Die Zukunft der Klärschlammbehandlung

Vielversprechende Phosphorrückgewinnung / Forschung steht vor spannenden Herausforderungen

Alle Abwasserinhaltsstoffe, die während der Reinigungsprozesse in der Kläranlage nicht in gasförmige Stoffe überführt, sondern anderweitig entfernt werden, finden sich im Klärschlamm wieder. Somit stellt der Klärschlamm einen großen Speicher sowohl an Schad- als auch an Wertstoffen dar.

Bei der zukünftigen Behandlung von Klärschlamm geht es vor allem darum, zu verhindern, dass die Schadstoffe in die Umwelt gelangen, während man gleichzeitig Ressourcen (Phosphor und Energie) nutzt.

Stand der Klärschlammverwertung in Bayern

In Bayern gibt es etwa 2.600 kommunale Kläranlagen, in denen jährlich etwa 266.000 Tonnen Klärschlamm (Trockenrückstand TR) anfallen [1].

Aus Gründen des Verbraucher-, Gewässer- und Bodenschutzes setzte sich Bayern bereits 2001 zum Ziel, aus der landwirtschaftlichen, gärtnerischen und landschaftsbaulichen Verwertung von Klärschlamm auszusteigen. Somit stieg der Anteil der thermischen Verwertung von Klärschlamm in Bayern in den vergangenen 25 Jahren stark an (siehe Abbildung unten) und wird sich voraussichtlich noch weiter erhöhen – auch vorangetrieben durch die Novellierung der Klärschlammverordnung (AbfKlärV).

Entwicklung der Klärschlammverwertung in Bayern

Die Novellierung der Klärschlammverordnung (AbfKlärV)

Die Novellierung der AbfKlärV trat am 3. Oktober 2017 in Kraft und bringt einige Neuerungen mit sich, wie die Verschärfung der Grenzwerte (zum Beispiel für organische Schadstoffe) für eine bodenbezogene Klärschlammverwertung sowohl im Klärschlamm selbst als auch im Boden, den (teilweisen) Ausstieg aus der landwirtschaftlichen Klärschlammverwertung sowie die Einführung der Pflicht zur Phosphorrückgewinnung (für größere Kläranlagen).

Von der Phosphorrückgewinnungspflicht betroffen sind Klärschlämme, die einen Gehalt von über 20 Gramm Phosphor pro Kilogramm Klärschlamm (TR) aufweisen. Da im Mittel von einer Phosphorkonzentration von 30 g P/kg TR ausgegangen werden kann, wird dementsprechend die überwiegende Anzahl an Klärschlämmen über dem Schwellenwert liegen. Es ist vorgegeben, dass nach einer Phosphorrückgewinnung die verbleibende Phosphorkonzentration im Klärschlamm den Schwellenwert von 20 g P/kg TR unterschreitet beziehungsweise dass der Wirkungsgrad der Rückgewinnung über 50 Prozent beträgt. Bei der Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlammaschen nach einer Monoverbrennung muss ein Wirkungsgrad von über 80 Prozent erreicht werden. Außerdem wurde die Frist für eine Langzeitdeponierung von Klärschlammaschen bis 2023 aufgehoben, wodurch eine langfristige Lagerung (zum Beispiel bis eine geeignete Strategie zur P-Rückgewinnung gefunden wurde) möglich ist [3].

Kläranlagen von über 100.000 EW (Einwohnerwerten) müssen die Phosphorrückgewinnung spätestens in zwölf Jahren (01.01.2029), Kläranlagen von über 50.000 EW in 15 Jahren (01.01.2032) umsetzen. Kleinere Kläranlagen sind nicht dazu verpflichtet. Bis zum 31. Dezember 2023 muss von den betroffenen Kläranlagen ein Bericht über die geplanten und bereits eingeleiteten Maßnahmen zur Phosphorrückgewinnung sowie über die weitere Klärschlammentsorgung vorgelegt werden [3].

Ausblick

Ziel einer zukunftsfähigen Klärschlammbehandlung muss die Minimierung der gesamtökologischen Auswirkungen bei einer gleichzeitigen Nutzung der im Klärschlamm enthaltenen Ressourcen sein. Dementsprechend wandelt sich die Kläranlage zu einem Dienstleister für die Bereiche Wasser, Ressourcen und Energie [4].

Für eine Phosphorrückgewinnung wurden in den vergangenen Jahren diverse Verfahren entwickelt. Allerdings bestehen hierbei noch zahlreiche offene Fragestellungen vor allem bezüglich der Vermarktung, Qualitätsstandards, Produktakzeptanz oder Liefergarantien. Somit steht die Klärschlammverwertung vor spannenden Herausforderungen, denen es in einem offenen Dialog und durch die Zusammenarbeit aller Beteiligten zu begegnen gilt.

Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Christian Schaum und Verena Demmelbauer, M.Sc.

Die Grafik verdeutlicht die Kläranlagenstruktur in Bayern und hebt die Kläranlagen hervor, die von der Novellierung der Klärschlammverordnung (AbfKlärV) betroffen sind. (Daten aus [2])

Literatur:

[1] Kratzer, M. (2017): Klärschlammverwertung in Bayern – Eine Übersicht, Seminar der Universität der Bundeswehr München, 26.04.2017, Ressource Klärschlamm: Ansätze für zukunftsfähige Nutzungsstrategien, Tagungsunterlagen, Neubiberg

[2] Schaum, C. und Demmelbauer, V. (2017): Ressource Klärschlamm: Zukunftsfähige Nutzungsstrategien, wasserwirtschaft wassertechnik wwt, 10, Huss-Medien GmbH, Berlin

[3] AbfKlärV (2017): Verordnung über die Verwertung von Klärschlamm, Klärschlammgemisch und Klärschlammkompost (Klärschlammverordnung – AbfKlärV), 27. September 2017, Berlin

[4] Schaum, C. (2016): Abwasserbehandlung der Zukunft: Gesundheits-, Gewässer- und Ressourcenschutz, Habilitation, IWAR Schriftenreihe 233, Darmstadt