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Produktion und Förderung

Mineralischer Phosphatdünger aus Gülle

von , am
11.10.2013

Zur Herstellung von Mineraldüngern werden im Forschungsprojekt PhosFarm Phosphatsalze aus organischen Reststoffen wie Gülle oder Gärreste herausgelöst.

Bayern positioniert sich mit einem klaren 'Nein' zur geplanten Dünge- und Anlagenverordnung. © Mühlhausen/landpixel
Phosphor ist ein wichtiger Pflanzennährstoff, die mineralischen Reserven jedoch begrenzt. Das von der EU geförderte Forschungsprojekt PhosFarm will daher auch organisch gebundenen Phosphor aus landwirtschaftlichen Reststoffen als Quelle für Phosphatdünger erschließen. Mithilfe von immobilisierten Enzymen sollen organische Phosphorverbindungen abgespalten und als Phosphat zurückgewonnen werden. Die verbleibende Festsubstanz wird getrocknet und als organisches Substrat für die Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit aufgearbeitet.

Nachhaltige Phosphatquellen erschließen

Im Jahr 2008 wurden allein in der EU etwa 1,4 Millionen Tonnen Phosphor für synthetisch hergestellte Phosphatdünger verbraucht. Dabei sind die Vorkommen an Rohphosphaten endlich und auf nur wenige Länder, darunter China, Marokko, Tunesien und die USA, begrenzt. Neue Technologien, um gelöstes anorganisches Phosphat aus kommunalem Abwasser als Düngesalze zurückzugewinnen, stehen bereits zur Verfügung. Eine weitere, bisher weitgehend ungenutzte Phosphatquelle stellen Reststoffe wie Gülle aus der Tierhaltung oder Gärreste aus Biogasanlagen dar. Während in der wässrigen Flüssigphase dieser Reststoffe Phosphor – wie im Abwasser – als Phosphat gelöst ist, liegt Phosphor im Feststoffanteil dieser Reststoffe gebunden in biochemischen Molekülen wie Phospholipiden, Nukleotiden und Nukleinsäuren vor.

Phosphat aus organischen Reststoffen

Im Projekt PhosFarm sollen auch diese organischen Reststoffe als Phosphatquelle erschlossen werden. Hierzu will das Projektkonsortium unter der Koordination des Stuttgarter Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB) einen nachhaltigen Prozess entwickeln und in Form eines integrierten Anlagenkonzepts realisieren, in dem – vor allem durch eine enzymatische Mobilisierung des organisch gebundenen Phosphors – bis zu 90 Prozent des Gesamtphosphors zurückgewonnen werden.

Substrat mit definiertem Nährstoff-Verhältnis

"Nach Abtrennung der festen Phase kann das gelöste Phosphat aus der flüssigen Fraktion als Magnesiumammoniumphosphat oder Calciumphosphat gefällt werden. Diese Salze sind gut pflanzenverfügbar und direkt als Dünger einsetzbar", erläutert Jennifer Bilbao, die das Projekt am IGB leitet.
 
Die verbleibende entwässerte feste Phase wird mit einem energieeffizienten Trocknungsprozess, der mit überhitztem Wasserdampf anstelle heißer Luft arbeitet, getrocknet und als organisches Substrat für die Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit aufgearbeitet. Je nach Bedarf, das heißt abgestimmt auf die Pflanzenart und Bodenbeschaffenheit, können diese Bodenverbesserer mit den zurückgewonnenen mineralischen Düngesalzen zu einem Substrat mit definiertem Stickstoff-Phosphor-Verhältnis vermischt werden.

Synthetische Phosphatdünger werden eingespart

"Mit den gewonnenen mineralischen Phosphatdüngern und den organischen Bodenverbesserern können synthetische Phosphatdünger eingespart und eine Überdüngung durch das direkte Ausbringen von Gülle vermieden werden", beschreibt Bilbao die Vorteile des neuen Konzepts. "Durch den Erlös aus dem Verkauf der Produkte verbinden wir zudem die wirtschaftliche Wertschöpfung aus einem Reststoff mit einem umweltfreundlichen Kreislaufprozess für Phosphor."
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