Recycling von Phosphor

Kennen Sie die Website des Bundesamts für Umwelt (BAFU) und diesen vom BAFU online veröffentlichten Bericht?

Online 1 finden Sie die aktuellsten Informationen und einen sehr interessanten Bericht von EBP 2 .

1 https://www.bafu.admin.ch/bafu/de/home/themen/abfall/fachinformationen/abfallpolitik-und-massnahmen/phosphorrecycling.html

2 https://www.ebp.ch/en/topics/environment

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Phosphor

Phosphor ist sowohl für das menschliche Leben als auch für die Landwirtschaft unerlässlich. Es ist ein wichtiger Bestandteil der DNA, der Zellen und der Knochen sowie ein essentieller Nährstoff für das Pflanzenwachstum. Darum wird es in der Landwirtschaft häufig als Düngemittel eingesetzt. Trotz seiner Bedeutung geht Phosphor häufig bei der Abfallbewirtschaftung verloren. Insbesondere durch die Entsorgung von Klärschlamm und anderen phosphorreichen Reststoffen aus Klär- und Recyclinganlagen. Angesichts der Erschöpfung der weltweiten Phosphorreserven und der daraus resultierenden Umwelt- und Importprobleme, wird die Notwendigkeit eines nachhaltigen Phosphormanagements immer deutlicher. 

Phosphat

Phosphor wird hauptsächlich in Form von Phosphaten abgebaut. Diese kommen vorwiegend in marinen Sedimentablagerungen und in geringerem Maße in magmatischen Gesteinen vor. Die Verteilung dieser Phosphatvorkommen ist geografisch ungleichmäßig, was zu geopolitischer Abhängigkeit führt. Für die Schweiz, die strenge Grenzwerte für Schwermetalle in Düngemitteln hat,ist die Abhängigkeit von Phosphorimporten, insbesondere aus Ländern, deren Phosphatvorkommen wenig Cadmium enthalten, ein wichtiges Thema. Der Konflikt in der Ukraine hat die Bedeutung der Unabhängigkeit der Phosphorversorgung noch einmal unterstrichen.

Direktes Ausbringungsverbrot seit 2006

In der Schweiz ist die direkte Ausbringung von phosphorhaltigem Klärschlamm auf landwirtschaftlichen Flächen seit 2006 verboten,was zu einer Unterbrechung des Phosphorkreislaufs geführt hat.Der Phosphorbedarf, insbesondere für Düngemittel, wird derzeit durch Importe gedeckt. Die jährliche Nettoimportmenge von Phosphor beträgt 14.600 Tonnen und verdeutlicht damit die Abhängigkeit des Landes von ausländischen Lieferanten.

Massnahmen der Schweiz

Um natürliche Ressourcen zu schonen und die Importabhängigkeit zu verringern, hat die Schweiz Maßnahmen ergriffen, um den Phosphorkreislauf durch Recycling zu schließen. Ab 2026 muss Phosphor aus Abwasser, Klärschlamm oder Klärschlammasche zurückgewonnen und in materieller Form wiederverwertet werden. Dies wird nicht nur die Abhängigkeit von problematischen Mineraldüngern verringern, sondern wird auch primäre Phosphatreserven erhalten und einen wichtigen Stoffkreislauf schließen. 

Der Rechtsrahmen für die Phosphorrückgewinnung in der Schweiz besteht aus dem Bundesumweltgesetz (D-USG), dem Wasserschutzgesetz (D- GSchG) und der Abfallbehandlungsverordnung (OTD) . Diese Gesetze bilden die Grundlage für die Verpflichtung zur Phosphorrückgewinnung aus bestimmten Abfallströmen. Die Rückgewinnung muss dem Stand der Technik entsprechen, und langfristig soll mindestens so viel Phosphor zurückgewonnen werden, wie derzeit importiert wird. 

Vorteile

Phosphorrecycling bietet sowohl ökologische als auch ökonomische Vorteile. Durch die Schließung des Materialkreislaufs können Rohstoffe effizient genutzt und natürliche Ressourcen geschont werden. Die Einführung des Phosphorrecyclings ist ein entscheidender Schritt hin zu einer nachhaltigeren Nutzung dieses essenziellen Elements und einer größeren Unabhängigkeit von unsicheren und umweltschädlichen Phosphorquellen. 

Studie

Im April 2019 legte EBP dem Bundesamt für Umwelt einen Bericht zur Bewertung von Technologien für die Schweiz vor (der Bericht ist nun mit Ergänzungen für 2021 verfügbar).

Source: BAFU Website

Diese Studie befasst sich mit der zukunftsorientierten Frage der Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm sowie Tier- und Knochenmehl in der Schweiz. Ziel ist die Bewertung verschiedener Phosphorrückgewinnungstechnologien auf Basis neuester Entwicklungen und Erkenntnisse.

Bewertung verschiedener Phosphor Rückgewinnungstechnologien

Diese Studie identifiziert und bewertet verschiedene Phosphorrückgewinnungstechnologien, die sich für den Einsatz in der Schweiz eignen. Die Auswahlkriterien sind technologische Reife, ökologische Leistungsfähigkeit und die Durchführung von Pilotprojekten in der Schweiz. Im Vergleich zu einer früheren Studie wurden nur neun Technologien ausgewählt (vorher 20). Diese Reduzierung spiegelt die Konzentration auf effizientere und praktikablere Technologien wider. Insbesondere Verfahren, die direkt aus der wässrigen Phase kristallisieren, wurden aufgrund ihrer geringen Rückgewinnungsrate und der Notwendigkeit einer biologischen Phosphoreliminierung ausgeschlossen. Auch thermochemische Verfahren, die die Asche aus der Einzelverbrennung nutzen, wurden nicht berücksichtigt.

Ausgewählte Technologien und ihre Eigenschaften

Die Studie hebt verschiedene Ansätze zur P-Rückgewinnung hervor, darunter:

  • Säureaufschluss und Kristallisation: Technologien wie das ExtraPhos-Verfahren, bei dem Klärschlamm durch Säureaufschluss behandelt wird, dessen Anwendung in der Praxis jedoch aufgrund ökologischer und ökonomischer Bedenken eingeschränkt ist.
  • Thermochemische Aufbereitung von Klärschlamm: Verfahren wie EuPhoRe und Pyrophos, die die Monoverbrennung von Klärschlamm zur Rückgewinnung von Phosphor nutzen, stellen aufgrund ihrer technischen Komplexität und der Anforderungen an die Schwermetallentfernung Herausforderungen dar, die es zu bewältigen gilt.
  • Wet chemical extraction from ash: This approach includes technologies such as CleanMAP, EcoPhos, Phos4Life, REALphos and TetraPhos, which extract phosphorus from the ash of incinerated sewage sludge. They offer a number of advantages in terms of efficiency, product quality and environmental sustainability.

Conclusions and recommendations from EBP’ Report

It is clear that the choice of appropriate technology is highly dependent on local conditions, such as waste availability, infrastructural conditions and ecological priorities. The study underlines the importance of ongoing development and adaptation of technologies to Switzerland’s specific needs and conditions, in order to ensure that phosphorus recovery is efficient, sustainable and economically justifiable.

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