Jährlich gelangen – insbesondere aus privaten Haushalten und vergleichbaren Einrichtungen – etwa 68 Mio m³ Abwasser in die Kläranlagen des Erftverbandes. In Deutschland sind es ca. 9,8 Milliarden m³ insgesamt. In diesen Kläranlagen wird das Abwasser aufbereitet und gereinigt. Dabei entstehen Wärme, Gas und – Klärschlamm.
Klärschlamm durchläuft viele Wasch-, Löse und Neutralisationsprozesse und erhält nach jedem Vorgang einen „neuen Namen“. Bei der Aufbereitung werden Schadstoffe entfernt und Wertstoffe zurückgewonnen. Dabei handelt es sich vor allem um Phosphor, aber auch um Stickstoff, Kalium und Magnesium.
Welche Schlammarten gibt es?
Anfangs unterscheidet man zwischen Rohschlamm und behandeltem Klärschlamm. Auf den meisten konventionellen größeren Kläranlagen entstehen durch verschiedene Reinigungsstufen weitere Schlammarten:
Bei der ersten Reinigungsstufe, der mechanischen, werden beim „Rechen“ z.B. Grobstoffe wie Toilettenpapier entfernt, der Sand und Fettfang und die abschließende Vorklärung kommen zum Einsatz. Die Vorklärung ist ein großes Sedimentationsbecken. Hier verweilt das Abwasser etwa 1 bis 1 ½ Stunden. Währenddessen setzen sich gröbere Inhaltsstoffe des Rohabwassers am Beckenboden ab. Diese sogenannten „absetzbaren Stoffe“ werden schließlich gesammelt und als Primärschlamm bezeichnet. Dieser besteht zum größten Teil aus unverwerteten organischen Schmutzstoffen und wird deshalb vor allem für die Erzeugung von Klärgas als Nahrungsquelle in die Faulbehälter gegeben.
Primärschlamm hat meistens eine leicht gräuliche Färbung und ist besonders geruchsintensiv. In der wichtigsten Verfahrensstufe, der biologischen Reinigung, bildet sich der sogenannte Belebtschlamm, teils auch als Sekundärschlamm bezeichnet. Dieser hat eine sehr flockige Struktur und eine hell bis dunkelbraune Färbung. Unter dem Mikroskop wird schnell klar, woher der „lebendige Name“ kommt. Hier wimmelt es nur so von kleinen fleißigen Arbeitern: Eine spezielle Fauna aus Mikroorganismen wandelt die im Abwasser enthaltenen organischen Schmutzstoffe um und vermehrt sich kontinuierlich zu einer rasant wachsenden Population.
Um den Reinigungsprozess effizient zu halte und weil das Nahrungs- und Platzangebot nicht unendlich groß ist, wird regelmäßig ein Teil des Belebtschlammes entfernt. Diese Menge wird als Überschussschlamm bezeichnet. Dieser dient – ebenso wie der Primärschlamm – als Nahrungsquelle für den Faulbehälter. Im Faulbehälter wandeln besondere Bakterien und Mikroorganismen den Primär und Überschussschlamm in eine schwarze, dünnflüssige Masse um. Diese nennt man Faulschlamm. Er gilt nun als „stabilisiert“ und entspricht den gesetzlichen Vorgaben zu Lagerung und Verwertung von Klärschlämmen.
In den meisten Fällen wird er mit anderen Bestandteilen verbrannt oder in seltenen Fällen noch auf landwirtschaftliche Flächen aufgebracht.
Aus Klärschlamm wird Faulgas
In den – oft großen eiförmigen – Faulbehältern gibt es bei ca. 36 °C, weder Sauerstoff noch Licht. Die Faulbakterien wandeln hier Schritt für Schritt einen erheblichen Anteil der organischen Schmutzstoffe um. Am Ende liefern die Methanbakterien das begehrte Faulgas, aus dem sich eine Menge Energie gewinnen lässt. Viele Anlagen können sich damit fast autark mit Strom und Wärme versorgen.
Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm
In vielen Fachzeitschriften der Branche wird dem Thema Phosphorrecycling vermehrt Aufmerksamkeit gewidmet. Da die weltweite Landwirtschaft aufgrund des steigenden Bedarfs an Lebensmitteln Jahr für Jahr ergiebiger genutzt wird, setzt man seit langem auf besonders effiziente Düngemittel.
Ein wichtiger Bestandteil ist hier der Phosphor. Die global bekannten Lagerstätten des Mineralstoffs sind allerdings in den nächsten 50 – 100 Jahren erschöpft. Deshalb versucht man den natürlichen Kreis lauf dieses Rohrstoffes wieder in Gang zu bringen. Pro Tag landen durch jeden Einwohner etwa 1,8 g Phosphor im Abwasser. Durch eine spezielle Aufbereitung könnte Phosphor aus dem Klärschlamm zurückgewonnen und der Landwirtschaft wieder zur Verfügung gestellt werden.