Berechnete künftig erwartbare Nährstoffrückgewinnung aus Klärschlamm anhand von drei Szenarien mit je drei Unterszenarien
Quelle: BAM, Fachbereich Thermochemische Reststoffbehandlung und Wertstoffrückgewinnung
In Deutschland fallen durch die kommunale Abwasserbehandlung jedes Jahr rund 1.700 Mrd. kg Klärschlamm in Trockenmasse (TM) an. Dieser Klärschlamm enthält große Mengen des essenziellen Pflanzennährstoffs Phosphor. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass 70-77% der gesamten Phosphorfracht im Klärschlamm in Zukunft wahrscheinlich zurückgewonnen werden können. Mit dieser künftig verfügbaren rückgewonnen Phosphormenge ließen sich rechnerisch über 40% des Mineraldüngerabsatzes substituieren.
Da Klärschlamm in Deutschland nur noch zu einem geringen Anteil landwirtschaftlich verwertet wird (direkte Ausbringung auf den Feldern), sieht die 2017 neu verfasste Klärschlammverordnung eine Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm ab 2029 vor. Phosphor kann auf der Kläranlage aus dem Abwasser und Schlammwasser, aus dem Klärschlamm oder aus der Klärschlammasche nach der Verbrennung rückgewonnen werden. Diese verschiedenen Verfahren haben unterschiedliche Ausbeuten (< 20 bis > 80% bezogen auf die Gesamtphosphorfracht der Anlage) und bieten teilweise die Möglichkeit, weitere Nährstoffe wie Stickstoff, Magnesium, Kalium und Calcium zurückzugewinnen. Basierend auf den Auswertungen der behördlichen Rohdaten zu den Nährstoffgehalten im deutschen Klärschlamm und den verschiedenen technischen Prozessen der Phosphorrückgewinnung wurden drei Szenarien für eine künftige Klärschlammverwertung und Phosphorrückgewinnung entworfen, die unterschiedliche Entwicklungen einschließlich eines vollständigen Ausstiegs aus der landwirtschaftlichen Verwertung berücksichtigen.
Eine Rückgewinnung von 70-77% der gesamten Phosphorfracht im Klärschlamm entspricht einer deutlichen Steigerung gegenüber der Phosphornutzung aus der vormalig rein landwirtschaftlichen Verwertung, welche bei unter 15% im Vergleich zur Gesamtfracht lag. Außerdem ergeben die Szenarien Rückgewinnungsquoten von bis zu etwa 50% für Stickstoff, Calcium, Kalium und Magnesium. Verglichen mit dem mittleren jährlichen Mineraldüngerabsatz machen diese Mengen für diese Nährstoffe jedoch jeweils nur weniger als 1% aus.
Je nach Verfahren lassen sich bei Phosphorrückgewinnung aus Klärschlammasche bis zu über 90% der Gesamtmenge verwerten. Die Pflicht zur Phosphorrückgewinnung wird somit den Trend von der landwirtschaftliche Verwertung zur rein thermischen (Verbrennung mit anschließender Aschedeponierung) zumindest für Teilkomponenten des Klärschlamms umkehren können und einen wichtigen Beitrag zur Kreislaufwirtschaft liefern.
Future nutrient recovery from sewage sludge regarding three different scenarios - German case study
Theresa Constanze Sichler, Christian Adam, D. Montag, M. Barjenbruch
erschienen in Journal of Cleaner Production, Band 333, Artikel 130130, Seiten 1-10, 2022
BAM, Fachbereich Thermochemische Reststoffbehandlung und Wertstoffrückgewinnung