Um zu vermeiden, dass die im Abwasserbehandlungsprozess aus dem Wasserkreislauf entnommenen Schadstoffe wieder über Umwege, z.B. durch eine Klärschlammausbringung auf die Felder, in den Wasserkreislauf zurückgebracht werden, ist die thermische Verwertung des Klärschlammes die beste Lösung. Die im Klärschlamm auch enthaltenen Nährstoffe, wie etwa der nicht substituierbare Phosphor, können über chemische Prozesse aus der Klärschlammasche zurückgewonnen werden und gehen nicht verloren.
Die 2017 novellierte AbfKlärV sieht erstmals umfassende Vorgaben zur Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlämmen bzw. aus Klärschlammverbrennungsaschen oder kohlenstoffhaltigen Rückständen vor. Die Klärschlammerzeuger sind nach AbfKlärV (§ 3) verpflichtet, den Klärschlamm hochwertig zu verwerten und den enthaltenen Phosphor möglichst in den Wirtschaftskreislauf zurückzuführen. Diese Vorgaben gelten nach Ablauf einer zweistufigen Übergangsfrist für die Klärschlammerzeuger mit entsprechender Ausbaugröße und relevantem Phosphorgehalt sowie für die Betreiber von Klärschlammmonoverbrennungsanlagen.
Rechtlich wird der Klärschlamm nach der Entwässerung vom Abwasser zum Abfall, damit gelten die folgenden rechtlichen Rahmenbedingungen: EU-Abfallrecht, nationales Abfallrecht, Kreislaufwirtschaftsgesetz, Klärschlammverordnung sowie bei dem Einsatz der Sekundärrohstoffe als Düngemittel (Rezyklate wie recycelter Phosphor) das Düngegesetz (DüngeG – regelt den Vertrieb von Düngemitteln), mithin die Düngeverordnung (DüV – regelt die Anwendung von Düngemitteln) sowie die Düngemittelverordnung (DüMV – regelt die Zulassung von Düngemitteln). Es ist zu erwarten, dass sich die hier fixierten Rahmenbedingungen für den Umgang mit Klärschlamm, in Zukunft weiter verschärfen werden. Ein Beispiel dafür dürften die aktuellen, EU-weiten Diskussionen rund um das Thema PFAS sein. Deutschland hat zusammen mit anderen europäischen Staaten eine Initiative zur Ächtung dieser Stoffe auf den Weg gebracht.
Vor diesem Hintergrund besteht für die Kommunen und die wasserwirtschaftlichen Kläranlagenbetreiber zunehmend kaum noch eine Möglichkeit, die anfallenden Klärschlämme landwirtschaftlich oder in der Mitverbrennung zu entsorgen. Für die größeren Klärschlammerzeuger, wie die drei Partner LWG, FWA und TAZV Oderaue, ist er schon ab 2029 verstellt. Dies führt bereits heute zu regionalen Engpässen in der Entsorgung von Klärschlämmen, was für einen kommunalen Betreiber zu kaum einschätzbaren preislichen Schwankungen führt.
Darüber hinaus ermöglicht uns der privilegierte Zugang zur TetraPhos®-Technologie die Nutzung der Märkte für die erzeugten Sekundärrohstoffe. Die damit verbundenen Chancen, durch Zusatzerlöse die Kosten der Verwertung zu minimieren und zudem einen exklusiven Zugang zu wichtigen, am Markt teilweise stark limitierten Rohstoffen für den Abwasserbehandlungsprozess zu erhalten, machen dieses Verfahren für uns so interessant. Das Hauptprodukt des o.g. Verfahrens ist Phosphorsäure. Zusätzlich fallen bei diesem Verfahren Metallsalze an, welche direkt in der Kläranlage wiederverwendet werden können, sowie Gips und Mineralik. Ziel ist die Etablierung eines Stoff-Kreislaufes ohne Schadstoffe, insbesondere der gesetzlich verordnete Phosphor-Kreislauf, von dem die Landwirtschaft, die Abwasserwirtschaft und auch die Industrie profitieren werden.
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Klärschlamm ist eine Schadstoffsenke! Mit der in den letzten Jahrzehnten zu verzeichnende Ausweitung der thermischen Klärschlammverwertung und der rückläufigen und aktuell niedrigeren Schwermetallkonzentration im Klärschlamm ist die Belastung durch Schwermetalle (wie etwa Quecksilber, Nickel, Chrom, Blei und Cadmium) in den letzten Jahren zwar nicht weiter signifikant angestiegen. Aber dafür rücken vermehrt andere gefährdende Substanzen wie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), Dioxine und Furane (PCDD/F), polychlorierte Biphenyle (PCB), Reinigungsmittel- und Arzneimittelrückstände, Körperpflegeprodukte, endokrine Disruptoren, synthetische Steroide und auch resistente Krankheitserreger, Mikroplastik und PFAS-Verbindungen in den Vordergrund.
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Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft, Merkblatt Nr. 4.6/1 vom 03.11.2000, Seite 2: „Schwermetalle sind in der Natur (Boden und Wasser) weit verbreitet; einige, wie z.B. Zink, Mangan, Kobalt und Kupfer sind als Spurenelemente für Pflanzen, Bakterien, Tiere und Menschen lebensnotwendig. Schwermetalle können dennoch als Ionen bereits in geringen Mengen akut toxisch auf Organismen wirken. Ein wesentlicher Gesichtspunkt bei der Beurteilung der Schädlichkeit von Schwermetallen ist, dass sie nicht wie organische Verbindungen mehr oder weniger gut abbaubar sind, sondern sich im Klärschlamm und im Sediment eines Gewässers sowie durch Bioakkumulation in Organismen anreichern können. Höher organisierte, langlebige Organismen sind im Allgemeinen einer chronischen Schädigung durch Schwermetalle besonders ausgesetzt. Schließlich ist noch bedeutsam, dass durch synergistische Effekte, d.h. durch das Zusammenwirken mehrerer Schwermetalle, die Schädlichkeit höher sein kann als die Summe der Schädlichkeiten der einzelnen vorhandenen Metalle. Auch andere Einflüsse, z.B. Sauerstoffmangel bei Wassertieren, können die Schädlichkeit erhöhen.“
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Klärschlamm wurde und wird von Landwirten wegen seiner hohen Anteile an Nährstoffen, wie Phosphor, Stickstoff, Kalium, Magnesium und Calcium, als Düngemittel geschätzt. Die hohe Belastung an Schadstoffen sowie die Überdüngung mit Stickstoffverbindungen (etwa Nitrat) führen allerdings zu vermehrten gesetzlichen Einschränkungen und sorgen für einen rückläufigen Trend bei der bodenbezogenen Klärschlammverwertung. Eine Nutzbarmachung dieser Nährstoffe auch aus der Klärschlammasche ist grundsätzlich möglich (Quoten von etwa 80 % sind erzielbar), aber nicht für jeden Stoff auch ökonomisch sinnvoll. Eine Ausnahme bildet der von der EU als kritischen Rohstoff eingestufte Phosphor, dessen Konzentration in der Klärschlammasche der in bergmännisch gewonnenen Phosphatgesteinen ähnelt.
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Die in der AbfKlärV vollzogene Neuordnung der Klärschlammverwertung verpflichtet alle Klärschlammerzeuger, die einen Phosphoranteil > 2 % im Klärschlamm haben, diesen Phosphor hochwertig zu verwerten und möglichst in den Wirtschaftskreislauf zurückzuführen. Je nach Ausbaugröße der Abwasserbehandlungsanlagen ist zeitlich versetzt auch ein technisches Phosphorrecycling vorgeschrieben.
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Unter PFAS (per- und polyfluorierte Alkryl-Verbindungen) versteht man eine Gruppe von über 10.000 synthetischen Chemikalien mit wasser-, fett- oder schmutzabweisenden Eigenschaften Diese stecken in sehr vielen Produkten (Regenjacken, Pfannen, Zahnseide, Lebens- und Reinigungsmittel, Kosmetika, Mobiltelefone, Windkraftanlagen, Wärmepumpen, …) und gelangen so zwangsläufig auch in das Abwasser. Sie gelten als „ewige Chemikalien“ die sich immer mehr in Böden und dem menschlichen Körper ansammeln, sind extrem schwer zu zerstören und führen zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen (u.a. Verdacht auf Krebsverursachung). Als erstes Land hat Dänemark nun seine Grenzwerte für PFAS-Verbindungen verschärft, was faktisch zu einem Aus für die bodenbezogene Klärschlammverwertung führen dürfte. Es muss davon ausgegangen werden, dass in absehbarer Zeit auch in Deutschland neue Grenzwerte die stoffliche Verwertung deutlich erschweren werden. Im Gegensatz zur stofflichen Verwertung des Klärschlammes zerstört eine entsprechende thermische Behandlung durch die vollständige Oxidation auch diese Schadstoffe.
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Der Gesetzgeber ist mit der Novellierung der AbfKlärV als Innovationstreiber aufgetreten. 2017 gab es noch keine etablierten Verfahren zur technischen Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm. Daher hat sich bis heute noch kein Markt für Phosphorrecycling aus Klärschlamm etablieren können. Es gibt nur aktuell wenige erfolgversprechende Phosphorrecyclingverfahren. Darüber hinaus wird sich die thermische Verwertung durchsetzen und damit die Verfahrensauswahl weiter einschränken. Die Betreiber erster großtechnischer Anlagen sind rar gesät. Im Bereich der chemischen Extrahierung von Phosphor aus Klärschlammasche sind aktuell nur zwei Verfahren großtechnisch erprobt. Bei dem ersten handelt es sich um das SERAPLANT Verfahren. Die Anlage in Haldensleben weist allerding u.E. keine Schwermetallabscheidung im Behandlungsprozess, weshalb nur Klärschlämme mit Inhaltsstoffen gemäß DüMV eingesetzt werden können. Zudem läuft über die SERAPLANT GmbH ein Insolvenzverfahren. Bei dem zweiten Verfahren handelt es sich um das TetraPhos®-Verfahren der REMONDIS. Hier wurde seit 2020 in Kooperation mit Hamburg Wasser die erste großtechnische Anlage erfolgreich gestartet. Daher sind Marktdaten darüber, ob die Vergabe an einen dritten Dienstleister sinnvoll wäre, nicht ausreichend verfügbar. Eher ist anzunehmen, dass es bei der Vergabe an Dritte zu einer Kostensteigerung kommt. Hintergrund ist, dass neben den heute noch fehlenden Monoverbrennungskapazitäten in unserer Region sich deutschlandweit ab 2029 eine Kapazitätslücke beim technischen Phosphorrecycling von ca. 60 % (!) abzeichnet. Daraus lässt sich leicht herleiten, dass sich die wenigen Anlagenbetreiber ihre Kapazitätsreserven entsprechend bezahlen lassen werden. Ein eigener kommunaler und vor allem regionaler Ansatz kann diese Situation auflösen und zudem Zusatzkosten für Zwischendeponierung von Klärschlämmen, Klärschlammaschen oder weite Entsorgungswege vermeiden.
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Die in der Region fehlenden Klärschlammmonoverbrennungskapazitäten und der noch nicht etablierte Phosphorrecyclingmarkt wird in den kommenden Jahren zu Kostensteigerungen bei der Klärschlammentsorgung bei den Kommunen führen. Auch eine Zwischenlösung führt letztlich zu einer Kostenfalle, da die Deponierung von Klärschlamm oder Klärschlammaschen nicht von der Pflicht zur Phosphorrückgewinnung entbindet. Vielmehr muss dies später nachgeholt werden, wobei weitere Kosten für den Deponieabbau oder Zusatztransporte anfallen werden.
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