Klärschlamm - Reststoff oder Rohstoff

Reststoffe? Rohstoffe!

Die novellierte Klärschlammverordnung stellt Kommunen vor neue Herausforderungen: Wohin mit dem Klärschlamm, der bei der Abwasserreinigung übrig bleibt? Und: Wie lässt sich aus Klärschlamm umweltverträglich und effizient Phosphor zurückgewinnen? Veolia liefert nachhaltige Antworten - und Lösungen für die nachhaltige EU-Wirtschaft

Herausforderung

Wohin mit dem Klärschlamm, der bei der Abwasserreinigung übrig bleibt? Wie lässt sich aus Klärschlamm umweltverträglich und effizient Phosphor zurückgewinnen?

Ziel

Auf der Kläranlage Schönebeck (Elbe) baut Veolia eine Klärschlammtrocknungsanlage mit vorgeschalteter Biogasanlage und eine Anlage zur Phosphorrückgewinnung.

Veolias Lösung

Arbeitsschwerpunkte In Zukunft: • Erzeugung von regenerativer Energie aus Lebensmittelabfällen • Einsatz der aus Lebensmittelabfällen gewonnenen Energie zur Klärschlammtrocknung • Nutzung des getrockneten Klärschlamms als Ersatzbrennstoff zur Mitverbrennung, beispielsweise in Zement- und Kraftwerken • Rückgewinnung von mehr als der Hälfte des im Klärschlamm enthaltenen Phosphors direkt auf der Kläranlage mittels PhosForce

Klima

Dekarbonisierung: 10 500 Tonnen CO2 Einsparungspotenzial pro Jahr

Auf der Kläranlage in Schönebeck baut Veolia einen Kreislauf auf, in dem aus Abfall- und Reststoffen alternative Energie und Rohstoffe entstehen. Mit dem Projekt bietet Veolia nicht nur Lösungen für die Klärschlammverwertung und Phosphorrückgewinnung. Die Weiterentwicklung der Kläranlage steht auch für konsequenten Ressourcen- und Klimaschutz.

Seit September 2000 reinigt die Kläranlage Schönebeck das Abwasser von rund 60 000 Einwohnern und Industrieunternehmen aus der Stadt und angrenzenden Gemeinden. Den dabei anfallenden Klärschlamm nutzt Veolia bereits seit langem, um daraus Strom für den eigenen Anlagenbetrieb zu gewinnen. Auch Fette werden in der Klärschlammfaulung mit vergärt. Aus Fettabscheidern regionaler Gastronomie- und Hotelbetriebe stammend, steigert ihre Zugabe die Energieproduktion und damit die Stromausbeute. 

So weit, so gut. Doch da geht noch mehr, wie die jüngsten Pläne von Veolia zeigen. Auf dem Gelände der Kläranlage Schönebeck plant das Unternehmen den Bau einer Trocknungsanlage für Klärschlamm mit vorgeschalteter Biogasanlage. So entstehen gleich zwei nachhaltige Verwertungswege: für Lebensmittelabfälle aus Industrie, Handel und Gastronomie und für Klärschlamm aus Schönebeck sowie aus weiteren Anlagen in der Region. Aus rund 46.000 Tonnen Lebensmittelabfällen jährlich soll regenerative Energie erzeugt werden, um den Klärschlamm zu trocknen.

Wertvolle Energie geht nicht verloren, sondern wird sinnvoll genutzt

Der getrocknete Klärschlamm wird wiederum ebenso zum Energieträger. Hinsichtlich seiner Brennbarkeit entspricht getrockneter Klärschlamm nämlich der Braunkohle, aufgrund seines weitgehend biogenen Ursprungs trägt er jedoch zu einer CO2-Reduzierung bei. Gerade im energieintensiven Prozess der Zementherstellung oder in Kraftwerken ist er sehr gut als Ersatz für fossile Brennstoffe geeignet.


Klärschlamm als Dünger

Klärschlamm als Dünger

Veränderte gesetzliche Vorschriften für die Klärschlammverwertung: Nur noch kleine Kläranlagen dürfen Klärschlamm als Dünger in der Landwirtschaft ausbringen. Große und mittlere Anlagen brauchen neue Lösungen.


Verwertung des Klärschlamms

Verwertung des Klärschlamms

Unscheinbare Masse, beeindruckende Bilanz: In Schönebeck, und auch an anderen Standorten verwertet Veolia 550 000 Tonnen Klärschlamm jährlich und macht Kläranlagen zu Energie- und Rohstoffproduzenten.


Klärschlamm-Trocknungsanlage

Klärschlamm-Trocknungsanlage

So wird die zukünftige Anlage, in der Lebensmittelabfälle verwertet und mit dem daraus gewonnenen Biogas Klärschlämme getrocknet werden sollen, aussehen: A Klärschlammtrocknungsanlage, B Aufbereitungsanlage für Lebensmittelabfälle, C Biogasanlage, D Luftfilter und Wärmetauscher, E Verwaltungsgebäude.


Klärschlamm als Ersatzbrennstoff

Klärschlamm als Ersatzbrennstoff

Durch die Trocknung verliert der Klärschlamm an Gewicht und kann kosten- und energieeffizient weitertransportiert werden. Die getrockneten Klärschlamm- und Gärreste gehen etwa als Ersatzbrennstoff in nahe gelegene Kraft- und Zementwerke.

Mit dem geplanten Kreislauf bietet Veolia den Kommunen eine kosteneffiziente und zugleich ökologisch sinnvolle Alternative zu anderen Klärschlammverwertungswegen. Denn im Zuge der 2017 novellierten Klärschlammverordnung und der seit 2019 angepassten Düngemittelverordnung haben sich die Anforderungen an die Klärschlammverwertung deutlich verschärft. Nur noch kleine Kläranlagen dürfen den Schlamm als Dünger in der Landwirtschaft ausbringen. Mittlere und große Kläranlagen brauchen neue Weichen und Wege. 

Die Nachfrage danach hat die Preise für die Klärschlammentsorgung in den letzten beiden Jahren von rund 50 bis 60 Euro pro Tonne auf um die 170 Euro in die Höhe schnellen lassen. Veolia zeigt in Schönebeck einen zukunftsfähigen, wirtschaftlichen Weg auf und denkt dabei Klima- und Ressourcenschutz konsequent mit.

„Mit unserem klimafreundlichen Konzept werden jährlich etwa 10 500 Tonnen CO2 eingespart.“ Sebastian Lösch, Veolia Niederlassungsleiter Schönebeck

Die Kommunen sind laut Sebastian Lösch, Veolia Niederlassungsleiter Schönebeck, mit dem Konzept unabhängig von den Preisspiralen des Klärschlammmarktes. Sie können sich auf langfristig wirtschaftliche Entsorgungskosten für ihren Klärschlamm verlassen.

Die novellierte Klärschlammverordnung enthält noch eine zweite neue Anforderung: Eigentümer und Betreiber von Kläranlagen, die das Abwasser von mehr als 50 000 Einwohnern behandeln und deren Klärschlamm mindestens 20 Gramm Phosphor pro Kilogramm Trockenmasse enthält, müssen ab 2029 respektive 2032 Phosphor zurückgewinnen. Wie sie das machen wollen, gilt es bereits 2023 darzulegen. Hintergrund der neuen Vorschrift: Bereits seit Mai 2014 stuft die Europäische Kommission Phosphor als kritischen Rohstoff ein. Denn die natürlichen Phosphorreserven sind weltweit begrenzt, in Deutschland und Europa gibt es nahezu keine Vorkommen. In der Landwirtschaft ist der wertvolle Stoff jedoch unverzichtbar für die Pflanzengesundheit und -entwicklung. Das Umweltbundesamt sieht deutschlandweit einen jährlichen Bedarf von 500 000 Tonnen Phosphor.

Phosphor im Kreislauf halten

Auch für die Phosphorrückgewinnung bietet Veolia in Schönebeck eine Lösung: PhosForce. Nachdem das mit Unterstützung des EU-Partners EIT Raw Materials entwickelte Verfahren auf einer Pilotanlage bereits intensiv getestet wurde, soll dieses Jahr der Anlagenbau starten. Mittels PhosForce versetzt Veolia Kommunen und Verbände in die Lage, mehr als die Hälfte des im Abwasserstrom enthaltenen Phosphors direkt auf der Kläranlage zurückzugewinnen. Das bedeutet: keine weiten Wege und keine unnötigen Umweltbelastungen, dafür optimierte Abläufe und reduzierte Entsorgungskosten.

Möglich wird die Phosphorrückgewinnung durch eine biologische Versäuerung des Nassschlamms noch vor dem Faulungsprozess, verbunden mit der anschließenden Entwässerung und Ausfällung in einem sogenannten Struvia-Reaktor. So entsteht Pflanzendünger in Form von Magnesium-basiertem Struvit oder Calzium-basiertem Brushit. PhosForce ist flexibel und modellierbar: Das Verfahren lässt sich den jeweiligen Rahmenbedingungen anpassen und ist damit für viele Anlagen geeignet.

Darüber hinaus betreibt Veolia weltweit mehr als 30 Monoverbrennungsanlagen und forscht an technologischen Ansätzen für eine wirtschaftliche Phosphorrückgewinnung aus der Asche. Welcher der beiden Rückgewinnungswege für welche Kommune sinnvoll ist, hängt von vielen Faktoren ab: von der Art der Anlage bis zur Beschaffenheit des Schlamms. Deshalb schneidet Veolia seine Konzepte auf die individuellen Bedürfnisse der Kunden zu, immer mit Augenmerk auf Klima- und Ressourcenschutz. Ziel ist, dass die Kunden gesetzliche Vorgaben erfüllen, ihre CO2-Bilanz verbessern und Entsorgungskosten senken können.

Der perfekte Kreislauf - lokal geschlossen

Kreislauf Klärschlamm

 

Biocycling (1), ein Tochterunternehmen von Veolia, sammelt Lebensmittelabfälle ein und liefert sie auf der Anlage an: von verdorbenen Milchprodukten aus Supermärkten über Fehlchargen aus der Industrie bis hin zu Abfällen aus Restaurants und Kantinen. Bei der „Jagd“ nach den Abfällen nutzt Biocycling auch „Inex Eco System Exchange“ – eine Abfall-Suchmaschine zur besseren Auslastung von Energieerzeugungs- und Recyclinganlagen. Die Plattform untersucht Unternehmen und Abfallquellen anhand frei im Netz zugänglicher Daten und erstellt Abfallvolumen nach Abfallerzeuger und -art. So können die Nutzer der Plattform, wie z. B. Biocycling, schnell identifizieren, wo in der Region Lebensmittelabfälle anfallen, die als Ressource genutzt werden können und deren Abholung kosteneffizient und klimaschonend ist. Pro Woche rechnet Veolia mit der Anlieferung von etwa 800 Tonnen verdorbener Lebensmittel.

m ersten Schritt werden die Abfälle wenn nötig in der Abfallaufbereitung entpackt. Anschließend werden sie in der Biogasanlage (2) vergärt. So sollen jährlich rund 6 300 000 m³ Biogas entstehen. Was an Verpackungen zurückbleibt, wandert in eine Müllverbrennungsanlage zur thermischen Verwertung, möglichst in der Umgebung. Flüssige Gärreste werden auf der Kläranlage (3) behandelt. Die Energie aus der Biogasanlage dient dazu, den zuvor entwässerten Klärschlamm in einer geschlossenen Halle mit zugehöriger Luftfilteranlage zu trocknen. Jährlich sollen rund 37 500 Tonnen entwässerter Klärschlamm im Trockner (4) in rund 10 000 Tonnen Klärschlammgranulat verwandelt werden, das als klimaneutraler Ersatzbrennstoff in Mono- oder Mitverbrennungsanlagen zum Einsatz kommt. Zusätzlich gewinnt Veolia Phosphor zurück: sowohl aus dem Klärschlamm direkt auf der Kläranlage als auch aus der Asche nach der Klärschlamm-Monoverbrennung (5). Der aus dem Phosphor-Recycling zurückgewonnene Rohstoff wird für Dünger in der Landwirtschaft (6) genutzt.  Schließlich gelangen die landwirtschaftlichen Erzeugnisse, wie Gemüse und Getreide, in die Kommunen (7), zu Restaurants und Kantinen, in Industrie und Gewerbe. So schließt sich der Kreis.

Mehr Informationen unter www.veolia.de

Ihr Ansprechpartner:
Sebastian Lösch
Niederlassungsleiter 
[email protected]
www.veolia.de

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