Nährstoffrecycling

Bei der direkten Verwendung von Reststoffen aus der Landwirtschaft als organische Dünger (bspw. Güllen und Gärreste aus Biogasanlagen) zur Schließung von Nährstoffkreisläufen steht man vor mehreren Herausforderungen. Es zeigt sich, dass die Nährstoffe nur bedingt von den Pflanzen aufgenommen werden können und leicht durch Starkregenereignisse ausgewaschen werden. Ein Teil wird dabei in die anliegenden Gewässer gespült und bewirkt dort eine Eutrophierung, was im schlimmsten Fall zum „Umkippen“ der Gewässer führen kann. In der Düngemittelverordnung wurde daher die Menge organischer Dünger, die auf Felder ausgebracht werden dürfen, limitiert. Dies führt dazu, dass es teilweise ein starkes, regionales Überangebot von Güllen und Gärresten gibt. Folglich werden bereits jetzt große Mengen besonders nasser Reststoffe über weite Distanzen transportiert.

Eine Alternative bietet die hydrothermale Carbonisierung (HTC) dieser Reststoffe. Es hat sich gezeigt, dass sich der in der Biomasse befindliche Phosphor unter optimalen Bedingungen fast vollständig in der HTC-Kohle gebunden ist, was zu einer Anreicherung führt. Die phosphorhaltige Kohle kann anschließend ausgelaugt und Phosphat zusammen mit einem Teil des Stickstoffs ausgefällt werden. Man erhält Magnesiumammoniumphosphat (MAP) als einen einsatzfertigen Dünger und eine HTC-Kohle für die energetische oder stoffliche Verwertung. HTC-Kohle kann zudem als Strukturmaterial in Kultursubstraten bspw. als Torfersatz eingesetzt werden.

 

Projektbeispiel
Wachstumskern - abonoCARE - VP2: Schadstoffreduzierung und Phosphoranreicherung in Düngervorprodukten; TP2.5: HTC-Phosphorabscheidung / Trocknung HTC-KohIe
FKZ: 03WKDI2E
Das Thema Phosphatrückgewinnung mittels HTC wird auch in diesem Vorhaben zurzeit intensiv untersucht. Der HTC-Prozess soll so geführt werden, dass Phosphat nicht an die entstehende Kohle gebunden wird, sondern in großen Teilen in das Prozesswasser übergeht. Zudem soll der Einsatz keramischer Membranen während des Prozesses getestet werden.