P-Rückgewinnung aus KS nach Peter (Machbarkeit der Phosphor-Rückgewinnung aus Klärschlamm nach Peter Verfahrenstechnik)

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: UTF 506.09.15

Schlüsselwörter (Deutsch)

Klärschlamm, ARA, Abwasserreinigungsanlagen, Sondermüll, Phosphor, Schwermetalle, Gips, Recycling

Beschreibung der Resultate (Deutsch)

In den im Jahren 2015 und 2016 wurden an der Montanuniversität Leoben bei Prof. Antrekowitsch  verschiedene Schmelzversuche gefahren mit Klärschlammasche der Pro Rheno AG in Basel. Die Zielsetzung war wie folgt definiert gemäss Vertrag BAFU Kapitel 2:

1. Zielsetzung:

In einem Elektroofen soll Klärschlammasche der Firma pro Rheno AG soweit aufgeschmolzen werden, dass unter reduktiven Bedingungen die vorhandenen Metalloxide zu Metalllegierungen reduziert werden, welche sich dann abtrennen lassen. Die übrigbleibende Schlacke wird kristallisiert und derart behandelt, dass das erhaltene Kalziumphosphat als Dünger verwendet werden kann.

Umsetzung und Anwendungen (Deutsch)

Die nachfolgende Tabelle zeigt die Zusammensetzung der Klärschlammasche vor und nach dem letzten  Schmelzversuch am 24.2.16 (Schlussbericht Tabelle 7) ANALYSE: Spurenanalyse mittels ICP-MS(Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma)

Element		Klärschlammasche KSA 07 (Juli2015)	Schlacke von Versuch vom 24.2.2016	Beurteilung gemäss ChemRRV	Grenzwert Gemäss ChemRRV
Trivialname	Element	mg/kg	mg/kg
Eisen	Fe	98.300	70.800
Zink	Zn	2080	<50	Erfüllt	400
Nickel	Ni	78	200	Faktor 7 zu hoch	30
Chrom	Cr	120	87		Keine Angabe möglich
Kupfer	Cu	1050	410	Faktor 4 zu hoch	100
Cadmium	Cd	<5.0	<5.0	Keine Aussage möglich

Die Schlackephase soll ja als Dünger verwendet werden und muss die ChemRRV Vorschrift einhalten. Leider konnte in keinem der gemachten Versuche bezüglich Kupfer und Nickel die gestellten Bedingungen erfüllt werden. Im Fall von Nickel gab es sogar in der Schlacke eine Anreicherung. Die Beurteilung durch Montanuniversität (vgl Schlussbericht S 23)  ist so, dass, im Falle Kupfer der Grenzwert von 100 durch längere Verweilzeit erreichbar wäre. Die Anreicherung von Nickel von 78 auf 200ppm lässt sich aber offenbar aus prozesstechnischen Gründen nicht erklären.

Weiteres Vorgehen (Deutsch)

Es hat sich im Laufe der Versuche gezeigt, dass mit diesem Schmelzverfahren im Induktionsofen mit vorgelegtem Eisen Bad keine zielführenden Ergebnisse erreichbar sind:

• Die Schwermetalle können nicht genügend entfernt werden
• Der in der KSA vorhandene Phosphor wird reduziert und entweicht teilweise dampfförmig. Nur die Hälfte der Eingangsmenge wurde in der Schlacke wiedergefunden.

• Weitere Vorgehensweise

Im Gespräch mit dem benachbarten Institut für Thermoprozesstechnik (Prof. Raupenstrauch) hat sich ergeben, dass er eine Möglichkeit der RÜCKGEWINNUNG DES PHOSPHORS AUS DER GASPHASE sieht. Ebenfalls vorgeschlagen wurde die Abtrennung der Schwermetalle durch Verdampfung. Inwiefern beide Verfahren kombiniert werden können ist ebenfalls zu untersuchen. Dies ist ein neuer Prozess. Für diese Aufgabenstellung müsste ein neuer Bearbeitungsvorschlag erstellt werden. Das Institut Prof Raupenstrauch ist bereit, dazu eine Offerte abzugeben.

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Das Projekt wurde eingereicht am Swissinnovation Challenge 2016, veranstaltet durch die Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW)in Basel. An 2 Veranstaltungen wurde es präsentiert.

Pitch 1 am 13.4.2016

Pitch 2 am 21.6.2016

Dazu wurden Power Point Unterlagen erstellt, die der FHNW zur Verfügung gestellt wurden. Diese Unterlagen sind verfügbar und basieren auf der Annahme eines funktionierenden Schmelzverfahren, das die Schlacke Phase als Dünger verwerten kann. Mit einer Investition von 7 Mio SFR (7000Jato KSA) kann ein ROI von 10% erreicht werden. Dies mit den bekannten Zahlen für Entsorgung von Klärschlammasche im Raum Basel sowie von Fa. Landor offerierte Preise für diese Art Dünger. Aufgrund der negativen Versuche in Leoben wurde nach dem 2 Pitch von FHNW entschieden, dass das Projekt nicht in die Endausscheidung kommt.