Phosphorus Recovery from Sewage Sludge

Phosphorus is an essential element for all living organisms and therefore irreplaceable. It is a key ingredient of our food and plays an important role in the fertilizer industry. Furthermore, phosphorus compounds are also used in the animal feed production, the pharmaceutical industry, in high-performance rechargeable batteries (Lithium Iron Phosphate electrodes) and in surface treatment.

Since the economic minable and less polluted stocks of phosphorus are running out and the commodities are allocated in only a few countries, serious shortages of the element in the coming decades should be taken into consideration. This trend has already become noticeable in recent years when the phosphate rock prices raised on the market, resulting in a 10-fold increase.

After a brief price decline to a fifth of the maximum price, following the economic crisis in 2008/2009, the prices are significantly increasing again. To make it worse, Germany and the majority of European countries lack their own phosphate mineral resources, making them dependent on imports. In the light of these circumstances research activities for phosphorus recovery have been undertaken worldwide. Most active countries contributing to the research are, next to Germany, Japan, Canada, Sweden, the USA and Switzerland.

Most important material flows associated with phosphorus recovery are primarily wastewater, sewage sludge or sewage sludge ash and meat-and-bone meal (MBM). Additional flows might include manure, biomass ash, compost, digestate from biogas plants or residues from the food industry, which are already partially in use for fertilization purposes.

Substances considered to have the largest single potential for phosphorous recovery are sewage sludge and sewage sludge ash. In previous years, much of the phosphorus was fed back into the food chain by a direct sludge application on agricultural land. However, due to sewage sludge’s main function as a wastewater pollutant sink and due to uncertainties regarding the amounts of the plant available phosphorus in the sludge, such utilization has become questionable and should be avoided in the future. As a possible alternative, sewage sludge can be treated thermally. Thus, the development of phosphorous recovery methods from sludge ashes is of utmost importance.

 

 

Hygienisierung und Trocknung von Gärresten - Erfahrungen mit dem Herhof-Belüftungssystem
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (11/2025)
Die Herstellung von Qualitätskomposten aus Bioabfallgärresten stellt herkömmliche Kompostierungssysteme vor große Herausforderungen. Je nach Vergärungssystem müssen Hygienisierungsnachweise nach Bioabfallverordnung oder deutliche Veränderungen im Trockensubstanzgehalt zusätzlich zum organischen Abbau erzielt und nachgewiesen werden. Erfahrungen im Bereich Bioabfallkompostierung oder biologischer Trocknung von Restabfall fließen in die Umsetzung der Gärrestbehandlungssysteme mit ein. Anhand der kombinierten Vergärungs- und Kompostierungsanlagen in Cröbern und Bernburg werden die Ergebnisse und die Grenzen des Herhof-Belüftungssystems speziell im Hinblick auf Hygienisierung nach Bioabfallverordnung und Trocknung für die Kompostaufbereitung dargestellt.

Der Weg vom Gärrest zum Qualitätskompost - Erfahrungen in umgesetzten Anlagen
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (11/2025)
Die Erzeugung eines hochwertigen Qualitätskomposts ist vielfach ein Schlüssel zum wirtschaftlichen Erfolg einer Bioabfallbehandlungsanlage. Da jedoch die meisten Bioabfälle bei der Anlieferung in einer Behandlungsanlage immer noch einen sehr hohen Fremdstoff- und Verunreinigungsanteil aufweisen, ist neben einer effizienten biologischen Behandlung - in einer Kaskadennutzung bei hohem Biogasertrag und guter Aerobisierung und Nachrotte der Gärreste - die Abscheidung der Störstoffe in einer Kompostfeinaufbereitung der Schlüssel zu einem vermarktbaren Qualitätskompost.

TGV - Thöni Gärrestverwertung: Kompostierungstechnologie zur Behandlung von Gärresten
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (11/2025)
Die TGV - Thöni Gärrestverwertung behandelt Gärreste aus Vergärungsanlagen und verarbeitet sie zu hochwertigem Kompost. Das System schließt die Lücke zwischen anaerober Vor- und aerober Nachbehandlung. Durch eine eigene Technologie werden Schnittstellen reduziert und Planung sowie Ausführung aus einer Hand ermöglicht.

 

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