Phosphor aus Tiermehl gewinnen

Phosphor aus Tiermehl gewinnen

Patric Heidecke

Beruf:

Diplom-Ingenieur für Kreislaufwirtschaft

Postition:

Projektleiter am Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung (IFF) in Magdeburg

Patric Heidecke
Vorname
Patric
Nachname
Heidecke

Beruf:

Diplom-Ingenieur für Kreislaufwirtschaft

Postition:

Projektleiter am Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung (IFF) in Magdeburg

Patric Heidecke

Fraunhofer-Forscher um Patric Heidecke sind dabei, ein neues Verbrennungsverfahren zur Phosphorgewinnung zu etablieren, das auf umweltfreundliche Weise den Nährstoff aus Tiermehlen gewinnt.

Phosphor als lebenswichtiger Nährstoff ist nur begrenzt verfügbar. Das chemische Element ist für das Leben auf der Erde unentbehrlich, alle Lebewesen brauchen es zum Wachsen. Daher wird Phosphor überwiegend als Düngemittel eingesetzt. Doch die Phosphorvorräte der Erde werden allmählich knapp – und die klassische Gewinnung von Rohphosphat ist sehr belastend für die Umwelt. Wissenschaftler versuchen daher schon seit längeren, alternative Quelle zu etablieren. Dazu gehören neben Klärschlamm auch Tiermehle aus Schlachtabfällen. Um das Phosphor-Potenzial zu nutzen, hat Patric Heidecke am Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung (IFF) eine neue Verbrennungstechnologie entwickelt. In einer sogenannten Wirbelschicht-Anlage werden die Tiermehle umweltfreundlich verbrannt, wobei sich die phosphorhaltigen Aschepartikel herauslösen und abgeschöpft werden können.

Frage

Was ist das besondere an dieser Phosphor-Recyclingmethode?

Antwort

Wir Wissenschaftler vom Forschungsfeld "Konvergente Infrastrukturen" widmen uns dieser Thematik bereits seit einigen Jahren und verbrennen das Tiermehl in einer speziellen Feuerungstechnologie – nämlich der stationären Wirbelschicht. Das Besondere an dieser Verbrennungstechnologie: Neben dem hervorragenden Brennstoffausbrand ist die Emission von Luftschadstoffen äußerst gering. Der CO2-neutrale Verbrennungsprozess wird dabei gezielt gesteuert und die Reststoffe werden mit Zusatzstoffen versetzt, um einerseits die Freisetzung von Luftschadstoffen zu mindern und andererseits das vorhandene Phosphat in der Asche zu fixieren.

Frage

Welchen Vorteil bieten Schlachtabfälle im Vergleich zu anderen Phosphorquellen wie Klärschlamm?

Antwort

Tiermehl der Kategorie 1 muss verbrannt werden, während Klärschlamm zumindest eingeschränkt für die nächsten Jahre noch auf landwirtschaftlichen Flächen zu Düngezwecken eingesetzt werden darf. Die von uns untersuchten Tiermehle wiesen einen sehr hohen Heizwert auf, der sich mit vollständig getrocknetem Holz vergleichen lässt. Damit ist das Tiermehl sofort brennbar, während Klärschlämme durch Verwendung von zusätzlicher Energie erst noch vorgetrocknet werden müssen, um energieautark brennfähig zu sein. Damit kann die zur thermischen Aufbereitung des Tiermehls notwendige Wärmeenergie durch das Tiermehl selbst gedeckt werden und kann darüber hinaus noch genügend Wärmeenergie bieten, um in energieintensiven Prozessen genutzt werden zu können. Die ermittelten Phosphorgehalte von Klärschlämmen und Tiermehlen sind in etwa gleich groß. Was diese beiden Reststoffe aber unterscheidet, sind die Gehalte an Schwermetallen, die in den Klärschlämmen höher ist als in den Tiermehlen. Dies ist ein Aspekt, der berücksichtigt werden muss, wenn man die Aschen zu Düngezwecken nutzen möchte, da diese Schadstoffe nicht auf das Feld sollen.

Frage

Phosphor ist vor allem für Pflanzen unverzichtbar. Ist der recycelte Nährstoff als Pflanzendünger geeignet?

Antwort

Genau diesen Sachverhalt untersuchen wir gerade mit den von uns erzeugten Verbrennungsaschen. Da für Tiermehlaschen noch kein standardisiertes Nachweisverfahren existiert, orientieren wir uns dabei an denen aus der Düngemittelwirtschaft bekannten Nachweisverfahren auf Basis natürlich vorhandener Lösungsmittel und vergleichen die gemessenen Phosphorlöslichkeiten mit denen in der Landwirtschaft verwendeten Industriedüngern.

Frage

Wird die Recyclingmethode zur Phosphorgewinnung bereits industriell genutzt und welche praktischen Erfahrungen wurden damit gemacht?

Antwort

Momentan befinden wir uns in intensiven Gesprächen mit einem international agierenden Anlagenbauunternehmen, um das Verbrennungskonzept bis zur Marktreife weiterzuentwickeln und schließlich dezentral umzusetzen. Von besonderem Interesse ist dabei zunächst die Beantwortung der Frage, ob durch den Verbrennungsprozess des Tiermehls der Energiebedarf des Tierkörperbeseitigungsprozesses gedeckt werden kann, wodurch dann eine Wirtschaftlichkeit des Gesamtverfahrens anzunehmen wäre.

Frage

Was sind Ihre nächsten Ziele?

Antwort

Im nächsten Schritt werden wir versuchen, die für den Reststoff Tiermehl gemachten Erfahrungen auch auf Klärschlämme zu übertragen. Wie bereits erwähnt, bieten Klärschlämme ähnliche Phosphor-Potenziale wie Tiermehle, fallen aber in deutlich größeren Mengen an. Hierbei ist aber zunächst zu klären, inwieweit die Klärschlämme vorzubehandeln sind, um brennfähig zu werden. Wir werden aber auch einen weiteren innovativen Ansatz verfolgen und die kombinierte Verbrennung beider Reststoffe untersuchen. Hierbei könnte das vorhandene energetische Potenzial des Tiermehls sinnvoll genutzt werden, um eine vorherige Trocknung der Klärschlämme zu erübrigen, ohne den Phosphorgehalt in den Aschen zu verringern.

Interview: Beatrix Boldt