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Was gehört zur Abfallart Klärschlämme, was nicht?
Als Klärschlämme werden die Rückstände bezeichnet, die bei der Abwasserreinigung anfallen und entsorgt werden müssen. Sie enthalten im wesentlichen Wasser sowie organische und mineralische Stoffe, ausgenommen Rechen-, Sieb- und Sandfangrückstände.
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Sortierhinweise zur Abfallart Klärschlämme
Klärschlamm ist oft mit Schadstoffen belastet und darf keinesfalls in Gewässer eingeleitet werden. Er wird in speziellen Feuerungsanlagen verbrannt oder nach einer Kompostierung als Dünger verwendet. Alles in allem sollte Klärschlamm in die Hände von Entsorgungs- und Aufbereitungsspezialisten gegeben werden. Die Entsorgung von Klärschlamm wird in Deutschland durch die Abfallklärschlammverordnung (AbfKlärV) und das Kreislaufwirtschaftsgesetz (KrWG) geregelt. Entsorgungsfirmen müssen unter anderem nach den §§ 56 und 57 des KrWG zertifiziert sein.
Fakten rund um die Abfallart Klärschlämme
Man unterscheidet Rohschlamm und Klärschlamm aus der Behandlung von Abwasser. Rohschlamm ist nicht stabilisierter oder teilstabilisierter Schlamm, der Kläranlagen vor Abschluss der Abwasserbehandlung entnommen wird und fällt auf Kläranlagen als Primärschlamm in der mechanischen Reinigungsstufe oder als Überschussschlamm in der biologischen Stufe an. Überschussschlamm besteht überwiegend aus Mikroorganismen, wie etwa Einzeller und Bakterien. Durch aerobe oder anaerobe Behandlung des Rohschlamms bildet sich weniger geruchsintensiver Klärschlamm. Die anaerobe Behandlung erfolgt in größeren Kläranlagen in Faultürmen (Faulschlamm).
Klärschlamm ist reich an Nährstoffen, da die Bakterien in der biologischen Stufe die Abwasserinhaltsstoffe zum Aufbau ihrer Biomasse verwenden. Von besonderer Bedeutung sind insbesondere für die Landwirtschaft Stickstoff, Phosphor und andere Nährstoffe.
Maßnahmen zur Entwässerung
Klärschlamm ist im Ausgangszustand dünnflüssig und dunkel gefärbt. Durch Schwerkrafteindickung werden Feststoffgehalte von etwa zwei bis fünf Prozent erreicht. Durch den Einsatz von Flockungshilfsmitteln wird der Schlamm so aufbereitet, dass er beispielsweise durch Zentrifugen, Schneckenpressen oder Siebbandanlagen auf einen Feststoffgehalt (TS-Gehalt) von bis zu 35 Prozent entwässert werden kann. Mit Hilfe von Kammerfilterpressen oder Klärschlammvererdungsanlagen sind auch höhere Entwässerungsgrade erreichbar, wobei in letzteren noch zusätzlich ein biologischer Abbau der organischen Substanz stattfindet.
Potenziell enthaltene Schadstoffe
Im Klärschlamm kann eine Vielzahl an anorganischen und organischen Verbindungen mit verschiedenen Eigenschaften und Wirkungen vorhanden sein. Diese Stoffe können beispielsweise kanzerogen, mutagen, giftig etc. sein. Ein spezielles Problem sind Schwermetallverbindungen. Ein Beispiel ist Chrom, welches in elementarer Form ungiftig, als Chrom(III) essentiell und als Chrom(VI) giftig und karzinogen ist. Die deutsche Klärschlammverordnung und die Düngemittelverordnung enthalten Grenzwerte, um die Gefahren für Mensch und Umwelt zu minimieren. Auch wenn solche Stoffe nur in geringen Konzentrationen im Abwasser vorhanden sind, besteht das Risiko, dass sie sich nach der landwirtschaftlichen Aufbringung anreichern („Bioakkumulation“) und in die Nahrungskette gelangen. Das gilt außer für Schwermetalle auch für die Summenparameter AOX, PCB und PCDD/PCDF. Nicht zuletzt aufgrund dieser Vielzahl an Schadstoffen im Klärschlamm fand eine stetige Abkehr von der direkten landwirtschaftlichen Verwertung hin zur thermischen Entsorgung statt. Heute wird bundesweit mehr als die Hälfte der kommunalen Klärschlämme in Mono- und Mitverbrennungsanlagen thermisch behandelt.
Klärschlämme
Recyclingwege der Abfallart Klärschlämme
Nicht als Dünger verwertete Klärschlämme werden in thermischen Verfahren eingesetzt. Ob eine Verbrennung von Klärschlamm als Verwertung gilt, hängt von der Art des Verfahrens ab. Für die Verbrennung ist der Heizwert wichtig, letztlich also der Gehalt an Kohlenstoff. Ein ausreichend hoher Heizwert ist durch vorherige Trocknung zu erzielen, die allerdings zusätzlichen Energiebedarf hat. Folgende thermische Verfahren dienen der Klärschlammentsorgung:
- Mitverbrennung in mit Feststoffen befeuerten Kraftwerken (Kohlekraftwerk, Braunkohlekraftwerk)
- Energetische und stoffliche Nutzung von Klärschlamm im Zementwerk
- Mitverbrennung im Müllheizkraftwerk
- Monoverbrennung (ausschließlicher Einsatz von Klärschlamm)
- Klärschlammvergasung
- Hydrothermale Karbonisierung
Nachteil der thermischen Verwertung
Bei vielen thermischen Verwertungsverfahren gehen die im Klärschlamm enthaltenen Pflanzennährstoffe dem natürlichen Stoffkreislauf verloren, da bei einer Verbrennung zusammen mit Kohle oder Abfällen die im Schlamm enthaltenen Nährstoffe durch die Hauptasche stark verdünnt werden. Diese Aschen können heute in der Regel nicht wirtschaftlich für eine Nährstoffrückgewinnung herangezogen werden. Bei Monoverbrennungsverfahren, bei denen ausschließlich Klärschlamm eingesetzt wird, ist der Phosphoranteil in der Asche so hoch, dass eine Rückgewinnung des Phosphors aufgrund der Ressourcenknappheit in Deutschland sinnvoll ist.
Verfahren zur Phosphorrückgewinnung
Im Hinblick auf die Novellierung der Klärschlammverordnung in Deutschland, die 2017 erfolgte, planen Energiekonzerne und privatwirtschaftliche Unternehmen den Ersatz von fossilen Brennstoffen durch Klärschlamm, da mit einer Zunahme der Mengen in der Verbrennung zu rechnen ist. Damit rückt auch die Rückgewinnung von Phosphor aus dem Klärschlamm in den Mittelpunkt. REMONDIS ist in diesem Bereich seit Jahren Innovationstreiber und hat das sogenannte Tetraphos-Verfahren entwickelt, mit dem aus Klärschlammasche hochwertige Phosphorsäure gewonnen wird. Diese wiederum kann z.B. in der Produktion von Düngemitteln, Korrosionsschutzmitteln oder Futterzusatzstoffen eingesetzt werden. Zusätzlich fallen bei diesem Verfahren Gipse für die Baustoffindustrie sowie Eisen- und Aluminiumsalze für die Fällmittelchemie an.
Weitere Verwertungswege
Ein weiterer Verwertungsweg für Klärschlamm ist die Klärschlammvererdung. Nach der Entwässerung in Schilfbeeten werden die Gehalte an organischer Trockenmasse im Klärschlamm durch mikrobiellen Abbau weitgehend verringert, womit auch Änderungen der Materialeigenschaften, des Porenvolumens und weitere Folgen einhergehen. Dadurch entsteht hygienisierte und humusähnliche Klärschlammerde, die sich zur Herstellung technischer Böden für die Verwendung als Pflanzsubstrat im Garten- und Landschaftsbau und für Wasserhaushaltsschichten bei Deponierekultivierungen eignet, wobei Wertstoffe wieder in den Stoffkreislauf zurückgeführt und nicht wie bei Verbrennung zerstört werden. Bei dieser Nutzungsart müssen dringend Aspekte des Boden- und Grundwasserschutzes beachtet werden. Eine weitere Möglichkeit, die Nährstoffe wieder in den Stoffkreislauf zurückzuführen, ist die Zugabe bei der Kompostierung und in Biogasanlagen.
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