Klärschlamm

Klärschlamm fällt bei der Abwasserreinigung an und ist eine Mischung aus Wasser und Feststoffen. Bei den Feststoffen handelt es sich um Schwebstoffe, die sich in der Kläranlage aus dem Wasser absetzen und zu Boden sinken (sedimentieren).

Schlammarten

Man unterscheidet Rohschlamm und behandelten Klärschlamm. Rohschlamm fällt auf Kläranlagen als Primärschlamm in der mechanischen Reinigungsstufe oder als Überschussschlamm in der biologischen Stufe (Belebtschlammverfahren) an (bzw. als Mischung aus beiden Stufen). Überschussschlamm besteht überwiegend aus Mikroorganismen, wie z. B. Einzeller und Bakterien. Durch aerobe oder anaerobe Stabilisierung des Rohschlamms erhält man behandelten, weniger geruchsintensiven Klärschlamm. Die anaerobe Behandlung erfolgt auf größeren Kläranlagen in Faultürmen (Faulschlamm). Klärschlamm ist im Ausgangszustand dünnflüssig und dunkelgefärbt. Durch Schwerkrafteindickung werden Feststoffgehalte von ca. 2 % - 5 % erreicht.

Mechanische Entwässerung

Häufig entwässern mechanische Entwässerungseinrichtungen (Zentrifugen, Kammerfilterpressen, Siebbandpressen) den meist behandelten (stabilisierten) Klärschlamm vor der Nachbehandlung, Verwertung oder Entsorgung. Um Wasser auspressen zu können, ist es erforderlich, dem Flüssigschlamm entweder polymere Flockungsmittel, Eisen oder Kalkmilch zuzugeben. Eine Kalkzugabe beträgt ca. 20 bis 35 % Cao im Feststoffanteil und macht einen wesentlichen Teil des Nutzens bei der Verwertung als Dünger aus. Damit steigt der Feststoffgehalt von z. B. 3,0 % auf 28 % und ermöglicht die Reduzierung des Klärschlammvolumens bzw. der zu entsorgenden Tonnage auf ein Zehntel der ursprünglichen Menge des Nassschlamms. Jedoch wird dabei die ursprüngliche TS-Entsorgungsmenge künstlich erhöht, was zu entsprechenden Mehrkosten führt. Der zweite (neben dem Entwässerungsgrad) maßgeblich beeinflussbare Faktor im Klärschlamm ist der Anteil von organischer Substanz (je nach Schlammbehandlung um die 50 bis 60 % oTS), der nur mit biologischer Entwässerung reduziert werden kann.

Biologische Entwässerung

Unter der biologischen Entwässerung versteht man das Aufbringen von Klärschlamm auf Vererdungsbeete. In diesen vorwiegend mit Schilf bepflanzten Beeten kommt es zunächst zu einer schnellen Entwässerung des Klärschlamms auf etwa 10 % Feststoffgehalt. Das durch den Bodenfilter sickernde Wasser des Klärschlamms wird mit Drainagesystemen aufgefangen und zur Kläranlage zurückgeführt. In den Vererdungsbeeten der Klärschlammvererdungsanlage verbleiben die organischen und mineralischen Feststoffanteile. Durch biologische Umsetzungsprozesse über einen längeren Zeitraum werden die organischen Anteile aufgespalten und mineralisiert, was einen starken Masseabbau nach sich zieht. Aus dem Reststoff Klärschlamm entsteht dadurch hochwertige Klärschlammerde, die nach Räumung und Nachlagerung Trockensubstanzgehalte bis zu 60 % erreicht. Durch den Abbau von 50 bis 60 % der im Klärschlamm enthaltenen Organik (Massenreduktion) kann Klärschlammvererdung effektiv geringere Restmengen erreichen als z. B. solare Trocknung mit etwa 70 % Trockensubstanz.

Verwertung und Entsorgung

Klärschlamm ist reich an Pflanzennährstoffen (insbesondere Stickstoff und Phosphor; je nach Entwässerungsverfahren auch Kalzium) - enthält aber auch geringe Mengen an Schwermetallen (meist < 0,1 %). Daneben kann Klärschlamm auch organische Schadstoffe wie Halogenkohlenwasserstoffe und Dioxine enthalten.

Die Verwertung von Klärschlamm aus kommunalen Kläranlagen als Dünger in der Landwirtschaft unterliegt daher in Deutschland der Klärschlammverordnung (AbfKlärV). Die Verwendung als Dünger ist nur auf Ackerflächen zulässig - nicht auf Dauergrünland oder Obst- und Gemüseanbauflächen. Klärschlämme, die hinsichtlich der Schadstoffgehalte die Vorschriften der Klärschlammverordnung erfüllen und hinsichtlich der Nährstoffgehalte den Vorgaben der Düngemittelverordnung entsprechen, gelten in Deutschland als zugelassenes Düngemittel. Dazu muss aber gesagt werden, dass bereits eine Kuh auf der Wiese gegen diese Vorgaben verstoßen würde. Nach DWA (2005) wurden 2003 in Deutschland 56 % der behandelten Klärschlämme aus kommunalen Kläranlagen als Dünger in der Landwirtschaft und im Landschaftsbau eingesetzt. Die damit ausgebrachte Schwermetallfracht ist deutlich kleiner, als die anderer Düngemittel wie Kompost oder Mineraldünger.

In der Schweiz wird die Ausbringung von Klärschlamm ab dem 1. Oktober 2006 vollkommen verboten sein, auf Futter- und Gemüseflächen ist die Ausbringung bereits seit dem 1. Januar 2003 untersagt. Der Grund für das Verbot ist aber nicht die Konzentration der Schadstoffe sondern das Skandalpotential, das den Klärschlamm umgibt.

In Tirol ist die Ausbringung von Klärschlamm seit Mitte 2002 verboten, während sie im übrigen Österreich eingeschränkt möglich ist.

Aufgrund des hohen Gehaltes an organischer Substanz (ca. 50 %), die bei der Verwertung als Dünger die Humusbilanz des Ackers positiv beeinflusst, ist die Beseitigung des Klärschlamms durch Ablagerung auf Deponien in Deutschland seit dem 1. Juni 2005 nicht mehr möglich. Gemäß deutscher Abfall-Ablagerungsverordnung (AbfAblV) dürfen seit diesem Datum nur noch Abfälle mit höchstens 5 % organischer Substanz deponiert werden.

Nicht verwertete Klärschlämme werden durch Verbrennung (thermische Behandlung) beseitigt. Aufgrund zu geringer Heizwerte ist eine thermische Verwertung nicht möglich. Bei der Verbrennung gehen die im Klärschlamm enthaltenen Pflanzennährstoffe dem natürlichem Stoffkreislauf verloren. Dies ist besonders bedauerlich, da die Weltressourcen für Phosphate früher zu Ende gehen werden als Erdöl.

Ein nachhaltigerer Verwertungsweg für Klärschlamm kann mit Klärschlammvererdung erreicht werden. Nach der schnellen Entwässerung in Schilfbeeten werden die oTS-Gehalte im Klärschlamm durch mikrobielle Stoffumsetzung weitgehend abgebaut und mineralisiert (Masseabbau, Änderung der Materialeigenschaften, Porenvolumen etc.). Dadurch entsteht hygienisierte und humusähnliche Klärschlammerde, die sich zur Herstellung technischer Böden für die Verwendung als Pflanzsubstrat im GaLa-Bau und für Wasserhaushaltsschichten bei Deponierekultivierungen eignet und so wieder in den Stoffkreislauf zurückführt, statt die Wertstoffe im Klärschlamm durch Verbrennung zu zerstören (auch wenn Klärschlammerde wie andere entwässerte Schlämme verbrannt werden können).

Gefahren für den Menschen

Nach § 3 BioStoffV (Biostoffverordnung) fällt Klärschlamm in die minder schwere Risikogruppe 2 (von 4 Gruppen). Klärschlamm kann Mikroorganismen enthalten, die beim Menschen Infektionen hervorrufen. Eine Verbreitung solcher Infektionen in der Bevölkerung durch Klärschlamm ist aber unwahrscheinlich. Die Aufnahme von Klärschlamm z.B. durch Verschlucken, über die vorgeschädigte Haut (z.B. offene Wunden, Ekzeme) oder durch Einatmen (Aerosole) ist zu vermeiden.

Schutzmaßnahmen bei der Arbeit mit Klärschlamm

Zum Schutz vor Verschlucken hygienische Grundregeln beachten, wie z.B. Hände waschen vorm Essen oder vor dem Gang zur Toilette
falls direkter Hautkontakt nicht zu vermeiden ist, geeignete Körperschutzmittel verwenden (Schutz- bzw. Einweghandschuhe)
zum Schutz vor Einatmen sind bei Arbeiten, bei denen Aerosole entstehen können Atemschutzmasken zu tragen

Literatur

witra-kiel (2005): Ermittlung der Kosten, die mit einem Ausstieg/Teilausstieg aus der landwirtschaftlichen Klärschlammverwertung verbunden wären. Studie im Auftrag des Ministeriums für Umwelt, Naturschutz und Landwirtschaft des Landes Schleswig-Holstein. Quelle^*
Gudrun Both, Harald Friedrich, Horst Fehrenbach, Hürgen Giegrich, Florian Knappe: Neue Strategien der Klärschlammentsorgung in NRW. Ordnungsgemäße und schadlose Verwertung nach KrW-/AbfG und im Einklang mit dem Bodenschutz. KA-Wasserwirtschaft, Abwasser, Abfall 48(10), S. 1430 - 1442 (2001)
Harro Bode: Klärschlammbehandlung und -entsorgung. Wie klar sind die Rahmenbedingungen für die Betreiber? KA-Wasserwirtschaft, Abwasser, Abfall 48(12), S. 1758 - 1765 (2001)

Andrea Bertsche, Susanne Klages, Christian Schaum, Ute Schultheiß, Helmut Döhler, Peter Cornel: Statistische Auswertung von Nähr- und Schadstoffgehalten sowie bodenverbessernden Inhaltsstoffen in niedersächsischen Klärschlämmen. KA-Abwasser, Abfall 52(5), S. 586 - 594 (2005),

Reimar Leschber - Ulrich Loll, "ATV-Handbuch Kläschlamm, 4.Auflage 1996" 729 Seiten, Ernst & Sohn Verlag, Berlin,

Weblinks

Bewirtschaftung von Abwässern | Dünger

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