Innovative Schlammbehandlung

Die anaerobe Behandlung (Faulung) des Klärschlammes und die damit verbundene Nutzung des Klärgases zur Strom- und Wärmegewinnung mittels Blockheizkraftwerken (BHKW) ist für größere Kläranlagen, so auch auf dem Zentralklärwerk Lübeck, Stand der Technik. Gezielte verfahrenstechnische Optimierungen der Faulung und daraus resultierend eine Erhöhung der Gasproduktion, die Schaffung freier Kapazitäten oder eine Verbesserung der Entwässerbarkeit erfordern dagegen detaillierte Betrachtungen. Es gibt keine Lösungen von der Stange, daher wird im Rahmen des Projektes hier einer der Schwerpunkte liegen, während die Thematik Klärschlammentsorgung den zweiten Schwerpunkt darstellt.

Faultürme zur Faulgasgewinnung

Die in Lübeck praktizierte Verwertung des behandelten und entwässerten Klärschlammes in der Landwirtschaft wird in Fachkreisen seit Jahren kontrovers diskutiert. Klärschlamm enthält einerseits Pflanzennährstoffe, so dass eine Nutzung auf Ackerflächen dem Stoffkreislaufgedanken grundsätzlich Rechnung trägt, andererseits enthält er aber auch verschiedene anorganische und organische Schadstoffe. Unter diesen gelten für die Schwermetalle seit vielen Jahren umweltverträgliche Grenzwerte, die auch regelmäßig überprüft und eingehalten werden. Problematischer können verschiedene organische Verbindungen sein, deren Existenz und Wirkung nicht in allen Fällen bekannt sind. Ein Beispiel hierfür sind die perflourierten Tenside auf die man erst zwischen 2001 und 2006 aufmerksam wurde.Zum landwirtschaftlichen und landbaulichen Verwertungsweg, der deutschlandweit gegenüber rund 65% im Jahr 1995 heute nur noch einen Anteil von etwa 45 % aufweist, gibt es nur wenige Alternativen, von denen die Verbrennung mit einem heutigen Anteil von bereits über 50% die bedeutendste ist. Seit etwa 1990 ist die früher verbreitete Deponierung von Klärschlamm von etwa 50% auf heute nahezu 0% zurückgegangen. Die Wirtschaftlichkeit der Klärschlammentsorgung stellt für Betreiber von Abwasseranlagen neben den gesetzlichen Vorgaben ein weiteres Kriterium dar, darüber hinaus gewinnt der Energieaspekt zunehmend an Bedeutung. Die Eigenversorgung mit regenerativen Energien aus Klärgas ist ein großer Beitrag zur Reduzierung der Kohlendioxidemissionen und zum Schutz der Umwelt. Am 30.05.2011 wurden die neuen Blockheizkraftwerke bei den Entsorgungsbetrieben Lübeck eingeweiht (Nachzulesen unter www.ebhl.de/aktuelles/pressemeldungen)

Die Klärschlammentsorgung der Zukunft kann und darf nicht mehr nur hinsichtlich der Schadstoffthematik sowie unter isolierten betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten betrachtet werden, sondern muss auch die Energiebilanz für den Gesamtprozess Abwasserentsorgung berücksichtigen, da sich diese wiederum direkt und erheblich sowohl auf die Wirtschaftlichkeit als auch den Umweltschutz auswirkt. Ein weiterer (noch) Nebenschauplatz ist die klimarelevante CO₂-Bilanz des Gesamtprozesses, die sich zukünftig ebenfalls wirtschaftlich bemerkbar machen könnte, etwa durch eine gesetzliche CO₂-Abgabe. Sofern Klärschlamm nicht mehr landwirtschaftlich verwertet wird, ergibt sich weiterhin die Notwendigkeit, über Möglichkeiten der Phosphor-Rückgewinnung nachzudenken, da die Verfügbarkeit dieses essentiellen Nährstoffes für Kulturpflanzen im Wesentlichen von begrenzten natürlichen Vorkommen abhängig ist.

Es sind also Konzepte gefragt, die unter Berücksichtigung der Kriterien

• Stoffliche Belastungsminimierung
• Wirtschaftlichkeit
• Energieeinsparung
• CO₂-Reduzierung
• Ressourcenschutz

für jeden Betreiber, jeden Verbund, jede Region die jeweils beste Lösung darstellen.

Die Thematik stellt sich dabei ausgesprochen komplex dar, da neben den Unsicherheiten hinsichtlich der Entwicklungen auf dem Energiesektor und der technischen Möglichkeiten die Schlammverwertung selbst erheblich von den davor stattfindenden Prozessen wie der Schlammfaulung und sogar den Abwassereinigungsverfahren beeinflusst wird.

Die Entsorgungsbetriebe Lübeck erwarten, im Rahmen des Projektes und flankierender Ingenieurleistungen konkrete Antworten auf die folgenden Fragestellungen zu erhalten:

1. Wie kann die Klärschlammfaulung im Gesamtzusammenhang der Kläranlage, auch im Hinblick auf die verschiedenen Entsorgungsoptionen und gegenseitigen Beeinflussungen, wirtschaftlich optimiert werden?
2. Wie könnten sich Optimierungen bei der Schlammfaulung auf die Entwässerbarkeit und die optionale thermische Verwertung auswirken?
3. Wie kann die räumliche Nähe zu einem Heizkraftwerk des örtlichen Energieversorgers optimal genutzt werden, um gegenseitig zu profitieren?
4. Wie lassen sich größtmögliche Energie-, CO₂- und Ressourceneinsparungen am wirtschaftlichsten erreichen?
5. Welche Behandlungs- und Entsorgungskonzepte bieten hohe Sicherheit und Verfügbarkeit bei gleichzeitig großer Flexibilität, um auf zukünftige Entwicklungen angemessen reagieren zu können?

Ein Wunsch insbesondere des Projektinitiators UBC besteht in der Übertragbarkeit der Ergebnisse auf andere Abwasserentsorger im Ostseeraum. Um dies zu erreichen, müssen sowohl die Verfahren als auch die Techniken hohe Anforderungen an ihre Beherrschbarkeit und Wirtschaftlichkeit erfüllen. Insofern stellen auch die Entsorgungsbetriebe Lübeck an eine optimierte Klärschlammbehandlung und –entsorgung auf dem ZKW den Anspruch, dass die erforderlichen Investitionen in ein schlüssiges Gesamtkonzept am Ende nicht nur zu deutlich verringerten Umweltbelastungen führen, sondern auch zu langfristigen Kosteneinsparungen.