G.14 Klärschlammentsorgung und -analysen

Bearbeitungsstand: 11/2016

 

Bei der Reinigung von Abwasser in Kläranlagen fallen erhebliche Mengen von Schlämmen an (vergleiche Kapitel G.12). Diese werden als sogenannter Rohschlamm einer anaeroben Faulung zugeführt und anschließend in aufwendigen Verfahren entwässert. Danach werden sie als Klärschlamm weiterverwertet.

Verwertungsarten

Möglichkeiten der Verwertung bestehen in der Landwirtschaft als Dünger, im Landschaftsbau, in der stofflichen Verwertung durch die Kompostierung und in der Verbrennung. Weiterhin werden Klärschlämme natürlich auch deponiert. In den letzten Jahren haben sich die Anteile dieser Entsorgungswege auf Landesebene massiv verändert: Im Jahr 2000 entfiel ein Anteil von je rund 35 Prozent auf die Landwirtschaft und die Verbrennung. Bis 2005 ging der Anteil der Landwirtschaft dann kontinuierlich auf 22 Prozent zurück. Der Verbrennungsanteil stieg dagegen auf fast 2 Drittel. Den jeweiligen Anteil der verschiedenen Verwertungsarten in Nordrhein-Westfalen zum letzen vorliegenden Erhebungszeitraum 2005 zeigt die Grafik.

Quelle: Internetauskunft MKULNV 2011

Entwicklung der Klärschlammbehandlung

Die Klärschlämme der Kläranlage Putzhagen in Gütersloh werden seit 1962 mit Unterbrechungen von 1981 bis 1991 und 1999 (siehe unten) fast ausschließlich landwirtschaftlich genutzt. Die Abgabe an die Landwirte erfolgt über Verwertungsunternehmen. In den 60er Jahren waren die Trockensubstanz-Anteile ungleich niedriger als heute, da praktisch keine Entwässerung erfolgte. Zwischen 1975 und 1984 wurde der Klärschlamm mit Hilfe einer Siebbandpresse teilweise entwässert. Von 1984 bis Februar 2000 wurde eine sogenannte Kammerfilterpresse eingesetzt. Ab 2000 erfolgt die Entwässerung durch eine Zentrifuge. Dadurch werden Anteile an Trockensubstanz (TS) von über 25 Prozent erreicht.

Klärschlammmengen

Die in den letzten 10 Jahren von der Kläranlage Putzhagen abgegebenen Klärschlammmengen zeigt die nachfolgende Grafik. Sie liegen etwa zwischen 6.500 und 8.000 Tonnen pro Jahr; die Trockensubstanz-Menge beträgt entsprechend jeweils etwa 2.000 Tonnen. In den letzten vier Jahren zeigt sich eine abnehmende Tendenz (Rückgang um 15 % bzw. 23 %)

Quelle: Fachbereich Tiefbau 2016

Im Verbandsklärwerk Obere Lutter fallen ebenfalls große Mengen Klärschlamm an (2010: 4.329 Tonnen). Der Rohschlamm wird dort zunächst in einem Voreindicker eingedickt um anschließend in 3 hintereinander geschalteten Faulbehältern stabilisiert zu werden. Anschließend wird der Faulschlamm in einer Kammerfilterpresse entwässert und zur Hygenisierung, sowie zur Verbesserung seiner Lager- und Transporteigenschaften mit Kalk vermengt. Die Entsorgung erfolgt landwirtschaftlich, um wertvolle Nährstoffe in den Kreislauf zurückzuführen.

Klärschlammverordnung

Den Umgang mit Klärschlamm für die landwirtschaftliche, gärtnerische und forstwirtschaftliche Nutzung regelt bundesweit die sogenannte Klärschlammverordnung. Die Verordnung bestimmt, dass der Klärschlamm vor dem Aufbringen auf die Flächen entkeimt sein muss, und setzt für sieben Schwermetalle (Blei, Cadmium, Chrom, Kupfer, Nickel, Quecksilber, Zink) Höchstmengen fest.

Die Verordnung regelt weiterhin die Zeitabstände, in denen der Klärschlamm aufgebracht werden kann und begrenzt die jährliche Menge. Eine Neufassung trat am 01.07.1992 in Kraft und wurde zuletzt durch die Verordnung vom 20.10.2006 geändert. Gegenüber der vorangegangen Fassung enthält die neue wesentliche Änderungen bzw. Ergänzungen:

  • die Höchstgehalte für Cadmium und Quecksilber werden deutlich reduziert,
  • die Höchstgehalte für organische Schadstoffe werden ergänzt,
  • das Aufbringen von Klärschlamm auf Gemüse- und Obstanbauflächen sowie auf forstwirtschaftliche genutzte Böden und Dauergrünland wird verboten,
  • für die Aufbringung auf Feldfutteranbauflächen werden die Voraussetzungen verschärft,
  • durch verstärkte Pflichten zur Nährstoffuntersuchung des Klärschlamms und der Aufbringungsflächen sollen Überdüngungen und Nährstoffauswaschungen in Oberflächen- und Grundwasser unterbunden werden,
  • die Überwachung wird durch verschärfte Nachweispflichten verbessert.

Grenzwerte von Stoffgehalten des Klärschlammes für das Aufbringen auf landwirtschaftlich genutzte Flächen

Parameter Grenzwertgehalt
[mg/kg Schlamm-Trockenmasse]
PCB 1) 0,2
PCDD/PCDF 2) 0,0001
AOX 3) 500
Blei 900
Cadmium 4) 10
Chrom 900
Kupfer 800
Nickel 200
Quecksilber 8
Zink 5) 2.500

1) jeweils für die Komponenten Nummer 28, 52, 101, 138, 153, 180

2) bezogen auf TCDD-Toxizitätsäquivalente (gemäß Berechnungsformel im Anhang 1 der Verordnung)

3) Summe der halogenorganischen Verbindungen

4) bei leichten Böden oder pH-Wert > 5 und < 6: 5 mg/kg Schlamm-Trockenmasse

5) bei leichten Böden oder pH-Wert > 5 und < 6: 2.000 mg/kg Schlamm-Trockenmasse

Schwermetallbelastung

Die Belastung der Roh- und Klärschlämme der Kläranlagen Putzhagen und Obere Lutter mit Schwermetallen wird, wie von der Klärschlammverordnung gefordert, regelmäßig geprüft. Rohschlämme sind die unbehandelten Schlämme, die aus den Vorklärbecken et cetera stammen. Sie werden in Faultürmen und Entwässerungsanlagen weiter behandelt und werden dann Klärschlämme genannt.

Die Belastungswerte an Schwermetallen von Roh- und Klärschlämmen unterscheiden sich zumindest im Falle der Anlage Putzhagen kaum. Es erfolgt bereits vor der Zufuhr der Rohschlämme in die Faultürme eine Beprobung, um bei eventuell auftretenden hohen Belastungen mit nur geringer Zeitverzögerung den Verursacher ermitteln zu können, da der Aufenthalt der Schlämme in der Faulung und Entwässerung etwa 30 Tage beträgt. Die Klärschlämme selbst werden ebenfalls beprobt.

Zwischen 1975 und 1980 wurde Klärschlamm auf den ehemaligen Rieselfeldern im Westen der Stadt aufgebracht (vergleiche Karte G.14.1).In den Jahren 1979 und 1980 wurden die Grenzwerte der Verordnung von 1992 im Mittel bei Zink, Kupfer, Nickel und Cadmium zum Teil erheblich überschritten (Bischoff 1992). Aufgrund zu hoher Schadstoffgehalte wurde der Klärschlamm von 1981 bis 1991 in vollem Umfang deponiert. Seit 1991 kann er mit Ausnahmen wieder an die Landwirtschaft abgegeben werden, da durch Einleitungskontrollen und eine Beratung der Industriebetriebe eine wesentliche Qualitätsverbesserung erreicht werden konnte.

Quelle: Fachbereich Tiefbau 2016

Die oben stehende Grafik zeigt die Entwicklung der Belastung der Rohschlämme der Kläranlage Putzhagen mit Kupfer im Verlauf der letzen 17 Jahre. Die früher hohen Werte beim Kupfer waren auf die vielfach in den Haushalten verwendeten Wasser- und Installationsleitungen aus Kupfer zurückzuführen (vergleiche Kapitel M.3). Im Februar 2000 wurde daher damit begonnen, dem Trinkwasser in den Wasserwerken Phosphat zuzudosieren. Phosphat trägt zur Bildung einer Schutzschicht in den Leitungen bei, die den Austrag von Kupfer stark mindert. Im Vergleich zu 1999, als der Grenzwert der Klärschlammverordnung von 1992 von 800 Milligramm pro Kilogramm Trockensubstanz überschritten wurde, konnte so heute deutlich mehr als eine Halbierung der Kupferbelastung erreicht werden!

Weitere Schwermetalle, auf die bis zum Jahr 2001 ebenfalls regelmäßig untersucht wurde, waren bis dahin immer weit unterhalb ihrer Grenzwerte geblieben. Auf weitere Analysen wird seitdem daher verzichtet.

Im Verbandsklärwerk Obere Lutter zeigen die regelmäßigen Klärschlammanalysen ebenfalls deutlich unter den Grenzwerten liegende Schwermetallbelastungen. Die Angaben für das Jahr 2010 enthält die folgende Grafik.

 

Quelle:
Bischoff, Torsten (1992): Die Schwermetallbelastung im Bereich der ehemlaigen Rieselfelder in Gütersloh am Beispiel der Elemente Zn, Cu, Ni, Pb, Cd und Cr (Diplomarbeit)

Stadt Gütersloh, Fachbereich Umweltschutz; Letzte Änderung: 17.11.2016