Phosphorrecycling aus Klärschlamm

Rund 16,500 Tonnen Phosphor importiert die Schweiz j?hrlich. Diesen Wert hat das Bundesamt f¨¹r Umwelt (BAFU) f¨¹r das Jahr 2006 errechnet [1]. Gleichzeitig verl?sst nur knapp ein Viertel davon wieder das Land, haupts?chlich in gel?ster Form als Abfluss durch unsere Gew?sser. Die Menge an Phosphor in der Schweiz nimmt also best?ndig zu. Aus ?konomischer, ?kologischer und ressourcenpolitischer Sicht macht es Sinn, diesen ?Vorrat? anzuzapfen und Phosphor wiederzuverwenden (siehe auch diesen Blogbeitrag).

Unterbrochener Kreislauf

Die gr?sste Verbraucherin von Phosphor in der Schweiz ist die Landwirtschaft. Sie will mittels Phosphatd¨¹nger den N?hrstoff-Austrag kompensieren, also den Verlust durch Auswaschung und Pflanzenaufnahme  ausgleichen. ?ber die Nahrungskette erreicht das Element auch den Menschen, der es wieder ins Abwasser ausscheidet. Kl?rschlamm, das Restprodukt der Abwasserreinigung, ist daher ein grosser Phosphorspeicher. Doch seit 2006 ist es aus hygienischen Gr¨¹nden verboten, Kl?rschlamm auf landwirtschaftliche Fl?chen auszubringen, da er Krankheitserreger, Schwermetalle, Medikamentenr¨¹ckst?nde und andere Schadstoffe enthalten kann. Kl?rschlamm wird darum getrocknet und in speziellen Anlagen verbrannt. Damit ist der Phosphorkreislauf unterbrochen, und ein grosses Potenzial bleibt ungenutzt.

Phosphatd¨¹nger aus Kl?rschlamm

Dies k?nnte sich nun bald ?ndern. Dank intensiver Forschung stehen heute Techniken bereit, um einerseits Kl?rschlamm von den unerw¨¹nschten Schadstoffen zu reinigen, andererseits um die Verf¨¹gbarkeit des enthaltenen Phosphors f¨¹r Pflanzen zu erh?hen. Denn auch wenn Kl?rschlamm hohe Phosphorkonzentrationen enth?lt, ist viel davon nicht wasserl?slich und somit f¨¹r Pflanzen praktisch unnutzbar. Dies liegt an den Eisen- oder Aluminiumverbindungen, die dem Abwasser oft zugegeben werden, um Phosphor auszuf?llen. Erst dadurch lassen sich die Phosphorkonzentrationen im Abwasser auf ein ?vertr?gliches? Niveau senken, um es wieder in einen Fluss leiten zu k?nnen. Zur¨¹ck bleibt der phosphor- und schwermetallhaltige Kl?rschlamm.

Heute kann Kl?rschlamm wieder aufbereitet werden: Nach der Verbrennung erlaubt es ein thermochemisches Verfahren, Schwermetalle aus Kl?rschlammasche zu eliminieren. Aus der gereinigten Asche l?sst sich D¨¹nger gewinnen, der eine ebenb¨¹rtige Alternative zu bisherigen Phosphatd¨¹ngern darstellt. Dies konnten Forschende der Gruppe f¨¹r Pflanzenern?hrung an der ETH Z¨¹rich mit Topfversuchen zeigen [2].

Konventionelle Phosphatd¨¹nger zu ersetzen h?tte mehrere Vorteile: Einerseits liesse sich die Importabh?ngigkeit vermindern. Andererseits k?nnte man eine langfristige Kontamination der ged¨¹ngten B?den mit Uran und Cadmium verhindern. Denn Rohphosphat, aus dem Phosphatd¨¹nger hergestellt wird, enth?lt oft Spuren dieser beiden Schwermetalle. Sie sind auch im Endprodukt nachweisbar, wenn auch in sehr geringen Konzentrationen. ?ber die Langzeitwirkungen dieser Beistoffe in Phosphatd¨¹nger ist jedoch bisher wenig bekannt.

Phosphorrecycling in Z¨¹rich

Um den k¨¹nftig anfallenden Kl?rschlamm effizient zu entsorgen, baut der Kanton Z¨¹rich derzeit eine zentrale Verwertungsanlage f¨¹r Kl?rschlamm im Kl?rwerk Werdh?lzli. Die Anlage soll Mitte 2015 in Betrieb gehen und allen Kl?rschlamm des Kantons zentral verbrennen. Ein wichtiges Ziel dabei ist, den in der Asche gebundenen Phosphor wiederzugewinnen. Gelingt dies, w?re ein Teil des Phosphorkreislaufs im Kanton Z¨¹rich wieder geschlossen.