Nachhaltiges Nährstoffmanagement durch Nährstoff-Recycling

Nährstoffe wie Stickstoff, Phosphor, Kalium, Calcium und Schwefel sind für das Wachstum aller Lebewesen essenziell, besonders für Pflanzen. Deshalb sind Nährstoffe die Hauptbestandteile von Düngemitteln und unverzichtbar für die weltweite Nahrungsmittelproduktion. Bisher werden Nährstoffe nur teilweise in einem geschlossenen Kreislauf geführt. Stattdessen werden sie mit der Ernte der Pflanzen aus dem Agrarökosystem entfernt. Eine Rückführung der Nährstoffe über die Reststoffe der Nahrungsmittelproduktion findet praktisch nicht statt.

Für ein zukunftsfähiges Wirtschaften ist die Rückgewinnung von Nährstoffen und ein Nährstoff-Recycling zu Düngern essenziell. Das Fraunhofer IGB hat daher ein Forschungsgebiet aufgebaut, das sich mit der Entwicklung und Umsetzung nachhaltiger, kosteneffizienter Technologien und Strategien für ein integriertes Ressourcenmanagement beschäftigt.

Technologien

 

ePhos®: Elektrochemische Phosphor-Rückgewinnung von Phosphor

Für die Rückgewinnung von Phosphor aus kommunalem Abwasser haben wir ein elektrochemisches Verfahren entwickelt, das ohne Zugabe von Chemikalien den hochwertigen Dünger Struvit liefert.

 

BioEcoSIM® – Kombiniertes Verfahren zur Aufbereitung von Gülle und Gärresten

Für die Aufbereitung von Gülle oder Gärresten sind verschiedene Verfahrensschritte notwendig, die als separate Module in einer Anlage integriert wurden. Damit können Phosphordünger, Stickstoffdünger und Bodenverbesserer gewonnen werden.

 

Trocknung fester biologischer Rückstände und Wirkstoffe

Die Trocknung von Gärresten, der organischen Güllefraktion oder von Cyanobakterien erfolgt am IGB mit einem neuartigen Trockner mittels überhitztem Wasserdampf (superheated steam dryer, SHSD). Dieser am Fraunhofer IGB entwickelte Trockner bietet wesentliche Vorteile gegenüber den üblichen Trocknern mit Heißluft.

Forschungs- und Anwendungsfelder

 

Rückgewinnung von Nährstoffen aus Abwässern

Abwässer enthalten neben der organischen Fracht auch größere Mengen an Nährstoffen wie Stickstoff, Phosphor, Magnesium oder Kalium. Das Fraunhofer IGB entwickelt Verfahren zur Rückgewinnung von Nährstoffen aus Abwasserströmen.

 

Gärreste – Rohstoff für Nährstoffe und Bodenverbesserer

Auch Gärreste enthalten, neben wertvoller organischer Substanz, wichtige Nährstoffe. Am Fraunhofer IGB werden Methoden entwickelt, um Phosphor und Stickstoff zurückzugewinnen. Aus der organischen Substanz entwickeln wir Bodenverbesserer.

 

Aufbereitung von Gülle – Mineraldünger und Bodenverbesserer

Das Fraunhofer IGB entwickelt Technologien zur Rückgewinnung von Nähr- und Wertstoffen sowie von organischen Bestandteilen aus landwirtschaftlichen Abfällen wie Gülle, um hochwertige und kompakte organische und mineralische Düngemittel zu erzeugen.

 

Nährstoffe aus Lebensmittel- und Futtermittelreststoffen

In der Lebensmittel- und Futtermittelindustrie herrscht ein großer Bedarf an Technologien zur sinnvollen Nutzung von Reststoffen und Abfällen. Die Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer IGB entwickeln vor diesem Hintergrund Verfahren zur Aufbereitung von Produktionsüberresten und zur Rückgewinnung von Nährstoffen aus diesen.

 

Herstellung von Pflanzen- und Bodensubstraten

Aufgrund intensiver Landwirtschaft und der damit verbundenen Bodenbelastung ist der Erhalt der Bodenqualität von herausragender Bedeutung. Die Nachfrage nach Düngemitteln ist entsprechend hoch. Das Fraunhofer IGB erforscht deswegen nachhaltige Herstellungsverfahren von Düngern und Bodenverbesserern, aber auch von Pflanzenschutzmitteln auf biotechnologischer Basis.