Phosphatrückgewinnung über Struvitausfällung in Nepal (STUN)

In vielen Entwicklungsländern kann die Einführung der Urinseparierung gleich zwei Bedürfnisse abdecken, die Versorgung mit heimischem Dünger und die Verbesserung der Siedlungshygiene. In Zusammenarbeit mit UN-HABITAT untersuchen wir im Rahmen des Projektes STUN (Struvite recovery from Urine in Nepal), ob die Gewinnung eines Feststoffdüngers aus Urin in Nepal technisch und wirtschaftlich machbar ist.

Struvit (MgNH₄PO₄∙6 H₂O) ist ein Phosphatmineral mit hohem Düngerwert. Während der Lagerung von Urin fallen Struvit und Kalziumphosphat wegen der Harnstoffhydrolyse aus. Dieser Prozess ist allerdings durch Magnesium und Kalzium limitiert, so dass nur 30 bis 50% des Phosphates gebunden wird. Wenn der verbleibenden Lösung Magnesium zugemischt wird, kann auch das restliche Phosphat als Struvit wiedergewonnen werden.

Der in Nepal erstellte Versuchsreaktor besteht aus einem zylinderförmigen galvanisierten Stahltank mit einem konisch zulaufenden Boden. Am Bodenauslass kann ein Nylon oder Baumwollsack zur Struvitfiltration angebracht werden. (Foto: Bastian Etter)

Eine Machbarkeitsstudie im Dorf Siddhipur nahe Kathmandu bestätigte, dass in Nepal das Potenzial für die Struvitproduktion sehr hoch ist: EcoSan-Toiletten − urinseparierende Trockentoiletten, die in ganz Nepal vermehrt eingesetzt werden − stehen zur Urinsammlung zur Verfügung, die Akzeptanz von urinbasiertem Dünger ist generell hoch und der Bedarf an geeignetem Dünger gross. Die geschätzten Kosten für die Struvitproduktion sind stark vom Preis der Magnesiumquelle abhängig. In der Kostenberechnung sollten neben dem Wert des Struvitdüngers auch der Nutzen für den Umweltschutz und die Siedlungshygiene berücksichtigt werden.

Getrocknete Struvitkörnchen. Die 1 Rupie-Münze hat einen Durchmesser von 20 mm. (Foto: Bastian Etter)

Um die technische Machbarkeit der Struvitproduktion in Nepal zu prüfen, wurden Reaktoren verschiedener Grössen mit den vor Ort erhältlichen Materialien gebaut und betrieben. Die Struvitausbeute ist mindestens 90%. Dabei erwies sich Salzmutterlauge (in Englisch Bittern) als hervorragende Magnesiumquelle. Nach der Filtration durch Nylon- oder Baumwollsäcke wurde der Struvit getrocknet und anschliessend in einem einfachen Mischer pelletiert. Ca. 2 kg Struvit kann mit diesem Vorgehen aus gelagertem Urin produziert werden. Darin nicht eingeschlossen sind das Struvit und Kalziumphosphat, das bereits während der Lagerung ausfällt.

Literatur und weitere Informationen

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