Neue Technologie gegen drohende Phosphorknappheit-Forschungsteam„Urban Mining“ entwickelt gemeinsam mit Wiener Unternehmen Lösungen
Phosphor ist ein lebenswichtiges Element. Die Steuerung des Energiehaushalts in den Zellen von Pflanzen und Tieren oder die Zusammensetzung der Erbsubstanz DNA hängen direkt von seiner Verfügbarkeit ab. „Das Problem ist, dass die weltweit für die Industrie verfügbaren Phosphorreserven voraussichtlich nur mehr für etwa 150 Jahre reichen“, weiß Helmut Rechberger, Professor für Ressourcenmanagement am Institut für Wassergüte, Ressourcenmanagement und Abfallwirtschaft der Technischen Universität Wien. Er und sein Team arbeiten in einer Kooperation mit dem Institut für Verfahrenstechnik der TU Wien an der Entwicklung von Technologien, mit denen man bereits verbrauchten Phosphor aus Abwasser wieder zurückgewinnen kann. „Würde unsere Technik in Österreich flächendeckend eingesetzt, so könnten wir mit dem Recycling-Phosphor bis zu 30 Prozent unseres gesamten Bedarfs decken“, ist Rechberger überzeugt.
Wichtiger Bestandteil von Dünger
Phosphor hat vor allem in Düngemitteln für die Landwirtschaft eine große Bedeutung. Eigentlich wäre im Boden reichlich Phosphor vorhanden, doch Pflanzen können nur einen Bruchteil davon tatsächlich aufnehmen. „Ob Pflanzen den Phosphor verwerten können, hängt davon ab, in welcher chemischen Form er vorliegt“, erklärt Rechberger. In Abwässern ist die Konzentration des verwertbaren Phosphors zwar hoch, deshalb wurde zum Beispiel Klärschlamm früher als Dünger auf die Felder ausgebracht. „Hier gibt es aber das Problem, dass im Klärschlamm auch viele Schadstoffe wie Schwermetalle, künstliche Hormone und andere Arzneimittel enthalten sind. Deshalb ist in manchen Regionen die Ausbringung von Klärschlamm auf die Felder heute bereits verboten “, weiß der TU-Forscher.
Phosphorkonzentrat aus Klärschlamm
Unter dem Titel „Urban Mining“ entwickelt das Forschungsteam gemeinsam mit dem Wiener Unternehmen Ash Dec Umwelt AG ein neues Verfahren, bei dem die Entwicklungsarbeit und die langjährige Erfahrung der TU Wien auf dem Gebiet der Wirbelschichtverbrennung zum Einsatz kommt. Dabei wird Klärschlamm zunächst in konventionelle Verbrennungsanlagen eingebracht. „Die organischen Stoffe wie Hormone und Medikamente werden dabei zerstört, die Schwermetalle wandern ins Rauchgas und werden herausgefiltert“, erklärt Benedikt Nowak, Projektassistent am Institut für Verfahrenstechnik, der TU Wien. Übrig bleibt Asche, in der der Phosphor hoch konzentriert ist. Diese Asche wird bei einer Temperatur von 1000 Grad nochmals chemisch und thermisch behandelt. „Bei diesem Schritt verflüchtigen sich weitere Schwermetalle, die dann aus dem angereicherten Gas heraus abgeschieden werden“, sagt Nowak. Am Ende bleibt ein phosphorreiches Material zurück, das zu Dünger weiter verarbeitet werden kann.
Gutes Phosphor-Erz bereits rar
Pro Kopf und Jahr werden heute europaweit knapp sechs Kilogramm des immer rarer werdenden Phosphors verbraucht. ExpertInnen erwarten, dass sich mit dem Wachsen der Weltbevölkerung und den sich global verändernden Ernährungsgewohnheiten der Verbrauch von Phosphor noch weiter beschleunigt wird. Zudem liegen viele der noch vorhandenen Lagerstätten in politisch instabilen Regionen. „Die qualitativ hochwertigen Erzvorkommen der Welt sind heute großteils schon abgebaut“, weiß TU-Forscher Rechberger. „Weil aber das noch verfügbare Erz selbst immer mehr Schadstoffe wie Cadmium oder Uran enthält, wird auch seine Aufbereitung immer kostspieliger“, sagt er. „Damit ist es nur mehr eine Frage der Zeit bis Phosphorrecycling ökonomisch konkurrenzfähig wird.“
Wien (TU). –