DE202021001026U1 - Phosphathaltiges Düngemittel bestehend aus erhitztem Klärschlamm und zusätzlichen Alkali- und/oder Erdalkalien aus Reststoffen der Kaligewinnung - Google Patents

Phosphathaltiges Düngemittel bestehend aus erhitztem Klärschlamm und zusätzlichen Alkali- und/oder Erdalkalien aus Reststoffen der Kaligewinnung Download PDF

Info

Publication number
DE202021001026U1
DE202021001026U1 DE202021001026.2U DE202021001026U DE202021001026U1 DE 202021001026 U1 DE202021001026 U1 DE 202021001026U1 DE 202021001026 U DE202021001026 U DE 202021001026U DE 202021001026 U1 DE202021001026 U1 DE 202021001026U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sewage sludge
phosphate
potash
residues
alkalis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE202021001026.2U
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IAB Institut fuer Angewandte Bauforschung Weimar gGmbH
Original Assignee
IAB Institut fuer Angewandte Bauforschung Weimar gGmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IAB Institut fuer Angewandte Bauforschung Weimar gGmbH filed Critical IAB Institut fuer Angewandte Bauforschung Weimar gGmbH
Priority to DE202021001026.2U priority Critical patent/DE202021001026U1/de
Publication of DE202021001026U1 publication Critical patent/DE202021001026U1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05BPHOSPHATIC FERTILISERS
    • C05B13/00Fertilisers produced by pyrogenic processes from phosphatic materials
    • C05B13/06Alkali and alkaline earth meta- or polyphosphate fertilisers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Fertilizers (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Phosphathaltiges Düngemittel, bestehend aus Klärschlamm industrieller oder kommunaler Kläranlagen, der
(a) thermisch auf Temperaturen zwischen 650 °C und 1000 °C erhitzt wurde, um eine Pyrolyse stattfinden zu lassen,
(b) dem zusätzlich Alkalien und/oder Erdalkalien zugeführt wurden, dadurch gekennzeichnet, dass die zugeführten Alkalien und/oder Erdalkalien Reststoff sind.

Description

  • Technisches Gebiet:
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein phosphathaltiges Düngemittel, das aus thermisch behandeltem Klärschlamm und einer Kalikomponente besteht.
  • Zusammenfassung:
  • Die Erfindung betrifft ein phosphathaltiges Düngemittel, dass aus einem thermisch behandelten Klärschlamm und einem Reststoff der Kalisalzgewinnung bzw. einem kalilaugehaltigen Reststoff der Kalisalzgewinnung besteht.
  • Beschreibung:
  • Stetiges Wachstum einer Gesellschaft und der zugehörigen Wirtschaft bedingt immer auch ein steigendes Aufkommen von Abfallprodukten. Alleine im Raum Deutschland fallen jährlich ca. 1,8 Mio. t Klärschlammtrockensubstanz aus kommunalen Kläranlagen an. Klärschlamm besteht zum größten Teil aus organischen Substanzen und kann als Vielstoffgemisch bezeichnet werden. In Deutschland ist die Ablagerung von Abfällen mit einem organischen Kohlenstoffanteil (bestimmt als TOC - Total Organic Carbon) auf Deponien der Klassen 0 und I von über 1 Masseprozent, der Klasse II von über 3 Masseprozent und der Klasse III von über 6 Masseprozent seit 2005 grundsätzlich unzulässig, so dass der Klärschlamm vor der Ablagerung auf einer Deponie mechanisch-biologisch oder thermisch vorbehandelt werden muss. Durch die Inhomogenität und die stark schwankenden Anteile seiner Bestandteile ist es schwer, eine einheitliche Standardzusammensetzung von Klärschlamm zu definieren. Klärschlamm enthält neben Pflanzennährstoffen wie Stickstoff und Phosphor, auch bedenkliche organische Substanzen (z. B. Arzneimittelrückstände), Schwermetalle, pathogene Organismen sowie diverse anthropogene mikro- und nanoskalige Bestandteile.
  • Der Begriff „Reststoff“ wird in diesem Dokument in dem Sinne verstanden, dass Reststoffe alle beweglichen Sachen einschließen, die bei der Energieumwandlung, Herstellung, Behandlung oder Nutzung von Stoffen oder Erzeugnissen oder bei Dienstleistungen anfallen, ohne dass der Zweck der jeweiligen Handlung hierauf gerichtet ist. Ferner werden solche beweglichen Sachen verstanden, deren ursprüngliche Zweckbestimmung entfällt oder aufgegeben wird, ohne dass ein neuer Verwendungszweck unmittelbar an deren Stelle tritt.
  • Nach der Verordnung zur Neuordnung der Klärschlammverwertung (AbfKlärV) muss ab 2032 die Ausbringung von Klärschlamm von Kläranlagen mit >50.000 Einwohnerwerten und ab 2029 für Kläranlagen >100.000 Einwohner auf landwirtschaftlichen Nutzflächen grundsätzlich beendet werden. In Deutschland stehen bereits eine Vielzahl verschiedener technischer Verfahren zur Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm, Schlammwasser und Klärschlammasche zur Verfügung. Die meisten befinden sich jedoch noch im Versuchsstadium. Allerdings übersteigen die Kosten der meisten phosphorhaltigen Recyclate den Marktpreis für mineralischen Phosphordünger um ein Vielfaches.
  • Stand der Technik:
  • Zum Stand der Technik zählen thermische Verfahren zur Klärschlammbehandlung, zu denen Klärschlammmonoverbrennungsanlagen gehören, die bei Temperaturen von 850°C und 950°C betrieben werden. Beim Überschreiten einer Temperatur von 950°C muss mit einer Versinterung der Asche gerechnet werden. Bei Temperaturen unter 850°C können Geruchsemissionen im Abgas auftreten. Nach der 17. BlmSchV [2] müssen auch unter ungünstigsten Bedingungen bei der Nachverbrennung eine Mindesttemperatur von 850°C und eine Verweilzeit des Schlammes von mindestens zwei Sekunden eingehalten werden, um einen vollständigen Ausbrand der Rauchgase zu erreichen.
  • Ein weiteres thermisches Behandlungsverfahren ist die Monovergasung von Klärschlämmen. Dabei wird vollgetrockneter Klärschlamm zu Synthesegas umgesetzt, welches anschließend gereinigt und in einem Blockheizwerk verbrannt wird. Damit dient es der gekoppelten Erzeugung von Wärme und Strom.
  • Ein Verfahren zur Eliminierung von Schadstoffen aus Klärschlamm und Verfahren zur Herstellung von Phosphaten und phosphathaltigen Verbindungen wird in DE 10 2009 014 884 B4 beschrieben, wobei Klärschlamm in einer thermischen Reduktionsstufe eine Pyrolyse stattfindet und anschließend eine Nachverbrennung des entstandenen Klärschlammkokses unter oxidierenden Bedingungen stattfindet.
  • In DE 20 2019 102 700 A1 wird ein Verfahren zur Rückgewinnung von Phosphor in Kläranlagen aus Schlamm beschrieben, wobei der Schlamm unter anaeroben Prozessbedingungen vorversäuert und anschließend der pH-Wert durch Zugabe zumindest einer alkalischen kalziumhaltigen Chemikalie auf einen pH-Wert < 7 angehoben wird.
  • Ein Verfahren zur chemischen Synthese von Huminstoffen aus Biomassen wird in WO 2019 052 738 A1 beschrieben, wobei die Verfahrensschritte einer Maillard-Reaktion bei 150-250 °C, extrahieren von Verunreinigungen, Torrifizieren der Feststoffe bei 180-300 °C, Zuführung einer starken anorganischen Säure und Filtern des Gemisches.
  • Ein Verfahren zur Rückgewinnung von Phosphor in DE 10 2012 015 726 A2 beschreibt, bei dem biologische Abfallmaterialien mit einem Schüttgut aus alkalischem Material oder einem mit alkalischem Material versetzten Schüttgut vermischt werden und anschließend in einen Ofen gegeben werden, in welchem unter reduktiven Gesamtbedingungen die kohlen- und wasserstoffhaltigen Verbindungen der Abfallmaterialien zu Synthesegas umgewandelt werden.
  • Nachteilig an diesen Lösungen ist, dass für An- oder Abreicherungsprozesse keine Reststoffe verwendet werden, oder solche Stoffe, die in einem Energiegewinnungs- oder Wertschöpfungsprozess prozessbedingt oder nicht im Sinne des Herstellungsprozesses übrigbleiben oder unerwünscht sind.
  • Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein phosphathaltiges Düngemittel bereitzustellen, das aus einem thermischen behandelten Klärschlamm und mindestens einem alkalihaltigen Reststoff besteht.
  • Erfindungsgemäß wird das phosphathaltige Düngemittel dadurch erzeugt, dass Klärschlamm bei Heißgastemperaturen zwischen 650°C und 1000 °C in einem Drehrohr getrocknet, pyrolisiert und verbrannt wird, wobei durch die Zugabe von Alkalimetall-Chlorid-haltigen Reststoffen die Schwermetalle als Schwermetallchloride aus dem Klärschlamm verdampfen und in die Gasphase überführt werden. Der Phosphor verbleibt hingegen im Klärschlamm und ist aufgrund der Pyrolysebedingungen im Drehrohr später für Pflanzen gut verfügbar. Die Abtrennung bzw. Reduktion von Schwermetallen erfolgt dabei direkt während der Verbrennung. Dadurch entsteht eine hohe Produktsicherheit unabhängig von den Eigenschaften der Input-Schlämme und erlaubt gleichzeitig Flexibilität in der Einstellung des technischen und betriebswirtschaftlichen Optimums der Prozessführung. Besonders hervorzuheben dabei ist, dass bei der genannten Weise der thermischen Klärschlammverwertung eine Phosphorrückgewinnung gemäß den aktuellen Vorgaben aus Artikel 5 § 3a der Verordnung zur Neuordnung der Klärschlammverwertung erreicht oder nahezu erreicht werden können.
  • Die Zugabe von Alkalimetall-Chloriden kann dabei in Form von Laugen oder Salzen erfolgen. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung dieser Zugabe besteht in der Nutzung von alkalireichen Abwässern und/oder alkalireichen Abfallstoffen. Also solche, die nicht extra für diesen Prozess erzeugt werden, sondern vielmehr in anderen Wertschöpfungsprozessen anfallen. So sind beispielsweise die bei der Kaliproduktion anfallenden Abwässer eine Mischung verschiedener Alkalimetall-Chloride (MgCl2, NaCI, KCI). Die so bereits als Lauge gelösten Alkalien eignen sich besonders gut für die Zugabe in den Hochtemperaturprozess. Die gute Förder- und Dosierbarkeit sowie einer geringen Schwankung der Kalilaugen-Konzentrationen sind gute Voraussetzungen für einen kontinuierlichen Herstellungsprozess.
  • Darüber hinaus eignet sich für die Herstellung des erfindungsgemäßen phosphathaltigen Düngemittels auch die Nutzung der bei der Kalisalzgewinnung entstehenden Abfallstoffe. Sie entstehen beim Abbau von Kalisalzen und weisen einen geringen Salzgehalt oder zu hohe Verunreinigung auf.
  • Nichtpatentliteratur:
    1. [1] Bundes-Immissionsschutzgesetz (BlmSchG)
    2. [2] 17. BlmSchV - Verordnung über die Verbrennung und die Mitverbrennung von Abfällen
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009014884 B4 [0008]
    • DE 202019102700 A1 [0009]
    • WO 2019052738 A1 [0010]
    • DE 102012015726 A2 [0011]

Claims (5)

  1. Phosphathaltiges Düngemittel, bestehend aus Klärschlamm industrieller oder kommunaler Kläranlagen, der (a) thermisch auf Temperaturen zwischen 650 °C und 1000 °C erhitzt wurde, um eine Pyrolyse stattfinden zu lassen, (b) dem zusätzlich Alkalien und/oder Erdalkalien zugeführt wurden, dadurch gekennzeichnet, dass die zugeführten Alkalien und/oder Erdalkalien Reststoff sind.
  2. Phosphathaltiges Düngemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Alkalien Kalisalze sind.
  3. Phosphathaltiges Düngemittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalisalze ein Rest- oder Abfallprodukt aus der Kalisalzgewinnung sind.
  4. Phosphathaltiges Düngemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Alkalien Alkalilaugen sind.
  5. Phosphathaltiges Düngemittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalilauge ein Rest- oder Abfallprodukt bei der Herstellung der Kaliprodukten ist.
DE202021001026.2U 2021-04-27 2021-04-27 Phosphathaltiges Düngemittel bestehend aus erhitztem Klärschlamm und zusätzlichen Alkali- und/oder Erdalkalien aus Reststoffen der Kaligewinnung Active DE202021001026U1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202021001026.2U DE202021001026U1 (de) 2021-04-27 2021-04-27 Phosphathaltiges Düngemittel bestehend aus erhitztem Klärschlamm und zusätzlichen Alkali- und/oder Erdalkalien aus Reststoffen der Kaligewinnung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202021001026.2U DE202021001026U1 (de) 2021-04-27 2021-04-27 Phosphathaltiges Düngemittel bestehend aus erhitztem Klärschlamm und zusätzlichen Alkali- und/oder Erdalkalien aus Reststoffen der Kaligewinnung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE202021001026U1 true DE202021001026U1 (de) 2021-05-28

Family

ID=76432573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE202021001026.2U Active DE202021001026U1 (de) 2021-04-27 2021-04-27 Phosphathaltiges Düngemittel bestehend aus erhitztem Klärschlamm und zusätzlichen Alkali- und/oder Erdalkalien aus Reststoffen der Kaligewinnung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE202021001026U1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012015726A1 (de) 2012-08-08 2014-02-13 S + S Regeltechnik Gmbh Sensor mit Feuchte-Fühler
DE102009014884B4 (de) 2009-03-25 2014-11-06 Ingeborg Klose Verfahren zur Eliminierung von Schadstoffen aus Klärschlamm und Verfahren zur Herstellung von Phosphaten und phosphathaltigen Verbindungen
WO2019052738A1 (de) 2017-09-13 2019-03-21 Schaltegger Projektplanungen Verfahren zur produktion von huminstoffen aus biomasse wie holz, rinde, getreidestroh, blättern, krautigen pflanzen sowie baumpilzen, klärschlamm und anderen organischen abfällen
DE102019102700A1 (de) 2019-02-04 2020-08-06 Cnp-Technology Water And Biosolids Gmbh Verfahren zur Rückgewinnung von Phosphor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009014884B4 (de) 2009-03-25 2014-11-06 Ingeborg Klose Verfahren zur Eliminierung von Schadstoffen aus Klärschlamm und Verfahren zur Herstellung von Phosphaten und phosphathaltigen Verbindungen
DE102012015726A1 (de) 2012-08-08 2014-02-13 S + S Regeltechnik Gmbh Sensor mit Feuchte-Fühler
WO2019052738A1 (de) 2017-09-13 2019-03-21 Schaltegger Projektplanungen Verfahren zur produktion von huminstoffen aus biomasse wie holz, rinde, getreidestroh, blättern, krautigen pflanzen sowie baumpilzen, klärschlamm und anderen organischen abfällen
DE102019102700A1 (de) 2019-02-04 2020-08-06 Cnp-Technology Water And Biosolids Gmbh Verfahren zur Rückgewinnung von Phosphor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3525918B1 (de) Verfahren zur abscheidung und immobiliserung von kohlendioxid und/oder kohlenmonoxid aus einem abgas
DE2624971A1 (de) Verfahren zur verwertung industrieller abfaelle
DD237479A5 (de) Verfahren zur herstellung eines absorptions- und adsorptionsmittels, sowie nach diesem verfahren hergestelltes absorptions- und adsorptionsmittel
CN114247433B (zh) 一种熔融盐法处理有机废盐和农林废弃物同时制备生物炭的方法
EP0663435A1 (de) Verfahren zur Aufarbeitung von Kommunalem Kunststoffabfall
EP1669467B1 (de) Verfahren zur Abtrennung von Schwermetallen aus Klärschlammasche
DE2118850C3 (de) Verfahren zur Verwertung von Abfallprodukten
DE202021001026U1 (de) Phosphathaltiges Düngemittel bestehend aus erhitztem Klärschlamm und zusätzlichen Alkali- und/oder Erdalkalien aus Reststoffen der Kaligewinnung
DE10206347A1 (de) Verfahren zur Gewinnung von Phosphatverbindungen aus Verbrennungsrückständen
DE3238328A1 (de) Verfahren zur aufarbeitung von einen heizwert aufweisenden schlammfoermigen abwasserrueckstaenden sowie anlage zur durchfuehrung des verfahrens
DE4238935C2 (de) Verfahren zur Überführung von organisches Material und Kunststoffe enthaltenden Abfallstoffen in ein pulverförmiges Zwischenprodukt und seine Verwendung
Islam et al. Sources and fates of textile solid wastes and their sustainable management
EP0970933A2 (de) Matrizengebundener Düngemittelstoff mit verzögerter Wirkstoffabgabe
CH552523A (de) Verfahren zur herstellung und wiedergewinnung von chemikalien und brennstoffen aus organische feststoffe enthaltenden abfaellen, insbesondere muell.
DE4111725A1 (de) Verfahren zur inertisierung von in schlaemmen enthaltenen schadstoffen und aus diesen schlaemmen hergestellter formkoerper
EP1661875B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines phosphorhaltigen Düngemittels aus Tiermehl
EP1203060B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur verwertung von gasen aus dem absetzbecken
EP3446799B1 (de) Verfahren zur rückgewinnung aus abfallprodukten
DE2423891A1 (de) Verfahren zur gewinnung von adsorptionskohle aus der bei einem an sich bekannten muellverkokungsverfahren anfallenden muellschlacke sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE102014005929A1 (de) Phosphatdüngemittel
DE19807539C2 (de) Verfahren zur thermischen Behandlung von Abfällen
AT314567B (de) Verfahren zur Verwendung von Abwasserschlamm und Schlacke oder Asche zur Bildung eines Düngers
DE4107046A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum verwerten von organischen abfaellen
DE10003221B4 (de) Verfahren zur thermischen Verwertung von Kohlenwasserstoffen
DE3442403A1 (de) Verfahren zur aufarbeitung von wasserhaeltigen organischen rueckstandsmassen

Legal Events

Date Code Title Description
R086 Non-binding declaration of licensing interest
R207 Utility model specification
R150 Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years