Phosphatfänger

Wir hoffen, wir konnten mit unserem Video und unserer Projektseite euer Interesse für das Thema Phosphatrückgewinnung wecken. Natürlich habt ihr dabei schon einiges über Phosphate und deren Verwendung erfahren, das ist aber auch bei weitem noch nicht alles (dafür reicht weder die Videozeit noch der Platz auf der Seite aus).

Für alle, die sich noch etwas tiefer mit der Materie befassen wollen, habe ich hier noch stichpunktartig das Wichtigste rund um Phosphat im Abwasser zusammengestellt.

Phosphor, Phosphat, was ist was?

• Phosphor (P) ist ein chemisches Element der 5. Hauptgruppe mit der Ordnungszahl 15. Es steht an der 11. Stelle der Elementhäufigkeit in der Erdkruste [1].
• Phosphate (PO43-) sind ionische Verbindungen aus Phosphor und Sauerstoff. Sie treten z. B. als Salze und Ester der Phosphorsäure auf:
- Organische Phosphate sind Ester aus organischen Verbindungen und Phosphat und spielen in der Biochemie eine herausragende Rolle (z. B. ATP).
- Anorganische Phosphate können in unterschiedlichen Strukturen vorkommen. Im Abwasser stellt das Anion der Phosphorsäure (Ortho-Phosphat) den größten Anteil dar (PO43-) [2].

• Der Summenparameter Gesamtphosphor (Pges) in der Abwasseranalytik umfasst organische und anorganische Phosphorverbindungen (Poly- und ortho-Phosphate) [2].
• Phosphat wird von der EU-Kommission als kritischer Rohstoff eingestuft [1].

Natürliche Phosphatvorkommen

• Primäre Vorkommen werden in sedimentäre und magmatische Phosphaterze unterschieden:
- Sedimentäre Lagerstätten bilden etwa 90 % aller Vorkommen ab. Sie entstehen durch chemische Ausfällung von Phosphatsalzen und Begleitmaterialien[1].
- Der Phosphatgehalt ist in sedimentärer Lagerstätten höher als in magmatischen[1].
- Der Gehalt an Verunreinigungen (u.a. Schwermetalle und Uran) ist in sedimentärer Lagerstätten höher als in magmatischen [1].

• Über 90 % der wirtschaftlich abbaubaren Phosphatvorkommen sind auf fünf Staaten konzentriert:
- Marokko, China, USA, Algerien, Jordanien und Russland [1]

• Sekundäre Vorkommen bilden vor allem:
- Klärschlamm und Klärschlammaschen, Gärreste (z. B. Biogasanlagen), Tierische Nebenprodukte (z. B. Knochen, Gülle, Jauche), Pflanzen- und Holzaschen [1].
- Wichtigste einheimische und mengenmäßig bedeutendste anthropogene Rohstoffquelle sind Schlämme aus Kläranlagen [1].

Wie kommt Phosphat ins Abwasser?

• Teilweise aufgrund unserer Lebensweise:
- Phosphor und Phosphatverbindungen sind in unseren Lebensmitteln enthalten [3].
- Jeder Mensch nimmt über die Nahrung Phosphat auf und scheidet einen Teil davon auch täglich aus. Über die Kanalisation gelangt das Phosphat ins Abwasser [2],[4].

• Teilweise aufgrund unserer Landwirtschaft:
- Nicht alle Phosphate werden von den Pflanzen aufgenommen. Durch den Regen werden Phosphate ausgewaschen und teilweise in die Kanalisation gespült werden [2].
- Auch Ausscheidungen von Tieren (Viehzucht, und Ausbringung von Gülle) können dadurch den Phosphatgehalt im Abwasser erhöhen [2].

• Teilweise aufgrund unserer Industrie:- In Gewässer (Direkteinleitung) und kommunale Kläranlagen (indirekte Einleitung) zum Teil durch Metall- und Chemieindustrie [2].

Falls Fragen auftauchen hinterlasst uns gerne einen Kommentar, wir antworten sobald es geht!

Nächste Woche befassen wir uns mit einem weiteren wichtigen Thema, der Kreislaufwirtschaft.

Bis dahin,
Eure Phosphatfänger

#WirFangenDas!

Referenzen:

1. M. F. Bertau, Peter; Gellermann, Carsten; Maurer, Alexander; Vohrer, Uwe; Wendler, Katja, Statuspapier - Phosphatrückgewinnung, ProcessNet-Fachgruppe "Rohstoffe", 2017.
2. https://www.abwasser-analysezentrum.de/parameteruebersicht/gesamtphosphor (29.09.2022)
3. https://www.bundesregierung.de/breg-de/aktuelles/phosphor-aus-abwasser-gewinnen-459418 (29.09.2022)
4. https://www.nabu.de/natur-und-landschaft/landnutzung/landwirtschaft/umweltschutz/23828.html (29.09.2022)