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2013|14 Jahresbericht Fraunhofer IGB

Ausgangssituation Der Ausbau der Bioökonomie bei einem gleichzeitig weltweit wachsenden Bedarf an Lebensmitteln führt zu einem steigen- den Bedarf an Düngemitteln. Auf der anderen Seite wird das Angebot an Düngemitteln zunehmend eingeschränkt, bei- spielsweise aufgrund des hohen Primärenergiebedarfs bei der Herstellung synthetischer Stickstoffdünger. Nachdem verfüg- bare Phosphorvorkommen keinen hohen Reinheitsgrad mehr aufweisen, steigen auch hier die Abbau- und Aufbereitungs- kosten. Einen Ausweg aus dieser Entwicklung im Sinne der Nachhaltigkeit bietet die Kreislaufführung der wesentlichen Nährstoffelemente Phosphor (P), Stickstoff (N) und Kalium (K). Hierzu müssen die Nährstoffe aus Stoffströmen der industriel- len Produktion, der Produktion von Lebensmitteln, aus kom- munalen Abwässern und ebenso aus der bioenergetischen Verwertung oder der Verarbeitung von nachwachsenden Roh- stoffen zurückgewonnen werden. Nährstoffmanagement zur Schließung von Stoffströmen Für ein zukunftsfähiges Wirtschaften ist die Rückgewinnung der Nährstoffe essenziell. Das Fraunhofer IGB beschäftigt sich mit der Entwicklung und Umsetzung nachhaltiger, kostenef- fizienter Technologien und Strategien für ein integriertes Res- sourcenmanagement. Schwerpunkt ist die Entwicklung neu- artiger Technologien zur Rückgewinnung von Nährstoffen aus Abwasser und organischen Reststoffen wie Gülle, Gärresten und industriellen Reststoffen, beispielsweise aus der Lebens- mittelindustrie. Zu unserer Methodik gehört die standardisierte Charakte- risierung und Bewertung verschiedener fester und flüssiger Reststoffe in Hinblick auf die Möglichkeit einer Nährstoffrück- gewinnung. Je nach Beschaffenheit des Ausgangssubstrats entwickeln wir neuartige, spezifische Aufbereitungstechnolo- gien, um möglichst hohe Rückgewinnungsquoten zu erzielen. In unseren nachfolgenden Herstellungsprozessen werden die Nährstoffe so ausgefällt oder pelletiert, dass sie als vollwerti- ges und spezifisches Produkt vermarktet und in verschiedenen landwirtschaftlichen Sektoren eingesetzt werden können. Dün- gemittel können sowohl als Feststoff als auch in flüssiger Form hergestellt und vertrieben werden. Wir bieten die Möglichkeit, entsprechende Produktformulierungen zu entwickeln, Muster- mengen herzustellen und entsprechend zu charakterisieren. Elektrochemisches Verfahren zur Rückgewinnung von Magnesium-Ammonium-Phosphat Zur Rückgewinnung von Ammonium (NH4 + ) und Phosphat (PO4 3– ) aus Abwasser hat das Fraunhofer IGB einen neuarti- gen elektrochemischen Prozess entwickelt und patentieren lassen. Hierbei werden NH4 + und PO4 3– mit einer Magnesium- Elektrode als Struvit (Magnesium-Ammonium-Phosphat, MAP, MgNH4PO4*6 H2O) ausgefällt. Unser Verfahren hat die Vortei- le, dass keine Chemikalien wie MgCl2 oder NaOH zugesetzt werden müssen und nur wenig Energie (70 Wh / ​m3 Abwasser) verbraucht wird. Das elektrochemische Verfahren wurde mit einer Elektroly- sezelle in verschiedenen Versuchsansätzen (Batch und kon- tinuierlich) und für unterschiedliche Ionenkonzentrationen 112 NACHHALTIGE PRODUKTION VON DÜNGE­ MITTELN UND BODENVERBESSERERN DURCH SCHLIESSUNG VON STOFFKREISLÄUFEN Jennifer Bilbao M. Sc., Dipl.-Ing. (FH) Daniel Frank UMWELT 1 2

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