Phosphorrückgewinnung - Multikriterielle Analyse und Bewertung aktueller Technologien und Verfahren

Phosphor stellt für den Menschen eine lebensnotwendige Ressource dar, die ihre Hauptanwendung in der landwirtschaftlichen Industrie als Pflanzennährstoff findet. Politische Unruhen in den Phosphatabbauländern, der Klimawandel und der wachsende Wohlstand der Entwicklungsländer können die zukünftige Versorgungs- und Preissicherheit von Ländern, die ausschließlich auf ausländische Importe angewiesen sind, wie Deutschland, beeinträchtigen. Hinzu kommen die steigenden Uran- und Cadmiumbelastungen der endlichen Phosphatvorräte, sodass die Rückgewinnung von Phosphor immer mehr an Bedeutung gewinnt. Auch vor dem politischen Kontext zeigt sich dieser hohe Stellenwert. Denn durch die Novellierung Klärschlammverordnung im Jahr 2017, sind die Kläranlagenbetreiber dazu verpflichtet bis spätestens 2032 Phosphor innerhalb des Kläranlagenbetriebs zurückzugewinnen. Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich daher mit einer multikriteriellen Analyse verschiedener Phosphorrückgewinnungsverfahren, die nach dem derzeitigen Stand der Technik als vielversprechende Technologien gelten. Unter Verwendung eines entwickelten Bewertungssystems werden die entsprechenden Verfahren nach 14 Kriterien beurteilt bzw. bewertet und anschließend mit den anderen konkurrierenden Verfahren verglichen. Es zeigt sich, dass insbesondere die Rückgewinnungsverfahren aus der Klärschlammasche neben dem höchsten Beitrag zur Kreislaufschließung auch gute Produkte generieren können, dessen Schwermetallgehalte eine deutliche Verbesserung zu handelsüblichen Düngern darstellen. Darüber hinaus konnten die am Schlammwasser ansetzenden Verfahren für die gewählten Kriterien gute Ergebnisse erreichen. Diese Technologien zeigen einen ganzheitlich positiven Einfluss auf den Kläranlagenbetrieb und können sowohl Phosphor zurückgewinnen als auch die Stickstoffrückbelastung und die Wartungskosten durch Struvitablagerungen reduzieren. Abschließend kann festgehalten werden, dass einige der derzeit vorhandenen Verfahren die zukünftigen rechtlichen Rahmenbedingungen in Bezug auf den Rückgewinnungsgrad und die Produktqualität erfüllen können. Aufgrund der nahenden Verpflichtung zur Phosphorrückgewinnung und der Tatsache, dass viele der Technologien noch nicht im industriellen Maßstab umgesetzt wurden, ist zukünftig noch weiterer Forschungs- und Entwicklungsbedarf erforderlich.