Standardkessel Baumgarte – Kraftwerksanlagen, Industrie-Anlagen- Service und Dienstleistungen rund um die Gewinnung von Strom, Dampf und Wärme aus Entsorgungsstoffen, Klärschlämmen,
Der Schutz der Umwelt sowie die aktuelle Gesetzgebung verpflichtet zum verantwortungsvollen und ressourcenschonenden Umgang mit dem Abfallstoff Klärschlamm. Wirtschaftliche und bewährte Lösungen zur Verwertung von Klärschlamm sind gefordert. Hierfür ist es wichtig, Partner zu haben, die mit langjährigen Erfahrungen und effizienten Technologien clevere und individuelle Lösungen für die thermische Klärschlammverwertung entwickeln. Alles Dinge, die Sie von uns als Generalunternehmer oder Systemlieferant erwarten können.
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Phosphorus Recovery:
an Updated Process and Situation Overview
Jana Krämer
The amendment of the Waste Sewage Sludge Ordinance (AbfKlärV) has brought a number of changes in the field of phosphorus recovery in Germany in recent years.
Numerous technology providers are developing their plants with the aim of operating large-scale phosphorus recovery.
Therefore, it is important to meet the legal requirements. However, the legal framework conditions cannot always be clearly interpreted. For example, the amendment of the AbfKlärV balances a depletion and not a recovery of phosphorus. But is this in line with the idea of recycling and the long-term goal of conserving natural resources?
In addition, sewage plant operators currently have problems with the disposal of their sewage sludge. Due to the restrictions of the fertilizer ordinance, bottlenecks and even emergencies are currently occurring in individual municipalities and states in Germany.
In general, the amount of sewage sludge to be disposed has decreased in recent years and is expected to continue to decrease. However, not only the quantity of sewage sludge has been reduced by improved technology, but the ways in which municipal sewage sludge is disposed have also changed. Reasons for this are the DüV and the amended AbfKlärV.
A look at what is happening at European level is also important. What are other Euro- pean countries doing in the field of phosphorus recovery? And, will the EU fertilizer regulation promote the use of recycled materials on the European domestic market?
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Phosphorrückgewinnung:
eine aktualisierte Verfahrens- und Situationsübersicht
Jana Krämer
1. Hintergründe ...377
2. Phosphorrückgewinnung: aktueller Stand ...378
2.1. Anwendung der P-Rezyklate ...380
2.2. EU-Düngemittelverordnung ...381
2.3. Andere Länder ...382
3. Verfahrensübersicht ...382
4. Verwertungswege von Klärschlamm ...383
5. Ausblick ...385
6. Quellen ...385 Durch die Novellierung der Abfallklärschlammverordnung (AbfKlärV) hat sich in Deutschland in den letzten Jahren einiges im Bereich der Phosphorrückgewinnung getan. Zahlreiche Technologieanbieter entwickeln ihre Anlagen, mit dem Ziel, eine großtechnische Phosphorrückgewinnung zu betreiben.
Wichtig ist dabei, den gesetzlichen Anforderungen gerecht zu werden. Die gesetzlichen Rahmenbedingungen sind jedoch nicht immer eindeutig auszulegen. So bilanziert die novellierte AbfKlärV eine Abreicherung und keine Rückgewinnung von Phosphor.
Doch entspricht das dem Kreislaufgedanken und dem Ziel langfristig die natürlichen Ressourcen zu schonen?
Gegenwärtig haben die Kläranlagenbetreiber primär Probleme bei der Entsorgung ihres Klärschlamms. Durch die Einschränkungen der Düngeverordnung sind aktuell Engpässe bis hin zu Notständen in einzelnen Kommunen und Ländern Deutschlands zu verzeichnen.
Auch der Blick, was auf europäischer Ebene geschieht, ist wichtig. Was machen andere europäische Länder im Bereich der Phosphorrückgewinnung? Und wird die EU- Düngemittelverordnung den Einsatz von recycelten Materialien auf dem europäischen Binnenmarkt vorantreiben?
1. Hintergründe
Die natürlichen Ressourcen der Erde sind begrenzt. Es handelt sich um Bestandteile oder Funktionen der Natur, die der Mensch ökonomisch nutzt. Hierzu zählen neben Boden, Wasser und Luft auch Rohstoffe wie Phosphor. Es wird zwischen erneuerbaren
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und nicht erneuerbaren Vorkommen unterschieden. Bei nicht erneuerbaren Ressourcen ist die Regenerationszeit nicht absehbar. Der nicht nachhaltige Gebrauch einer solchen Ressource bedeutet, dass sie zu einem späteren Zeitpunkt nicht mehr zur Verfügung stehen wird. Phosphor ist eine solche nicht erneuerbare Ressource. Aus diesem Grund macht es Sinn, auch wenn gegenwärtig mit 300 Milliarden Tonnen Phosphatgestein ausreichend Reserven zur Verfügung stehen [5], rechtzeitig über einen nachhaltigen Gebrauch von Phosphor nachzudenken und eine Kreislaufführung voranzutreiben.
Die EU hat Phosphorit im Jahr 2014 als kritischen Rohstoff eingestuft, im Jahr 2017 wurde dann Phosphor in die Liste aufgenommen [3].
Neben dem übergeordneten Ziel, Ressourcen für spätere Generationen durch Kreis- lauführung zu schonen, kommt hinzu, dass Phosphat-Vorkommen weltweit in einigen Ländern konzentriert sind. Europa ist fast vollständig von Importen abhängig.
Zusätzlich ist mit einer Steigerung des Einsatzes von Düngemitteln in der Zukunft zu rechnen. Industrieschätzungen zufolge wird der Minenabbau von Phosphatgestein von 148 Millionen Tonnen in 2018 auf 169 Millionen Tonnen 2022 ansteigen, wobei Daten aus China nicht in den Schätzungen enthalten sind [5]. Die Abbaumengen in China belaufen sich auf etwa 80 – 85 Millionen Tonnen pro Jahr [5]. Es wird da- von ausgegangen, dass der Einsatz sich insgesamt von den Industrieländern zu den Schwellenländern verlagern wird. In Industrieländern hat in den letzten Jahrzehnten vielerorts eine starke Überdüngung stattgefunden, während in Schwellenländern oft eine P-Mangelernährung der Böden herrscht.
Deutschland hat mit der Novellierung der AbfKlärV einen Paradigmenwechsel hin zu einem nachhaltigeren Gebrauch von Phosphor eingeleitet. Die Verordnung zur Neuordnung der Klärschlammverwertung, die im Oktober 2017 in Kraft getreten ist, sieht die Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm oder Klärschlammasche vor.
Durch die Rückgewinnung von Phosphor können nicht nur Importabhängigkeiten, sondern auch ökologische Probleme durch den Minenabbau in den Exportländern sowie Umweltbelastungen wie Eutrophierung von Gewässern in Deutschland und Europa verringert werden.
2. Phosphorrückgewinnung: aktueller Stand
In Deutschland muss die Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm ab dem Jahr 2029 verbindlich umgesetzt werden. Bis zu diesem Zeitpunkt (bzw. bis zur Berichtspflicht 2023) müssen sich die Kläranlagenbetreiber entschieden haben, welchen Verwer- tungsweg sie für den anfallenden Klärschlamm wählen. Besteht die gesetzliche Pflicht Phosphor technisch zurückzugewinnen, ist es notwendig, eine geeignete Technologie für den jeweiligen Standort zu finden.
Für die Technologieanbieter bedeutet das, dass Daten zur Wirtschaftlichkeit zeitnah zur Verfügung stehen müssen, damit Entscheidungen für eine Anlage getroffen werden können. Mit belastbaren Daten ist jedoch in den meisten Fällen erst zu rechnen, wenn die Anlagen großtechnisch betrieben werden.
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Zurzeit herrscht in einigen Teilen Deutschlands ein Engpass bei der Klärschlamm- entsorgung. Dieser Umstand ist vor allem auf die Novellierung der Düngeverordnung (DüV), die 2017 in Kraft getreten ist, zurückzuführen. Sie schränkt indirekt die land- wirtschaftliche Ausbringung von Klärschlamm deutlich ein. In Ländern, die bisher einen Großteil des Klärschlamms landwirtschaftlich verwertet haben und zusätzlich ein hohes Aufkommen an landwirtschaftlichen Reststoffen aufweisen, ist die Situation besonders kritisch.
Aus diesem Grund steht zurzeit bei den Kläranlagenbetreibern und Kommunen nach wie vor die Entsorgungssicherheit im Vordergrund. Um diese zeitnah zu gewährleis- ten, sind über 30 Klärschlammverbrennungsanlagen in Planung und teilweise im Bau.
Allein in Niedersachsen werden insgesamt drei Neuanlagen in Hannover, Hildesheim und Helmstedt geplant.
Der nächste Schritt auf dem Weg zur Umsetzung der Phosphorrückgewinnung wird für die Kläranlagenbetreiber die Abgabe eines Berichtes bei der zuständigen Behörde sein. In dem Bericht sollen die geplanten und eingeleiteten Maßnahmen zur Sicherstellung der ab 2029 geltenden Phosphorrückgewinnung, die Verwertung von Klärschlamm auf oder in Böden oder sonstige Klärschlammentsorgung dargelegt werden. Das Ziel des Berichtes ist es, zunächst allgemeine Nachweise über Phosphor zu erbringen, es muss noch keine konkrete Technik für Maßnahmen zur technischen Rückgewinnung vorgelegt werden.
Derzeit wird eine Vollzugshilfe zur AbfKlärV erarbeitet. Die Umweltministerien der Länder haben für die Erarbeitung eine ad-hoc Gruppe der Bund-/Länderarbeitsge- meinschaft Abfall (LAGA) ins Leben gerufen. Die Vollzugshilfe setzt kein neues Recht, sondern hat eine einheitliche Umsetzung in den Bundesländern zum Ziel. Im Juni 2019 gab es für Verbände die Möglichkeit zu einem ersten Entwurf Stellung zu nehmen und weiteren Input zu geben. Mit einer Veröffentlichung der Vollzugshilfe wird im Frühjahr 2020 gerechnet.
In der AbfKlärV wird nicht die Rückgewinnung von Phosphor bilanziert, sondern eine Abreicherung. Eine Abreicherung entspricht jedoch in vielen Fällen nicht der tatsäch- lichen Rückgewinnung. Folgende Formel bietet für viele Verfahren die Möglichkeit, die tatsächliche Rückgewinnungsrate als Frachtenrechnung aus Klärschlamm oder Klärschlammasche zu bilanzieren:
(1)
Die jeweilige P-Fracht ergibt sich aus der P-Konzentration bzw. Gehalt (z.B. g/kg) multipliziert mit der Fracht der entsprechenden Matrix (Trockensubstanz), z.B. kg je Zeiteinheit.
Prück[%] = PRezyklat
PAusgangssubstrat (Asche oder Klärschlamm)
Größe Formelzeichen Einheit
Phosphormenge in eingehender Asche/KS PAsche kg bzw. t P/ Zeiteinheit Phosphormenge im tatsächlich generierten P-Rezyklat PRecyclat kg bzw. t P/ Zeiteinheit
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Welchem Verwertungsweg der zurückgewonnene Phosphor zugeführt wird, ist nicht festgelegt. Der Phosphor kann u.a. auch industriell weiterverarbeitet werden und somit, ähnlich wie bei einer Deponierung, dem Kreislauf zunächst entzogen werden. Auch dieser Verwertungsweg bedeutet, dass die natürlichen Vorkommen geschont werden.
Eine weitere Frage für die Kläranlagenbetreiber wird sein, ob sie durch eine Abwasser- behandlung den gesetzlichen Maßnahmewert von 20 g P / kg Trockenmasse (TM) unter- schreiten können und somit nicht den Bestimmungen der AbfKlärV unterliegen. In der Verordnung heißt es, dass Kläranlagenbetreiber den in der Abwasserbehandlungs-anlage anfallenden Klärschlamm unmittelbar einer Phosphorrückgewinnung zuführen müssen, wenn der Klärschlamm einen Phosphorgehalt von 20 g P / kg TM oder mehr aufweist.
Bei Überschreitung des Maßnahmewertes besteht die Möglichkeit, Phosphor schon während der Abwasserbehandlung durch verschiedene Verfahren abzureichern. Diese Maßnahme unterliegt jedoch dem Wasserrecht und nicht der AbfKlärV. Der Klär- schlamm kann anschließend in einer Mitverbrennungsanlage verwertet werden oder einer anderweitigen Entsorgung im Sinne des Kreislaufwirtschaftsgesetzes zugeführt werden.
Sowohl im Abwasserbereich als auch im Abfallbereich stehen zurzeit zahlreiche Ver- fahren zur Verfügung, um die jeweiligen gesetzlichen Anforderungen zu erfüllen. Im Sinne der Kreislaufführung stellt sich die Frage, ob die Phosphorrückgewinnung nicht auch verbindlich auf den Abwasserbereich übertragen werden sollte.
Bei Einbezug der Hintergründe für die Sinnhaftigkeit einer Phosphorrückgewinnung, wird deutlich, dass die gesetzlichen Rahmenbedingungen zum Teil die Ressourcen- schonung nicht zielführend unterstützen. Die rechtlichen Rahmenbedingungen sollten so geschaffen sein, dass sowohl im Abwasserbereich als auch in der AbfKlärV eine Phosphorrückgewinnung mit anschließender Nutzbarmachung des Phosphors voran- getrieben wird.
2.1. Anwendung der P-Rezyklate
Neben den zu erfüllenden technischen und gesetzlichen Rahmenbedingungen müssen auch potentielle Anwendungsmöglichkeiten der entstehenden Rezyklate mitgedacht werden. Es ist nicht ausreichend, den Phosphor nur zurückzugewinnen, sondern das entstehende P-Rezyklat muss auch wieder am Markt appliziert werden, um den Kreis- lauf tatsächlich zu schließen.
Ein wichtiger Schritt um die P-Rezyklate als oder in Düngemitteln anzuwenden, war die Novellierung der EU-Düngemittelverordnung (vgl. Kap. 2.2.).
Zurzeit besteht noch kein Bedarf für die Rückführung der Rezyklate in den Markt, da die notwendigen Mengen noch nicht vorhanden sind. Es ist aber wichtig, schon jetzt die zukünftige Verwendung anzustoßen, um bei ausreichenden Mengen die Rückführung auch tatsächlich gewährleisten zu können.
Voraussichtlich werden die entstehenden P-Rezyklate in bestehende Verwertungs- wege einfließen. Deshalb sollten die Materialien den schon seit Jahren kommerziell vertriebenen P-Produkten in ihrer Qualität gleichen (oder besser sein, z.B. bezüglich der Schwermetallgehalte).
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Der Biolandbau stellt neben der konventionellen Landwirtschaft und der chemischen Industrie eine Möglichkeit der Verwertung dar. Im Biolandbau wird ein möglichst geschlossener Betriebskreislauf angestrebt und Nährstoffex- und -importe sollen möglichst gering gehalten werden. Die Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm bietet eine Möglichkeit diese Bestrebungen zu erfüllen. Hierfür müssen jedoch zu- nächst die gesetzlichen Rahmenbedingungen geschaffen werden. Zurückgewonnene Produkte müssen, um angewendet werden zu dürfen, zunächst in den Anhang I der Verordnung EG Nr. 889/2008 (Durchführungsvorschriften zur EU-Bio-Verordnung 834/2007) aufgenommen werden.
Für die Aufnahme in den Anhang I muss ein entsprechendes Dossier ausgefüllt werden.
Hierzu sind u.a. generelle Informationen, Aspekte zur Relevanz und Vorrangigkeit der Aufnahme des Stoffes wie beispielweise geographische oder sozioökonomische Aspekte sowie eine Charakterisierung des Materials notwendig.
Das Antragsformular muss bei der Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) eingereicht werden, dort wird es von zwei unabhängigen Experten bewertet.
Das BLE leitet das Dossier dann an das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) weiter. Von dort wird der Antrag der Kommission übergeben.
Eine Expertengruppe (EGTOP – Expert Group On Organic Production) bewertet die Anträge und formuliert Empfehlungen zur Aufnahme in den jeweiligen Anhang.
2.2. EU-Düngemittelverordnung
Im Rahmen des Circular Economy Programms der EU-Kommission (2015) wurde die europäische Düngemittelverordnung EG Nr. 2003/2003 novelliert. Ein erster Entwurf wurde 2016 vorgelegt. Im Juni 2019 wurde die novellierte EU-Düngemittelverordnung im Europäischen Amtsblatt in allen Amtssprachen veröffentlich und trat 20 Tage nach Veröffentlichung in Kraft. Die neue Verordnung EG Nr. 2019/1009 hebt die Verordnung EG Nr. 2003/2003 auf. Diese sah den Einsatz von P-Düngern aus rückge- wonnenem Phosphor aus Wirtschaftsdüngern, Klärschlamm oder Klärschlammasche nicht vor. In der Verordnung wurde ausschließlich der Einsatz von konventionellen Mineraldüngern behandelt. Die novellierte Verordnung hingegen sieht nunmehr den Einsatz von recycelten Abfällen, wie beispielsweise Phosphor aus Klärschlamm, vor.
Produkte, die aus recycelten Materialien bestehen, oder sie enthalten, sollen zukünftig ohne unnötige Verzögerungen Zugang zum Binnenmerkt erhalten. Zusätzlich wurde in der neuen Verordnung ein einheitlicher Cadmiumgrenzwert von 60 mg / kg P2O5 für phosphorhaltige Düngemittel festgelegt.
Im Rahmen der Novellierung der Düngemittelverordnung hat eine STRUBIAS- Arbeitsgruppe des Joint Research Center (JRC) der EU Kommission Kriterien für P-Salze, aschebasierte Materialien und Pyrolysate erstellt. So sollen auch diese Stoffe als Ausgangsmaterialien zur Düngemittelproduktion oder für einen direkten land- wirtschaftlichen Einsatz verwendet werden können. Der Bericht zu den STRUBIAS- Kriterien wird zurzeit finalisiert und voraussichtlich Ende 2019 bzw. Anfang 2020 als Delegated Act in den Anhang der novellierten Verordnung aufgenommen.
In Gänze wird die neue Verordnung die Verwendung von P-Rezyklaten auf dem Markt ermöglichen.
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2.3. Andere Länder
Neben Deutschland und der Schweiz wollen zukünftig auch andere europäische Länder die Phosphorrückgewinnung gesetzlich verankern. In der Schweiz muss ab 2026 Phosphor aus Klärschlamm sowie Tier- und Knochenmehl zurückgewonnen werden. Schon 2006 wurde in der Schweiz die landwirtschaftliche Ausbringung von Klärschlamm verboten.
In Schweden wurde im Sommer 2018 ein Projekt initiiert, welches die Aufgabe hat, einen Ausstieg aus der landwirtschaftlichen Verwertung von Klärschlamm und damit verbundener Auswirkungen für Schweden zu analysieren sowie Alternativszenarien aufzuzeigen. Im April 2019 fand beim schwedischen Umweltamt ein internationaler Workshop statt, auf dem die Erfahrungen verschiedener Mitgliedstaaten vorgestellt und diskutiert wurden. Der Abschlussbericht und die daraus resultierenden Schluss- folgerungen sollen im Januar 2020 veröffentlicht werden.
Mit der Veröffentlichung des Bundes-Abfallwirtschaftsplans 2017 hat Österreich seine Entschlossenheit bekräftigt, eine verbesserte Bewirtschaftung von Klärschlamm anzu- streben. Bis 2030 sollen etwa 65 bis 85 % des Phosphors aus kommunalem Abwasser zurückgewonnen werden, und es wird ein staatliches Verbot der landwirtschaftlichen Verwendung von Schlamm für größere Kläranlagen erwartet [1]. Derzeit finanziert die österreichische Regierung eine Studie zur Ermittlung der Zielkonflikte zwischen Kosten, Umweltauswirkungen und P-Recyclingquoten verschiedener P-Recyclingstrategien unter expliziter Berücksichtigung der regionalen und lokalen Infrastruktur (Kläranla- gengrößen, Belastungen und Standorte, vorhandene Entwässerungs- und Trocknungs- kapazitäten, Schlammentsorgungskonzept und -kosten). Die Studie konzentriert sich auf eine ökonomische und ökologische Bewertung von P-Rückgewinnungsszenarien, die mit Unterstützung relevanter Interessengruppen aus dem Abwasser- und Abfall- behandlungssektor definiert wurden. Darüber hinaus werden verschiedene Regulie- rungsmaßnahmen auf ihre Angemessenheit getestet, um (i) hohe Verwertungsquoten auf nationaler Ebene sicherzustellen und (ii) sicherzustellen, dass andere Ziele der Abfall- oder Abwasserbehandlung nicht im Widerspruch stehen [6].
3. Verfahrensübersicht
Eine Großzahl der Phosphorrückgewinnungsverfahren befinden sich im Pilotmaßstab.
Nach wie vor sind Struvit-produzierende Anlagen die einzigen, die über mehrere Jahre großtechnisch in Betrieb sind.
Anfang 2019 haben Hamburg Wasser und Remondis den Grundstein für eine groß- technische Anlage des TetraPhos-Verfahrens auf dem Klärwerk Hamburg gelegt.
Die Anlage soll 2020 in Betrieb gehen. Der Bau einer großtechnischen Anlage des EuPhoRe-Verfahrens ist für Ende 2019 in Mannheim geplant. Zudem sind weitere großtechnische Anlagen in Planung. Tabelle 1 fasst zahlreiche Verfahren zur Phos- phorrückgewinnung im Hinblick auf Inputmaterial, entstehende Produkte und An- lagenstandorte zusammen.
ecycling Tabelle 1: Zusammenfassende Darstellung zahlreicher Phosphorrückgewinnungsverfahren im
Hinblick auf Ausgangsmaterial, Produkt und bestehende/geplante Anlagen Technologie Ausgangsmaterial Produkt Pilotanlage Referenzanlage
Helsingborg (SE) geplant:
Ash2Phos Klärschlammasche Calciumphosphat
Uppsala (SE) Helsingborg (SE) Bitterfeld (DE) PARFORCE Klärschlammasche Phosphorsäure Freiberg (DE) / P-bac Klärschlammasche Eisenaluminiumphosphat Großhelfendorf (DE) / Remondis Klärschlammasche Phosphorsäure Elverlingsen (DE) im Bau: Hamburg (DE) AshDec Klärschlammasche P-haltiges Düngemittel k.A. k.A.
ExtraPhos Faulschlamm Calciumphosphat mobile Anlage geplant: Bern (CH) TerraNova Klärschlamm Mg/Ca-P-Kristallisat Jining (CN)
Ultra Duisburg Kasslerfeld (DE) /
AirPrex Klärschlamm Struvit USA 9 Anlagen
größte: Amsterdam (NL)
entwässerter phosphorhaltige Oftringen (CH)
EuPhoRe
Klärschlamm Asche Dinslaken (DE) Ouvrier (CH) im Bau: Mannheim (DE) MephRec entwässerter Schlackengranulat
Klärschlamm P-haltige Stäube Nürnberg (DE)
MSE Faulschlamm Struvit mobile Anlage mobile Anlage
Schlammfiltrat 14 Anlagen
Ostara Pearl nach der Struvit / größte: Stickney,
Entwässerung Chicago (USA)
PhosForce Klärschlamm Struvit/ Dicalciumphosphat Schönebeck (DE) /
geplant:
P-Roc Schlammwasser mineralischer P-Dünger Großostheim (DE)
Großostheim (DE) PYREG getrockneter
Klärschlamm k.A. Linz-Unkel (DE) /
Stuttgarter
Verfahren+ Faulschlamm Struvit Offenburg-Griesheim (DE) /
4. Verwertungswege von Klärschlamm
Generell ist die Menge des zu entsorgenden Klärschlamms in den letzten Jahren zurück- gegangen und wird voraussichtlich weiter sinken. Im Jahr 2007 gab es deutschlandweit knapp 2,1 Millionen t TM zu entsorgenden Klärschlamm. Zehn Jahre später waren es noch 1,7 Millionen t TM (-17 %).
In den letzten Jahren hat sich jedoch nicht nur die Menge des Klärschlamms durch eine verbesserte Technik reduziert, sondern auch die Verwertungswege von kommunalem Klärschlamm haben sich verändert. Gründe dafür sind die DüV und die novellierte AbfKlärV. Mit Inkrafttreten der DüV im Sommer 2017 erfolgte ein Einbruch der bodenbezogenen Verwertung. Von 2007 bis 2017 konnte bundesweit ein Rückgang von 47,2 % beobachtet werden, davon waren mehr als die Hälfte (26,8 %) der Abnahme von 2016 bis 2017 zu verzeichnen. Es ist damit zu rechnen, dass der Anteil der boden- bezogenen Verwertung zukünftig weiter zurückgehen wird, gerade im Hinblick auf
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eine geplante weitere Verschärfung der der DüV. Gleichzeitig mit dem Rückgang der landwirtschaftlichen Verwertung ist ein Anstieg der thermischen Verwertung des Klärschlamms zu verzeichnen. Allein von 2016 bis 2017 konnte ein Anstieg von 4,1 % verzeichnet werden. Bild 1 zeigt die Verwertungswege von direkt entsorgtem Klärschlamm für die Jahre 2016 und 2017.
200.000 0 400.000 600.000 800.000 1.000.000 1.200.000 1.400.000 1.600.000 1.800.000
insgesamt Verbrennung Landwirtschaft sonstige Verwertung Menge Klärschlamm,
t TM
2016 2017
Bild 1: Verwertungswege des direkt entsorgten Klärschlamms in Tonnen (t) Trockemasse (TM) für die Jahre 2016 und 2017 in Deutschland. Sonstige Verwertungswege sind:
landschaftsbauliche Maßnahmen, Deponierung und sonstige direkte Entsorgung [2].
Der bundesweite Trend zeichnet sich auch in den einzelnen Ländern ab.
In Schleswig-Holstein (SH) mussten 2017 insgesamt 85.178 t TM Klärschlamm ent- sorgt werden. Davon wurden 26.457 t TM (31 %) thermisch verwertet (Mono- und Mitverbrennung), 33.637 t TM (39 %) landwirtschaftlich und 25.084 t TM (29 %) einer sonstigen Verwertung (Zwischenlagerung, Kompostierung) zugeführt. Die Zahlen zeigen, dass der Anteil der landwirtschaftlichen Ausbringung in SH rückläufig ist. In den Vorjahren wurden im Schnitt etwa 50.000 – 60.000 t TM Klärschlamm diesem Verwertungsweg zugeführt. Der Anteil der thermischen Behandlung steigt auch in SH an. Im Jahr 2016 wurden 22.712 t TM Klärschlamm thermisch verwertet. Zusätzlich wurden größere Mengen Klärschlamm 2017 u.a. in Zwischenlagern gelagert, weil der Absatz in der Landwirtschaft zurückgegangen ist. Auch zukünftig wird in SH erwartet, dass sich dieser Trend fortsetzt.
In Hessen fielen 2017 insgesamt 141.527 t TM Klärschlamm an. Davon wurden 62 % (87.546 t TM) thermisch verwertet. Das sind 5 % mehr als im Jahr 2016. Die landwirt- schaftliche Entsorgung ging in Hessen von 52.369 t TM in 2016 auf 38.131 t TM im Jahr 2017 zurück. Insgesamt fiel 2017 9,4 % (14.627 t TM) weniger Klärschlamm zur Verwertung an als im Jahr zuvor [4].
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5. Ausblick
Durch die Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm und Klärschlammasche wird in Deutschland ein Paradigmenwechsel hin zu einer optimierten Kreislaufführung und Ressourcenschonung von Phosphor eingeläutet. Bei der Umsetzung der Phosphor- rückgewinnung spielen gegenwärtig vor allem rechtliche, technische und ökonomische Faktoren eine lenkende Rolle. Neben diesen Faktoren ist es aber ebenso wichtig, das übergeordnete Ziel einer optimierten Kreislaufführung und Ressourcennutzung nicht außer Acht zu lassen. Dafür sollten die zurückgewonnenen Produkte auch tatsächlich nutzbar gemacht werden, indem sie im Kreislauf gehalten werden.
Neben der Rückgewinnung aus Abwasserströmen sollte künftig die Rückgewinnung von Phosphor aus anderen Stoffströmen wie beispielsweise landwirtschaftlichen Reststof- fen angegangen werden. Es zeigt sich, dass die Themen Phosphorrückgewinnung und nachhaltige Phosphornutzung auch zukünftig noch in vielen Bereichen ausbaufähig sind, sei es die gesetzliche Anpassung bestehender Verordnungen oder die Erweiterung auf andere Bereiche.
6. Quellen
[1] Bundesministerium für Nachhaltigkeit und Tourismus (BMNT): Bundes-Abfallwirtschaftsplan 2017. Teil 1, Wien, 2018
[2] Destatis Statistisches Bundesamt: Trockenmasse des aus Abwasserbehandlungsanlagen di- rekt entsorgten Klärschlamms: Bundesländer, Jahre, Entsorgungsarten des Klärschlamms (2007/2016/2017)
[3] Europäische Kommission: Mitteilung der Kommission an das europäische Parlament, den Rat, den europäischen Wirtschafts- und Sozialausschuss der Regionen über die Liste kritischer Roh- stoffe für die EU 2017.
[4] Hessisches Ministerium für Umwelt, Klimaschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (HMUKLV): Abfallmengenbilanz 2017
[5] U.S. Geological Survey (USGS): Phosphate Rock. Mineral Commodity Summaries, February 2019
[6] Krampe, J.; Amann, A.; Zoboli, O.; Rechberger, H.; Zessner, M.: Österreich: Überlegungen zur strategischen Umsetzung des Phosphorrecyclings. Vortrag: 4. Kongress Phosphor – Ein kriti- scher Rohstoff mit Zukunft, Stuttgart, Deutschland; 24.-25.10.2018; in: Im Dialog: Phosphor- rückgewinnung, 2018, S. 39-52
Ansprechpartner
Jana Krämer
Deutsche Phosphor-Plattform DPP e.V.
Geschäftsführerin
Bornheimer Landwehr 46 HH 60385 Frankfurt, Deutschland + 49 171 2269953
info@deutsche-phosphor-plattform.de
Hardcover: etwa 350 Seiten,
mit farbigen Abbildungen, Autorenverzeichnis
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D-16816 Nietwerder-Neuruppin
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Mit dem Inkrafttreten der Verordnung zur Neuordnung der Klärschlammverwertung vom 3. Oktober 2017 werden weitreichende Veränderungen in der Aufbereitung und Behandlung von Klärschlämmen erforderlich. Zum einen schränkt die Verordnung zukünftig die herkömmliche Verwertung in der Landwirtschaft deutlich ein. Zum anderen wird dem bundespolitischen Ziel einer weitergehenden Kreislaufwirtschaft Rechnung getragen. Der Fokus liegt hierbei folgerichtig auf dem enthaltenen Phosphor, welches seitens der Europäischen Kommission seit 2014 als „kritischer Rohstoff“ eingestuft wird.
Diverse Verfahrensansätze zur Phosphorrückgewinnung direkt aus Klärschlämmen oder indirekt aus den Rückständen einer thermischen Behandlung befinden sich in unterschiedlichsten Entwicklungsstadien.
Vor dem Hintergrund einer hinsichtlich Spezifikation (Größe, Ausbaustufen) und Umfeld (urban, ländlich, lokale Verwertungsmöglichkeiten) der Kläranlagen äußerst heterogenen Branche stellt sich für viele Betreiber die Frage nach sinnvollen technischen Lösungen und wirtschaftlich passenden Konzepten. Das im Rahmen der Berliner Klärschlamm-Konferenz im Herbst 2018 veröffentlichte Fachbuch bietet eine Übersicht zur veränderten Rechtslage sowie zu aktuellen Verfahrensansätzen und Praxiserfahrungen.
VERWERTUNG VON KLÄRSCHLAMM
Buch 1
Erschienen:
November 2018
Hardcover: 574 Seiten,
mit farbigen Abbildungen, inkl. Kontaktdaten Preis: 75,00 EUR
3
Karl J. Thomé-KozmienskyMineralische Nebenprodukte und Abfälle
4
Verwertung von Klärschlamm
KlärschlammStephanie Thiel | Elisabeth Thomé-Kozmiensky
Klärschlamm
Stephanie Thiel
Elisabeth Thomé-Kozmiensky
Olaf Holm Elisabeth Thomé-Kozmiensky Peter Quicker Stefan Kopp-Assenmacher
Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.dnb.de abrufbar
Olaf Holm, Elisabeth Thomé-Kozmiensky, Peter Quicker, Stefan Kopp-Assenmacher (Hrsg.):
Verwertung von Klärschlamm 2
ISBN 978-3-944310-49-7 Thomé-Kozmiensky Verlag GmbH
Copyright: Elisabeth Thomé-Kozmiensky, M.Sc., Dr.-Ing. Olaf Holm Alle Rechte vorbehalten
Verlag: Thomé-Kozmiensky Verlag GmbH • Neuruppin 2019 Redaktion und Lektorat: Dr.-Ing. Olaf Holm
Erfassung und Layout: Elisabeth Thomé-Kozmiensky, M.Sc., Janin Burbott-Seidel, Roland Richter
Druck: Beltz Grafische Betriebe GmbH, Bad Langensalza
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