Charakterisierung phosphorreicher Klärschlammaschen

Die Entwicklung und Umsetzung von alternativen Nutzungskonzepten für die Rückgewinnung von Phosphor aus dem Abwasser, Klärschlamm oder Klärschlammaschen soll die konventionell abgebauten Rohstoffmengen auf ein Minimum reduzieren. Dies hätte neben einer höheren Importunabhängigkeit den Vorteil, Rohphosphatvorkommen mit einer zunehmenden Uran- und Cadmiumbelastung durch qualitativ höherwertige Produkte zu substituieren. Der Forschungsschwerpunkt liegt aktuell in der Optimierung der Ausbeute an Phosphor aus den vorliegenden Stoffströmen.

Die Linksniederrheinische Entwässerungs-Genossenschaft (LINEG) nimmt im Einzugsbereich des linken Niederrheins einen Großteil der wasserwirtschaftlichen Aufgaben wahr. Hierzu gehört auch die Abwasserbehandlung, in deren Zuge auch Klärschlamm anfällt. Für den Klärschlamm ist seitens LINEG zukünftig eine thermische Verwertung mittels Monoverbrennung vorgesehen. Die Monoverbrennungen eigenen sich für eine Phosphorrückgewinnung, da anders als bei der Mitverbrennung, der Phosphor in konzentrierter Form in den Klärschlammaschen vorliegt. Im Zuge der thermischen Verwertung fallen in Abhängigkeit der Verbrennungstechnologie unterschiedliche Aschen an. So können dies bei einer Wirbelschichtverbrennung die Bettasche, sowie rauchgasseitig Zyklonasche, als auch Staubfilterasche sein. Es ist anzunehmen, dass sich aufgrund der Verbrennungsvorgänge und der damit einhergehenden thermochemischen Konversion die Phosphorverbindungen in unterschiedlichen Konzentrationen in den jeweiligen Aschen anreichen.

Ziel des Projektes ist es, Aussagen über die Phosphorgehalte in den Aschefraktionen zu treffen und Maßnahmen für eine Anlagenkonfiguration zur optimierten Phosphorausbeute abzuleiten. In der technischen Versuchsstudie wurden deshalb die Verbrennungsaschen näher analysiert. Hierfür wurden zunächst die Asche aus der vom Auftraggeber gelieferten Klärschlammgranulat mittels Wirbelschichtfeuerung generiert. Die Aschen (Bettaschen, Zyklonaschen, Staubfilteraschen) wurden anschließend mittels CamSizer und Siebanalyse in einzelne Fraktionen klassiert und diese chemisch auf Phosphor analysiert. Als möglicher Einflussparameter auf die Phosphorgehalte wurde zudem die Feuerungstemperatur untersucht.

Projektpartner

Linksniederrheinische Entwässerungs-Genossenschaft