Faulschlamm ist ein fauliges subaquatisches Sediment, auch Sapropel genannt, das aus sich zersetzender und zersetzter organischer Substanz besteht, es entsteht beispielsweise als Abbauprodukt von Klärschlamm.
Abwasserwirtschaft
Faulschlamm ist durch Ausfaulen stabilisierter
Klärschlamm und ein Abfallprodukt der
Abwasserklärung. Es ist eine Mischung aus ca. 95 - 99 % Wasser und 2 - 5 % Feststoffen. Die Feststoffe bestehen etwa je zur Hälfte aus mineralischer und organischer Substanz (z. B. Reste der Mikroorganismen der biologischen Abwasserreinigung). Unter
anaeroben Bedingungen, dass heißt ohne
Sauerstoff, setzen
Methanbakterien den leicht faulenden Anteil der organischen Substanz des ursprünglichen Rohschlamms unter Bildung von
Faulgas zu Faulschlamm um. Dabei wird etwa ein Drittel der vorhandenen Feststoffe in Gase überführt.
Das Faulgas enthält - wie Biogas - vorwiegend Methan- (CH4) und Kohlendioxid-Gas (CO2) sowie geringe Anteilen anderer Gase wie Schwefelwasserstoff (H2S). Solche Klär- oder Biogase werden zur Energieerzeugung genutzt. Diese Art der konventionellen Behandlung von Klärschlamm findet in Faultürmen innerhalb größerer Kläranlagen statt.
In Deutschland werden stabilisierte Klärschlämme aus kommunalen Abwasserbehandlungsanlagen - nach strenger Kontrolle der Inhaltsstoffe und der Aufbringung gemäß Klärschlammverordnung (AbfKlärV) - als Dünger in der Landwirtschaft eingesetzt (56 % - nach DWA 2005). Die restlichen Mengen werden überwiegend - nach Entwässerung oder Trocknung - verbrannt (> 35 %).
Geologie
Faul- oder Sapropelschlamm entsteht nicht nur in der Abwasserwirtschaft, sondern genauso unter natürlichen Bedingungen in nährstoffreichen Gewässern,
Sümpfen beispielsweise, wenn organisches Material
anoxisch, das heißt bei Abwesenheit von Sauerstoff, biochemisch umgewandelt wird. Feinkörnige Massen bilden sich, die durch aus H
2S entstandene Metall
sulfide grau bis tiefschwarz gefärbt sind. Faulschlämme können sich
diagenetisch verfestigen und so ein
Gestein bilden, den
Sapropelith. Dieses Gestein zählt aufgrund des relativ geringen organischen Anteils zu den Akaustobiolithen, den nicht-brennbaren organischen Sedimentgesteinen (
Biolithen).
Beispiele
Ein Beispiel ist die durch ihren Reichtum an außergewöhnlich gut erhaltenene Fossilien aus dem
Eozän weltbekannte
Grube Messel in der Nähe von
Darmstadt. Der Mangel an gelöstem Sauerstoff am Gewässergrund und fehlende Strömung sorgten dafür, dass die Körper toter Tiere während der
Einbettung in das Sediment nicht durch die
Wühltätigkeit der Bodenbewohner (
Benthos) in ihrer Einbettungsposition gestört wurden.
Bei einer schlechten Durchmischung und eingeschränktem Austausch des Bodenwassers, wie es bei weitgehend isolierten
Sedimentbecken vorkommen kann, entsteht ein
euxinisches, also sauerstofffreies bzw. reduzierendes Milieu. Auch hier bildet sich Faulschlamm, der nach erfolgter Diagenese als
Schwarzschiefer bezeichnet wird. Solche Bedingungen existieren heute am Boden des
Schwarzen Meeres. Für die dunkle Färbung sorgen fein verteilter Kohlenstoff und Eisensulfidverbindungen, vor allem
Pyrit. Zudem sind die Schwarzschiefer an wertvollen Metallen, beispielsweise
Kupfer,
Uran und
Vanadium, angereichert.
Beispiele für bedeutende Vorkommen von Schwarzschiefer sind die
erzreichen mitteleuropäischen
Kupferschiefer des
Oberperms, die
devonischen Schwarzschiefer der deutschen Mittelgebirge (
Dachschiefer der
Eifel) und der für seine einzigartigen Fossilien bekannte
Posidonienschiefer aus dem deutschen
Unterjura.
Sapropelkohle
Wenn organisches Material weitgehend frei von Gesteinsmaterial bleibt, wird es unter entsprechenden Bedingungen zu
Kohle. Sapropel- oder Faulschlammkohle entsteht im Randbereich einer
Humuskohle wo die Bildungbedingungen nicht mehr optimal sind und daher der
Inkohlungsgrad gering ist. Aus diesem Grund sind auch die ursprünglichen Bestandteile nocht gut erkennbar. Besteht die Sapropelkohle aus
Pflanzensporen, wird sie als
Cannelkohle (auch Kannel- oder Kännelkohle) bezeichnet, dominiert der
Algenbestandteil spricht man von einer
Bogheadkohle. Durch ihren Gehalt an flüchtigen
bituminösen Anteilen ist Sapropelkohle leicht entzündlich und wird darum zu den Kaustobiolithen, also den brennbaren organischen Sedimentgesteinen (Biolithen) gestellt.
Bodenkunde
In der
Bodenkunde wird unter einen Faulschlamm ein nährstoffreicher Unterwasserboden (subhydrischer Boden), ähnlich einem
Grauschlamm verstanden, mit dem Unterschied, dass Sauerstoff abwesend ist.
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