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Monoverbrennung

Monoverbrennung von Klärschlamm und Klärschlammerde

Die „Verordnung zur Neuordnung der Klärschlammverwertung“  aus Herbst 2017 novellierte in wesentlichen Punkten die seit 1992 bestehende Abfall-Klärschlamm­verordnung (AbfKlärV). Während die AbfKlärV bisher ausschließlich für land­wirtschaft­liche und land­bau­liche Klär­schlamm­verwertung Anwendung fand, wird durch die oben genannte Artikel­verordnung erstmalig die Anforderung an die Ver­brennung von kommunalen Klär­schlämmen definiert.

Wer muss verbrennen, wer darf in die Landwirtschaft?


Im Hinblick auf die Verordnung ist zu berücksichtigen, dass die einzelnen Artikel dieser Verordnung zeitlich gestaffelt in Kraft treten. Dies hat Konsequenzen, denn es ist mitnichten so, wie vielfach unreflektiert behauptet wird, dass die landwirtschaftliche Verwertung von Klärschlämmen nun nicht mehr möglich sei. Das Gegenteil ist der Fall, denn Artikel 5 mit einem Verbot der landwirtschaftlichen Klärschlammverwertung und Verpflichtung zur P-Rückgewinnung aus Verbrennungsaschen tritt für Kläranlagen 
> 100.000 EW erst am 1.1.2029 in Kraft. Bis dahin ändert sich zunächst nichts. Auch Kläranlagen > 100.000 EW dürfen aktuell noch uneingeschränkt landwirtschaftlich ihre Klärschlämme verwerten, sofern sie die Grenzwerte und Rahmenbedingungen von AbfKlärV und Düngemittelverordnung (DüMV) einhalten. Für Kläranlagen
> 50.000 EW treten die gleichen Regelungen sogar erst zum 1.1.2032 in Kraft. Und für Kläranlagen <= 50.000 EW ist dauerhaft eine landwirtschaftliche Verwertung gemäß Vorgaben der AbfKlärV und Düngemittelverordnung zulässig.


FAQ zur Monoverbrennung

Im Mittelpunkt der Verordnung steht die Pflicht zur Rück­gewinnung von Phosphor, die sich aus dem Grundsatz des Kreislauf­wirtschafts­gesetzes ergibt, Abfälle zunächst zu verwerten (zu recyceln), bevor sie beseitigt (entsorgt) werden. Eine gesetz­liche Vorgabe zur Verbrennung (Beseitigung) von Klär­schlämmen ohne Vorgaben zur Rück­gewinnung hätte also gegen die Abfall­hierarchie des Kreis­lauf­wirtschafts­gesetzes verstoßen, denn Klär­schlämme enthalten zweifellos nutz­bringende Nähr­stoffe.

In Artikel 4 und 5 der Ver­ordnung werden somit die Anforder­ungen an Unter­suchungs- und Berichts­pflichten sowie Anforder­ungen an die Rück­gewinnung von Phosphor aus Klär­schlämmen definiert. Diese gilt ab dem 1.1.2029 für alle kommunalen Klär­anlagen unab­hängig von ihrer Aus­bau­größe. Dort, wo land­wirt­schaftliche Ver­wertung vor dem Hinter­grund des Dünge­bedarfs möglich und nach Ver­ordnung zulässig ist, ist sie die direk­teste Form der Phosphor­rück­gewinnung. Kurze Kreis­läufe werden hierbei unmittel­bar geschlossen. So, wie es schon seit tausenden von Jahren praktiziert wird.

Ein Klär­anlagen­betreiber kommt seiner Verpflichtung zur Phosphor­rück­gewinnung also nach, wenn er seine Klär­schlämme als Dünge­mittel einsetzen kann. Unbenommen wird die land­wirt­schaft­liche Klär­schlamm­verwertung aber durch strengere An­forderungen an die Land­wirte aus der Novel­lierung des Dünge­rechts (ebenfalls seit 2017) erschwert. Dadurch kommt es – regional durchaus unter­schiedlich – bereits heute zu Eng­pässen für die land­wirt­schaftliche Klär­schlamm­verwertung. Dies betrifft vor allem Nass­schlämme und maschinell ent­wässerte Klär­schlämme, die aufgrund hoher Stick­stoff­gehalte Anwendungs­beschrän­kungen unter­liegen.

Klär­schlamm­erden weisen durch das bio­logische Behand­lungs­verfahren der Klär­schlamm­vererdung generell niedrige Stick­stoff­gehalte auf, so dass die land­wirtschaft­liche Verwertung von Klär­schlamm­erden vieler­orts noch gut möglich ist und sich stei­gender Nach­frage erfreut. Den­noch ist es auch hier möglich, dass Ver­wertungs­möglich­keiten regional einge­schränkt sind oder auf­grund von Grenz­wert­über­schrei­tungen (z.B. für Kupfer, Cadmium oder Queck­silber) nicht mehr möglich sind. Betrei­ber kommunaler Klär­anlagen tun also gut daran, als „Plan B“ auch das Szenario einer Klär­schlamm­verbrennung zu berück­sichtigen, um alle Zukunfts­szenarien zu berück­sichtigen, selbst wenn heute noch eine land­wirtschaft­liche Ver­wertung möglich ist.

Bis 2029 ist die Ver­brennung von Klär­schlämmen noch unein­geschränkt in allen dafür zuge­lassenen thermischen Behand­lungs­anlagen ge­stattet. Sofern die An­lagen­genehmigung auch die An­nahme von kommunalen Klär­schlämmen nach Abfall-Schlüssel­nummer ASN 190805 umfasst, dürfen Klär­schlämme z.B. auch in der Zement­industrie oder in Müll­heiz­kraft­werken mit­verbrannt werden. In diesen machen sie in der Regel nur einen sehr geringen Anteil des Gesamt-Volumen­stroms aus (< 5 %), so dass hier die Rück­ge­winnung von Nähr­stoffen aus dem Klär­schlamm in der Ver­brennungs­asche der Suche nach einer Nadel im Heu­haufen gleicht. Aus diesem Grund fordert der Gesetz­geber eine Rück­gewinnungs­quote für Phos­phor von mindes­tens 80 % aus den Ver­bren­nungs­aschen. Dies ist derzeit tech­nisch nur aus Aschen bei allein­iger Klär­schlamm­verbren­nung (Mono­verbren­nung) möglich *1.

Wie diese Phos­phor­rück­gewin­nung einmal technisch ab­laufen wird, und zu welchen Preisen, das steht derzeit noch in den Sternen. Viele ver­fahrens­technische Lösungen be­finden sich noch im Stadium der Ent­wicklung, und es bleiben viele offene Fragen, z. B. nach der Pflanzen­verfüg­barkeit des rück­gewon­nenen Phos­phors und der Wirt­schaft­lichkeit im Ver­hältnis zu den Phos­phor-Welt­markt­preisen. Am wahr­schein­lichsten ist derzeit die Subs­tituierung (Ersatz) von Phos­phor­säure für die chemische Industrie, wenn Ver­bren­nungs­aschen nicht de­zentral am Stand­ort einer Ver­bren­nungs­anlage auf­bereitet werden, sondern zentral in Chemie­parks, bei denen eine un­mittel­bare Nutzungs­möglich­keit für die ge­won­nenen Pro­dukte besteht. Nicht um­sonst hat der Gesetz­geber mit der o. g. Artikel­ver­ordnung auch die De­ponie­ver­ord­nung ab­geändert, so dass alter­nativ die Ab­lagerung von phos­phor­reichen Ver­bren­nungs­aschen auf Deponien ermöglicht wird, bis eines Tages sinnvolle Rück­gewin­nungs­tech­niken zur Ver­fügung stehen.

*1 Für die Mitverbrennung müsste ab 2029 das Phosphor bereits vorher um mindestens 50 % aus dem Klärschlamm entfernt worden sein oder darf keine Gehalte > 20g/kg TS mehr aufweisen. Für die wenigsten Klärschlämme/Kläranlagen wird dies zutreffen.

Zunächst muss sich von dem Gedanken ver­abschiedet werden, dass es den
Be­treibern von Ver­bren­nungs­anlagen vor­rangig um den Heiz­wert des angelieferten Materials geht und eine An­liefer­ung des bereits ge­trock­neten Materials ein Vor­teil wäre. Das ist nicht der Fall, denn Ab­wärme für eine Trock­nung steht am Stand­ort einer Ver­bren­nungs­anlage in aus­reichen­dem Um­fang zur Ver­fügung. Die meisten Be­treiber be­vorzugen die An­nahme von auf 20-30 % TR entwässerten Klärschlamms. Dieser Schlamm ist gut trans­port-, lager- und an­nahme­fähig. Die Logistik einer (Mono)Ver­bren­nungs­anlage ist in der Regel auf solche Schlämme aus­gerichtet. Außer­dem passt hier das Ver­hältnis Durch­satz (An­nahme­preis) und Aschen­pro­duktion, d. h. für den Be­treiber der Anlage ist es wirt­schaft­­licher, größere Mengenent­wässerten Klär­schlamms an­zunehmen als kleinere Mengen ge­trock­neten Schlamms mit dem gleichen Asche­anteil.

Klär­schlamm­erden weisen nach Beet­räumung in der Regel Trocken­rück­stände zwischen 20-30 % TR auf, passen also gut in das be­vor­zugte An­nahme­fenster von Ver­bren­nungs­anlagen. Gleich­zeitig ent­halten Klär­schlamm­erden einen hohen An­teil Phos­phor, so dass in den geringen An­lieferungs­mengen ein über­proportional hoher P-Gehalt vorhanden ist (Faktor 2 gegen­über maschinell ent­wässerten Klär­schlämmen). Damit kann die An­nahme von Klär­schlamm­erden für Mono­verbren­nungs­anlagen lukrativ sein, wenn möglichst hohe P-Ge­halte in den Ver­bren­nungs­aschen für ein späteres P-Recycling er­reicht werden sollen.

Be­treiber von Mono­verbrennungs­anlagen legen Kriterien für die An­nahme von Klär­schlämmen fest. Dies können z. B. Grenz­werte für bestimmte Inhalts­stoffe sein (z. B. Schwefel, Cloridgehalt, Schwermetalle…), die sich nachteilig auf den Brenn­raum / Kessel aus­wirken können (Stichwort Korrosion) oder die Rauch­gas­reinigungs­leistung be­ein­flussen. Diese Kriterien der Be­treiber gelten für alle Klär­schlämme, un­abhängig von ihrer Herkunft, und sie be­treffen ma­schinell ent­wässerte Klär­schlämme genauso wie ge­trocknete Klär­schlämme oder Klär­schlamm­erden. Es empfiehlt sich daher, die An­nahme­kriterien der Be­treiber zu erfragen und den eigenen Klär­schlamm auf Ein­haltung der Vor­gaben unter­suchen zu lassen, da dieser Unter­suchungs­umfang häufig von den Standard­para­metern der AbfKlärV ab­weicht.

Neben chemischen Para­metern ist ein weiteres An­nahme­kriterium z. B. die Stückig­keit des Materials. Hierbei geht es um den Schutz der Förder­logistik, d.h. Eng­pässe im System, die zu Revisions­arbeiten führen können, sollen ver­mieden werden. Häufig gibt es eine Vorgabe wie „steinfrei“ und „Sieb­durch­gang < 30 mm“. Hiervon können neben Klär­schlamm­erden auch maschinell ent­wässerte Schlämme aus Kammer­filter­pressen betroffen sein. In solchen Fällen empfiehlt sich ein Gespräch mit dem Be­treiber und die Ver­ein­barung einer Proben­lieferung. Klär­schlamm­erden können z. B. nach An­forderung des Be­treibers vor der An­lieferung an eine Ver­brennungs­anlage auf­bereitet (z. B. gesiebt/zerkleinert) werden, damit sie die An­nahme­kriterien erfüllen.

Unter Berücksichtigung der Re­gelungen hin­sichtlich der EW- und Grenz­werte können Klär­schlamm­erden als End­produkt aus der Klär­schlamm­vererdung land­wirt­schaft­lich als auch thermisch ver­wertet werden. Auch steht der Weg in die Rekultivierung offen. Weitere Informationen zur land­wirt­schaft­lichen Ver­wertung erhalten Sie unter EKO-Terra.

Insgesamt ist die Annahme von Klär­schlamm­erden in Mono­verbren­nungs­anlagen technisch möglich. Da es sich nicht um einen klas­sisch maschinell ent­wässerten Klär­schlamm handelt, empfiehlt sich in jedem Fall ein Ge­spräch mit dem Be­treiber und ggf. die Verein­barung einer Probe­lieferung. Seitens der „THE PAULY GROUP“ liegen inzwischen viele Jahre Er­fahrungen mit der Ver­brennung von Klär­schlamm­erden vor, sowohl in der Mit­verbren­nung als auch in der Mono­verbren­nung. Das Netz­werk wird stetig aus­gebaut, so dass inzwischen jedes Jahr rd. 5-10.000 t Klär­schlamm­erden aus EKO-PLANT Ver­erdungs­anlagen ver­brannt werden können.

Klär­schlamm­vererdungs­anlagen müssen ca. alle 8-10 Jahre geräumt werden. Nur dann fällt zu ver­wertende Klär­schlamm­erde an. Durch die Ver­erdung erfolgt eine Mengen­reduktion die wiederum zur Folge hat, dass viel weniger zu ver­wertende Menge anfällt und somit neben den Ver­wertungs­kosten auch der CO2-Ausstoß deutlich ver­ringert wird. Hält die Klär­schlamm­erde nicht die gesetz­lichen Vor­gaben ein, kann diese ver­brannt werden. Auch eine rein thermische Ver­wertung ist jederzeit möglich.

Im Hin­blick auf die land­wirtschaft­liche Ver­wertung enthält das End­produkt (EKO-Terra) als organisch-mineralischer Phosphor Dünger viel weniger Stickstoff als der herkömmlich entwässerte Klärschlamm und weist im Unter­schied zu diesem einen hohen Humus­anteil auf. Als EKO-Terra Ca+ auf­bereitet, kann der Dünger auf­grund seines geringen Ge­haltes an Stick­stoff auch während der gesetz­lichen Sperr­frist für stick­stoff­haltige Dünge­mittel aus­gebracht werden.