Auf dem Gelände der Kläranlage der Emschergenossenschaft in Bottrop ist am 2. Mai 2024 unter Anwesenheit des Rektors der TU Bergakademie Freiberg Professor Klaus-Dieter Barbknecht eine Demonstrationsanlage zur Phosphorrückgewinnung aus Klärschlammasche feierlich eingeweiht worden. Die Anlage ist Teil des Forschungsvorhabens AMPHORE, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird.
Phosphor ist in der EU aufgrund der Importabhängigkeit ein kritischer Rohstoff. Es existieren keine eigenen Lagerstätten. Zur Sicherung der Versorgung der Landwirtschaft und Industrie mit Phosphaten rücken sekundäre Quellen in den Fokus. In Deutschland und der Schweiz existieren bereits gesetzliche Vorgaben, Phosphor künftig aus Abwasser-Reststoffen wie Klärschlamm und Klärschlammaschen zurückzugewinnen. Dazu wird die an der TU Bergakademie Freiberg (TUBAF) entwickelte PARFORCE-Technologie® der PARFORCE Engineering & Consulting GmbH (PEC), Freiberg in Nordrhein-Westfahlen großtechnisch umgesetzt.
Geförderter Partner im Projekt Amphore ist die PhosRec Phosphor-Recycling GmbH, Bottrop (PhosRec). Die PhosRec wurde zum Zweck der gemeinsamen Umsetzung der zukünftig vorgeschriebenen Phosphorrückgewinnung von den in Nordrhein-Westfalen ansässigen Wasserwirtschaftsverbänden Ruhrverband, Wupperverband, Linksniederrheinische Entwässerungsgenossenschaft (LINEG), Emschergenossenschaft und Lippeverband (EGLV) gegründet. Sie ist Bauherrin und Betreiberin der Anlage. Geplant und errichtet wurde sie von der PTC - PARFORCE-Technology Cooperation GmbH, Marl, einem Joint Venture der PEC und der CFH-Gruppe, Marl, einem familiengeführten Unternehmen für Spezialanlagenbau.
PEC wurde 2017 im Rahmen des EXIST-Forschungstransferförderprogrammes des damaligen Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) von den Entwicklern als Start-Up gegründet und wird die PhosRec beim Betrieb der Anlage unterstützen.
Die PARFORCE-Technologie® wurde in einem mehrstufigen Präqualifikationsverfahren und nach einer Ausschreibung als bevorzugtes Verfahren ausgewählt. Das Verfahren ist das Ergebnis des Wertstoffchemischen Forschungsansatzes des Instituts für Technische Chemie der TUBAF und gewinnt die Basischemikalie Phosphorsäure aus primären und sekundären Rohstoffen.
Die PARFORCE-Technologie® ist ein nass-chemisches, Power-to-Chemicals Verfahren, das die primären oder sekundären, phosphathaltigen Einsatzstoffe mit Mineralsäure (HCl oder HNO3) aufschließt, um die Phosphate zu mobilisieren. Nach Abtrennung der unlöslichen silikatischen Bestandteile wird die Roh-Phosphorsäure über einen elektro-chemischen Membranprozess (Elektrodialyse) von Verunreinigungen und Störstoffen befreit.
Die Bottroper Anlage hat eine projektierte Jahreskapazität von 1.000 Tonnen Klärschlammasche. Sobald die Demonstrationsanlage ihren Betrieb aufgenommen hat, läuft die auf zwei Jahre genehmigte, befristete Betriebslaufzeit. Die Anlage wird in nacheinander folgenden 14-tägigen "Betriebs-Kampagnen", jeweils rund 40 Tonnen Asche prozessieren. Untersucht werden dabei die Aschen aus dem gesamten Projektgebiet, d.h. der Verbrennungsanlagen in Bottrop (Emschergenossenschaft), Buchenhofen (Wupperverband), Elverlingsen (WFA Elverlingsen GmbH - 50-prozentige Tochter des Ruhrverbands) und Lünen (Innovatherm - Tochtergesellschaft der BETREM GmbH, die wiederum eine 100-prozentige Tochter der Emschergenossenschaft ist). Im Rahmen der zweijährigen Versuchsphase sollen auch Mischungen dieser Aschen gefahren werden. Das Ziel ist, hier die Stabilität des Verfahrens bei den großen Spannbereiten der Aschezusammensetzungen nachzuweisen und die dafür optimierten Betriebsparameter zu ermitteln.
Die Umsetzung der PARFORCE-Technologie® in Bottrop ist ein weiteres Beispiel der Forschungsstärke sächsischer Hochschulen - insbesondere der TUBAF.