Klärschlamm und Phosphor-Recycling

Bei der Verwertung der rund 1,7 Millionen Tonnen Klärschlamm-Trockenmasse aus kommunalen Kläranlagen sind Engpässe entstanden. Die direkte landwirtschaftliche und landbauliche Nutzung des Schlamms ist deutlich zurück gegangen. Die Verbrennung bleibt vielfach als einziger Weg.

Ab spätestens 2029 muss Klärschlamm aus großen kommunalen Kläranlagen verbrannt und der darin enthaltene Phosphor zurückgewonnen werden. Derzeit fehlen die großtechnischen Kapazitäten für die erforderliche Mono-Verbrennung von Klärschlamm und für Phosphorrecycling.

Gelsenwasser reagiert auf die Engpass-Situation und plant frühzeitig Kapazitäten der thermischen Verwertung bereitzustellen. Dafür wird modernste, umweltverträgliche Technologie eingesetzt, die eine hocheffiziente Rückgewinnung von Phosphor aus Asche ermöglicht. Der Einsatz eines Recycling-Verfahrens soll noch vor der gesetzlichen Verpflichtung 2029 im großtechnischen Maßstab erfolgen. Als nachhaltig ausgerichtetes Unternehmen und Partner der Kommunen hat Gelsenwasser den Anspruch, die gesetzlichen Standards frühzeitig zu erfüllen.

Angesichts des erkennbaren Engpasses an Verbrennungsmöglichkeiten will Gelsenwasser mit Partnern bis 2024 zwei Anlagen zur Mono-Verbrennung mit einer Gesamtkapazität von 115.000 Tonnen Klärschlamm-Trockenmasse realisieren. Während am Standort Bitterfeld im dortigen Chemiepark der Bau fortgeschritten ist, laufen die Planungen für eine weitere Anlage in Bremen auf Hochtouren.

Aus Klärschlämmen mit einem P-Gehalt von ≥ 20 g pro kg TM (bzw. ≥ 2 %) muss Phosphor zurückgewonnen werden.

Bei Phosphor-Rückgewinnung aus dem Klärschlamm: geforderte Quote min. 50 %. oder Abminderung des P-Gehalts unter 20 g/kg TM. Bei Phosphor-Rückgewinnung im Rahmen der Abwasserreinigung muss der daraus gewonnenen Klärschlamm unter 20 g/kg TM aufweisen.

Bei Phosphor-Rückgewinnung aus der Klärschlamm-Asche: geforderte Quote min. 80 %

Quelle: Klärschlammverordnung AbfKlärV vom 3. Oktober 2017

Der thermische Behandlungsweg wird im Prinzip durch den Phosphorgehalt des Klärschlamms bestimmt. Aus Schlämmen, die 20 g P pro kg Schlamm (bezogen auf die Trockenmasse), bzw. mehr als 2 Prozent enthalten, ist der Phosphor zurückzugewinnen.

Der bevorzugte Weg ist die thermische Vorbehandlung in einer Mono-Verbrennungsanlage. Dabei ist die Konzentration des Phosphors in der Asche sehr viel höher als bei anderen Verfahren, so dass Quoten jenseits der gesetzlich geforderten 80 Prozent erreicht werden können.

Derzeit werden die Verfahren zur Phosphor-Rückgewinnung noch erprobt. Solche Anlagen sind noch nicht in Betrieb.

Bei der Verfahrenstechnik für die Rückgewinnung des Wertstoffs Phosphor aus der Asche setzt Gelsenwasser auf eines der dabei weltweit führenden Unternehmen, den schwedischen Konzern Ragn-Sells und sein Verfahren Ash2®Phos.

Beim Ash2®Phos-Verfahren (sprich: Ash to Phos; deutsch: Asche zu Phosphor) erfolgt zunächst ein Aufschluss der Asche in Säure. Auf diese Weise kann der Rest-Sandgehalt abgetrennt werden, anschließend erfolgt eine Separation der einzelnen Fraktionen.

Das Verfahren ist aus Sicht unserer Fachleute das aussichtsreichste und wirtschaftlichste. Es erzielt sehr hohe Recycling-Quoten und entgiftet den Stoffkreislauf. Deshalb werden Gelsenwasser und Ragn-Sells das Verfahren zunächst in Bitterfeld zur Anwendung bringen, sobald die Übertragung in den großtechnischen Maßstab möglich ist.