Klärschlamm

Klärschlamm ist der bei der Reinigung von Abwasser anfallende Schlamm. Er besteht aus Wasser und Feststoffen, ausgenommen Rechen-, Sieb- und Sandfanggut.

Behandlung

Klärschlamm entsteht bei der Abwasserreinigung und ist eine Mischung aus Wasser und Feststoffen. Man unterscheidet zwischen Rohschlamm und behandeltem Schlamm. Rohschlamm fällt auf Kläranlagen als Primärschlamm in der mechanischen Reinigungsstufe oder als Überschussschlamm in der biologischen Stufe an. Rohschlamm hat im Allgemeinen einen sehr hohen Wassergehalt mit entsprechend niedrigem Feststoffanteil. Ein wichtiger Schritt bei der Schlammbehandlung ist deshalb das Entfernen des Wassers zur Verminderung des Volumens. Anderenfalls sind bei allen nachfolgenden Verfahrensschritten große Schlammmengen zu behandeln. Die Abhängigkeit zwischen Schlammvolumen und Feststoffanteil zeigt die folgende Abbildung.

Verfahrensschema: Rohschlamm wird stabilisiert durch Eindicken. Nach der Entwässerung und Trocknung geht dieser dann in die Landwirtschaftliche Verwertung oder die Deponierung/Verbrennung. Bild vergrößern Verfahrensschritte der Klärschlammbehandlung

In verschiedenen Verfahrensschritten wird der Schlamm solange behandelt, bis er die für den Entsorgungsweg erforderliche Beschaffenheit aufweist. Die entscheidenden Behandlungsschritte sind nach dem Eindicken des Rohschlamms die Stabilisierung, die Entwässerung und gegebenenfalls die Trocknung des Klärschlamms. Eine Stabilisierung wird erreicht, indem die biologisch abbaubare Substanz des Klärschlamms durch mikrobielle Stoffwechselprozesse soweit reduziert wird, dass Geruchsemissionen und andere Beeinträchtigungen der Umwelt weitgehend ausgeschlossen sind. Diese Behandlung erfolgt in größeren Kläranlagen in Faultürmen. Durch die Zugabe von Konditionierungsmitteln kann die Eindickfähigkeit bzw. die Entwässerbarkeit des Klärschlamms verbessert werden. Auf mechanischem Weg kann dann der Klärschlamm bis auf maximal 45% Feststoffanteil entwässert werden. Dafür werden z.B. Filterpressen oder Zentrifugen eingesetzt. Durch Trocknung (mit Hilfe technischer Trockner oder der solaren Schlammtrocknung) ist ein weitergehender Wasserentzug möglich.

Über die Verfahrensschritte Eindicken, Entwässern und Trocknen sind über 95% Feststoffanteil erreichbar. Mit steigendem Feststoffanteil steigt jedoch der apparative und energetische Aufwand. Deshalb müssen die Klärschlammbehandlungsschritte so ausgewählt werden, dass der für den jeweiligen Entsorgungsweg optimale Feststoffgehalt erreicht wird.

Nach der Abfallablagerungsverordnung darf Klärschlamm seit dem 1. Juni 2005 nicht mehr auf Deponien abgelagert werden. Es ist nur noch eine Deponierung der Asche nach Verbrennung zulässig. Aus Gründen des vorsorgenden Umwelt- und Verbraucherschutzes verfolgt Bayern das Ziel, den Klärschlamm nicht mehr in der Landwirtschaft oder im Landschaftsbau zu verwerten.

Entsorgung

Den Verbleib des kommunalen Klärschlamms aus Bayern mit den Anteilen der einzelnen Entsorgungswege am Gesamtaufkommen von jährlich rund 280.000 Tonnen Klärschlammtrockenmasse zeigt die nächste Abbildung.

Dargestellt ist ein Tortendiagramm mit folgenden Angaben: thermische Behandlung 52%; landwirtschaftliche verwertung 20%; Rekultivierung Landschaftsbau 28%. Bild vergrößern Klärschlammverbleib in Bayern (Stand 2009)

Wird Klärschlamm nicht mehr in der Landwirtschaft und im Landschaftsbau stofflich verwertet, verbleibt als zukunftsfähige Alternative die thermische Behandlung, d.h. die Verbrennung des Klärschlamms mit anschließender Deponierung der Reststoffe. Hierbei wird der Energieinhalt des organischen Anteils im Klärschlamm in Wärme umgewandelt. Dies kann als Mitverbrennung in Kohlekraftwerken oder Müllverbrennungsanlagen sowie als Monoverbrennung in eigens für Klärschlamm errichteten Verbrennungsanlagen geschehen. Es kommen nur Anlagen in Betracht, die den Anforderungen der 17. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes entsprechen.

Eine weitere Möglichkeit der Klärschlammentsorgung bietet die Verbrennung des Klärschlamms mit anschließender Einbindung der Asche in ein marktfähiges Produkt (z.B. Einsatz im Zementwerk). Auf diese Weise kann Klärschlamm stofflich und energetisch genutzt werden.

Vor der Verbrennung muss der Klärschlamm immer entwässert, in vielen Fällen - abhängig von der Technologie der Verbrennung - auch getrocknet sein. Kläranlagen ab einer Ausbaugröße von ca. 20.000 EW haben in der Regel eine stationäre Entwässerungsanlage. Kleinere Kläranlagen geben ihren Schlamm auf größere Anlagen zur Mitentwässerung oder setzen mobile Entwässerungsaggregate ein. Da das anfallende Schlammwasser organisch hoch belastet ist, muss es über einen Pufferbehälter vergleichmäßigt der Kläranlage zugeführt oder im Teilstrom gereinigt werden, um Überschreitungen der Ablaufwerte zu vermeiden. Zur Klärschlammtrocknung werden technische Trockner oder die solare Klärschlammtrocknung eingesetzt.

Wird Klärschlamm nicht mehr auf Ackerflächen ausgebracht, geht dessen hoher Anteil an Nährstoffen, wie z.B. Phosphor und Stickstoff verloren. Eine Möglichkeit, die Düngewirkung des Klärschlamms zu nutzen, ohne dass darin enthaltene Schadstoffe auf Felder gelangen, bietet die Rückgewinnung der Nährstoffe unmittelbar aus dem Klärschlamm, dem Schlammwasser oder der Klärschlammasche. Dies ist insbesondere für den Phosphor bedeutend, da die Vorräte an cadmiumarmem Rohphosphat begrenzt sind. In Versuchsanlagen wurde die Phosphatrückgewinnung bereits realisiert. Hier gibt es jedoch noch Entwicklungsbedarf, da die bisher entwickelten Verfahren zu teuer sind.