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Erneuerbare Energien und umweltbewusstes Denken sind heute wichtiger als je zuvor. Wir haben mit Erderwärmung, schlechter Luftqualität und Naturkatastrophen zu kämpfen und können nur mit innovativen Ideen dagegen vorgehen, um künftigen Generationen eine bessere und grünere Welt zu bieten. So gibt es nun mehr und mehr Unternehmen, die sich an Klärschlamm bedienen, um die grüne Energiegewinnung zu fördern. Wie genau das funktioniert und welcher Erfolg dahinter steckt wird nachfolgend näher erläutert.

Was ist Klärschlamm?

Bei der Reinigung von Abwasserrohren und -systemen bleibt Abfall, bestehend aus Flüssig- und Feststoffen, übrig. Diese Feststoffe sind organischer und mineralischer Art und setzen sich bei der Abwasserreinigung am Boden ab. Dadurch entsteht sogenanntes Sediment.

Diese organischen und mineralischen Stoffe, die sich am Boden absetzen, sind brennbar und daher sehr wertvoll. Im Gegensatz zu Kohle oder anderen fossilen Brennstoffen, erzeugt der Klärschlamm bei Verbrennung kein CO2 und stellt somit eine grüne Alternative da.

Darüber hinaus wird stetig daran gearbeitet, auch umweltfreundlicheres Abwasser und somit reineren Klärschlamm zu gewinnen. Die abgesetzten Stoffe sickern nämlich heutzutage in unser Grundwasser und werden zum Beispiel als Dünger in der Landwirtschaft eingesetzt. Wenn mehr und mehr darauf geachtet wird, das Abwasser von Chemikalien und Giftstoffen rein zu halten, wird unser Grundwasser hygienischer, Felder und Ernte gesünder und die Klärschlammverbrennung sorgt für noch grünere Energieerzeugung.

Warum Klärschlamm verbrennen?

Einer der lebenswichtigsten Stoffe aller Pflanzen, Tiere und Menschen ist Phosphor. Ohne diesen Rohstoff können Energiestoffwechsel der Tiere genauso wenig funktionieren, wie das Überleben des Erbguts gesichert werden können. Da Phosphor jedoch nur begrenzt zur Verfügung steht und vielseitig zur Anwendung kommt, ist es essentiell ihn wiederzugewinnen. Hier kommt die Verbrennung des Klärschlamms im Spiel.

Dieser Abfall aus der Abwasserreinigung enthält neben anderen Stoffen große Anteile an Phosphor, welcher jedoch nicht einzeln extrahiert werden kann. Werden Felder mit Klärschlamm gedüngt, so erhalten sie zwar das Phosphor, werden aber auch mit chemischen Giftstoffen belastet. Durch die vorherige Trocknung und systematische Verbrennung des Klärschlamms, kann das Phosphor gebunden und herauskristallisiert werden. Auf diese Weise entsteht aus einem täglichen Abfallprodukt ein unschätzbarer Rohstoff und es wurde ein neues Verfahren zur Entwicklung erneuerbarer Energien entwickelt.

Wie funktioniert Klärschlammverbrennung?

Zunächst werden in Kläranlagen Nährstoffe, Schmutz und Abfallprodukte aus dem Abwasser gefiltert, wodurch Trinkwasser und Klärschlamm entstehen.

Daraufhin muss der Klärschlamm getrocknet werden, bevor er verbrannt wird. Hierbei wird unterschieden zwischen der Kontakttrocknung, der Konvektionstrocknung und der Strahlungstrocknung.

Kontakttrocknung, darunter Scheiben- und Dünnschichttrocknung, arbeitet mit Rotoren und Schaufeln. Der Klärschlamm wird zwischen sich drehende Rotoren eingeführt und entweder auf einer Scheibe gedreht oder an eine beheizte Wand geworfen. Durch diese Vorgänge verdampft die übrige Flüssigkeit und nur der reine, trockene Klärschlamm wird mit Schaufeln zum Austrag befördert.

Bei der Konvektionstrocknung wird der Klärschlamm in einem ersten Durchgang auf chemische Weise entwässert und anschließend auf einem Fließband oder in einer Trommel mit Hilfe von Wärme und Bewegung getrocknet.

Die Strahlungstrocknung ist von allen drei Varianten die umweltfreundlichste, da die notwendige Energie aus Solaranlagen, sprich aus Sonnenstrahlen, gewonnen wird. Es bedarf zwar einem zusätzlichen Aufwand, doch somit wird die grüne Energiegewinnung gefördert.
Der Klärschlamm muss für diese Methode schon vorher von überflüssiger Flüssigkeit befreit werden, was meist durch Pressung geschieht. Danach wird er in gewächshausähnliche Konstruktionen ausgebreitet, welche durch Solarenergie aufgewärmt werden. Starke Belüftungsanlagen sorgen dafür, dass sich kein Wasserdampf bilden kann. Je nach Größe, Stärke der Solaranlagen und prozentualer Vortrocknung des Klärschlamms muss dieser noch regelmäßig über einen bestimmten Zeitraum gewendet werden, bis er trocken genug zum Verbrennen ist.

Die bewährteste Maßnahme zur Phosphorgewinnung stellt eine Monoverbrennungsanlage dar. Wie der Name schon sagt wird hierin nur Klärschlamm als einziger Stoff verbrannt. Dies sorgt für eine Prävention von Wechselwirkung sowie als Garantie für die Reinheit der Endprodukte.

Wird der trockene Klärschlamm schließlich verbrannt, entsteht eine Vielzahl an Nebenprodukten. Durch die Energie entsteht Wärme, die wiederum als Energie für Haushalte und Unternehmen genutzt werden kann.

In einem weiteren Schritt setzt sich Gips ab, welcher in der Bauindustrie Einsatz findet und es entsteht Rauchgas. Dieses wird in einem Dampfkessel aufgefangen und durch Zugabe von Aktivkohle gereinigt. Auf diese Weise lassen sich Abwassernutzung und Verschmutzung des Grundwassers vermeiden. Schlussendlich entstehen CO2-neutrales Reingas, welches bedenkenlos an die Umwelt abgegeben werden kann, sowie Asche, in der das wertvolle Phosphor enthalten ist.

Vorteile der Klärschlammverbrennung

Der hauptsächliche und größte Vorteil der Klärschlammverbrennung ist die Förderung der grünen Energiegewinnung, indem der endliche Rohstoff Phosphor recycelt wird und für weitere Energiestoffwechsel genutzt werden kann.

Darüber hinaus kann der Ausbau an Monoverbrennungsanlagen dafür sorgen, dass Klärschlamm nicht mehr über lange Strecken mit dem LKW transportiert werden muss. Gibt es kleinere, dezentralisierte Anlagen, so kann dieses Produkt vor Ort oder in der Nähe verarbeitet und eingesetzt werden. Dies spart in erster Linie CO2-Verschmutzung durch weniger Transportwege ein und schafft gleichzeitig lokale Arbeitsplätze in den Verbrennungsanlagen.

Des Weiteren können durch die Abwärme der Verbrennungsanlagen die umliegenden Gebiete mit Energie versorgt werden, ohne dass Schadstoffe entstehen.

Phosphor ist in der biologischen Landwirtschaft essentiell, um eine gute Ernte zu garantieren. Durch die Klärschlammverbrennung kann nun das reine Phosphor aus dem Klärschlamm extrahiert und für die Landwirtschaft genutzt werden, ohne dass Giftstoffe und Chemikalien im Dünger enthalten sind.

Insgesamt bedeutet die Klärschlammverbrennung somit einen großen organisatorischen und materiellen Aufwand. Die Trocknung muss genau bestimmt werden, die Verbrennungsanlagen gebaut und zugänglich gemacht werden und die spätere Umsetzung des wiedergewonnenen Phosphors muss geregelt werden. Doch auf einen längeren Zeitraum hochgerechnet rentiert sich dieser Aufwand in vollem Maße und zwar im Bezug auf die Umwelt, wie auch auf die Arbeitsplatzbeschaffung und den finanziellen Aufwand.

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