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Am 18. September 2025 lud die Deutsche Phosphor-Plattform (DPP) e.V. im Rahmen ihrer Veranstaltungsreihe „DPP vor Ort“ zur Besichtigung der großtechnischen Phosphorrückgewinnungsanlage der PhosRec GmbH auf dem Gelände der Kläranlage Bottrop ein. Rund 20 Teilnehmende aus dem DPP-Netzwerk nutzten die Gelegenheit, sich über den aktuellen Stand der Technik sowie die Betriebserfahrungen im Projekt AMPHORE zu informieren.

Nach der Begrüßung durch Dr. Dennis Blöhse (PhosRec GmbH / EGLV) und Hanna Evers (Projektleitung AMPHORE, Ruhrverband) gab es eine Einführung in das vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) geförderte Verbundprojekt AMPHORE, in dem ein Konzept zum Phosphorrecycling untersucht wird, welches regionale Wertschöpfungsketteneinschließt. Im Anschluss folgte ein technischer Überblick über die Demonstrationsanlage in Bottrop, bevor die Teilnehmenden die Anlage im laufenden Betrieb besichtigten.

Projekt und Standort

Das Projekt AMPHORE („Regionales Klärschlamm- und Aschen-Management zum Phosphorrecycling für einen Ballungsraum“) ist Teil der BMFTR-Fördermaßnahme RePhoR und umfasst ein Konsortium aus sondergesetzlichen Wasserverbänden, Forschungseinrichtungen und Industriepartnern.

Am Standort der Kläranlage in Bottrop wurde hierzu eine großtechnische Demonstrationsanlage auf Basis der PARFORCE-Technologie® errichtet. Sie ist auf die Verarbeitung von bis zu 1.000 t Klärschlammasche pro Jahr ausgelegt und dient der Erprobung und Optimierung chemisch-physikalischer Rückgewinnungsprozesse zur Herstellung von Phosphorsäure. Dabei fallen weitere Nebenprodukte (z.B. Metallsalzlösungen und Calciumchlorid) an.

Nach Abschluss des Probebetriebs hat die PhosRec GmbH im Frühjahr 2025 den Betrieb übernommen und befindet sich derzeit in der sogenannten Optimierungsphase. Der Übergang in den kontinuierlichen Regelbetrieb ist ab Frühjahr 2026 vorgesehen und soll bis zum Ende der Projektlaufzeit fortgeführt werden.

Anlagenkonzept und Verfahrenstechnik

Die Bottroper Anlage stellt die erste großtechnischen Demonstration der PARFORCE-Technologie® dar. Das Verfahren basiert auf einer nasschemischen Extraktion von Phosphor aus Klärschlammasche mit Salzsäure im Mischungsverhältnis von etwa 3:1 (Säure zu Asche ). Die Anlage wird aktuell im Kampagnenbetrieb jeweils über zwei Wochen betrieben.

Wesentliche Prozessschritte:

1. Ansatz der Suspension aus Klärschlammasche und Säure, gefolgt von Rühr- und Reaktionsphasen.
2. Filtration mittels Kammerfilterpresse zur Abtrennung des Ascherückstands.
3. Ionenaustausch und Elektrodialyse zur weiteren Aufreinigung der entstandenen Phosphorsäure.
4. Eindampfung mittels Vakuumverdampfung bei etwa 45 °C, um marktfähige Konzentrationen von 75 % H₃PO₄ zu erzeugen.
5. Produktlagerung in separaten Tanks und Abfüllung in IBCs.

Als Betriebsmittel werden vor allem Salzsäure aber auch Kalkmilch und geringe Mengen an Natronlauge eingesetzt. Der Energiebedarf der Elektrodialyse ist derzeit noch Gegenstand der Bewertung; zur Schonung des Betriebspersonals wird aktuell auf eine Nachtschicht verzichtet und der Betrieb gedrosselt bzw. in einen Stand-By versetzt.

Nebenproduktströme, insbesondere Eisen- und Aluminium- sowie Calcium-chlorid-Lösung, sollen im Verfahren gezielt als verwertbare Produkte erzeugt werden.

Ziel ist es mit der Anlage unabhängig von der Qualität der eingesetzten Asche sicher eine Phosphorrückgewinnungsrate von über 80 % zu erreichen. Dabei werden spezifischen Erträge (je nach P-Gehalt in der Ausgangsasche) von 200–250 kg Phosphorsäure (75 %ig) pro Tonne Klärschlammasche erzeugt.

Betriebserfahrungen und Optimierungsphase

Seit der Inbetriebnahme im März 2025 wurden bislang fünf Versuchskampagnen durchgeführt. Dabei kamen Aschen aus unterschiedlichen Monoverbrennungsanlagen (u. a. Bottrop/Emschergenossenschaft, WFA Elverlingsen/Ruhrverband, SVA Buchenhofen/Wupperverband) zum Einsatz.

Im laufenden Betrieb zeigt sich bisher:

• Erreichbarer Durchsatz: ca. 80 kg Asche pro Stunde (rund 2 t/Tag)
• Betriebsweise: verlängerte Tagschicht (~12 h), reduzierter Nachtbetrieb
• Personal: 3–4 Personen werktags, 2 Personen am Wochenende
• Störungsaufkommen: sehr gering/betriebsüblich; Hauptaufwand liegt in Prozessüberwachung und Probenahme

Die größte Herausforderung besteht derzeit in der spezifischen Optimierung der Prozesseinstellungen bei stark variierenden Aschequalitäten. Auch die Logistik der Ascheanlieferung spielt eine wichtige Rolle: Der Störstoffeintrag durch z.B. sog. Bettasche muss bereits in der Verbrennungsanlage durch organisatorische Maßnahmen vermieden werden, da die Demonstrationsanlage hierfür nicht ausgelegt ist. Auch werden durch organisatorische Maßnahmen Verunreinigungen der anliefernden Silofahrzeuge durch vorherige Transporte (z. B. Zementreste) vermieden.

Zur weiteren Optimierung werden Filtrationsparameter, Chemikalienverbrauch und Prozessströme kontinuierlich angepasst. Die Analytik erfolgt in Zusammenarbeit mit der RWTH Aachen (ISA).

Forschung, Förderung und Perspektiven

Die Anlage ist im Rahmen des AMPHORE-Projekts gefördert und für 2 Jahre befristet als Versuchsanlage genehmigt. Nach Projektende (aktuell 06/2026) erfolgt der Rückbau.

Gemeinsam mit den Projektpartnern prüft die PhosRec GmbH die Möglichkeiten einer weiteren kostenneutralen Projektverlängerung zur Weiternutzung der Infrastruktur – etwa zur Erprobung weiterer Aschetypen und zur Skalierung in Richtung Vollmaßstab.

Langfristig sollen die Ergebnisse aus AMPHORE der (Weiter-)Entwicklung wirtschaftlich tragfähiger, großtechnischer Lösungen dienen, die auch regionale Entsorgungs- und Wertschöpfungsketten einbinden.

Fazit

Der Besuch der PhosRec GmbH in Bottrop bot einen detaillierten Einblick in den aktuellen Stand des Phosphorrecyclings im großtechnischen Demonstrationsmaßstab. Besonders eindrucksvoll ist die Verbindung von Forschung, Anlagenbetrieb und industrieller Umsetzung im Rahmen des Projekts AMPHORE.

Deutlich wurde, dass die Technologie technisch einen hohen Reifegrad besitzt. In einer möglichen weiteren Ausbaustufe sind dann betriebswirtschaftlich und logistisch Rahmenbedingungen noch zu optimieren. Der Demonstrationsbetrieb wird die hierfür notwendigen Erkenntnisse zusammentragen. Die PhosRec GmbH möchte mit den Ergebnissen der kommenden Betriebsphasen zeigen, dass Phosphorrückgewinnung aus Klärschlammasche mit einem hohen Effizienzgrad und verwertbaren Nebenprodukten möglich ist – ein zentraler Schritt auf dem Weg zu einem nachhaltigen Phosphormanagement in Deutschland.

Die DPP dankt der PhosRec GmbH und dem Projektteam AMPHORE, besonders Dr. Dennis Blöhse und Hanna Evers, für die Organisation, den fachlichen Austausch und die Möglichkeit zur Besichtigung der Anlage.

Über die Reihe DPP vor Ort:
Aus den Reihen der DPP-Mitglieder sind verschiedene neue Technologien zur Nährstoffrückgewinnung bzw. -aufbereitung entwickelt worden. Im Rahmen dieser Veranstaltungsreihe informiert sich der DPP e.V. direkt an den Anlagenstandorten über den Stand der Technik und fördert den Austausch innerhalb des Netzwerks.