Acht unterschiedliche Rezyklate in kleinen Schüsselchen

Phosphorrückgewinnung aus Kläranlagen: Einsatzwürdigkeit als Düngemittel

Phosphordünger ist ein endlicher Rohstoff. Seine Gewinnung erfolgt in wenigen Lagerstätten, die unterschiedliche Qualitäten und Belastungen aufweisen. Aus diesem und verschiedenen anderen Gründen wurde vom Deutschen Bundestag 2017 eine Verordnung zur Neuordnung der Klärschlammverwertung beschlossen, die unter anderem eine Pflicht zur Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm beinhaltet.

Das in Klärschlämmen enthaltene Phosphat soll nach einer Übergangsfrist und in Abhängigkeit von der Größe der Kläranlagen zurückgewonnen und wiederverwertet werden. Klärschlämme enthalten neben dem nutzbaren Phosphor auch Schadstoffe. Daher wird die direkte Nutzung zu Düngungszwecken zunehmend als problematisch angesehen.

Es bestehen verschiedene Möglichkeiten Rückstände aus Kläranlagen für die Phosphorrückgewinnung aufzubereiten. Ziel ist die Aufkonzentrierung und eine Verringerung der Schadstofffracht. Zudem sollte eine hohe Pflanzenverfügbarkeit des Phosphors gegeben sein, damit ein sinnvoller Einsatz als Düngemittel gewährleistet ist.

Die Aufbereitung von Klärprodukten zur Phosphorrückgewinnung kann aus verschiedenen Prozessschritten der Kläranlage heraus und nach unterschiedlichen Verfahrensprinzipien erfolgen. Die chemische Form, in der der Phosphor nach dem Extraktionsprozess im sogenannten Rezyklat vorliegt, hängt vom Prozess selbst ab. Sie bestimmt, wie gut die Pflanzen den Phosphor aus dem so hergestellten Düngemittel aufnehmen können. In ungünstigen Fällen ist der Phosphor für die Pflanzen nicht nutzbar, was die Zweckmäßigkeit einer Herstellung und Ausbringung eines solchen Produktes in Frage stellen würde.

Qualität der Düngewirkung

Um zu klären, wie gut die Düngewirkung unterschiedlichster Phosphor-Rezyklate ist, wurde im Auftrag des HMUKLV eine Versuchsreihe durchgeführt und laboranalytisch begleitet. Hierzu wurde Weidelgras (Lolium multiflorum Lam.) in sogenannten Mitscherlich-Gefäßen angezogen und mit verschiedenen Rezyklaten und Kontrolldüngern gedüngt. Als Bodenmaterial wurde ein spezielles Substrat verwendet, welches selbst kein Phosphor zur Verfügung stellte. Die einzige Quelle für das Pflanzenwachstum waren also die als Dünger in entsprechender Menge zugegebenen Rezyklate. Über bis zu sieben Schnitte wurde damit die gesamte Wachstumsperiode abgebildet und die Phosphatwirkung erfasst. Der Versuch erlaubt so eine Einordnung der getesteten Rezyklate hinsichtlich Ihrer Düngewirkung.

Mitscherlich-Gefäße mit unterschiedlichem Aufwuchs bei Einsatz unterschiedlicher Rezyklate und Düngemittel.

Es wurde dabei eine breite Streuung von ca. 25-120 % des erreichten Ertrages bzw. ca. 15-160 % der Phosphor-Aufnahme festgestellt, die eine mit einem herkömmlichen mineralischen Phosphordünger (Tripelsuperphosphat) gedüngte Kontrollvariante erreichte. D.h. einige Rezyklate hoben sich nur geringfügig von der Negativkontrolle ab und erscheinen als Düngemittel nicht geeignet, während andere sogar besser als die Positivkontrolle abschnitten. Hinsichtlich der Phosphordüngewirkung bleiben die im Versuch eingesetzten weniger aufbereiteten Aschen und Karbonisate deutlich zurück, während Fällungsprodukte (Struvite) sowie säureaufgeschlossene Calcium- und Superphosphate gute bis sehr gute Ergebnisse erzielten.

Für die Praxis sind dies wertvolle Informationen. Schließlich ist der wichtigste Aspekt bei der Bewertung von Düngern die Abschätzung der Wirksamkeit. Dünger, in diesem Fall Rezyklate, deren Phosphor den Pflanzen nur in Teilen zur Verfügung steht, sollten entsprechend erkannt und qualitativ bewertet werden. Diese Bewertung ist mit den herkömmlichen und teilweise gesetzlich vorgeschriebenen Methoden nur mit größeren Unsicherheiten möglich. Eine präzise Bestimmung der Düngewirksamkeit erscheint nur im Pflanzenversuch wirklich möglich zu sein. Für den Einsatz in der Landwirtschaft müssen zu jedem Rezyklat-Herstellungsverfahren nachvollziehbare und verifizierte Angaben zur Düngewirkung vorhanden sein. Nur so kann der pflanzenbauliche Nutzen und damit finanzielle Wert eines Rezyklates richtig eingeschätzt und die benötigte Düngermenge ausgebracht werden.