Abwasser wird zu Dünge­gold

Entfernt man Wasser und Verun­rei­ni­gungen aus Abwasser, erhält man einen sehr reich­hal­tigen, – und noch wich­tiger – recy­celten Dünger. Das schwe­di­sche Unter­neh­mens EkoBalans hat sich zum Ziel gesetzt, diesen Umstand gewinn­brin­gend zu nutzen und einen nach­hal­ti­geren NPK-Dünger zu entwi­ckeln.

Man sät einen Samen und erntet im Jahr darauf eine Pflanze. Dann nimmt man einen Samen dieser Pflanze, sät diesen erneut und es wächst eine neue Pflanze. Wirt­schaften in Kreis­läufen entspricht der Natur der Land­wirt­schaft. Das Problem besteht darin, dass manche Betriebs­mittel, wie beispiels­weise Dünger, nicht ganz nach­haltig sind. Genau darauf hat sich das schwe­di­sche Unter­nehmen EkoBalans bei der Entwick­lung eines nach­hal­tigen und gehalt­vollen NPK-Düngers aus recy­celtem Abwasser konzen­triert.

Der Dünger enthält nicht nur Stick­stoff und Phos­phor, sondern auch orga­ni­sche Substanzen zur Erhö­hung des Humus­ge­halts im Boden. Es ist schon lange bekannt, dass städ­ti­sches Abwasser eine wahre Gold­mine an Nähr­stoffen ist, und es wurden – und werden – zahl­reiche Versuche unter­nommen, diese zu nutzen. EkoBalans glaubt, eine Formel gefunden zu haben, die funk­tio­niert.

Linnéa Koll­berg bei der Kontrolle der Phos­phor- und Stick­stoff­ex­trak­ti­ons­an­lage in der Versuchs­an­lage in Helsing­borg.

Recy­cling- statt Wasser­auf­be­rei­tungs­an­lagen

„Das Problem mit den heutigen Wasser­auf­be­rei­tungs­an­lagen ist, dass sie nicht auf die Rück­ge­win­nung von Nähr­stoffen, sondern nur auf die Reini­gung des Wassers ausge­legt sind, sodass die Nähr­stoffe zu stark verdünnt werden“, sagt der promo­vierte Biologe Gunnar Thelin, Gründer und Eigen­tümer von EkoBalans. „Es besteht kein wirt­schaft­li­cher Nutzen darin, die Nähr­stoffe aus dem Wasser heraus­zu­ziehen.“

Ein weiteres Problem besteht darin, dass zur Entfer­nung von Phos­phat aus dem Abwasser Chemi­ka­lien verwendet werden, wodurch Land­wirte diese Nähr­stoffe nicht mehr nutzen können. Die Lösung von EkoBalans besteht darin, dem Abwasser das Wasser zu entziehen und einen festen Dünger herzu­stellen. „Wenn ein biolo­gi­sches Verfahren zur Extrak­tion des Phos­phats verwendet wird – und das ist nicht schwierig –, dann ist es für uns wieder­ver­wertbar“, sagt Linnéa Koll­berg, Verfah­ren­s­in­ge­nieurin bei EkoBalans.

Trotz der geringen Nähr­stoff­kon­zen­tra­tion im Abwasser, kann ihr Verfahren, das auf der Tren­nung eines Groß­teils des Wassers von den Nähr­stoffen aufbaut, unge­fähr 20-25 % des Phos­phats (wenn dieses biolo­gisch gerei­nigt wurde) und 15 % des Stick­stoffs aus heutigen Abwas­ser­an­lagen zurück­ge­winnen. Das ist zwar akzep­tabel, aber die Werte könnten bei einer Neustruk­tu­rie­rung der Anlagen noch deut­lich höher sein.

„Wir arbeiten mit der Annahme, dass die heutigen Wasser­auf­be­rei­tungs­an­lagen in Nähr­stoff­re­cy­cling­an­lagen umge­wan­delt werden müssen“, sagt Gunnar Thelin. „Außerdem reicht es nicht aus nur Phos­phat heraus­zu­fil­tern, um uns rele­vant zu machen.“ Daher sieht er die Grund­lage für die erfolg­reiche Weiter­ent­wick­lung des Verfah­rens darin, einen zusätz­li­chen Schwer­punkt auf die Gewin­nung von Stick­stoff aus Abwasser zu legen.

Tests in Helsing­borg

Das Produk­ti­ons­ver­fahren der Firma wird derzeit in einer voll­wer­tigen, hoch­mo­dernen Wasser­auf­be­rei­tungs- bzw. Recy­cling­an­lage in Helsing­borg, einer Stadt im Südwesten Schwe­dens, ange­wendet. Die Anlage wird aus einem neu erbauten Stadt­teil gespeist, dessen Häuser über drei zur Anlage führende Abwas­ser­rohre verfügen: eines für die Toiletten, eines für Abwasser aus Bad, Wasch- und Spül­ma­schine und eines für zerklei­nerte Essens­ab­fälle als Biomas­se­kom­po­nente.

Durch diese Konstruk­tion verbes­sern sich die Produk­ti­ons­pa­ra­meter beträcht­lich. Das Stick­stoff­ex­trak­ti­ons­ni­veau steigt gegen­über 40-50 mg/Liter in konven­tio­nellen Anlagen auf 1000 mg/Liter. „Statt 20 % des Phos­phats und 15 % des Stick­stoffs heraus­zu­ziehen, können wir jetzt 75-80 % bzw. 75 % extra­hieren“, sagt Thelin. Durch die Verwen­dung einer Gastrenn­ein­heit werden die Endpro­dukte außerdem von Verun­rei­ni­gungen befreit.

Im vollen Betrieb kann die Anlage in Helsing­borg jähr­lich 29 t Stick­stoff in Form von Ammo­ni­um­sulfat und 5,9 t Phos­phat in Form von Struvit-Kris­tallen produ­zieren.

Nach­hal­tige Land­wirt­schaft aufbauen

Auch wenn Anlagen wie die in Helsing­borg bisher selten sind, gibt es in Skan­di­na­vien weitere Anlagen, deren Konstruk­tion den Vorstel­lungen von EkoBalans bereits sehr nahe­kommt. „Wir brau­chen neue Dünger­arten, die in einem Kreis­lauf­system funk­tio­nieren“, sagt Gunnar Thelin. „Wir müssen Möglich­keiten finden, uns um die im städ­ti­schen Umfeld produ­zierten Nähr­stoff­ströme zu kümmern.“ Er kann sich vorstellen, dass inner­halb der nächsten fünf bis sieben Jahre weitere Anlagen wie die in Helsing­borg gebaut werden.

Während in der Zwischen­zeit bestehende Wasser­auf­be­rei­tungs­an­lagen modi­fi­ziert und neue Abschei­de­an­lagen gebaut werden, plant EkoBalans dieses Jahr unge­fähr 2000 t seines Düngers zu produ­zieren, wobei der Stick­stoff aus dem Neben­pro­dukt eines Stahl­werks und Phos­phat sowie Biomasse aus einer Biogas­an­lage bezogen werden.

Dieses Recy­cling­ver­fahren ist nicht nur von natio­nalem Inter­esse. Das Wissen, welches EkoBalans und Gunnar Thelin inner­halb der letzten sechs Jahre im Zuge der Produkt­ent­wick­lung gesam­melt haben, wird jetzt ins spani­sche Murcia expor­tiert – zusammen mit der ersten Versuchs­an­lage, deren Einrich­tungs- und Versuchs­phase sie beauf­sich­tigen werden.

Gunnar Thelin möchte die Dünge­mit­tel­pro­duk­tion in eine nach­hal­tige Kreis­lauf­wirt­schaft einbinden.

Boden­ge­sund­heit erhalten

Laut Thelin reicht es nicht aus, einfach nur konven­tio­nellen Dünger aus Abwasser herzu­stellen. „Er muss zusammen mit einer Grün­gut­kom­po­nente ange­wendet werden, sodass der Humus­ge­halt im Boden mit der Zeit ansteigen kann.“ Sein Dünger enthält daher auch Magne­sium, Schwefel, Mikro­nähr­stoffe und Calcium.

Dass der Stick­stoff­ge­halt, der bei konven­tio­nellen Düngern 34 % beträgt, nur bei 21 % liegt, beun­ru­higt die Land­wirte. Aber laut Thelin ist es nicht ange­messen, dieses neue Produkt mit konven­tio­nellen NPK-Mine­ral­dün­gern zu verglei­chen.

„Wir sehen unser Produkt als Teil einer Kreis­lauf­wirt­schaft, einer neuen Denk­weise. Wir bringen Nähr­stoffe aus Abwasser auf die Felder. Wir können nicht das konven­tio­nelle Verfahren beibe­halten, bei dem so viel wie möglich ausge­bracht wird, die Pflanzen aber nur etwa 30 % davon aufnehmen können und der Rest in die Natur ausge­schwemmt wird.“

Land­wirte zufrieden mit den Test­ergeb­nissen

Im zweiten Jahr in Folge nehmen der Acker­bauer Peter Knutsson und sein Sohn Johan an der Erpro­bung des Düngers von EkoBalans teil und sind beein­druckt.

Auf ihrem 640 ha großen Betrieb Öster­gård unge­fähr 20 km östlich von Helsing­borg bauen sie eine Viel­zahl von Feld­früchten einschließ­lich Weizen, Raps, Gerste, Kartof­feln, Zucker­rüben, Bohnen und Erbsen an. Die NPK-Pellets wurden mit Dünger­streuern verschie­dener Marken ausge­bracht und haben nach dem Zerklei­nern gut funk­tio­niert. „Dieses Jahr haben wir den Dünger in Brau­gerste und im vergan­genen Jahr in Hafer auspro­biert. Er hat tatsäch­lich besser funk­tio­niert als wir erwartet hatten“, sagt Johan Knutsson.

Uns gefällt die Idee Nähr­stoffe zu nutzen, die ansonsten verschwendet würden

Peter Knutsson

Beide haben Bedenken wegen des geringen Stick­stoff­ge­halts, aber falls sich der Dünger positiv auf den Deckungs­bei­trag auswirkt, wäre er attraktiv. „Uns gefällt die Idee, Nähr­stoffe zu nutzen, die ansonsten verschwendet würden. Und ich bin über­zeugt, dass wir Land­wirt unseren Beitrag dazu leisten müssen, die Nahrungs­mit­tel­pro­duk­tion nach­hal­tiger zu gestalten“, sagt Peter Knutsson.

Die Betreuerin des Feld­ver­suchs, Ulrika Dyrlund Martinsson von der Land­wirt­schafts­ge­sell­schaft, ist eben­falls beein­druckt von den Ergeb­nissen. „Man konnte keine Ertrags­un­ter­schiede zwischen der Verwen­dung von EkoBalans und konven­tio­nellem Dünger sehen, und beim Prote­in­ge­halt haben wir nur geringe Unter­schiede fest­ge­stelltׅ“, sagt sie.

Auch sie stimmt der Idee zu, Alter­na­tiven zu den heutigen Dünge­mit­teln zu entwi­ckeln. „Wir müssen uns nach Alter­na­tiven umsehen und darauf achten, dass wir in einem Kreis­lauf­system produ­zieren. Phos­phat ist ein begrenztes Produkt und es wird in Zukunft immer schwie­riger und teurer zu beschaffen sein.“

Auch wenn die Menge der welt­weiten Phos­phat­vor­räte nach oben korri­giert wurde, müssen wir laut Gunnar Thelin dennoch unsere Belas­tung der Natur vermin­dern: „Ob das abge­baute Phos­phat noch 80 oder 400 Jahre reicht ist irrele­vant – das sind rein rech­ne­ri­sche Werte. Unge­achtet dessen müssen wir Phos­phat, Stick­stoff und weitere Nähr­stoffe recy­clen, die sich bereits im System befinden.“