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IFAT-Veranstaltung „Phosphor-Special“ über Phosphorentfernung und -recycling

Mehr als 150 Personen nahmen an der von DPP (Deutsche Phosphor-Plattform) und ESPP (European Sustainable Phosphorus Platform) organisierten Veranstaltung zur Verschärfung der Anforderungen an die Phosphorentfernung und das Phosphorrecycling auf der IFAT 2018 in München teil.

In Ihrem Grußwort stellte Monika Kratzer vom Bayerischen Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz fest, dass Bayern stark von der Einfuhr von Rohstoffen, einschließlich Phosphor für die Landwirtschaft, abhängig ist. Phosphor-Recycling aus dem Abwasser kann dazu beitragen, diese Abhängigkeit zu verringern. Die neue deutsche Gesetzgebung, insbesondere die novellierte Klärschlammverordnung, setzt Ziele, und es ist jetzt wichtig, zu ermitteln, welche Technologien für die Rückgewinnung von Phosphor in Frage kommen.

Pete Vale, Severn Trent Water UK, fasste die wichtigsten Ergebnisse der nationalen Versuche der britischen Wasserwirtschaft zusammen, die mit verschiedenen Technologien zur Erreichung sehr niedriger Phosphor-Einleitgrenzwerte beitragen wollen. Diese werden aufgrund der EU-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) schrittweise in Kraft treten. Grenzwerte von 0,2 mg P/l sind bereits teilweise anzuwenden und es werden 0,1 mg P/l Grenzwerte erwartet.

Erhebliche Fortschritte wurden bei der Verringerung der Phosphoremissionen von Kläranlagen im Vereinigten Königreich erzielt; mit einer Reduzierung von 60% im Zeitraum 1990-2009 und Investitionen in Höhe von über 2 Mrd. Pfund. Dennoch ist Phosphor nach wie vor die häufigste Ursache für das Scheitern der von der WRRL geforderten Qualitätsziele in England. Die nationalen Industrieversuche testeten die Optimierung bestehender Technologien sowie Technologien, die bereits an anderen Standorten in der Welt eingesetzt werden und auch neue Technologien. Die Schlussfolgerung ist, dass eine technische Optimierung der Kläranlage die Grenzwerte auf 0,5 mg P/l reduzieren kann, aber nicht auf 0,1 mg P/l. Einige der neuen Technologien können 0,1 mg P/l erreichen, aber nicht immer zuverlässig und nicht ohne weitere Installations- und Betriebsänderungen. Die vollständigen Ergebnisse werden in Kürze veröffentlicht, einschließlich der aktuellen Daten über die Entladungsleistung, die Gesamtlebenszykluskosten und die Kohlenstoff-/Energiekosten. Diese werden sowohl für die Definition des Investitionszyklus der britischen Wasserwirtschaft als auch für die Festlegung des Genehmigungssystems der Umweltagentur verwendet.

Daniel Klein, Emschergenossenschaft/Lippeverband (EGLV), Deutschland, wies darauf hin, dass sich auch die EGLV auf 0,1 mg P/l Einleitgrenzwerte vorbereitet und sich mit den Kosten und Leistungen insbesondere der „Add-on“-Technologien (Filtration/Flockung) beschäftigt. Derzeit gehen rund 90 % des gesamten Abwasserzuflusses an Phosphor in den Schlamm während etwa 10 % im Abfluss verloren gehen. Der anfallende Schlamm wird verbrannt. Wichtige Fragen zu den Auswirkungen einer strafferen P-Entfernung auf die P-Rückgewinnung, möglicherweise Synergien und Kosten, sind zu klären, wobei in den nächsten zehn Jahren größere Investitionen zu erwarten sind. Aufgrund der neuen Klärschlammverordnung und möglicherweise kommenden niedrigeren P-Einleitwerten testet der Wasserverband mehrere Ansätze, wie Phosphor am wirtschaftlichsten zurückgewonnen werden kann im Rahmen des EU-Forschungsvorhabens Phos4You.

Christian Hubert, Universität der Bundeswehr München, stellte einige allgemeine Ideen zum theoretischen Wert von Ressourcen im Abwasser (basierend auf Westerhoff 2015), Energie und Interesse an der Zusammenarbeit zwischen Kläranlagen bei der Schlammverarbeitung/Verbrennung vor. Mit Verabschiedung der Klärschlammverordnung wird davon ausgegangen, dass bis 2030 lediglich nur noch etwa 10 % des gesamten Klärschlamms nicht verbrannt werden, so dass die P-Rückgewinnung wohl überwiegend aus der Asche erfolgen wird, vorausgesetzt Kosten und Verwertungseffizienz bewegen sich in Näherung zu bisherigen Preisen für P-Rezyklate bzw. Phosphorsäure.

Bruno Barillon, Suez, wies darauf hin, dass das Ziel des Unternehmens darin bestehe, die wirtschaftliche Nachhaltigkeit der Abwasserbehandlung durch Rückgewinnung von Ressourcen, Wasserwiederverwendung und Energieerzeugung zu verbessern, wobei die Schlammbewirtschaftung weiterhin erhebliche Nettokosten verursachen wird. Suez‘ Phosgreen Struvit-Rückgewinnungsverfahren ermöglicht die Rückgewinnung von 15-45% des zugeführten Phosphors in Kläranlagen mit Bio-P und einem ROI (Return on Investment) von 5-10 Jahren. Dieser ergibt sich aus dem Verkauf von Struvit (350€/t in Dänemark) und einer Reduzierung des Eisenverbrauchs um 15-50% sowie der verringerten Umweltbelastung (-10% CO2) der Kläranlage. Suez betreibt seine Technologie auf drei Kläranlagen in Dänemark und zwei in Frankreich.

Ralf Czarnecki, Remondis Aqua (Rethmann-Gruppe), gab an, dass das Unternehmen rund 1,5 Mio. t/Jahr Klärschlamm verwalte, wovon 1,2 Mio. t verbrannt und 0,3 Mio. t an Land verbracht würden. Er stellte das TetraPhos-Verfahrenzur Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm-Monoverbrennungsasche vor. P-Rückgewinnungsanlagewird 2020 in Hamburg in Betrieb gehen, mit einer Kapazität von 20.000 t Asche/a. Weitere Pilotversuche mit mehreren Wasserverbänden, darunter Emschergenossenschaft/Lippeverband, sind geplant.

Mathias Staub, Veolia, vertrat die Ansicht, dass die Klärschlammverordnung zwar den Bau einer neuen Schlamm-Monoverbrennungskapazität vorschreibe, dass aber in einigen Regionen die weitere Nutzung der Mitverbrennung z.B. in Zementwerken wirtschaftlicher sein werde, vorausgesetzt der Phosphor wird bereits in den Kläranlagen zurückgewonnen. Das Phosforce-System von Veolia, das für mittelgroße Arbeiten (50 – 500.000 EW) geeignet ist, zielt auf eine 40-70%ige P-Rückgewinnung ab, indem es eine biologische Schlammversauerung (keine Chemikalien) des Schlamms vor der Ent-wässerung mit einer anaeroben Faulung und Struvit- (STRUVIA) und/oder Brushit- (Calciumphosphat) Rückgewinnung kombiniert.

In Schönebeck ist ein 3m3/Tag Pilotprojektin Betrieb und für 2019 ist eine Großanlage geplant. Das System ist so konzipiert, dass es zukünftig sowohl mit chemisch gefällten als auch bio-P Schlämmen betrieben werden kann, um niedrige P-Ablaufwerte zu ermöglichen und eine Stickstoffrückgewinnung zusätzlich durch Strippen zu ermöglichen.

Die Diskussion mit den Referenten wurde von Daniel Frank, DPP, geleitet und von Ludwig Hermann, ESPP, zusammengefasst:

  • Einige neue Schlamm-Monoverbrennungskapazitäten werden erforderlich sein, um die neuen Verpflichtungen der Klärschlammverordnung zu erfüllen, insbesondere in städtischen Gebieten, aber in anderen Regionen kann eine weitere Nutzung der bestehenden Mitverbrennungswege vorzuziehen sein.
  • Die Kosten für niedrigere P-Einleiterwerte und die P-Rückgewinnung werden an die Wasserverbraucher weitergegeben, können aber mit der Zeit teilweise durch die Ressourcenrückgewinnung gedeckt werden.
  • Neue Technologien für die P-Entfernung und P-Rückgewinnung wurden in den letzten Jahren entwickelt und jetzt werden Informationen aus Betriebsversuchen in Kläranlagen über Kosten und Zuverlässigkeit vor Ort benötigt.
  • Langfristige Verträge mit Klärwerksbetreibern und Technologieentwicklern sind notwendig, um Investitionen zu ermöglichen.
  • Die Zusammenarbeit zwischen Wasserverbänden und Kläranlagenbetreibern ist entscheidend für eine wirtschaftlich sinnvolle Erfüllung aller neuen Vorschriften.

Die zugehörigen Präsentationen finden Sie im Dokumentenbereich unserer Website (siehe Link unten).

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