Sensorik für die Phosphorrückgewinnung

Phosphor ist ein essenzieller Nährstoff für das Pflanzenwachstum und damit ein Grundpfeiler der weltweiten Lebensmittelproduktion. Da die natürlichen Phosphorvorkommen begrenzt und zudem geopolitisch ungleich verteilt sind, gewinnt die Rückgewinnung von Phosphor zunehmend an Bedeutung. Deutschland ist vollständig auf Importe angewiesen, was Abhängigkeiten schafft. Die Bundesregierung reagierte mit einer klaren Vorgabe: Die überarbeitete Klärschlammverordnung verpflichtet Betreiber größerer Kläranlagen ab dem Jahr 2029 zur Rückgewinnung von Phosphor, sofern der Gehalt im Klärschlamm über 2 % im Trockensubstrat liegt. Ziel ist es, Nährstoffkreisläufe zu schließen, die Umwelt zu entlasten und die Versorgung langfristig zu sichern.

Das Verfahren – mobil, modular und ressourcenschonend

Das Unternehmen SF-Soepenberg in Hünxe hat hierfür eine Lösung entwickelt. Die mobile Phosphorrückgewinnungsanlage basiert auf einem eigens entwickelten chemischen Verfahren, das vor Ort auf der Kläranlage zum Einsatz kommt – ohne aufwendige Transporte oder energieintensive Verbrennung. Durch gezielte chemische Reaktionen wird der im Schlamm gebundene Phosphor aus schwerlöslichen Eisenphosphaten gelöst und einer weiteren Nutzung zugeführt.

Der Ablauf gliedert sich in mehrere Prozessschritte:

•  Schlammentnahme: Der Überschussschlamm wird direkt aus der Nachklärung oder dem Faulturm entnommen.

• Säuredosierung: Schwefelhaltige Reduktionsmittel senken den pH-Wert, wodurch der Phosphor in Lösung gebracht wird.

• Reduktionsphase: In einem Mischer oder einer Reaktionsleitung erfolgt die Mobilisierung des Phosphors in die flüssige Phase.

• Reaktionsphase: Durch Zugabe von Natriumsulfit wird der pH-Wert wieder angehoben. Flockungshilfsmittel unterstützen anschließend die Trennung von Feststoffen und Flüssigkeit.

• Fest-Flüssig-Trennung: Ein Bandeindicker trennt das phosphatreiche Filtrat vom Feststoffanteil.

• Phosphatfällung: Im letzten Schritt wird der gelöste Phosphor gezielt als Struvit oder Calciumphosphat ausgefällt.

MVV nimmt Phosphorrecyclinganlage in Mannheim in Betrieb

Die in eine thermische Abfallbehandlungsanlage (TAB) integrierte Phosphorrecyclinganlage des Energieunternehmens MVV Energie verbindet ökologische Klärschlammentsorgung mit Ressourcenschonung und Klimaschutz.

Der gesamte Prozess ist so konzipiert, dass bis zu 90 % des im Klärschlamm enthaltenen Phosphors zurückgewonnen werden können. Damit bietet das Verfahren nicht nur ökologische Vorteile, sondern reduziert auch die Entsorgungskosten gegenüber einer thermischen Monoverbrennung deutlich – und senkt gleichzeitig die CO₂-Bilanz durch kürzere Transportwege und niedrigeren Energieeinsatz.

Intelligente Messtechnik für präzise Prozesse

Ein solch präziser chemischer Prozess erfordert zuverlässige und intelligente Sensorik. Als System- und Lösungsanbieter stellt Jumo nicht nur einzelne Messgeräte, sondern bietet ein ganzheitliches Konzept zur Prozessüberwachung an die implementierte Prozesssteuerung in einem der beiden Lkw-Auflieger. In der Anlage von SF-Soepenberg sind verschiedene Sensoren entlang des gesamten Rückgewinnungsprozesses verbaut – darunter zwei Produktneuheiten, die für zusätzliche Sicherheit und Genauigkeit sorgen: Der Druckmessumformer Delos S02 misst zuverlässig den Druck an kritischen Stellen im Prozess, etwa an Pumpen oder in Reaktionsbehältern. Der Messumformer bietet dabei eine hohe Messgenauigkeit, große Langzeitstabilität und eine intuitive Bedienung per Bluetooth. Sein drehbares Display ermöglicht eine flexible Ausrichtung – ideal bei beengten Platzverhältnissen oder wechselnden Einbaulagen. Darüber hinaus ist eine direkte Anbindung an Cloud-Systeme möglich, was eine einfache Integration in moderne Industrie-4.0-Umgebungen unterstützt. Damit eignet sich das Gerät optimal für den Einsatz unter anspruchsvollen Bedingungen und bietet maximale Prozesssicherheit bei gleichzeitig hoher Benutzerfreundlichkeit. 

Energie und Rohstoffe aus Abwasser gewinnen

Abwasser wieder zu Frischwasser aufzubereiten, ist kein neues Konzept. Dass die richtigen Mikroorganismen aus Abwasser auch eine Energie- und Rohstoffquelle machen, zeigt ein internationales Forschungsreview unter Federführung der Universität Greifswald.

Außerdem in der Anlage verbaut ist der neue Grenzstandmelder Zelos C01 LS. Mit seiner kapazitiven Messmethode erkennt das kompakte Gerät zuverlässig Füllstände von Flüssigkeiten oder anderen Medien. Er bietet flexible Einbaulagen und nutzt moderne IO-Link-Technologie für eine einfache Einbindung in die digitale Prozesswelt. Medienberührte Teile bestehen aus PEEK, was eine hohe Beständigkeit gegenüber aggressiven Medien sicherstellt. Zur zusätzlichen Ausstattung zählen serienmäßig eine einzigartige Auto-Kalibrierfunktion, Kurzschluss- und Verpolungsschutz sowie eine 360° Statusanzeige nach NE107. Der Sensor ist für Medientemperaturen von -40 bis 200 °C ausgelegt – abhängig von der jeweiligen Ausführung.

Weitere eingesetzte Komponenten sind pH- und Redox-Sensoren zur Überwachung der chemischen Reaktionen, Temperaturfühler, Füllstandsensoren und Messumformer zur Umwandlung der Signale. Der Messtechnik-Spezialist liefert damit die zentrale Sensorik für einen stabilen und effizienten Anlagenbetrieb – abgestimmt auf die individuellen Anforderungen der mobilen Rückgewinnungslösung.

KARL-konform per Messung

Mit der Überarbeitung der EU-Kommunalabwasserrichtlinie (KARL) verschärfen sich die Anforderungen an Kläranlagen deutlich. Neben neuer Verfahrenstechnik gewinnt vor allem eine zuverlässige und kontinuierliche Datenerfassung an Bedeutung.