Phosphor Rückgewinnung
Technology Check
Definition und Wirk-/Funktionsprinzip
Phosphorrückgewinnung aus Abwasser ist eine zentrale Technologie der Kreislaufwirtschaft, da Phosphor ein essenzieller und begrenzter Rohstoff ist. Technisch etablierte Verfahren nutzen unterschiedliche Rückgewinnungspfade. Die Struvit-Kristallisation scheidet gelösten Phosphor aus Prozesswässern, insbesondere Faulschlammfiltraten, durch Magnesiumzugabe und pH-Anhebung als Magnesium-Ammonium-Phosphat aus. Das Produkt ist stabil, schwermetallarm und direkt als Düngemittel nutzbar. Industriell eingesetzte Verfahren sind Ostara® Pearl™, PHOSPAQ und ANPHOS.
Die Rückgewinnung aus Klärschlamm und Klärschlammasche gewinnt an Bedeutung. Der im Schlamm gebundene Phosphor wird thermisch konzentriert und chemisch oder thermochemisch extrahiert. Dies ermöglicht den Zugriff auf den Großteil des Gesamtphosphors, unabhängig von dessen Löslichkeit, insbesondere in großen Kläranlagen. Etablierte Verfahren sind AirPrex® und NuReSys®.
Zudem werden elektrochemische und kombinierte chemisch-physikalische Verfahren entwickelt, die Phosphor direkt aus Abwasser abscheiden und den Einsatz externer Chemikalien reduzieren. Diese Technologien markieren den Übergang von reiner Schadstoffelimination zur ressourcenorientierten Abwasserbehandlung, bei der Phosphor gezielt in industrielle und landwirtschaftliche Kreisläufe zurückgeführt wird.
SWOT analysis
Strengths
- Rückgewinnung eines begrenzten, strategischen Rohstoffs (Phosphor)
- Reduzierte Eutrophierung in Gewässern durch gezielte P-Abtrennung
- Kommerzielle Umsetzung möglich (Struvit-Kristallisation, CAPEX/OPEX überschaubar)
- Produktion eines stofflich nutzbaren Endprodukts (Düngemittel)
- Integration in bestehende Kläranlagen realisierbar
- Beitrag zu Kreislaufwirtschaft und ESG-Zielen
Weaknesses
- Betriebskosten (Chemikalien, Energie) können höher sein als bei reiner Fällung ohne Rückgewinnung
- Rückgewinnungstechnologien wie thermische oder elektrochemische Verfahren noch teilweise teuer oder nur teilweise kommerziell
- Abhängigkeit von konzentrierten Phosphorströmen für wirtschaftliche Effizienz
- Komplexität bei Integration in bestehende Prozesse
Opportunities
- Gesetzliche Anforderungen (z. B. EU-Phosphor-Rückgewinnungspflicht ab 2029) erhöhen die Nachfrage
- Verkauf des Struvit-Produkts als Dünger generiert zusätzliche Einnahmen
- Skalierbarkeit: Kombination von Struvit-Kristallisation und thermischer Aufbereitung ermöglicht Maximierung der P-Rückgewinnung
- Reduzierung von Treibhausgasemissionen und chemischem Fällmittelbedarf → Beitrag zur Nachhaltigkeit und CO₂-Bilanz
- Technologische Weiterentwicklung (Elektrochemie, Hybridverfahren) kann Effizienz und Reinheit erhöhen
Threats
- Marktpreis für Düngemittel kann Wirtschaftlichkeit beeinflussen
- Schwankende Abwasserzusammensetzung kann Kristallisationseffizienz beeinträchtigen
- Wartungsintensität (Verkalkungen, Pumpen, Rührwerke) kann Betriebskosten erhöhen
- Fehlende Akzeptanz oder regulatorische Hindernisse bei Vermarktung der P-Produkte
- Konkurrenz zu anderen Nährstoffrückgewinnungstechnologien oder neuen synthetischen Düngemitteln
Erfolgsbeispiel
- In Baden-Württemberg umgesetzt: Das P‑XTRACT®‑Verfahren von WEHRLE‑WERK AG zur Phosphorrückgewinnung aus Klärschlammverbrennung ist in einem Projekt des Abwasserzweckverbands Staufener Bucht bei Bad Krozingen (Südbaden) im Einsatz. Dieses Verfahren kombiniert thermische Verwertung mit der Extraktion phosphorreicher Asche.
Zum Erfolgsbeispiel - Emter GmbH betreibt eine großtechnische Anlage zur Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm auf Basis des AshDec®‑Verfahrens der Bundesanstalt für Materialforschung und ‑prüfung (BAM).
Zum Erfolgsbeispiel - Phosphorgewinnung Schkopau GmbH (PGS) – GELSENWASSER + EasyMining
Errichtet die erste Ash2Phos‑Anlage zur Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlammasche in Sachsen‑Anhalt. Technologie basiert auf dem Ash2Phos‑Verfahren, das Phosphor aus Asche extrahiert und hochwertige Phosphorprodukte erzeugt.
Zum Erfolgsbeispiel - REMONDIS Aqua – TetraPhos®‑Technologie
Deutscher Dienstleister mit eigener Technologie zur P‑Rückgewinnung aus Klärschlammasche, bei der hochreine Phosphorsäure gewonnen wird.
Zum Erfolgsbeispiel
