ZIM-Kooperationsprojekt "MemPhos"

Phosphatrückgewinnung aus Gülle

Entwicklung eines Verfahrens zur Rückgewinnung von Phosphat aus Gülle mittels oszillierender Membranfiltertechnik

Kooperationspartner:

  • K. H. Pfaff GmbH
  • HEROS Anlagenautomatisierung GmbH

Gefördert durch:

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Inhalt:

Das Ausbringen von Gülle versorgt Ackerböden mit wertvollen organischen Bestandteilen und notwendigen Nährstoffen. In Gegenden mit intensiver Tierhaltung ist die Ausbringung auf dem Feld allerdings nicht immer möglich, da die Böden bereits einen sehr hohen Nährstoffgehalt aufweisen. Deshalb muss überschüssige Gülle entweder in weniger belastete Regionen abtransportiert oder für lange Zeit gelagert werden, wodurch hohe Kosten entstehen. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Aufbereitung der Gülle, zum Beispiel durch Membranverfahren, um die Nährstoffe von der wässrigen Phase zu trennen. Anschließend kann der aufkonzentrierte Feststoff, auf Grund des minimalen Wassergehalts, deutlich günstiger transportiert werden.
Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer neuartigen Kolbenmembranpumpe zur Phosphatrückgewinnung aus Gülle auf Basis, der im Jahr 2017 von Herrn Edmund Erath patentierten „Oszillierenden Membranfiltertechnik“. Hierbei wird durch die Pumpenmembran eine oszillierende Bewegung tangential zur Filtermembran erzeugt. Durch das Gegenspiel aus Druck und Unterduck erfolgt der Filtrationsprozess. Gegenüber des momentan eingesetzten „Cross-Flow-Verfahrens“ bietet die geplante Entwicklung deutliche Vorteile. So soll eine deutlich höhere Nährstoffkonzentration erreicht werden und zusätzlich der Energiebedarf gesenkt werden.
Das Projekt beinhaltet verschiedene Entwicklungsschritte, um das Funktionsprinzip auf den Einsatz zur Phosphatrückgewinnung aus Gülle und einen industriellen Maßstab zu übertragen. Hierfür ist zunächst die Entwicklung eines strömungsmechanischen Fließmodells phosphathaltiger Gülle notwendig, um mit begleitenden CFD-Simulationen die bestmögliche Konfiguration der Filter- und Anlagengeometrie erreichen zu können. In Zusammenarbeit mit den Projektpartnern soll der Bau einer Anlage im Labormaßstab erfolgen, um geeignete Betriebsregime zu analysieren und die Anlagensteuerung zu optimieren. Darauf aufbauend erfolgt die Entwicklung einer Anlage im Pilotmaßstab und die erste Installation an einem Tierhaltungsbetrieb.