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Vom Abfall zum Dünger - Phosphor- und Kohlenstoffgewinnung aus Abfall als Zukunftsstrategie zum Nährstoffrecycling

Projektleitung
Pfeifer Christoph, BOKU Projektleiter/in
Laufzeit:
01.09.2014-30.11.2018
Programm:
Research Studios Austria
Art der Forschung
Experimentelle Entwicklung
Projektpartner*innen
AIT, Austrian Institute of Technology, Österreich.
Kontaktperson: Dr. Gerhard Soja;
Funktion des Projektpartners: Partner
WPA GmbH, Wien, Österreich.
Kontaktperson: Dr. Max Kuderna;
Funktion des Projektpartners: Partner
Mitarbeiter*innen
Wenzel Walter, Sub-Projektleiter/in
Zehetner Franz, Sub-Projektleiter/in
Santner Jakob, Projektmitarbeiter/in
Tondl Gregor, Projektmitarbeiter/in
Zerobin Florian, Projektmitarbeiter/in (bis 31.03.2020)
Frohner Andreas, Projektmitarbeiter/in
Beteiligte BOKU-Organisationseinheiten
Institut für Bodenforschung
Institut für Verfahrens- und Energietechnik
Gefördert durch
FFG - Forschungsförderungsgesellschaft, Sensengasse 1, 1090 Wien, Österreich
Abstract
Nachhaltige Bodenbewirtschaftung ist entscheidend, um die limitierten Bodenresourcen für die Nahrungsmittelproduktion für eine schnell wachsende Weltbevölkerung fruchtbar zu erhalten. Von den wesentlichen Elementen für das Pflanzenwachstum ist Phosphor einer der wichtigsten Makronährstoffe, dessen natürliche Vorkommen rapide abnehmen bei gleichzeitiger, intensiver Ablagerung in Mülldeponien.
Das Hauptziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines Produktionsprozesses für innovative Düngemittel, die Phosphor und unterschiedliche Anteile organischen Kohlenstoffs aus Abfällen rückgewinnen. Kreisläufe werden über Reststoffe geschlossen anstelle des Einsatzes von begrenzten, natürlichen Ressourcen.
Die Anwendung dieser Produkte in der Landwirtschaft ermöglicht
• Nährstoffkreisläufe für Phosphor zur effizientere Nutzung dieser Ressource werden geschlossen
• Erhaltung der Rohphosphat Ressourcen
• Erhöhung des organischen Kohlenstoffanteils in verarmten Böden
Die Stabilisierung von Kohlenstoff aus Abfallstoffen wird hauptsächlich über thermo-chemische Umwandlungsverfahren erzielt. Zusätzlich erfolgt eine Übertragung von Phosphor aus Rohstoffen (Grünschnitt, Restholz, Rückstände aus der Lebensmittel- und Cellulosefasernproduktion, Klärschlamm, Deponiematerial etc.) in ein stabilisiertes Produkt. Detaillierte Beschreibungen und Analysen von Schadstoffkonzentrationen und ökotoxikologische Verhalten stellen sicher, dass die Produkte unter den Grenzwerten für Schwermetalle und organische Schadstoffe liegen.
Das Research Studie wird FuE-Dienstleistungen und Beratung für industrielle Interessenten und Gemeinden bei prozesstechnischen, agronomischen und ökologischen/toxikologischen Fragestellungen entlang der gesamten Prozesskette anbieten.
Projekt-Ziele:
• Vergleich verschiedener thermo-chemischer Umwandlungsprozesse (Verbrennung, Vergasung, Pyrolyse, hydrothermale Karbonisierung) zur Produktion eines stabilen, organischen Kohlenstoff-Phosphor-Düngers aus unterschiedlichen Einssatzstoffen
• Bestimmung der notwendigen Mischung aus Rohstoffen um ein ausgewogenes, organisches Kohlenstoff-Phosphor-Verhältnis mit guter Bioverfügbarkeit zu erreichen
• Optimierung der Prozessparameter sowie Kombinationen der eingesetzten Prozesse in Abhängigkeit von den Rohstoffen bei Einhaltung der Schadstoffgrenzwerte der Kompostverordnung, des europäischen Pflanzenkohle Zertifikats sowie der Düngemittelverordnung
• Analyse der Produkteigenschaften hinsichtlich Bioverfügbarkeit von Phosphor für Pflanzen, Kohlenstoff-Stabilität, Verunreinigungen und physikalisch-chemischen Auswirkungen auf den Boden
• Screening-Tests in der Vorbereitung für die amtliche Zulassung als Dünger durch die AGES
• Beurteilung der Energie- und Nährstoffbilanzen sowie der Wirtschaftlichkeit
Schlagworte
Umweltforschung; Chemische Verfahrenstechnik; Recycling; Pflanzenernährung; Bodenkunde;
Biokohle; Klärschlamm; Ökotoxikologie; Phoshpor; thermo-chemische Umwandlungsprozesse;
Publikationen
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