So funktioniert umweltfreundliche Klärschlammverbrennung

Jeder Mensch weiß, dass Dünger früher hauptsächlich aus den Ausscheidungen von Tieren gewonnen wurde. Warum? Weil ihr Körper die Mineralien aus der Nahrung verwertet und manche davon wieder so ausscheidet, dass deren Zusammensetzung wiederum die optimale Nahrung für Pflanzen bildet. Generell ist in der Natur alles als Kreislauf angelegt. Lebewesen, Pflanzen, Bäume – sie alle leben ursprünglich in Symbiose und füttern sich quasi gegenseitig.

Nun könnte man meinen, dass der Klärschlamm aus der Kläranlage ebenfalls der optimale Dünger sein müsste. Denn immerhin besteht dieser hauptsächlich aus menschlichen Ausscheidungen. Und tatsächlich, früher wurden Klärschlämme als Dünger verwendet. Sie enthalten viel Phosphor. Phosphor ist ein wichtiger Grundbestandteil von Dünger. Doch mittlerweile ist man von dieser Praxis abgewichen. Grund dafür war, dass der Klärschlamm in vielen Fällen mit Schwermetallen versetzt war. Daraufhin hat man sich der Verbrennung zugewendet.

Wie ist es zu dieser Situation gekommen? Ist die Klärschlammverbrennung denn nicht eine Lösung, die der Umwelt massiv schadet? Dieses Thema sehen wir uns genauer an.

Klärschlamm – wieso wird er heute nicht mehr als Dünger genutzt?

Klärschlamm aus der Kläranlage war früher tatsächlich ein allseits beliebtes Düngemittel. Doch in der Zeit nach dem zweiten Weltkrieg veränderte sich das Wasser in der BRD. Es gab eine Zeit, da waren Umweltauflage nicht sonderlich streng. Jeder Industriepark im Land durfte nahezu ungeniert seinen Dreck ins Abwasser und in den Fluss lassen. So kam es dazu, dass immer mehr Rückstände von Schwermetallen wie Blei oder Quecksilber in den Kreislauf gelangten. In der Kläranlage wird das Wasser mit Hilfe von Mikroben gereinigt. Sie fressen alle organischen Bestandteile auf. Ihre Ausscheidungen werden dann zum Klärschlamm. Aus diesem wurde früher das hoch konzentrierte Phosphor mit chemischen Verfahren heraus gelöst, der restliche Klärschlamm wurde als Dünger auf die Felder verteilt. Doch mit dem Anstieg der Bestandteile von Schwermetallen war das nicht mehr möglich. Sie gelangten in einige Landesteilen auf die Felder, von wo sie dann ins Grundwasser versickerten. Damit verseuchten sie die Trinkwasserquellen für ganze Regionen über Jahre.

Rein theoretisch könnte man heute Klärschlamm immer noch als Dünger nutzen. Die Gesetze und Überwachungssysteme sind strenger als in den 1960-er oder 1980-er Jahren. Doch kein Landwirt:in möchte das Risiko eingehen und der- oder diejenige sein, die eine Umweltkatastrophe auslöst. Daher ist die Klärschlammverbrennung zur Standardprozedur geworden.

Wie erfolgt die Klärschlammverbrennung?

In der Kläranlage wird der Klärschlamm gesammelt. Anschließend kann es auf zwei Wegen verbrannt werden.

Monoklärschlammverbrennung

Hier wird der Klärschlamm allein und für sich verbrannt. Diese Form der Verbrennung erfolgt bei relativ niedrigen Temperaturen von 850°-950°C. Der Vorteil der Methode ist es, dass in der Asche das Phosphor noch vorhanden ist. Aus dieser Asche lässt es sich zurück gewinnen. Die Abwärme des Verbrennungsprozesses lässt sich energetisch nutzen. Mehr dazu vom Umweltbundesamt.de (PDF).

Klärschlamm Mitverbrennung

Die andere Methode der thermischen Verwertung ist es Klärschlamm als Beigabe zu anderen Brennmaterialien zu verwenden. Dies erfolgt zum Beispiel in Müllverbrennungsanlagen, Kohle-Heizkraftwerken oder Zementwerken. Hier wird die Abwärme ebenfalls mit genutzt, so dass aus dem Klärschlamm zumindest noch ein wenig Energie gewonnen werden kann.

Klärschlamm und die Verwertung durch thermische Behandlung – ist das nicht schädlich?

Wer an das Thema Umweltschutz denkt und das Wort Verbrennung hört, bei dem stehen normalerweise sofort die Nackenhaare hoch. Verbrennung ist immer mit der Erzeugung von CO2 Verbunden. Wie sollte dann die Nutzung der Wärme eine sinnvolle Lösung sein?

Das erklärt sich mit der gleichen Logik, wie die Verwendung von Holz als Brennstoff. Ein Baum zum Beispiel entzieht der Atmosphäre CO2 und andere Stoffe, um zu Wachsen. Stirbt der Baum ab oder wird er gefällt, dann liegt Kohlenstoff in gebundener Form vor. Wird das Holz irgendwann ins Feuer gegeben, dann wird der Kohlenstoff daraus wieder zu CO2. Allerdings entsteht dabei exakt genausoviel CO2, wie der Baum in seinem Leben vorher aufgenommen hatte. Die Belastung in der Umwelt wird unterm Strich gleich gehalten. Es ist ein Abgas-Nullsummenspiel.

Beim Klärschlamm ist es genauso. Wir Menschen nehmen Kohlenhydrate und andere Stoffe durch die Nahrung auf. Dann scheiden wir sie aus. In den Anlagen zur Abwasserverwertung werden sie zu Klärschlämmen. Wird das alles im Heizkraft verbrannt, dann wird wieder der Kohlenstoff zu CO2 – in gleicher Höhe, wie er vorher aus der Umwelt entnommen wurde. Die Bilanz bleibt auch hier gleich. So lange der Kreislauf so bleibt, hat das Klima kein Problem.

Richtig schlimm für die Umwelt und unsere Atmosphäre sind nämlich diejenigen CO2-Emissionen, die aus Kohle, Gas oder Öl gewonnen werden. Diese Rohstoffe wurden von der Natur teilweise vor Millionen von Jahren aus Kohlenstoffverbindungen erzeugt. Werden sie alle heute verheizt, dann gelangt der in ihnen gebundene Anteil als zusätzliche Belastung in die Luft. Es handelt sich hier nicht um einen Kreislauf von kurzen Zyklen. Also Zeiträume, wo zum Beispiel innerhalb von wenigen Jahren Kohlenstoffe gebunden, freigesetzt, gebunden und wieder freigesetzt werden. Beil Klärschlamm ist dies der Fall.

In Summe könnte man sagen, dass die Nutzung von Klärschlamm für die Wärmeerzeugung Brennstoffe aus Öl, Kohle oder Gas einspart.

Was kostet die Entsorgung von Klärschlamm?

Laut statistischem Bundesamt wird für die Entsorgung von Klärschlämmen ein Betrag von ungefähr 25-50 Euro an Trockenmasse erforderlich.

Wie viel Klärschlamm wird in den Kläranlagen erzeugt?

Hierzu haben wir Zahlen aus Bayern genutzt. Dort befinden sich ungefähr 2.600 kommunale Anlagen. Diese erzeugen pro Jahr 262.000 Tonnen Trockenasse. Daraus ergibt sich ein Durchschnitt von 100 Tonnen pro Anlage pro Jahr.

Setzt man diese Zahl in Relation zur Kohleverwertung, dann ist das nicht sehr viel. Einige der größten Kohle-Heizkraftwerke in unserem Land verbrennen pro Tag um die 22.000 Tonnen Kohle. Das heißt, die gesamte Jahresproduktion des Bundesstaates Bayern würde Kohle für 11 Tage „ersetzen“ können. Allerdings hat es nicht den gleichen Heizwert, daher wären es noch weniger Tage.

Dennoch ist es eine bessere Option als den Schlamm einfach als Abfall irgendwo abzulegen und damit gar nichts zu machen.

Wie riechen Klärschlämme eigentlich?

In großen Kläranlagen riecht es schlecht, das ist klar. Grund dafür ist, dass das dortige Abwasser mit Hilfe von Mikroben gereinigt wird. Dabei handelt es sich vor allem um Bakterien und Pilze. Sie fressen alles auf, was sich im Wasser an lebenden Materialien oder Nährstoffen befindet. Ihre Ausscheidungen sind das, was als Schlamm übrig bleibt.

Während dieser Verdauung entstehen unzählige chemische Verbindungen, die mit einer enormen Geruchsintensität einhergehen.  Es werden dabei vor allem niedrige Fettsäuren, Aldehyde, Alkohole und Ester erzeugt. So, wie es bei fast jedem Fäulungsprozess der Fall sein wird. Hinzu kommen noch Verbindungen auf Basis von Stickstoff oder Schwefel. Auch sie sind ungeheuer geruchsintensiv.

Um eine Belästigung der Bürger zu vermeiden gibt es einige Methoden. Zum Beispiel wird die Abluft mit der Zufuhr von normaler Luft verdünnt. Alternativ dazu können Schornsteine höher gebaut werden – wobei das in Klärwerken nicht möglich ist. Zudem werden bestimmte Mindestabstände zu bewohnten Gebieten hergestellt.