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2015|16 Jahresbericht Fraunhofer IGB - ePhos® – ELEKTROCHEMISCHE PHOSPHORRÜCKGEWINNUNG

112 1 2 Kreislaufführung und Recycling von Phosphor er us au der io konomie ei gleichzeitig elt eit stei- gendem edarf an e ensmitteln führt zu einer steigenden achfrage für üngemittel, ins esondere hos horhaltigen Allerdings wird das Angebot an Phosphordüngern durch die a nehmende einheit der agerstätten ei gleichzeitigem ückgang der Phos hor onzentrationen estimmt, sodass au und uf ereitungskosten steigen enso steigen aufgrund des hohen Primärenergiebedarfs die Kosten für die Herstellung s nthetischer tickstoffdünger in us eg aus dieser Entwicklung im Sinne der Nachhaltigkeit ist die Kreis- laufführung der wesentlichen Nährstoffelemente Phosphor (P), tickstoff ( ) und alium ( ) Hierzu müssen diese aus Stoffkreisläufen industrieller Produktion, der Verwertung von Lebensmitteln einschließlich kommunaler Abwässer und insbe- sondere aus der ioenergetischen utzung zurückge onnen erden Das Fraunhofer IGB beschäftigt sich mit der Entwicklung und msetzung nachhaltiger, kostenef zienter echnologien und trategien für ein integriertes essourcenmanagement iner der Schwerpunkte ist die Entwicklung neuartiger Technolo- gien zur ückge innung von ährstoffen aus asser und organischen eststoffen Elektrochemische Phosphatfällung aus Abwasser Zur Rückgewinnung von Ammonium (NH+ ) und Phosphat (PO3– ) aus Filtratwasser der kommunalen Abwasserreinigung hat das Fraunhofer IGB das Verfahren ePhos® ent ickelt ie Phosphatfällung erfolgt elektrochemisch unter vollständigem erzicht auf hemikalien ährend dieses Prozesses fällt Phos- phat als Magnesium-Ammonium-Phosphat (MgNH PO H2 , P oder truvit) aus ( ) ie elektrochemische Phos horfällung ndet in einer lektrol sezelle statt, die aus einer inerten Kathode und einer Opferanode aus Magnesium esteht ( ) urch die kathodische eduktion erden Wassermoleküle gespalten, wobei den pH-Wert erhöhende OH– Ionen ge ildet erden Hierdurch entfällt eim ePhos® - Verfahren die Einstellung des pH-Wertes durch Dosierung von hemikalien n der node ndet eine idation statt Magnesiumionen gehen in Lösung und reagieren mit dem im asser enthaltenen Phos hor und tickstoff zu truvit Machbarkeitsstudie in Pilotanlage Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie wurde das Verfahren in einer Pilotanlage ( ) mit einem urchfluss von is m3 /h auf einer Kläranlage mit biologischer Phosphorelimination in orddeutschland getestet ir konnten für den unden nachweisen, dass die Phosphorfällung und -rückgewinnung mittels des elektrochemischen Verfahrens ePhos® aus dem Zentratwasser auf dessen Kläranlage machbar ist und be- trie liche Pro leme l sen kann lle durchgeführten ersuche verliefen erfolgreich: Die Phosphor-Eliminationsrate aus dem entrat asser der Faulschlamment ässerung z Phos hor msetzung zu truvit etrug durchschnittlich mehr als Prozent ie Phos horkonzentration im entrat asser urde von durchschnittlich mg auf , mg reduziert ie Phosphorfracht, die bei der Rückführung des Filtratwassers nicht mehr ehandelt erden muss, sinkt um Prozent, e- trägt ilogramm ährlich und führt zu einer eduzierung der chlamm roduktion um sie en Prozent ie uslegung des Verfahrens für die Anlage des Kunden ergibt, dass die elektrochemische Phos hatfällung ährlich ca zehn onnen agnesium in Form von ferelektroden en tigen ürde ePhos® – ELEKTROCHEMISCHE PHOSPHORRÜCKGEWINNUNG Iosif ariakakis, e lau nitzer, ennifer il ao, iegfried gner UMWELT Anode (Oxidation) Kathode (Reduktion) 2 H2O H2 2 OH– e– + – Mg2+ Mg 12

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