Im Klärwerk bleibt nach der Abwasserbehandlung Klärschlamm übrig, der neben wertvollem Phosphor auch teils umwelt- und gesundheitsschädliche Schwermetalle wie Blei, Kadmium und Nickel enthält. Das Fraunhofer IKTS hat eine neue Technologie entwickelt, mit der Phosphor aus dem Abwasser herausgefiltert werden kann.
Die Kreislauftechnologen geben den Klärschlamm in einen Wirbelschichtverbrennungsreaktor und überführen die Schwermetalle bei Temperaturen zwischen 800 und 1.000 Grad Celsius durch Zugabe von Additiven in Gase. Diese werden mit Hilfe von speziellen hochtemperaturbeständigen keramischen Filterelementen direkt im Verbrennungsprozess abgetrennt. Zurück bleibt eine Asche, die bis zu 15 Prozent aus Phosphat besteht. Die Schwermetallfracht der entstehenden phosphathaltigen Aschefraktionen ist deutlich verringert. Ohne die Schwermetalle lässt sich dieser Mineralstoff leichter aus der Asche extrahieren und als ertragssteigernder Dünger auf Felder ausbringen.
Keramische Filter bei Temperaturen von bis zu 1.000 Grad Celsius
Das Verfahren beruht auf der gezielten Erzeugung von leichtflüchtigen Schwermetallverbindungen, die bei den hohen Temperaturen in die Gasphase übergehen und durch Heißgasfiltration von der Verbrennungsasche separiert werden. Die korrosive Atmosphäre in Kombination mit Temperaturen von bis zu 1.000 °C erfordert den Einsatz besonders temperatur- und chemikalienbeständiger keramischer Filter. Durch die In-situ-Modifizierung kann der zur Wertstoffgewinnung notwendige spezifische Energieverbrauch gegenüber einer separaten Ascheaufbereitung reduziert werden.
In weiteren Prozessschritten wäre es auch möglich, einige der abgetrennten Schwermetalle für den industriellen Einsatz aufzuwerten. Derzeit rüsten die Fraunhofer-Ingenieure diese Trenntechnologie gemeinsam mit der Technischen Universität Dresden und der LTC – Lufttechnik Crimmitschau GmbH in einer Pilotanlage in Pirna nach, um die beschriebene Methode in Großversuchen zu evaluieren.