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ENProjekt PHOS4PLANT
„Vom Abfall zur Ressource – Recycling von Klärschlamm-Asche zu phosphatreichem Pflanzendünger“ (ATCZ00043)
Projektbeschreibung
Phosphor ist eine wesentliche und nicht substituierbare Ressource für die Sicherung der Nahrungsmittelproduktion. Rohphosphat für die Herstellung von Phosphordüngemitteln ist begrenzt, regional stark konzentriert und wird unter problematischen Bedingungen abgebaut, welche die menschliche Gesundheit und die Umwelt gefährden. Aufgrund dieser Bedeutung für die Düngemittel und Nahrungsmittelindustrie und der hohen Importabhängigkeit steht Phosphor seit Mai 2014 auf der Liste der kritischen Rohstoffe der EU, seit 2017 auch Rohphosphat. Rund 90 % des Phosphors im Zulauf kommunaler Kläranlagen wird im Klärschlamm zurückgehalten, das wären für Österreich knapp 7.000 Tonnen und für Tschechien bis 8.000 Tonnen pro Jahr.
Aufgrund der Bedeutung des Klärschlamms als sekundäre Phosphorquelle stellt sich die Frage, wie der im Klärschlamm enthaltene Phosphor genutzt werden kann, um den Phosphorkreislauf besser zu schließen.
Die derzeitige Situation der Klärschlammverwertung ist in Österreich und Tschechien unterschiedlich: In Tschechien überwiegt derzeit noch die landwirtschaftliche Verwertung, während in Österreich nur ca. 21 % der Klärschlämme landwirtschaftlich verwertet werden und der Großteil in Müllverbrennungsanlagen mitverbrannt wird bzw. in Wien bereits der gesamte Klärschlamm in einer Monoverbrennungsanlage verbrannt wird. Die landwirtschaftliche Nutzung wird europaweit verschärft bzw. gänzlich verboten. In Österreich muss ab dem Jahr 2033 Klärschlamm aller Abwasserreinigungsanlagen mit einem Bemessungswert ab 20.000 EW60 verbrannt werden. Aus der dabei entstehenden Verbrennungsasche müssen zumindest 80 Masseprozent des im Klärschlamm enthaltenen Phosphors zurückgewonnen werden. In der Tschechischen Republik wird die landwirtschaftliche Verwertung durch eine Verschärfung der Gesetzgebung in Kürze eingeschränkt oder ganz verboten werden, so dass der Druck zur anderweitigen Verwertung des Klärschlamms groß ist. Es wird vor allem an die thermische Verwertung gedacht und P-Rückgewinnung ist auch hier ein Thema.
Projektziele
Das Hauptziel von PHOS4PLANT ist es, Phosphor aus Klärschlammaschen durch biologische Laugung mit einer Effizienz von >85% in Lösung zu bringen und daraus einen bioverfügbaren Phosphatdünger herzustellen. Dieser Phosphatdünger wird dann an ausgewählten Nutzpflanzen getestet und seine Wirkung auf das Pflanzenwachstum untersucht. Gleichzeitig wird der Gehalt an toxischen Metallen im Boden analysiert und die mikrobielle Diversität im Boden identifiziert.
Es wurde folgender Ansatz gewählt: Die Forschungsaktivitäten wurden in vier Arbeitspakete unterteilt. Im ersten Arbeitspaket werden die verschiedenen Klärschlämme auf ihren Phosphor- und Schwermetallgehalt untersucht und verschiedene Mischungen hergestellt. Der Verbrennungsprozess wird optimiert und die Klärschlammasche vorbehandelt, um sie für die Mikroorganismen verträglicher zu machen. Im Arbeitspaket 2 wird die biologische Laugung untersucht und optimiert, um mehr als 85 % des Phosphors aus der Asche zu lösen. Im Arbeitspaket 3 wird dieser gelöste Phosphor dann mit verschiedenen Methoden als Phosphatdünger zurückgewonnen. In diesem Arbeitspaket wird auch eine umfassende ökologische und ökonomische Betrachtung des Gesamtprozesses durchgeführt. Anschließend wird in Arbeitspaket 4 der so hergestellte Phosphatdünger an Modellpflanzen getestet und seine Wirkung auf diese Pflanzen umfassend analysiert. Innovativ ist, dass erstmals die biologische Phosphorlaugung direkt mit einer Phosphatdüngerherstellung kombiniert wird. Außerdem wird die Asche erstmals so vorbehandelt, dass sie an die Wachstumsbedingungen der Mikroorganismen angepasst wird. Darüber hinaus wird nicht nur ein Dünger hergestellt, sondern dieser Dünger auch an Modellpflanzen getestet, um Aufschluss über die Wirkung des Düngers auf diese Pflanzen und das Bodenmikrobiom zu erhalten.
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Rahmenbedingungen
PROJEKTLAUFZEIT:
3 Jahre
FÖRDERPROGRAMM:
Das Projekt wird aus den Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) im Programm Interreg Österreich-Tschechien 2021 – 2027 kofinanziert.