Optmierte Klärschlammentsorgung

Bild: Jörg Böthling

Abwasseraufbereitung produziert viel Klärschlamm, der entsorgt werden muss. Die Kosten dafür sind enorm: Sie können, je nach Land und Anlagengröße, einen Anteil von 65 bis 75 % der laufenden Betriebskosten für eine Kläranlage erreichen. In Deutschland werden etwa 30 % der Klärschlämme aus kommunalen Kläranlagen durch landwirtschaftliche Ausbringung als Dünger entsorgt – gesetzlich geregelt durch die Klärschlammverordnung (AbfKlärV). Dieser Düngereinsatz gilt aber wegen der enthaltenen Schwermetalle und Spurenstoffe als potenzielles Risiko für Mensch und Umwelt. Das Bundesumweltministerium plant deshalb eine Verschärfung der AbfKlärV bis Ende der nächsten Dekade. Dabei besteht sogar die Möglichkeit, je nach Regelung in den einzelnen Bundesländern, eines Komplettausstiegs aus der landwirtschaftlichen Klärschlammentsorgung. Für die kommunalen Kläranlagenbetreiber in Deutschland heißt es dann: Alternativen suchen. Entsorgung durch Verbrennung wäre eine einfache Lösung, aber auch doppelt so teuer. Eine Verringerung des Klärschlammvolumens ist der beste Weg aus dieser Kostenfalle. Hier kann vor allem die anaerobe Faulung dank ihres hohen Entwässerungspotenzials beachtliche Erfolge vorweisen – mit besten Ergebnissen, wenn Dekanter die Entwässerung übernehmen. Die Zentrifugenhersteller haben den Wirkungsgrad ihrer Maschinen in den letzten 20 Jahren stark vorangetrieben. So erreichen beispielsweise die heutigen GEA Hochleistungs-Dekanter Trockensubstanzwerte (TS) von 30 %, und das bei rund 50 % geringerem Energieverbrauch. In Deutschland hat diese Verfahrenskombination wesentlich dazu beigetragen, die Menge des Klärschlamms von knapp 2,5 Mio. t Trockenmasse in 1998 auf rund 1,9 Mio. t (Stand 2012) zu senken.

Entgegen des weltweiten Trends der Nutzung des thermischen Hydrolyse-Prozesses (THP) bildet Deutschland mit etwa fünf Kläranlagen noch eine Ausnahme. Denn bei THP liegt der Schlüssel für die Wirtschaftlichkeit primär in der schnelleren Vergärung des Schlamms, der das Durchsatzvolumen der Anlage steigert und so den Bau zusätzlicher Faultürme überflüssig macht. Dieser Ansatz gilt aber nicht für deutsche Kläranlagen, denn dort verfügt man über genügend Kapazitäten. Für den deutschen Betreiber zählt mit Blick auf die verschärfte AbfKlärV eine maximale Entwässerung des Schlamms, so dass sich die Gesamtmenge reduziert und wesentlich weniger Schlammkuchen entsorgt werden muss.

Um höhere Trockensubstanzwerte von mehr als 30 % zu realisieren, geht man neue Wege: Die THP-Anlage wird nicht wie bisher üblich vor, sondern komplett hinter dem Faulturm installiert. Der vergärte Faulschlamm wird im THP-Reaktor unter Dampfdruck bei 165 °C aufgeschlossen und anschließend bei 90 °C in einem Dekanter final entwässert. Die Neuerung: Das bei der Trennung vom Schlammkuchen im Dekanter anfallende heiße, CSB-reiche Hydrolysat wird zurück in den Faulturm geleitet und ist dort eine besonders leicht verdauliche Nahrung für die Gärbakterien. Dadurch wird der Faulungsprozess optimiert und das Entwässerungspotenzial von Dekantern noch besser ausgeschöpft. Und das Ergebnis rechnet sich: Das von Cambi neu entwickelte und patentierte THP-System SolidStream realisiert in Kombination mit GEA Dekantern Spitzenwerte von 45 % TS im Schlammkuchen. Das halbiert also die zu entsorgende Klärschlammmenge, außerdem steigt die Biogasausbeute um mehr als 20 %. Der Energieverbrauch der Kläranlage könnte damit komplett gedeckt werden. Auch wichtig für den Betreiber: Das neue THP-Verfahren lässt sich sehr einfach, schnell und kostengünstig in bestehende Anlagen integrieren, da es prinzipiell einfach nachgeschaltet wird.

Mein Fazit: Aufgrund des zu erwartenden Ausstiegs aus der landwirtschaftlichen Klärschlammentsorgung brauchen Betreiber deutscher Kläranlagen dringend neue Verfahren zur Reduzierung ihrer Klärschlammvolumen, um ihre Betriebskosten rentabel zu halten. Eine auf THP-Verfahren basierende anaerobe Faulung bietet hier auch künftig die ökonomisch und ökologisch effizienteste Lösung – nicht zuletzt dank hochspezialisierter Dekanter-Technologie.