Phosphorrecycling

Phosphorrecycling

Phosphor ist eine endliche Ressource. Im Jahr 2014 wurde sie auf die Liste der kritischen Rohstoffe (EU) gesetzt. Seit 2017 gilt in Deutschland (mit Übergangsfristen) die gesetzliche Pflicht zur Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlämmen. Wir von P.C.S. waren der Zeit etwas voraus. Bereits 2006 haben wir mit der Planung und dem Bau der ersten großtechnischen Anlage zur Schlammbehandlung und Phosphatrückgewinnung begonnen. Über die Jahre haben wir seitdem bereits etliche Projekte verfahrenstechnisch konzipiert und oftmals auch großtechnisch realisiert.

Heute stehen wir mit unseren Erfahrungen und Kompetenzen gern zu Ihrer Verfügung.

Das Problem

Mit der Novelle der Klärschlammverordnung 2017 sind Betreiber kommunaler Klärwerke (> 50.000 EGW) verpflichtet, mindestens 50% Phosphor aus den Schlämmen zurückzugewinnen. Parallel wird eine bodenbezogene Nutzung der Klärschlämme verboten.

Zwar gilt eine Übergangszeit, bis die Vorschriften umgesetzt werden müssen. Aber Projekte dieser Größenordnung sind auch nicht in ganz kurzen Zeiträumen zu bewältigen. Auch besteht die Möglichkeit, die Schlämme in Monoverbrennungsanlagen erst einmal zu verbrennen und das Phosphat später zurückzugewinnen. Nur: solche Verfahren sind großtechnisch noch gar nicht umgesetzt und erprobt. Man schiebt das Problem damit lediglich hinaus, löst es aber nicht. Zeit zu handeln, aber wie dem Gesetzgeber gerecht werden, rentabel wirtschaften und umweltverträglich handeln?

Unsere Lösung

P.C.S. erstellt – gern auch partnerschaftlich in Kooperation mit dem Ingenieurbüro Ihres Vertrauens – die maßgeschneiderte Lösung für die zukunftssichere Phosphat-Strategie auf Ihrer Kläranlage.

Aufbauend auf unseren jahrelangen Erfahrungen in der Konzeption und dem Bau von Phosphat-Rückgewinnungsanlagen arbeiten wir heute an Lösungen, um den hohen Anforderungen der neuen Gesetzgebung zu entsprechen.

Durch eine kluge Kombination verschiedener Verfahren lassen sich die Grenzwerte der neuen Klärschlammverordnung sicher erreichen. Ohne Umwege über die Ascheerzeugung aus der Mono-Verbrennung. Mit klärwerksgerechten Techniken und unter Gewinnung von gut pflanzenverfügbaren Magnesium-Ammonium-Phosphat (MAP) erstellen wir Ihnen gern Ihre individuelle Lösung. Hierzu haben wir unser Struvex®-Anlagenkonzept entwickelt, um in verschiedene Verfahrens- und Ausbaustufen allen Anforderungen gerecht zu werden. Von einer MAP Fällung im Nachgang der Faulung zur Verbesserung der weiteren Schlammbehandlung bis hin zu einer maximalen MAP-Rückgewinnung als Fällstufe vor der Faulung.

Nutzen Sie die Möglichkeiten für eine fundierte Voruntersuchung im Labor- oder halbtechnischen Maßstab, die wir Ihnen gern gemeinschaftlich mit unserem Kooperationspartner Ewert Consult GmbH anbieten. Mit einem Versuchsanlagen-Konzept bieten wir Ihnen zudem die Möglichkeit die Funktionsweise und Betriebssicherheit unter praktischen Bedingungen zu testen.

Ihr Nutzen

Das alles spricht für den intelligenten Einsatz der von uns erarbeiteten Verfahren:

  • Sie gewinnen Phosphate als Wertstoff zurück.
  • Sie verbessern die Schlammentwässerung.
  • Sie verhindern Kristallisation und damit Störungen im Betriebsablauf.
  • Sie sparen Transport- und Verarbeitungskosten für Schlämme zu Monoverbrennungsanalagen.
  • Sie sparen Lagerkosten für Verbrennungsaschen, die in Monoverbrennungsanlagen entstehen würden.
  • Sie lösen eine Herausforderung jetzt, langfristig und in Übereinstimmung mit den gesetzlichen Vorgaben.

Wir arbeiten an Alternativen – Nutzen Sie Sie.

Die Branchen

Unsere Kompetenzen in diesem Bereich sind vor allem bei Betreibern kommunaler Klärwerke gefragt.

Aus unseren Referenzen

Berliner Wasserbetriebe

Ingenieur-Consulting
Aufgabenstellung:

Die Berliner Wasserbetriebe beauftragten uns mit der Umbauplanung des Berliner „Ur-Reaktors“ mit dem Ziel einer kompletten Automatisierung des Austragsprozesses für gewonnenes MAP aus dem Prozess.

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Klärwerk Mönchen-Gladbach

Phosphorrecycling
Aufgabenstellung:

Massive Kristallisation in der ca. 400 m langen Schlammleitung zwischen Faulung und Entwässerung sowie ständige Störungen in den Entwässerungszentrifugen auf dem Klärwerk Neuwerk in Mönchen-Gladbach machten eine Anpassung der Abläufe zur Störungsreduktion notwendig. Gefragt waren eine Testphase und im Anschluss der schlüsselfertige Bau einer großtechnischen Anlage.

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Erreichbarkeit
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Herausforderung für Kläranlagen

Die Aufgaben von Kläranlagen gehen heute weit über die bloße Abwasseraufbereitung hinaus. Insbesondere bei der Schlammbehandlung sind die Anforderungen in den vergangenen Jahren stark gestiegen. Neue Gesetze stellen hohe Anforderungen an die Betreiber: Energieoptimierung und weitgehende Nährstoffrückgewinnung sowie umweltschonende Verfahren zur Schlammentwässerung bis zum optimalen Entsorgungskonzept sind die aktuellen Themen.

Die Entwicklung innovativer und nachhaltiger Konzepte und deren Umsetzung gemeinsam mit unseren Kunden ist unsere spannende Aufgabe. Die verfahrenstechnische Architektur eines Konzeptes ist so individuell wie die unterschiedlichen Belange der Kläranlage. Die Anlagengröße und Infrastruktur der Anlage und nicht zuletzt das betriebswirtschaftliche Potential einer Optimierungsmaßnahme spielen eine entscheidende Rolle – und wir haben sie gemeinsam im Blick.

Phosphor-Rückgewinnung aus Klärschlamm in Form von gut Pflanzen-verfügbarem Magnesium-Ammonium-Phosphat (MAP) mit den Struvex®-Verfahrenstechnologien

Die Struvex®-Verfahrenstechnologien zur Phosphorrückgewinnung haben Ihren Ursprung in unserer langjährigen Erfahrung mit der Verfahrensentwicklung und dem Bau von MAP-Anlagen unter Einsatz von Magnesium-Salzen im Nachgang der Faulung.

Gesteigerte Anforderungen durch die Gesetzgebung in Form der neuen Klärschlammverordnung und einem Austragsziel für die Phosphate von > 50% haben nun zur Weiterentwicklung des klassischen Struvex®-B(asic) Prozesses geführt.

Das Struvex®-A (dvanced) kombiniert die Vorteile einer Schlammhydrolyse mit der Möglichkeit eines deutlich gesteigerten Austrages von Phosphor durch den Aufschluss der Faulschlämme vor der Faulung.

Und das Struvex®-C(ombined) Verfahren ermöglicht jetzt sogar die hohe Phosphatrückgewinnung für Kläranlagen mit chemischer Phosphatfällung im Abwasser.

Struvex®-B(asic)

Struex-Basic ist der ursprüngliche Verfahrensprozess im Nachgang der Faulung: Unter Zugabe von Magnesium-Salz und Anhebung des pH-Wertes wird MAP aus dem Klärschlamm gewonnen und abgetrennt.

Das Verfahren hat einen positiven Einfluss auf die Schlammentwässerung (erhöhter TS-Austrag einhergehend mit einer Reduktion an Polymer-Zusatzstoffen bei der Schlammentwässerung) und unterbricht das interne Phosphat-Recycling auf der Kläranlage durch ein fast 100%ig Phosphat-freies Zentrat nach der Schlammentwässerung. Ungewünschte Inkrustationen werden zudem vermieden.

Voraussetzung für diesen Verfahrensprozess ist jedoch die Anwendung von Bio-P in der Abwasserreinigung. Zudem ist die Austragsrate von MAP begrenzt, da die Viskosität und Beschaffenheit des Faulschlammes einen Austrag von Phosphor auf eine Größenordnung zwischen 20 und 30% beschränken

Diverse großtechnische Anlagen wie auf den Kläranlagen Salzgitter, Amsterdam und Mönchengladbach und Berlin wurden in den vergangenen Jahren nach diesem Verfahrensprozess errichtet. Das Verfahren findet weiterhin dort seine Berechtigung wo zukünftig kein erhöhtes Phosporrecyling gefragt ist und die Entsorgung der Schlämme zukünftig in Mono-Verbrennungsanlage erfolgen wird.

Struvex®-A(dvanced)

Mit der Weiterentwicklung des Prozesses – als sog. Struvex A(dvanced) wird durch Ergänzung mit einer Hydrolyse-Stufe eine deutlich gesteigerte Phosphat-Konzentration im Ausgangs-Substrat erreicht. Zudem werden die Phosphate vor der Faulung abgetrennt. Diese kombinierten Maßnahmen ermöglichen eine deutlich gesteigerte MAP Austragsrate im Einklang mit der Novelle der Deutschen Klärschlammverordnung (Phosphor Austragsrate > 50% bzw. Endwerte von < 20 g P/kgTS).

Neben den Vorteilen durch den Hydrolyse Prozess (gesteigerte Gasgewinnung im Faulprozess, einer Erhöhung der Faulraumkapazität und einer deutlich verbesserten Schlammentwässerung) werden so die Ziele der neuen Klärschlammverordnung erreicht und der P abgereicherte Schlamm kann auch zukünftig in die Klärschlamm-Mitverbrennung entsorgt werden.