Inhaltszusammenfassung

Phosphat (P) ist zum einen ein essentieller Rohstoff zur Düngemittelproduktion mit endlichen Reserven und zum anderen ist es ein limitierender biologischer Wachstumsfaktor und hauptverantwortlich für Eutrophierung /1/. Zur Vermeidung von ansteigenden negativen Auswirkungen des P-Eintrags sind neue Recyclingstrategien daher unabdingbar. Im Zuge verschiedener Forschungsvorhaben konnten bereits diverse Verfahren zur Phosphorrückgewinnung entwickelt werden (Berliner Pflanze, PRISMA us...Phosphat (P) ist zum einen ein essentieller Rohstoff zur Düngemittelproduktion mit endlichen Reserven und zum anderen ist es ein limitierender biologischer Wachstumsfaktor und hauptverantwortlich für Eutrophierung /1/. Zur Vermeidung von ansteigenden negativen Auswirkungen des P-Eintrags sind neue Recyclingstrategien daher unabdingbar. Im Zuge verschiedener Forschungsvorhaben konnten bereits diverse Verfahren zur Phosphorrückgewinnung entwickelt werden (Berliner Pflanze, PRISMA usw.). Im Wesentlichen behandeln diese Verfahren allerdings nur kommunale Abwasserströme, Klärschlämme und Kläraschen, aber keine industriellen Prozessabwässer, deren P-Belastung in der Regel wesentlich höher ist. Hauptentstehungsprozess hochgradig P-belasteter industrieller Abwässer ist die Oberflächenbehandlung von Metallen. Diese werden aus Gründen des Korrosionsschutzes und der verbesserten Lackhaftung phosphatiert. Bei der Oberflächenbehandlung werden die Teile in einem mehrstufigen Spritz- oder Tauchprozess mit einer sauren Phosphatierlösung behandelt, es bildet sich eine amorphe, wasserundurchlässige Metallphosphatschicht. Die Phosphatiermittel beinhalten neben Phosphorsäure auch Natriumsalze, Tenside, Nitrobenzosulfonate, Fluorwasserstoffsäuren und je nach Behandlungsprozess auch Nichteisen-Metalle (z.B. Mangan, Chrom, Zink, Nickel oder Cadmium). Neben dem eigentlichen Phosphatierprozess werden die Teile zusätzlich entfettet und gespült. In diesen Prozessschritten fallen große Mengen hochgradig phosphatbelasteter Abwässer an /2/. Diese haben einen pH-Wert im Bereich von 3 bis 5 und weisen P-Gehalte > 150 mgPl-1 auf. Zum Vergleich: Kommunale Abwasserströme enthalten 10 bis 20 mgPl-1. Der Grenzwert der Abwasserverordnung (AbwV) zur Direkteinleitung liegt bei 2 mgPl-1. Betrachtet man die gängige Praxis bei der Abwasserbehandlung findet zunächst eine Leichtstoffabscheidung statt. Anschließend erfolgt eine Neutralisationsfällung mit industriellen Fällmitteln wie CaO, MgO, Fe(III)Cl3, MgCl2, Al(III)Cl3 oder Natriumaluminaten, häufig mit anschließender Mikro-/Ultrafiltration. Auch Mischungen von Fällmitteln sind möglich und finden Anwendung. Der so zusätzlich zum bereits vorhandenen Klärschlamm anfallende Phosphatierschlamm wird gemäß AbwV als gefährlicher Abfall eingestuft, aufgrund der den Phosphatiermitteln beigemengten Stoffe sowie emulgierten organischen Reststoffen aus der Entfettung. Laut statistischem Bundesamt fielen allein im Jahr 2013 ca. 10.700 Tonnen Phosphatierschlamm an, der aufwändig in chemisch-physikalischen Behandlungsanlagen aufgearbeitet werden musste und zu Teilen auch auf Deponien gelagert wird /8/.» weiterlesen» einklappen

Autoren

Klassifikation

DFG Fachgebiet:
Wasserforschung

DDC Sachgruppe:
Naturwissenschaften