Klärschlamm – ein Rohstoff auf dem Vormarsch

Dritte Berliner Klärschlammkonferenz

Wie fast alle wissenschaftlichen Konferenzen musste auch die Berliner Klärschlammkonferenz 2020 als Video-Konferenz durchgeführt werden. Die TK Verlag GmbH Neuruppin als Veranstalter dieser wissenschaftlichen Tagung hatte in jüngster Vergangenheit schon mehrmals eine solche Vorgehensweise praktiziert, sodass die Klärschlammkonferenz am 16. und 17. November 2020 versiert und komplikationslos von statten ging.

Nach kurzer Begrüßung durch die Geschäftsführerin der TK Verlag GmbH, M. Sc. Elisabeth Tomé-Kozmiensky gab Dr.-Ing. Olaf Holm, vom gleichen Verlag und Verantwortlicher für die Programmkoordination eine kurze Einführung in die Thematik. Zunächst galt sein Dank den „treuen Teilnehmern“, dem Programmkomitee (Prof. Dr.-Ing. Peter Quicker, RWTH Aachen und RA Stefan Kopp-Assenmacher, Kopp-Assenmacher & Nusser Partnerschaft von Rechtsanwälten mbH, Berlin) sowie dem Beirat (Dr.-Ing. Christian Adam, BAM, Berlin; Prof. Dr.-Ing. Matthias Barjenbruch, TU Berlin; RA Dr. Tobias Faber, Hogan Lovells Internat. LLP, Frankfurt a. Main und Min. Rat a. D. Michael Spitznagel, DPP e. V., Frankfurt a. Main). Besonders herzliche Dankesworte galten dem letztgenannten Beiratsmitglied, das nunmehr aus diesem Gremium ausscheidet. Ebenso hob Dr. Holm alle Referenten hervor, die ohne Feedback ihre Vorträge in eine Linse sprechen müssten – kein ganz einfaches Unterfangen.

Während sich die beiden vorangegangenen Klärschlammkonferenzen hauptsächlich mit den gesetzlichen Vorgaben, die zu einem Umdenken in der Klärschlammverwertung geführt haben und mit theoretischen Fragestellungen beschäftigten, sind erwartungsgemäß 2020 praxisrelevante Themen stärker in den Fokus gerückt, denn die Zeit bis zur Umsetzung der Vorgaben der AbfKläV ist nicht mehr allzu lang.

Die Vormittagssession des ersten Tages wurde als Ple-narveranstaltung mit Themen zur politischen Situation und zur LAGA-Vollzugshilfe durchgeführt, an die sich eine entsprechende Podiumsdiskussion anschloss.

Min. Rat Hans-Peter Ewens, BMU Bonn referierte über „Neue Entwicklungen bei der Klärschlammverordnung“ und erinnerte daran, dass die nunmehr drei Jahre alte AbfKläV ein Meilenstein auf dem Weg zur Phosphor-Gewinnung aus Klärschlamm darstellt. Noch sind wir von den Zielen weit entfernt, 2018 fielen in Deutschland 1,57 Mio. t Klärschlamm an, von denen rd. 75 % thermisch verwertet wurden. Zukünftig aber soll auch die thermische Verwertung der P-Gewinnung dienen. Der Grund dafür ist weniger eine Verknappung der P-Ressourcen, sondern vielmehr die Konzentration der Lagerstätten auf wenige Länder (5 Staaten bauen rd. 75 % der P-Rohstoffe ab), der steigende Bedarf weltweit und die massive Verschlechterung der Abbaubedingungen. Nach dem umfangreichen Überblick über die Neuerungen der Verordnung und die dazu erlassene erste Vollzugshilfe setzte sich der Referent mit den Erfahrungen, die in der Zwischenzeit gesammelt wurden, auseinander. Aus dem Vollzug haben sich neue Fragestellungen ergeben, für die die Vollzugshilfe keine Erklärungen enthält. Min. Rat. Ewens betonte die Wichtigkeit des zukünftigen gemeinsamen Vorgehens von Bund und Ländern beim Vollzug der AbfKläV. Er schloss mit einigen Ausführungen zu den europäischen Entwicklungen, u. a. die Ankündigung der Überprüfung der EG-Klärschlamm-Richtlinie (Evaluierung derselben 2021). Offen ist allerdings, ob eine europaweite Verpflichtung zur P-Rückgewinnung durchgesetzt wird.

Praxisrelevante Themen standen im Fokus der beiden folgenden Vorträge. „Aktuelle und künftige Rahmenbedingungen zur Klärschlammentsorgung aus Sicht eines Projektentwicklers“ erörterte Dipl.-Ing. Jörn Franck, JOMA Umwelt-Beratungsgesellschaft mbH, Hamburg. Er stellte zunächst den Paradigmenwechsel heraus, vor dem die Klärschlammbehandlung und -entsorgung mit der neuen AbfKläV steht und skizzierte die jetzige Situation, die u. a. durch eine sich weiter verschärfende Umweltgesetzgebung, sich ändernde Entsorgungsstrukturen im Bereich bodenbezogener und thermischer Verwertung von Klärschlamm, steigende Entsorgungskosten und teilweise veraltete und sanierungsbedürftige Monoverbrennungsanlagen (einige sind > 40 Jahre in Betrieb) gekennzeichnet ist. Des Weiteren ging der Referent auf die neuen geplanten Projekte ein: mit 44 Anlagen für 1,2 Mio. tTS/a und den 0,6 Mio. tTS/a der Bestandsanlagen dürften ausreichende Kapazitäten bereitgestellt werden. Die Anzahl der Anlagen sowie ihre Durchsätze sind in den einzelnen Bundesländern sehr unterschiedlich (Bayern: Anzahl 10; Sachsen: 0). Weitere Ausführungen bezogen sich auf die Technologien (vornehmlich stationäre Wirbelschicht), Projektentwicklungen (Investoren, Betreibermodelle) und -organisation, Standortauswahl und Charakterisierung der Klärschlämme sowie Kosten und Finanzierung. In seinem Fazit stellte Franck heraus, dass die P-Recyclingverfahren noch nicht marktreif sind, wobei einige am Beginn einer großtechnischen Erprobung stehen, die öffentliche Akzeptanz für Neuanlagenprojekte sehr gering und durch transparente Öffentlichkeitsarbeit während der Genehmigungsphase dringend zu verbessern ist.

„Der hessische Weg zum Phosphorrecycling“ wurde von Frau Dipl.-Ing. Simone Apitz, Hessisches UM, Wiesbaden vorgetragen. Das Land Hessen hat in jüngster Vergangenheit eine landeseigene Ressourcenschutzpolitik entwickelt, in die auch die P-Rückgewinnung integriert ist. Es werden regionale Lösungen angestrebt, dazu laufen etliche Aktivitäten. So wurde eine Machbarkeitsstudie in Auftrag gegeben, auf deren Grundlage entsprechende Demonstrationsvorhaben realisiert werden sollen. Danach gilt es, Pilotprojekte zur praktischen Umsetzung des regionalen Phosphorkreislaufs zu entwickeln.

Podiumsdiskussion

Unter Leitung von RA Kopp-Assenmacher diskutierten Frau Dipl.-Ing. Simone Apitz, Min. Rat Stefan Ewens, Dr. Christian Kabbe, EMG EasyMining Germany GmbH, Berlin und Andreas Versmann, Berater Umweltrecht/Umweltpolitik, Berlin zum Thema “Klärschlammverwertung und Kreislaufwirtschaft“. Nach einem kurzen Statement der Podiumsteilnehmer vor allem bezüglich der Erfahrungen, die seit Inkrafttreten der neuen AbfKläV gesammelt wurden, konzentrierte sich die Diskussion vor allem auf

Paradigmenwechsel der EU hinsichtlich Umweltpolitik mit dem Ziel der Modernisierung der europäischen Wirtschaft und Integration des Umweltschutzes in eine europäische Industriepolitik

Die Stellung Deutschlands innerhalb der EU bezüglich Kreislaufwirtschaft und Klärschlammverwertung (Stärkung von Ressourceneffizienz bei Produkten, Konsumauswahl für nachhaltige und recycelte Produkte, Stärkung der Abfallvermeidung und Beförderung der Reparaturtätigkeit z. B. durch Aktionspläne wie in anderen EU-Ländern)

Steht das EU-Recht mit der Hierarchie stoffliche Verwertung vor der thermischen der Vorzugsvariante in Deutschland entgegen

End-of-waste-Diskussion: Einordnung von Klärschlamm/ Klärschlammasche als Abfall oder Produkt – im Unterschied zur EU gelten in Deutschland dazu wesentlich strengere Kriterien

Rechtliche Fragestellungen – neue Balance zwischen Verwertung und Umweltschutz – absehbare Verschärfung der Grenzwerte (Schwermetalle, Medikamente u. a.)

Zusätze anderer P-haltiger Stoffe (Tiermehl, Holz) in die Klärschlammverbrennung – sinnvoll, gesetzlich noch nicht im Vollzug, weitere Diskussion angestrebt

Einrichtung von Klärschlammzwischenlagern durch die Länder bis zur Inbetriebnahme von entsprechenden Anlagen – zurzeit ist kein Entsorgungsnotstand zu verzeichnen, aber eine angespannte Lage, so dass eine bundesweite Erfassung sinnvoll ist. Außerdem hält die Kostenexplosion von 2017/18 an.

Die Podiumsdiskussion zeigte, vor welchen Herausforderungen sowohl die Politik als auch die Projektanten, Investoren und Anlagenbetreiber stehen. Wichtig ist, die ersten Anlagen zum Laufen zu bringen; verschiedene Verfahren sind im Angebot, es gilt preiswerte Verfahren zu finden, marktrelevante Mengen bereitzustellen und die Marktchancen zu ermitteln. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Rezyklate nicht schon zwingend Düngemittel darstellen, sondern noch veredelt werden müssen. Die Umsetzung der europäischen Vorgaben in nationales Recht zeigt positive Signale, allerding ist eine Novellierung der europäischen Klärschlamm-Richtlinie erforderlich, wobei es gilt, die Richtlinie zunächst zu evaluieren und die Novellierung etwa 2022/23 vorzunehmen. Dabei sollte sich Deutschland einbringen und eine Vorreiterrolle spielen.

Die Fortsetzung der Veranstaltung am Nachmittag und am nächsten Tag war 30 Fachbeiträgen mit folgenden Themenschwerpunkte gewidmet:

Phosphorrecycling (7 Beiträge)

Neue/Alternative Verfahrensprojekte (3 Beiträge)

Verbrennung – inkl. Neubauprojekte (7 Beiträge)

Entwässerung/Trocknung (4 Beiträge)

Abgasreinigung/Brüdenbehandlung (1 Beitrag)

Rechtliche Aspekte (4 Beiträge)

Finanzierung (3 Beiträge)

Betreibermodelle (1 Beitrag)

Dem Anliegen der “recovery“ entsprechend erfolgen lediglich einige Ausführungen zum Themenkreis Phosphorrecycling, die allesamt zeigen, dass man sehr bemüht ist, die theoretisch durchdachten und im Labormaßstab erprobten Verfahrensansätze möglichst bald in die Technik zu überführen und entsprechende Anlagen zu bauen.

So stellte Prof. Dr.-Ing. Johannes Pinnekamp, FiW e.V./ RWTH Aachen das RePhoR-Vernetzungs- und Transfervorhaben TransPhoR vor und erläuterte dessen Aufgaben und Ziele. In dem Vorhaben sind 7 regionale Verbundprojekte vereint (z. B. DREISATS – Technologiedemonstration zur Kombination von Staubfeuerung und Säureaufschlussgranulierung mit integrierter Schwermetallabscheidung für das regionale Phosphorrecycling im Mitteldeutschen Dreiländereck Sachsen-Anhalt, Thüringen und Sachsen oder R-Rhenania – Modifiziertes Rhenania Phosphat aus Klärschlammasche für Bayern), die mit verschiedenen Ansätzen zum regionalen P-Recycling (Gewinnung unterschiedlicher P-Rezyklate aus den verschiedenen Stoffströmen – Abwasser, Klärschlamm, Klärschlammasche) einen Beitrag zur nachhaltigen Umsetzung der neuen AbfKläV leisten sollen. Außerdem befasst sich das Vorhaben auch mit der Weiterentwicklung standardisierter Prüfverfahren und Produktkriterien für P-Rezyklate sowie mit der Erarbeitung allgemeiner Kriterien zur vergleichenden Beurteilung der Wirtschaftlichkeit und der Ökobilanz (weitere Informationen unter www.bmbf-rephor.de).

Die Ansätze von Veolia zum „Ganzheitlichen P-Recycling von der Kläranlage bis zur Mono-Asche“ erläuterte Dr.-Ing. Matthias Staub, Veolia Klärschlamm Deutschland GmbH, Makranstädt. Mit zwei unterschiedlichen Wegen, die Veolia beschreitet – P-Rückgewinnung a) auf der Kläranlage (Phosforce-Ansatz) und b) aus der Klärschlammasche (pontes pabuli-Ansatz) – besitzt das Unternehmen ein Alleinstellungsmerkmal. Beide Verfahren wurden ausführlich dargestellt und gegeneinander abgewogen. Praktische Erfahrungen zum Phosforce-Ansatz wurden im Labormaßstab sowie auf Pilotanlagen in Schönebeck, Lille und Treguier (Frankreich) gesammelt. Für 2021 ist der Bau und für 2022 die Inbetriebnahme einer Demonstrationsanlage in Schönebeck geplant. Aus den Ergebnissen lässt sich ableiten, dass Weg a bei Gehalten < 30 g P/kgTS insbesondere bei Bio-P-Elimination möglich und zu empfehlen ist. Weg b ist bei P-Gehalten > 40 g/kgTS am sinnvollsten.

Den Weg und die Erfahrungen von REMONDIS zeigte Roland Ruschewey, REMONDIS Aqua GmbH & Co. KG, Lünen in seinem Beitrag „Erstmalige Umsetzung des P-Recyclings aus Klärschlammaschen nach dem Tetra-Phos®-Verfahren“ auf. Das Verfahren (Klärschlamm-Monoverbrennung) soll in Hamburg großtechnisch betrieben werden. Gewonnen werden neben P (RePacid mit 80 % H3PO4) auch Ca (Gips), Al und Fe (Salze). Mit dem Verfahren wurde 2016 der Green Tec Award gewonnen.  Es wurde 2017 in das Umweltinnovationsprogramm aufgenommen und 2018 mit dem Klärwerk Hamburg ein Vertrag unterzeichnet. Die Inbetriebnahme (Probebetrieb) ist für 01/2021 mit einem Durchsatz von 20 000 t/a geplant.

Ein weiteres P-Recyclingverfahren zeigten Jan Kirchhof, Glatt Ingenieur GmbH, Weimar und Thorsten Brumme, SERAPLANT GmbH, Haldensleben auf: „Phos4green – Umsetzung einer Anlage zur Herstellung von 60 000 t/a Düngemitteln aus Klärschlammaschen am Standort Haldensleben“. Nach Säureaufschluss der Aschen unter Zusatz von Additiven erfolgt eine Sprühgranulation, es besteht die Möglichkeit, verschiedenste Produkte nach Kundenwunsch herzustellen. Außerdem können flüssige und/oder feste Nährstoffkomponenten zugesetzt werden. In Labor- und Pilotversuchen wurden verschiedene Produkte mit idealer Korngrößenverteilung und guter Härte für die Landwirtschaft hergestellt, die sehr gute Pflanzergebnisse zeigen und die Grenzwerte der DüV (Schwermetalle) einhalten. Für die Anlage in Haldensleben ist für 01/2021 der Produktionsstart zunächst zur Herstellung des Düngers P38 für die ökologische Landwirtschaft geplant.

Ein Gemeinschaftsprojekt der Gelsenwasser AG und Easy Mining, dem Entwickler des Ash2®Phos-Verfahrens, ist im Chemiepark Wolfen geplant, wie Dipl.-Ing. Tim Bunthoff vom erstgenannten Unternehmen berichtete. Für die nach diesem Verfahren arbeitende Demonstrationsanlage mit einem Durchsatz von 30 000 t Klärschlammasche/a, die sich z. Z. in der Planungs- und Genehmigungsphase befindet, soll 03/2022 der Baubeginn sein, später soll eine Anlage für 60 000 t Asche/a folgen. Bundesweit sollen bis 2030 Behandlungskapazitäten von 300 000 t Asche/a entstehen.

Das wichtige Thema „Marktpotenzial und Logistik beim P-Recycling“ behandelte M. Sc. Fabian Kraus, Kompetenzzentrum Wasser Berlin gGmbH. Er zeigte, dass die Verwendung von Recycling-Phosphaten in Abhängigkeit vom Produkt (Calciumphosphat, Phosphorsäure, Ammoniumphosphat, Struvit) entweder als Rohmaterial für die Düngemittelindustrie oder über eine Direktvermarktung verwendet werden kann. Beide Wege wurden ausführlich verifiziert und auch die extremen Preisschwankungen zwischen den Produkten (20 …. 120 €/t bei Struvit und anderen Mg-basierten Produkten) berücksichtigt. Hinsichtlich des logistischen Aufwandes bieten sich für thermische Verfahren durchaus die Standorte von Monoverbrennungsanlagen an, während chemische Verfahren zentral in Chemieparks angesiedelt werden sollten.

Erwähnenswert ist noch der Beitrag „Ansätze zur alternativen thermischen Klärschlammbehandlung“ von Prof. Dr.-Ing. Peter Quicker, RWTH Aachen, der eine kritische Würdigung derselben (Hydrothermale Carbonisierung, Pyrolyse, Vergasung, metallurgische Verfahren) vornahm. Er kam zu dem Fazit, dass aktuell keines der diskutierten alternativen thermischen Verfahren die für einen stabilen Langzeitbetrieb erforderlichen technischen Voraussetzungen hinsichtlich Klärschlammbehandlung bietet (schwierige Reaktionsführung, minderwertige Produkte, technische Schwierigkeiten), so dass er dringend vor Investitionen in derartige Technologien abrät und die Verbrennung als Stand der Technik für die Klärschlammbehandlung bezeichnet.

Schlussbetrachtungen

Auch wenn die Pandemie „nur“ eine Video-Veranstaltung zuließ, kann die dritte Berliner Klärschlammkonferenz als sehr gelungen bezeichnet werden. Es gab nur wenige Veränderungen zum ursprünglichen Programm, die Veranstaltung lief sehr diszipliniert und bestens organisiert ab. Auch die Teilnehmerzahl hat kaum unter der veränderten Durchführungsform gelitten. Die auf zahlreichen Erfahrungen basierenden Fortschritte sowohl hinsichtlich der Auslegung der neuen AbfKläV als auch zum Stand der Technik bei den Recyclingverfahren, hinsichtlich Bauplanung und Projektierung von Verbrennungsanalgen, Finanzierung von Projekten, aber ebenso Weiterentwicklung von Verfahren und Analysenmethoden wurden in über 30 Beiträgen umfassend dargelegt und diskutiert. Vor allem die Verfahren, die kurz vor der Markteinführung stehen und die Anlagen, deren Inbetriebnahme in absehbarer Zeit erfolgen wird, gaben Anlass zu einer tiefgreifenden Diskussion. Das betrifft nicht nur die thermischen Verwertungsverfahren selbst, sondern auch die Vorbehandlungsverfahren wie Entwässerung und Trocknung. Der Zuhörerschaft wurde ein vielseitiges Wissen und ebensolche Erfahrungen vermittelt, die sich auch nach der Konferenz durch das Studium des digital bereitgestellten Fachbuches „Verwertung von Klärschlamm – 3“, Thomé-Kozmiensky Verlag GmbH, Neuruppin 2020, ISBN 978-3-944310-52-7 vertiefen lassen. Auch dafür sei dem Veranstalter nochmals herzlich gedankt.

Die nächste Klärschlammkonferenz ist für den 15. und 16. November 2021 in Berlin geplant.

x

Thematisch passende Artikel:

Ausgabe 2020-01 Neuerscheinung

Verwertung von Klärschlamm

Mit der novellierten AbfKläV werden die  bisher geltenden Anforderungen an die bodenbezogene Klärschlammverwertung verschärft und der Anwendungsbereich der Verordnung auch auf Maßnahmen des...

mehr

Entsorgungsnotstand Klärschlamm?!

DWA-KlärschlammTage zum Umgang mit den Schlämmen

Aktuelle politische, rechtliche und verfahrenstechnische Entwicklungen in der Klärschlammbehandlung und Klärschlammentsorgung sind Thema der elften KlärschlammTage, die die Deutsche Vereinigung...

mehr
Ausgabe 2018-04 Zweites „Leben“ für Phosphor

DBU unterstützt Verfahren zur Düngergewinnung mit 119?000 €

Mit der Firma Seraplant (Haldensleben) und der Materialforschungs- und Prüfanstalt an der Bauhaus-Universität Weimar hat die Firma Glatt Ingenieurtechnik (Weimar) eine Möglichkeit gefunden,...

mehr
Ausgabe 2018-02

Phosphor-Rückgewinnung – Chancen für eine technisch-ökonomische Lösung?

Es handelt sich um ein Netzwerk von inzwischen rd. 3000 Unternehmen, die sich u.a. mit umweltfreundlicher Energiegewinnung, Energieeffizienz und Kreislaufwirtschaft befassen und eine...

mehr
Ausgabe 2020-01

Klärschlamm-Monoverbrennungsanlage in Helmstedt genehmigt

Die EEW Energy from Waste Helmstedt GmbH hat am 10.12.2019 die immissionsschutzrechtliche Genehmigung für die Errichtung und den Betrieb einer Klärschlamm-Monoverbrennungsanlage (KVA) am...

mehr