Perspektiven der Klärschlammentsorgung vor dem Hintergrund neuer Anforderungen an den Ressourcenschutz

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1 Perspektiven der Klärschlammentsorgung vor dem Hintergrund neuer Anforderungen an den Ressourcenschutz Dr.-Ing. Frank Obenaus Emschergenossenschaft/Lippeverband 11. IFWW-Fachkolloquium Wasserwirtschaft und Landwirtschaft Haltern,

2 Gliederung Standortbestimmung/Veranlassung Derzeitige Verwertungs- und Entsorgungspraxis - EU - Bundesrepublik Deutschland - Emschergenossenschaft/Lippeverband Rechtlicher Rahmen und Perspektiven Stand der Technik - Verfahren zur P-Rückgewinnung - Derzeitiger Realisierungsgrad - Verfahrensvergleich Zukunftsszenarien/Zusammenfassung 2

3 Standortbestimmung/Veranlassung Generell seit Jahren intensive Debatte um den Verwertungsweg Landwirtschaft - TBT, BSE, PFT.. Hoher Gehalt an Pflanzennährstoffen im Klärschlamm - rechnerische Abdeckung von ca % des landwirtschaftlichen Bedarfes an Phosphaten Belastung mit bekannten und ggf. noch unbekannten Schadstoffen - Rückgang der Schadstoffgehalte seit 1988 parameterabhängig teilweise > 90 % Steigendes Bewusstsein für nachhaltiges Handeln mit Blick auf die zunehmende Verknappung von Rohstoffen (hier: Phosphor) Technologische Entwicklung - Vielzahl von Verfahren zur P-Rückgewinnung in der Entwicklung und z. T. großtechnischen Anwendung 3

4 Derzeitige Verwertungs- bzw. Entsorgungspraxis EU (2003) Aus: [Reifenstuhl/2010, DWA Klärschlammseminar Marburg 2010] 4

5 Derzeitige Verwertungs- bzw. Entsorgungspraxis Bundesrepublik Deutschland 5

6 Derzeitige Verwertungs- bzw. Entsorgungspraxis Emschergenossenschaft/Lippeverband Ɖ 57 Kläranlagen / ca. 6,5 Mio. EW Jahresproduktion: to Klärschlamm mit rd to TR/a ca. 4 % des Klärschlammanfalls in Deutschland 6

7 Derzeitige Verwertungs- bzw. Entsorgungspraxis - Emschergenossenschaft Mg STS Zwischenlager Landschaftsbau Verbrennung

8 Derzeitige Verwertungs- bzw. Entsorgungspraxis - Lippeverband Zwischenlager Verbrennung Landwirtschaft Mg STS

9 Derzeitige Verwertungs- bzw. Entsorgungspraxis Lippeverband Ausgangsstoffe Kategorie 1 Endprodukte Kategorie 2 Anwendungskonzeption Kategorie 3 - Indirekteinleiterkontrolle - Kontrolle der Direktanlieferungen - Abwasserbehandlungschemikalien - Gleichförmigkeit der Nährstoffgehalte - Schwermetallgehalte - organische Schadstoffe - Hygiene - Berücksichtigung des Nährstoffbedarfs - Applikationstechnik und zeitpunkt - Boden- und Wasserschutz - Dokumentation und Beratung Start des Zertifizierungsprozesses in 2007 Kategorie 1 und 2 für die Standorte Hamm (seit 2008) und Soest (seit 2010) umgesetzt Verleihung des Qualitätszeichens mehr als 90 % des in 2010 landwirtschaftlich verwerteten Pressschlamms damit qualitätsgesichert QLA wichtige Ergänzung der bereits hohen Qualitätsstandards 9

10 Rechtlicher Rahmen und Perspektiven Abfallklärverordnung (2. Arbeitsentwurf/2010) Verschärfung Grenzwerte, Hygiene, Qualitätssicherung, Umsetzung abhängig von KrWG, insb. Qualitätssicherung, ggf. Harmonisierung DüngeMV Düngemittelverordnung (12/2008) Ab nur vollständig abbaubarer Polymere zulässig, Fristverschiebung um 3 Jahre auf wahrscheinlich EU KS Richtlinie Zeitachse Novellierung unbestimmt Strategie zur nachhaltigen Phosphor-Nutzung Gemeinsamer Bericht des Bundes (BMU, BMBF) und der Länder Baden-Württemberg, Bayern, Berlin, Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz ( ) U. a. Rückgewinnungsgebot für Phosphor aus relevanten Stoffströmen (z. B. Abwasser inklusive Klärschlamm.) 10

11 Rechtlicher Rahmen und Perspektiven ProgRess Deutsches Ressourceneffizienzprogramm Programm zum Schutz natürlicher Ressourcen in einer ökologisch-sozialen Marktwirtschaft (BMU Arbeitsentwurf 04/2011) Zur Prüfung und Bewertung u. a. vorgeschlagen: Gesetzlich verankertes Rückgewinnungsgebot für Phosphor, soweit diese nicht unmittelbar zur Düngung verwendet werden können Beimischungsquote für zurück gewonnenen Phosphor zur herkömmlichen Phosphat-Düngern (ähnlich Kraftstoffe E10) Umstellung der P-Elimination in KA Verfahren, die Phosphorprodukte mit hoher Pflanzenverfügbarkeit liefern (Bio-P MAP) Hinwirken auf Monoverbrennungsanlagen, sofern KS thermisch behandelt werden soll Hinwirken auf rückholbare Lagerung der Aschen aus Monoverbrennung von KS (Aschendeponie / -langzeitzwischenlager, gesetzlich z. Z. nicht geregelt) Ziel: Recyclingquote für Phosphor von 50 % bezogen auf die Importmenge von mineralischem Phosphor bis zum Jahr 2020 in Deutschland 11

12 Rechtlicher Rahmen und Perspektiven Kreislaufwirtschaftsgesetz (hier: Darstellung Abfallhierarchie, Arbeitsentwurf ) Klärschlamm (Hz < kj) Vermeidung 2. P-Rückgewinnung (Filtratwasser) Vorbereitung zur Wiederverwertung Aschendeponie 2. Beseitigung Hz < jj 3. Beseitigung Hz < kj 1. Landwirtschaft 3. Aschedeponie Langzeitlagerung 3. P-Rückgewinnung Aschen Recycling Sonstige Verwertung Energetische Verwertung Bergversatz Beseitigung P-Rückgewinnung (Asche) P-Rückgewinnung (Filtratwasser) Landwirtschaft (stoffliche Verwertung) Verbrennung (Hz-Wert > kj) Kraftwerk Zementindustrie Monoverbrennung (Hz-Wert < kj) energetische Verwertung nur gleichwertig mit der stofflichen Verwertung wenn Hz-Wert > kj 12

13 Stand der Technik Verfahren zur P-Rückgewinnung Wässrige Phase (i. d. R. Trübwasser aus SE bzw. Überstand Rücklösereaktor) Adsorptionsverfahren CSIR Wirbelbettreaktor DHV Crystalactor Kurita Festbett Magnetseparator Nachfällung/Flockungsfiltration NuReBas-Prozess Ostara PEARL Phosiedi P-RoC RECYPHOS REPHOS RIM NUT Ionenaustauscher Sydney Water Board Reactor Klärschlamm (vor während oder nach Stabilisierung) Air Prex / MAP- Verfahren Aqua Reci CAMBI KEMIKOND KREPRO LOPROX Mephrec Peco Phostrip PRISA Seaborne Stuttgarter Verfahren Unitika-Phosnix Klärschlammasche (direkte Aschenutzung oder P-Laugung/Separierung) Ash Dec (SUSAN) BioCon Eisenbadreaktor (ATZ) EPHOS PASCH SESAL SEPHOS Aus: Verfahren zur Phosphorrückgewinnung aus dem Abwasserstrom [Montag et. al./ 2010, Stand und Perspektiven der Rückgewinnung von Phosphat aus Abwasser und Klärschlamm; Vortrag Nr. 36 im Tagungsband der 43. Essener Tagung 2010] 13

14 Stand der Technik Derzeitiger Realisierungsgrad Betreiber/Standort Verfahren Input Output Menge P 1 /a Status VTS Koop Schiefer/ Unterloquitz (Thüringen) Thermisch im Drehrohrofen (ULOPHOS ) t/a Tierknochenm ehl t/a P-Dünger ca t Im Genehmigungsverfahren / geplant 2010 Feldmann IBS/ Nordwalde Schwimmbodenseparation Schweinegülle (1,1 kg P/m 3 ) P an Stroh ca. 4,2 t Droht wegen fehlender Mittel zu scheitern Seaborne EPM AG/ KA Gifhorn Seaborne (MAP-Fällung) 120 m 3 /d Gärsubstrat 1,3 t MAP/d ca. 60 t läuft seit 2007 Remondis Aqua/ Altentreptow (MV) REPHOS MAP-Fällung Molkereiabwasser (80 mg P/l) 0,5-1 t MAP/d ca. 40 t Läuft seit 2007 Verkauf zum Marktpreis von 140 /t KW Waßmannsdorf ABA Neuwerk- Mönchengladbach AirPrex MAP-Fällung Faulschlamm (100 m 3 /h) 200 t MAP/a ca. 25 t 2010 Ash Dec (Brandenburg) SUSAN Thermochemisch Klärschlammasche (ca. 9 % P) ( t/a) ca t /a P-Dünger ca t 2010/2011 Ingitec (Bayern) Mephrec (Metallurgisch) Klärschlamm (25% TS), t/a P- Schlacke t/a ca. 500 t 2010/ Umrechnung der Phosphoranteile von: P 2 O 5 = 43,64 % und MAP (MgNH 4 PO 4 6H 2 O) = 12,62 % Aus: Strategie zur nachhaltigen Phosphor-Nutzung - Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser, Klärschlamm und weiteren Stoffen -, Gemeinsamer Bericht des Bundes (BMU, BMBF) und der Länder Baden-Württemberg, Bayern, Berlin, Nordrhein-Westfalen und Rheinland- Pfalz vom 22. Oktober

15 Stand der Technik Verfahrensvergleich Vorteile Nachteile MAP - kostengünstiger - leichter nachzurüsten - bessere Pflanzenverfügbarkeit - derzeit nur bis zu 40 % Rückgewinnung - nur für Bio-P-Anlagen geeignet thermisch - hoher Rückgewinnungsgrad (90 %) - simultane stoffliche und energetische Nutzung des Klärschlamms - flexibler einsetzbar (für alle Klärschlämme und andere Stoffe) geeignet - vollständige Zerstörung organischer Schadstoffe - deutlich weniger Reststoffe (Abfall) - höhere Investitionskosten - aufwändigere Verfahrensführung Aus: Strategie zur nachhaltigen Phosphor-Nutzung - Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser, Klärschlamm und weiteren Stoffen -, Gemeinsamer Bericht des Bundes (BMU, BMBF) und der Länder Baden-Württemberg, Bayern, Berlin, Nordrhein-Westfalen und Rheinland- Pfalz vom 22. Oktober

16 Zukunftsszenarien/Zusammenfassung Nutzung der im Klärschlamm vorhandenen P-Ressourcen besitzt gesellschaftlich und politisch inzwischen einen zunehmenden Stellenwert Bisher verfügbare Verfahren zur P-Rückgewinnung derzeit technisch noch nicht ausgereift bzw. wirtschaftlich Landwirtschaftliche Klärschlammverwertung hat nur bei höchsten Anforderungen an die KS-Qualität langfristig eine Zukunft mit Unterstützung durch QS-Systeme Eignung als Brückentechnologie Monoverbrennung in Verbindung mit Aschedeponierung (rückholbar) besitzt aus derzeitiger Sicht die geringsten Risiken und größten Chancen optional ergänzt durch MAP-Fällung Rechtlicher Rahmen für die (rückholbare) Deponierung sollte mit hoher Priorität erarbeitet werden 16

17 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 17

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