Die Landwirtschaft soll beim Düngen auf Klärschlamm verzichten. Denn dieser enthält zwar wertvolle Pflanzennährstoffe wie Phosphor, aber auch umwelt- und gesundheitsgefährdende Schadstoffe. Aufgrund der weiter wachsenden Erdbevölkerung, der Abhängigkeit von wenigen Lieferländern und der steigenden Verunreinigungen von Rohphosphaten muss die langfristige Versorgung mit Phosphor jedoch sichergestellt sein.
Deshalb hat das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg eine Phosphor-Rückgewinnungsstrategie für Baden-Württemberg erarbeitet. Im Oktober 2012 wurde sie der Öffentlichkeit vorgestellt. Um die Versorgung mit Phosphor sicherzustellen, empfiehlt die Strategie, sekundäre Rohstoffquellen zu nutzen. Die größte sekundäre Rohstoffquelle für Phosphor ist der Klärschlamm.
Anlagen zur Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm
2011 wurde auf der Kläranlage Offenburg, gefördert mit Landesmitteln vom Umweltministerium Baden-Württemberg, eine Pilotanlage zur Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm in Betrieb genommen. In dieser Anlage kam das „Stuttgarter Verfahren“ zur Anwendung.
Mit der Pilotanlage wurde ein Teilstrom des Klärschlamms behandelt, der etwa 8.000 Einwohnerwerten entsprach. Einwohnerwerte sind die Summe der Belastung aus den an eine Kläranlage angeschlossenen Einwohnerinnen und Einwohnern und dem anfallenden gewerblichen Abwasser.
Das erzeugte Produkt Magnesium-Ammonium-Phosphat findet in der Landwirtschaft Anwendung als Mehrnährstoffdünger und in der Phosphatindustrie als Rohstoff. Die gemessenen Schwermetallgehalte des Magnesium-Ammonium-Phosphates gelten als unkritisch und lagen größtenteils unter den Gehalten von Rohphosphaten.
Die Offenburger Anlage spielte eine wichtige Rolle als erste großtechnische Anlage dieser Art deutschlandweit. Heute ist die Anlage aufgrund der zwischenzeitlichen Weiterentwicklung der Technik nicht mehr in Betrieb.
Zwei wichtige Studien wurden 2014 veröffentlicht: eine Machbarkeitsstudie zur großtechnischen Phosphorrückgewinnung in der Kläranlage in Göppingen und eine Untersuchung zur Rückgewinnung aus Klärschlammaschen in den Verbrennungsanlagen in Stuttgart, Karlsruhe und Ulm/Neu-Ulm.
Anschließend hat das Umweltministerium Baden-Württemberg im Förderzeitraum von 2017 bis 2020 mit Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und aus Landesmitteln über das „Förderprogramm Phosphorrückgewinnung“ weitere Projekte zur Rückgewinnung von Phosphor gefördert. Es wurden eine Versuchsanlage auf der Kläranlage in Göppingen und zwei großtechnische Anlagen zur Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm in Mannheim und Breisach umgesetzt. Die Anlage in Göppingen nahm im Jahr 2019 den Betrieb auf, die Anlagen in Mannheim und Breisach im Jahr 2024.
Mittlerweile zeichnet sich ab, dass die Phosphor-Rückgewinnung im nasschemischen Verfahren auf der Kläranlage aus Kosten- und Personalgründen in Zukunft nur in speziellen Einzelfällen eine Rolle spielen wird.
Aufgrund höherer Phosphorkonzentrationen in der Klärschlammasche gibt es die Tendenz zur Phosphor-Rückgewinnung aus der Klärschlammasche.
Die Phosphor-Rückgewinnung wird voraussichtlich weitgehend durch (Groß-)Anlagen privater Dienstleister erfolgen.
Verfahren zur Bewertung des Phosphordüngewerts von Recyclingdüngemitteln
Rückgewinnungsverfahren werden nach folgenden Faktoren beurteilt:
- Effizienz der Phosphorrückgewinnung
- Schadstofffreiheit
- Pflanzenverfügbarkeit des gewonnenen Phosphor-Düngers
Um die Düngewirkung und den Düngewert von Phosphor in Recyclingdüngemitteln standardisiert zu charakterisieren und hierdurch Recycling-Phosphate und herkömmliche Düngemittel miteinander zu vergleichen, hat das Umweltministerium ein standardisiertes Verfahren erarbeiten lassen. Im Februar 2018 haben die Universität Hohenheim und das Landwirtschaftliche Technologiezentrum Augustenberg (LTZ) ihr Verfahren zur Bewertung des Phosphordüngewerts von Recyclingdüngemitteln vorgelegt. Es wird auch bei Verfahren für die Bewertung der gewonnenen Phoshor-Rezyclate angewendet, die mit der EFRE-Förderrichtlinie „Phosphor-Rückgewinnung“ unterstützt werden.