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BAFU-Bericht zur Beurteilung von Technologien zur Phosphor-Rückgewinnung in der Schweiz erschienen

Im Auftrag des Bundesamtes für Umwelt BAFU wurde ein Bericht mit dem Titel „Beurteilung von Technologien zur Phosphor-Rückgewinnung in der Schweiz  —  Gesamtheitliche Beurteilung der Nachhaltigkeit und Realisierbarkeit von P-Rückgewinnungstechnologien im Schweizer Kontext“ erstellt. Der Bericht steht im Informationsbereich als Dokument zum Download zur Verfügung. Folgend findet sich die Zusammenfassung:

Mit dem Inkrafttreten der Verordnung über die Vermeidung und die Entsorgung von Abfällen (VVEA) wird die Rückgewinnung von Phosphor (P) aus P-reichen Abfällen,d.h. Klärschlamm (KS) und Tier- und Knochenmehl, auf Verordnungsstufe mit einer 10-jährigen Übergangsfrist verbindlich vorgeschrieben. Für die P-Rückgewinnung existieren (bzw. befinden sich im fortgeschrittenen Entwicklungsstadium) diverse verfahrenstechnische Ansätze, (z. B. nass- oder thermochemisch). Diese unterscheiden sich hinsichtlich des Ansatzpunktes, (Faulwasser, KS, KS-Asche) und des verfahrenstechnischen Prinzips zur P-Extraktion, aber auch hinsichtlich verschiedener Performanz- und Umsetzungsrelevanter Kriterien.

Im Sinne einer Orientierungshilfe für Umsetzungsverantwortliche zur Planung einer auf die regionalen Gegebenheiten abgestimmten Rückgewinnung besteht das Ziel des vorliegenden Projekts darin, eine Auslegeordnung zu den Vor- und Nachteilen von absehbar marktreifen Technologien unter Berücksichtigung der zentralen, umsetzungsrelevanten Kriterien zu erarbeiten.

In einem ersten Schritt werden aus den heute bekannten Technologien diejenigen ausgewählt, welche aufgrund ihres Entwicklungsstands innerhalb der 10-jährigen Übergangsfrist für eine Implementierung in der Schweiz in Frage kommen. Die in die Auswahl aufgenommenen 20 Technologien werden mit einem eigens entwickelten Beurteilungsrahmen auf einer vierstufigen Ordinalskala hinsichtlich Nachhaltigkeits-Performanz und Integrierbarkeit in den Schweizer Umsetzungskontext bewertet. Insgesamt werden sieben Bewertungsdimensionen (z.B. Umwelt, Produkt, Markt, Kompatibilität mit bestehenden Infrastrukturen) festgelegt, welche über 14 Kriterien bzw. 25 Unterkriterien differenziert werden. Die Bewertung erfolgt für fünf Technologiegruppen, welche hinsichtlich der Kriterien vergleichbare Charakteristiken aufweisen (Gruppe 1: Kristallisation aus KS bzw. Schlammwasser, Gruppe 2: Säure-Aufschluss von KS mit anschliessender Kristallisation, Gruppe 3: Thermochemischer Aufschluss von KS, Gruppe 4: Säure-Aufschluss von KS-Asche, Gruppe 5: Thermochemischer Aufschluss von KS-Asche).

Die Resultate umfassen detaillierte Beurteilungsprofile für alle Technologiegruppen inklusive Angaben von Daten und Informationen zur Begründung der Punktevergabe. Sie offenbaren bedeutende Unterschiede in den Beurteilungsprofilen und entsprechenden Vor- und Nachteilen zwischen den fünf Technologiegruppen, teilweise aber auch signifikante Unterschiede in einzelnen Kriterien zwischen einzelnen Verfahren innerhalb derselben Gruppe. So variieren die Rückgewinnungsgrade von 15 % bei den aus wässrigen Medien direkt ausfällenden Verfahren (Abwasserreinigungsanlage (ARA) mit biologischer P-Elimination (Bio-P) vorausgesetzt) bis über 90 % bei ausgewählten thermochemischen Extraktionsverfahren (z. B. ASH DEC aus Gruppe 5; Pyreg und Susteen aus Gruppe 3). Bei den Säureaufschlussverfahren (Gruppen 2 und 4) sind die Rückgewinnungsgrade stark abhängig vom Säureeinsatz. Letztere sind zusätzlich noch in der Lage, andere P-reiche Abfälle (Tier- und Knochenmehl) zu verwerten, was den Beitrag zur Schliessung des Schweizer P-Kreislaufs weiter erhöht. Ausser bei den direkt ausfällenden Verfahren (Gruppe 1) und wenigen weiteren Ausnahmen (z. B. Pyreg und Susteen aus Gruppe 3) findet bei allen Verfahren eine effektive Abreicherung der im KS enthaltenen Schadstoffe statt.

Weiter unterscheiden sich die Verfahren wesentlich, was die Grösse und Diversität der Absatzmöglichkeiten für die rückgewonnenen P-Produkte, die Komplexität und damit die Betriebssicherheit, aber auch die Entsorgung von zusätzlich anfallenden Abfällen anbelangt. Die aus wässrigen Medien direkt ausfällenden Verfahren (Gruppe 1) schneiden in dieser Hinsicht – der tiefe Rückgewinnungsgrad, die mangelnde Schadstoffabscheidung und die Inkompatibilität mit der chemischen P-Elimination auf Schweizer ARA ausser Acht lassend – am besten ab (keine zusätzlichen Abfälle, vergleichsweise einfache Verfahrensführung, Struvit als Rohphosphat-Ersatz für die Düngerindustrie). Demgegenüber stehen die thermochemischen KS-Aufschlussverfahren (Gruppe 3), welche aufgrund der hohen Komplexität, dem vergleichsweise schwierigen Absatz der rückgewonnen P-Produkte und den bedeutenden Mengen an zusätzlich zu entsorgenden Sonderabfällen in dieser Hinsicht (noch) problematisch sind. Die Beurteilung dieser Kriterien bei den übrigen Verfahren (Gruppen 2, 4 und 5) liegt zwischen diesen beiden Extremen, mit jeweils spezifischen Vorund Nachteilen.

Die Technologiegruppen sind stark unterschiedlich kompatibel mit bestehenden Infrastrukturen der Abwasserreinigung und Klärschlammentsorgung, sowie den regionalen Gegebenheiten. Die Verfahren von Gruppe 2 sind sehr gut integrierbar in die bestehenden System- und räumlichen Strukturen. Diese Form der Rückgewinnung tangiert die bestehenden KS-Mengen und heutigen Verwertungswege nicht und ist aufgrund der Anlagengrösse auch für eine dezentrale Umsetzung auf mittelgrossen ARA geeignet. Dies gilt grundsätzlich auch für die Verfahren aus Gruppe 1 mit der entscheidenden Ausnahme, dass diese mit der auf Schweizer ARA vorherrschenden chemischen P-Elimination nicht kompatibel sind und deshalb für eine Implementierung nicht in Frage kommen. Die Beurteilung der übrigen Verfahren (Gruppe 3, 4 und 5) liegt dazwischen. Dabei haben die auf der KS-Monoverbrennung (KS-MV) basierenden Verfahren den Vorteil, dass Schlammverbrennungsanlagen (SVA) für die P-Rückgewinnung und die Rauchgase bei einer Realisierung bei Zementwerken (ZW) bzw. Kehrichtverbrennungsanlagen (KVA) für die Klinkerherstellung bzw. die Energieproduktion in KVA weiter genutzt werden könnten.

Grundsätzlich zeigen die Resultate, dass für die Implementierung der P-Rückgewinnung nach VVEA, Art.15 innerhalb der 10-jährigen Übergangsfrist verschiedene Technologien für eine Implementierung zur Verfügung stehen. Aufgrund der bedeutenden Unterschiede in der Performanz aber auch in der Integrierbarkeit in bestehende Systemstrukturen ist es wesentlich, dass weitere Abklärungen im Rahmen der Entscheidungsfindung unter Berücksichtigung von spezifischen regionalen Gegebenheiten und möglichst innerhalb von politisch klar abgesteckten Vorgaben an die Rückgewinnung geschehen.

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