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Emissionen reduzieren, Ressourcen zurückgewinnen und weiter nutzen

Die Entsorgung von Klärschlamm folgt derzeit vor allem einem Weg: dem in die thermische Verwertung. Mehr als die Hälfte des Klärschlammes (ca. 1,8 Mio. to in 2012) wird aktuell in Deutschland verbrannt. Doch auf Entsorger und Anlagenbetreiber kommen neue Herausforderungen zu: Die Novellierung der Klärschlammverordnung und die Umsetzung der Industrieemissionsrichtlinie (IED) in nationales Recht über die 17. BImSchV zählen ebenso dazu wie der Anspruch, Ressourcen und Nährstoffe aus dem Klärschlamm oder dessen Asche zurückzugewinnen.

Die Entsorgung von Klärschlamm folgt derzeit vor allem einem Weg: dem in die thermische Verwertung. Mehr als die Hälfte des Klärschlammes (ca. 1,8 Mio. to in 2012) wird aktuell in Deutschland verbrannt. Doch auf Entsorger und Anlagenbetreiber kommen neue Herausforderungen zu: Die Novellierung der Klärschlammverordnung und die Umsetzung der Industrieemissionsrichtlinie (IED) in nationales Recht über die 17. BImSchV zählen ebenso dazu wie der Anspruch, Ressourcen und Nährstoffe aus dem Klärschlamm oder dessen Asche zurückzugewinnen.

Immissions- und Ressourcenschutz gehen dabei Hand in Hand – und führen zu vielversprechenden, neuartigen Verfahren, die sich derzeit bereits in der praktischen Erprobung befinden. Die 6. VDI-Fachkonferenz „Klärschlammbehandlung“ (16. und 17. September 2017, Paderborn) gibt einen umfassenden Überblick zu der Thematik und rückt aktuelle Trends und Entwicklungen in den Fokus.

Wissenschaftler arbeiten weltweit seit Jahren an wirtschaftlichen Verfahren zum Phosphor-Recycling. Phosphorsäure etwa ist ein hochwertiger Grundstoff zur Herstellung nahezu aller Phosphorprodukte, vor allem zur Herstellung von Dünge- und Futtermitteln. Alleine in Europa liegt der Bedarf an Phosphorsäure bei weit über 1 Million Tonnen pro Jahr. So hat aktuell beispielsweise in Hamburg das seit 2013 erforschte REMONDIS TetraPhos-Verfahren den Weg in die Pilotphase gefunden: HAMBURG WASSER und REMONDIS Aqua arbeiten dabei eng zusammen. Das Ziel lautet, im industriellen Maßstab wirtschaftlich Phosphorsäure aus Aschen von Klärschlammverbrennungsanlagen herzustellen.

Das neue Verfahren zur Rückgewinnung von Phosphaten ist von Chemikern und Ingenieuren in Forschungslaboren entwickelt worden und wird nun in einer Pilotanlage in unmittelbarer Nähe der VERA Klärschlammverbrennung unter idealen Bedingungen bis zur Betriebsreife optimiert. Klärschlamm aus der Stadt Hamburg und umliegenden Kläranlagen wird hier thermisch verwertet und so zur Stromerzeugung genutzt. Was übrig bleibt, ist die reichhaltige Klärschlammasche, die nun einen wertvollen Rohstoffpool darstellt. Die Tests in der Pilotanlage haben Mitte des Jahres begonnen.

Ein weiterer Vorteil: Die durch das Verfahren gewonnene Phosphorsäure ist frei von Schwermetallen und somit prädestiniert zur Herstellung von Futtermitteln und reinen Düngemitteln. Durch das Verfahren können nicht nur Phosphorsäure aus Asche gewonnen werden, sondern auch Gips für die Baustoffindustrie sowie Eisen- und Aluminiumsalze, die als Fällungsmittel in der Abwasserreinigung zur Phosphorelimination in Kläranlagen recycelt werden.

Einen anderen Ansatz zur umweltfreundlichen Phosphatrückgewinnung verfolgt seit 2010 die Chemische Fabrik Budenheim KG. Umfangreiche Labor- und Technikumsversuche sowohl in Budenheim als auch am Fraunhofer Institut in Pfinztal führten zu einem neuartigen Verfahren. Für Ende 2015 ist der Bau einer Pilotanlage in der Kläranlage in Mainz geplant, noch dieses Jahr ist auch die Inbetriebnahme geplant. Auch beim sogenannten Budenheim-Verfahren lautet die Zielsetzung, den Wertstoff Phosphat umweltschonend in den Stoffkreislauf zurückzuführen.

Das Verfahren punktet mit seiner hohen Energieeffizienz, da kein thermischer Energieeinsatz erforderlich ist. Innovativ ist auch die Prozesskreisführung, bei der das zur Phosphatextraktion zugefügte Kohlendioxid im Kreislauf geführt wird. Da keine anderweitigen Mineralsäuren verbraucht werden, überzeugt das Verfahren auch unter Aspekten der Umweltfreundlichkeit und kann flexibel in alle gängigen Abläufe in Kläranlagen integriert werden.

Fazit: Auf Kläranlagen kommen größere Anforderungen der Ressourcenschonung zu Gesetzliche Vorgaben wie etwa die geplante Phosphorrückgewinnungsverordnung dürfen zukünftig eine an Bedeutung wachsende Grundlage für die Umsetzung von Recyclingprozessen in Kläranlagen darstellen. Kläranlagenbetreiber haben zukünftig verstärkt darauf zu achten, den Anforderungen zur Ressourcenschonung gerecht zu werden.

Lösungsansätze und verschiedene Entwicklungen stehen daher im Mittelpunkt der 6. VDI-Fachkonferenz „Klärschlammbehandlung“ unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Reiner Numrich (Borchen). Referenten von REMONDIS Aqua und der Chemische Fabrik Budenheim KG werden ebenso über ihre Projekte berichten wie weitere Vertreter aus Forschung und Wirtschaft. Den neuen rechtlichen Rahmenbedingungen und Genehmigungsverfahren gilt ein weiterer Schwerpunkt, dazu wird über Neuerungen in der Trocknungstechnik und Entwicklungen im Bereich Faulung und Biogaserzeugung berichtet.

Die Konferenz findet am 16. und 17. September 2015 in Paderborn statt, am 15. September geht ein Spezialtag zur Klärschlammtrocknung voraus. Alle Informationen unter www.vdi.de/klaerschlamm.

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