse weiter. „Wir brauchen daher neue Phosphatquellen. Der Klärschlamm ist eine davon, und mit der HTC basierten AVA cleanphos Technologie kann er nutzbar gemacht werden.“

HTC günstige Alternative zur derzeitigen Klärschlamm-Verbrennung

Das wertvolle Phosphat von den giftigen Schwermetallen trennen – das ist der große Vorteil des HTC-Verfahrens. Über 80 Prozent des Phosphats aus dem Klärschlamm bleiben erhalten. Die Schwermetalle bleiben jedoch in der Kohle zurück und kommen so nicht auf das Feld.

In der Praxis seien noch ein paar mehr Schritte notwendig, so Prof. Dr. Kruse. „Diese untersuchen wir nun im Pilotbetrieb der AVA cleanphos-Anlage.“

Bioökonomie bietet Alternativen

Das Projekt von Prof. Dr. Kruse ist eine Kooperation mit dem Schweizer Biotechnologie-Unternehmen AVA-CO2. Ziel ist eine Produktion in großen Mengen zu ermöglichen. Dies ist ganz im Sinne der Bioökonomie, dem Schwerpunkt in Forschung und Lehre der Universität Hohenheim, betont die Agrartechnologin.

„Nahrungs- und Futtermittel, Energie, Chemikalien, Kunststoffe oder eben Dünger aus Abfällen und erneuerbaren Rohstoffen ist ein wichtiges Thema an der Universität Hohenheim. Um die Bioökonomie zu etablieren, müssen wir immer weiter forschen, Alternativen anbieten und erreichen so hoffentlich einen Wandel in der Wirtschaft und Gesellschaft.“