Wenn ich groß bin, will ich auch Klärschlamm ärgern!

Der kleine Felix kann es kaum glauben: Der Schlamm der Kläranlage enthält etwas, das wir dringend brauchen – Phosphor! Wie die Experten ihn rückgewinnen wollen, erfährt er vor dem Schlafengehen.
 

Von Alexander Jereb, Entwicklung Wassertechnik

Papa, mein Geburtstag heute war aber schön!
Ja, das war er. Schlaf gut.

Wenn ich einmal gaaaanz groß bin, kann ich dann auch Wasser sauber machen, so wie du?
Aber sicher, wenn du das möchtest. Davor musst du noch einiges lernen.

Werden auch in Zukunft die kleinen Heinzelmännchen das Abwasser sauber machen?
Du meinst die Bakterien? Ich denke, sie werden auch in Zukunft eine wichtige Rolle in der Kläranlage spielen und brav Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor aus dem Abwasser holen. Es werden aber neue Herausforderungen dazukommen – manches ist schon absehbar, manches wissen wir heute noch gar nicht.

Was ist absehbar?
Die Rückgewinnung des Phosphors aus dem Abwasser zum Beispiel. Jeder von uns scheidet im Mittel 1,8 Gramm Phosphor pro Tag aus. Eine der wesentlichen Aufgaben der modernen Abwasserreinigung ist, den Phosphor aus dem Abwasser zu entfernen. Dafür werden Fällungsmittel benötigt.

Ah ja, das macht ihr bei der Donau Chemie!
Ja genau, es kommen zum Beispiel Eisenchloride oder Polyaluminiumchloride, wie wir sie in Brückl …

… und auch in Ungarn …
… richtig, und auch in Kazincbarcika in Ungarn herstellen, zum Einsatz.

Warum muss der Phosphor aus dem Abwasser heraus?
Wenn diese Mengen in die Flüsse kommen, wachsen dort zu viele Algen. Am Ende haben die Fische zu wenig Sauerstoff und sterben.

Ohje, die armen Fische! Wenn der Phosphor in den Kläranlagen entfernt wird, ist er dann für immer fort?
Ja, zum Großteil schon.

Gut für die Fische!
So einfach ist das leider nicht. Phosphor ist ein überlebenswichtiger Nährstoff für alle Lebewesen. Er ist Bestandteil des Erbguts, wird für den Energiestoffwechsel benötigt, reguliert den pH-Wert des Bluts und ist Bestandteil der Zähne und Knochen. Der Mensch benötigt ca. 0,7 Gramm pro Tag. Früher gab es einen natürlichen Phosphorkreislauf: Phosphate wurden aus dem Gestein ausgewaschen, von Pflanzen und Tieren aufgenommen und durch Ausscheidungen und nach deren Absterben wieder dem Boden „zurückgegeben“. Für die heutige Nahrungsmittelproduktion reicht der natürliche Kreislauf nicht mehr – Phosphor muss durch mineralischen Dünger ergänzt werden. Durch das Bevölkerungswachstum, die immer größer werdenden Städte und die damit verbundenen hygienischen Probleme war es außerdem nötig, Abwässer zu sammeln und zu behandeln. Das führt zur Entfernung des wichtigen Nährstoffs aus dem Kreislauf, vor allem wenn der Klärschlamm nicht landwirtschaftlich verwertet wird.

Was bedeutet landwirtschaftlich verwertet?
Klärschlamm enthält wichtige Nährstoffe: neben Phosphor und Stickstoff auch Kohlenstoff und andere nützliche Spurenstoffe. Pflanzen benötigen diese, um wachsen zu können. Daher müssen die Bauern die Pflanzen düngen. Das kann mit Mist, Jauche, mineralischem Dünger, Klärschlamm oder Ähnlichem erfolgen. Gegen die Verwendung von Klärschlämmen gibt es aber viele Vorbehalte, daher wird ihre Verwendung in der Landwirtschaft immer mehr eingeschränkt.

Was macht man dann mit dem Schlamm?
Er wird verbrannt. Die Asche kommt dann auf eine Deponie.

Dann muss man einfach neuen Phosphor machen!
Das geht leider nicht. Phosphor wird aus Erzen gewonnen, die noch dazu nur in wenigen Ländern der Erde in ausreichender Menge zu finden sind. Derzeit werden 200 Millionen Tonnen pro Jahr abgebaut. China, Marokko und die USA sind die größten Produzenten. Irgendwann werden die Lagerstätten erschöpft sein.

Schon bald?
Das weiß niemand so genau, aber es wird wohl noch einige Zeit dauern, bis uns der Phosphor ausgeht. Trotzdem machen sich immer mehr Experten darüber Gedanken, wie wir den Nährstoff aus dem Abwasser am besten wiederverwerten können. Aus Österreichs Abwasser werden – nach derzeitigen Schätzungen – jährlich 6.600 Tonnen Phosphor entfernt.

Wie kommt der Phosphor dann aus dem Abwasser heraus?
Da haben sich schon viele Leute den Kopf darüber zerbrochen und es gibt schon einige Ideen, die auch schon bei Kläranlagen erprobt wurden. Es bietet sich zum Beispiel die Fällung des Phosphors als Magnesiumammoniumphosphat (MAP) an.

Was ist das wieder?
Das ist als Struvit bekannt und kann auch in unserem Körper entstehen – als Nierenstein. Das ist dann meist sehr unangenehm.

Steine im Bauch? Das ist ja so wie beim Wolf mit den sieben Geißlein!
Auch Kläranlagen haben wenig Freude damit, weil es dort Rohrleitungen zuwachsen lässt. Gezielt angewandt und unter den richtigen Reaktionsbedingungen ist das Verfahren sehr gut geeignet, Phosphor aus dem Schlammwasser – am besten nach dem Faulturm – zurückzugewinnen. Außerdem ist MAP ein guter Dünger. Will man den Klärschlamm als Quelle nehmen, muss der Phosphor erst wieder gelöst werden. Dafür braucht man Säuren, wie Schwefelsäure und Salzsäure.

Habt ihr die nicht auch?
Stimmt, die stellen wir beide her. Ist der pH-Wert ausreichend niedrig, das heißt, der Schlamm richtig sauer, gibt er den Phosphor wieder frei. Dann kann man ihn zum Beispiel wieder als MAP fällen. Leider werden da auch andere Stoffe wie Schwermetalle freigesetzt. Die muss man entfernen, damit der Phosphor wieder als Düngemittel eingesetzt werden kann.

Der Schlamm ist so verärgert, dass man ihm den Phosphor wegnimmt, daher lässt er auch gleich die Schwermetalle frei?
Wieso verärgert?

Du hast ja gesagt, dass er sauer ist!
Wenn du meinst.
Die Verfahren haben den Nachteil, dass sie erst bei großen Kläranlagen sinnvoll einsetzbar sind. Eine Möglichkeit wäre, den Klärschlamm zu sammeln, dann in eigenen Klärschlammverbrennungsanlagen zu behandeln und aus der Asche Phosphor zu gewinnen. Das geht prinzipiell ähnlich wie beim nassen Klärschlamm.

Also den Schlamm so lange ärgern, bis er den Phosphor hergibt?
Ja, ansäuern und wieder fällen. Es gibt bereits eine Vielzahl von solchen Verfahren, die großes Potential haben. Die Asche könnte zwischengelagert und dann entsprechend aufbereitet werden. In Europa und auch anderswo werden einzelne Verfahren jedenfalls schon großtechnisch umgesetzt. Und einzelne Staaten denken über eine gesetzliche Verpflichtung bereits nach. So, genug erzählt, jetzt wird es Zeit fürs Bett!

Papa, wenn ich ganz groß bin, will ich auch Klärschlamm ärgern!