Mehrere Separations- und Filtrationsstufen trennen die Nährstoffe.

Schritt 1: Das Ansäuern

Der erste Verfahrensschritt des NuTriSep-Verfahrens ist das Ansäuern des Gärrest oder der Gülle von pH 7,5 bis 7,8 auf pH 5. Das Ansäuern überführt den flüchtigen Ammoniak in nicht-flüchtigen Ammonium-Stickstoff. Zuvor gebundenes Phosphat geht im sauren Milieu in Lösung.

Das Absenken des pH-Werts erfolgt mit Schwefelsäure in zwei Schritten. Das ist nötig, weil dabei CO2 entsteht und der flüssige Gärrest zu schäumen beginnt. Also nutzt die Firma Geltz dafür zwei Behälter. Sensoren überwachen die Schaumbildung.

Schritt 2: Zweimal Separieren

Als Nächstes folgt das Separieren der Feststoffe in zwei Schritten. Zuerst holt eine Schneckenpresse mit einem 1 mm Filter die groben Feststoffe heraus. Anschließend trennt ein Vakuumseparator die sehr feinen Feststoffe bis 80 µm ab.

Das Material ist bereits relativ nährstoffarm. Es enthält nur wenig Phosphat und Stickstoff und ist von der Struktur her torfähnlich, fluffig leicht mit einer hohe Wasserbindefähigkeit. Jedoch sind weitere Verfahrensschritte notwendig, um die von Erdenwerken geforderte Qualität sicherzustellen.

Schritt 3: Die Mikrofiltration

Die Flüssigkeit aus der Separation wird dann kontinuierlich durch eine Mikrofiltrationsanlagen geleitet. Damit die Membranen der Mikrofiltrationsanlage nicht verstopfen, schickt eine Umwälzpumpe die Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit durch die Module. Die schnell fließende Flüssigkeit reißt Ablagerungen von der Membran mit.

Darüber hinaus reinigt die Anlage die Membranen regelmäßig automatisch in einem vorgegebenen Zyklus. Ein Reinigen der Membrane mit Säure und Lauge empfiehlt sich alle paar Monate.

Wartungsarbeiten sind ohne Unterbrechung des Anlagenbetriebs möglich, weil sich einzelne Baugruppen abschalten lassen. Die Anlage arbeitet dann mit gedrosseltem Durchsatz weiter.

Schritt 4: Phosphatsalz separieren

Das sogenannte Eluat aus der Mikrofiltration enthält nun keine Feststoffe mehr, sondern nur noch gelöste Stoffe. Dazu gehören Ammonium-Stickstoff, Phosphat, Kalium und Huminsäuren. Die Huminsäuren färben die Flüssigkeit braun.

Um das Phosphat eliminieren zu können, folgt das Anheben des pH-Werts mit Kalk und Natronlauge. Dadurch fällt das Phosphorsalz aus. Der Absetzbehälter hat am Boden einen keilförmigen Trichter. Was sich hier absetzt, wird zur Kammerfilterpresse geleitet. Der flüssige Anteil wird oben abgepumpt.

Die Kammerfilterpresse presst mit 600 bar Druckluft den phosphathaltigen Schlamm zu Platten. Die Restfeuchte des Materials liegt bei 50%. Bei Lagerung in einer Halle trocknet es auf Luftfeuchtigkeit herunter und enthält dann rund 80% TS.

Die phosphathaltigen Presskuchenplatten lassen sich leicht zu Pulver zerdrücken. Dieses Phosphat-Düngesalz enthält rund 20 bis 30% P2O5.

Schritt 5: Die Ammonium-Strippung

Die aus den Phosphat-Absetzbehältern abgepumpt Flüssigkeit ist ammoniumhaltig. In der Strippanlage mit fünf Strippkolonnen rieselt sie über Füllkörper von oben nach unten. Im Gegenstrom wird warme Luft hindurch geblasen. Ammoniakhaltiger Dampf entsteht. Eine anschließende saure Wäsche überführt das Ammoniak aus dem Dampf in ASL mit 11 Gew.% Stickstoff bei pH 7. Das Restwasser enthält nun noch 5 g Kali pro Liter. Der Betrieb Karle verregnet es auf seinen landwirtschaftlichen Flächen.

anja.boehrnsen@profi.de