eines Zwischenlagerungskonzepts für Abschlussbericht Metalle und Mineralien Strategische gerichtet an

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1 Entwicklung ZWIPHOS - eines Zwischenlagerungskonzepts für Klärschlammmonoverbrennungsaschen für Deutschland mit dem Ziel einer späteren Phosphorrückgewinnung im Rahmen von r3 - Strategische Abschlussbericht Metalle und Mineralien gerichtet an GEFORDERT VOM das Bundesministerium für Bildung und Forschung Bundesministerium für Bildung und Forschung Projektträger Jülich, Geschäftsbereich Umwelt (UMW) des Forschungszentrums Jülich Projektfröger Jülich Forschungszentrum Jülich FKZ 033R101A FKZ 033R101B FKZ 033R101C Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen Emschergenossenschaft Innova Gesellschaft zur innovativen Nutzung von Brennstoffen mbh Oktober &<C^f/l Ur/ivvfcrof. Dr.-Ing. Johannes^Pinnekamp (Projektleiter des Verbundvorhabens) Das diesem Bericht zugrunde liegende Vorhaben wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung unter den Förderkennzeichen 033R101A, 033R101B und 033R101C gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei den Autoren. RWTH ÜWA \>$W~OV *, IX Köhler & Klett Rechtsanwälte PI EMSCHER EölvI GENOSSENSCHAFT

2 - Elementkonzentrationen - Eluatkonzentrationen Inhaltsverzeichnis IV Inhaltsverzeichnis Verzeichnis der Bilder...VIII Verzeichnis der Tabellen X Verzeichnis der Abkürzungen und der Symbole XIII 1 Veranlassung und Kenntnisstand Einleitung Theoretisches Phosphorpotenzial in Klärschlämmen der kommunalen Abwasserreinigung Potenzial von Klärschlammaschen als Phosphorquelle Monoverbrennung in Deutschland 4 2 Charakterisierung von Klärschlammaschen Klassierung von Klärschlammaschen nach Korngrößen und Elementgehalte in Korngrößenfraktionen Wert- und Schadstoffpotenzial von Klärschlammmonoverbrennungsaschen Wert- und Schadstoffpotenzial von Klärschlammmonoverbrennungsaschen Relevante Parameter für die Lagerung von Klärschlammaschen Auswertung der Analyseprotokolle der Monoverbrennungsanlagenbetreiber Aschecharakterisierung anhand von Schüttelversuchen Sickerwassercharakterisierung Anforderungen an die Einleitung von Sickerwasser und Oberflächenabfluss Säulenversuch zur Bestimmung der Sickerwasserqualität Bewertung der Ergebnisse der Eluatuntersuchungen Mechanische Eigenschaften von Klärschlammaschen Bodenmechanische Eigenschaften Festigkeit 32 m ila/a M Köhler & Klett Xw^t SZENISCHER 2014 r-4*j IWA mw Rechtsanwälte ^Genossenschaft

3 V_ Abschließende Anmerkung zur Untersuchung der mechanischen Eigenschaften 34 3 Rechtliche Aspekte der Langzeitlagerung Abfallbegriff Der Begriff der Entledigung im europäischen Rechtsverständnis Der Begriff der Entledigung im KrWG Nebenprodukt Die Rechtsprechung des EuGH zur Abgrenzung von Produktionsrückständen und Nebenprodukten Normative Ausgestaltung der EuGH-Rechtsprechung Klärschlammmonoverbrennungsaschen als Nebenprodukt? Rechtmäßigkeit der weiteren Verwendung Ergebnis Ende der Abfalleigenschaft Europarechtliche Vorgaben Die Rechtsprechung des EuGH zum Ende der Abfalleigenschaft Ende der Abfalleigenschaft von Klärschlammmonoverbrennungsaschen? Ergebnis Langzeitlagerung von Klärschlammmonoverbrennungsaschen Lagerung in Langzeitlagern Langzeitlagerklasse Einstufung als gefährliche Abfälle Voraussetzungen für die ausnahmsweise Lagerung von gefährlichen Abfällen in Langzeitlagern der Klassen II oder Ergebnis Alternativen zu der Lagerung in Langzeitlagern 74 4 Technische Anforderungen der Langzeitlagerung von Klärschlammaschen 77 jgä ila/a M Köhler &Klett CT EMSCHER 2014 Ir-i'i IWA MM Rechtsanwälte tfcera S!^ Genossenschaft

4 Vl_ 4.1 Grundlagen Technische Ausbildung der Deponiebasis einschließlich Sickerwasserfassung und -behandlung Einbaukonzept und Maßnahmen bei der Anlieferung von Klärschlammaschen Hinweise zur Sickerwasserminimierung bei Langzeitlagern Ausbau der Klärschlammaschen nach Beendigung der Langzeitlagerung und Andienung an ein Phosphorrückgewinnungsverfahren 80 5 Langzeitlagerungskonzept für Deutschland Klärschlammanfall in Deutschland (Status quo) Kapazitäten zur Monoverbrennung von Klärschlamm (Status quo) Entsorgungssituation der Klärschlammaschen aus der Monoverbrennung (Status quo) Aktuelle und zukünftige Gesetzeslage für die Klärschlammverwertung mit Auswirkungen auf die Entsorgungswege Entwicklung der notwendigen Monoverbrennungs- und Langzeitlagerkapazitäten bis zum Jahr Auswirkungen der gesetzlichen Novellierungen auf die Klärschlammentsorgung Abschätzung der zukünftig notwendigen Monoverbrennungskapazitäten Abschätzung der zukünftig notwendigen Langzeitlagerkapazitäten Potenzielle Standorte und Regionen für die Langzeitlagerung Kostenkomponenten der Langzeitlagerung Investitionen Basisausbau Langzeitlager Investitionen Eingangsbereich Langzeitlager Investitionen temporäre Oberflächenabdeckung Langzeitlager Sonstige Investitionen/Jahreskosten Einbaubetrieb Anwendungsbeispiele für Errichtung und Betrieb von Langzeitlagern für Klärschlammaschen 114 jffij jima M Köhler & Klett CT EMSCHER 2014 lr-4'j I WA mjf Rechtsanwälte IgI^ Genossenschaft

5 VN 7 Umsetzungsbeispiel am Standort Bottrop Beschreibung des Standortes Beschreibung und Vorbereitung der vorgesehenen Langzeitlagerfläche Herstellung der Basisabdichtung einschl. Sickerwasserfassung und -behandlung Oberflächenabdeckungsmaßnahmen Maschinentechnik Betriebsphase Annahme und Einbau der Aschen Wartung und Instandhaltung Verbrauchsmittel Analytik und Dokumentation Sonstige Kosten Ausbaubetrieb Dynamische Kostenvergleichsrechnung Festlegung des Betrachtungszeitraumes Ermittlungen der Projektkostenbarwerte und der mittleren Jahreskosten Sensitivitätsanalyse Zusammenfassung und Ausblick 129 Literatur 134 Anhang 1 Analysemethoden der projektinternen Untersuchungen 139 Anhang 2 Analyseprotokolle der Betreiber (Auszug) 141 Anhang 3 Untersuchungen zu den mechanischen Eigenschaften von Klärschlammaschen 152 ilafa Köhler & Klett HJEMSCHER I WA töenn mm Rechtsanwälte "v^ Genossenschaft 2014