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          • 1948 bis 1990
          • Ab 1990
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          • Kalktuffgelände am Tegeler Fließ
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          • Langes Luch / Dachsheide
          • Malchower Aue
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          • Müggelsee und Fredersdorfer Mühlenfließ
          • Müggelspree­­niederung Köpenick
          • Murellenschlucht und Schanzenwald
          • Niedermoor­­wiesen am Tegeler Fließ
          • Pfaueninsel
          • Postfenn und Teufelsfenn
          • Riemeisterfenn
          • Sandgrube im Jagen 86 des Grunewaldes
          • Schlosspark Buch und angrenzende Waldfläche
          • Schlosspark Lichterfelde
          • Schöneberger Südgelände
          • Tegeler Fließ
          • Teufelsbruch und Nebenmoore
          • Teufelsseemoor Köpenick
          • Unkenpfuhle Marzahn
          • Wartenberger / Falkenberger Luch
          • Wilhelmshagen – Woltersdorfer Dünenzug
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          • Spinnen und Weberknechte
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        • Fachliche Grundlagen
        • Beratung und Service
        • Aufgaben und Kooperations­partner
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          • Publikationen
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        • Bahnbrechende Natur
          • Natur-Park Schöneberger Südgelände
            • Bahnbrechende Natur
            • Technische Sehens­würdig­keiten
            • Geschichte und Entwicklung
            • Verschiebe­bahnhof Tempelhof
            • Luftbilder 1953 · 1989 · 2015
            • Schutz und Pflege
            • Die Natur kehrt zurück
            • Grüntangente und Biotopverbund
            • Natur und Kultur verbinden
            • Giardino Segreto
            • Kunstobjekt Waldohreule
          • Artenvielfalt dank Schutz und Pflege
            • Gefährdete Arten zwischen den Gleisen
            • Blütenmeer im Gleisbett
            • Artenreichtum auf engem Raum
            • Lautstarke Hüpfer
            • Gefiederte Rückkehrer
            • Der Wald ist auf dem Vormarsch
            • Baumporträts
        • natürlich BERLIN!
          • Metropole der StadtNatur
            • Grüne Schätze entdecken
            • 6.000 Hektar für Europa
            • Stadt der Artenvielfalt
            • Verbindung halten – Brücken bauen
          • Vom Ursprung unserer Landschaft
            • Alles Schiebung
            • Mehr als eine Schippe Sand
            • Wo Steine wachsen
            • Moore – Augen der Landschaft
          • Stadt am Wasser
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            • Fluss + See = Flusssee
            • Fließe – klein und vielfältig
            • Kleingewässer ganz groß
          • Leben in Wald und Flur
            • Waldstadt Berlin – Erholung und Entspannung
            • Wald naturnah
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            • Janz weit draußen?
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            • Parks aus fürstlichen Zeiten
            • Volkspark
            • Ruhe und Vielfalt
            • Auf kleiner Scholle
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            • Mut zur Lücke
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            • Stadtbrachen – Treffpunkt für Arten der Roten Liste
          • Verleih der Wander­ausstellung
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        • Verbindungs­straße Karow
        • Westumfahrung Bahnhofstraße
      • Brückenbau
        • A 100 – 16. Bauabschnitt
        • Blumberger Damm Brücke
        • Brücke über das Adlergestell
        • Elsenbrücke
        • Golda-Meir-Steg
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        • Lange Brücke
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        • Löwenbrücke
        • Marzahner Knoten
        • Moltkebrücke
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        • Rhinstraßen­brücke
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        • Tangentiale Verbindung Ost
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Klärschlamm

Klärschlamm als Phosphorressource


Diese Abbildung stellt den Prozess der gezielten Struvitfällung im Airliftreaktor schematisch dar. Ganz links ist ein Faulturm mit Rührwerk dargestellt, aus dem ein brauner Pfeil, der den Faulschlamm symbolisiert in den Airliftreaktor führt. Ein Pfeil mündet in diesen Zulauf und steht für die Dosierung des Magnesiumsalzes, welches für die Fällungsreaktion benötigt wird. Ein anderer Pfeil verdeutlicht, dass die Luft zur CO2-Ausblasung von unten in den Reaktor einströmt. Der Reaktor selbst ist mit Faulschlamm, der hauptsächlich aus Wasser besteht gefüllt. Weiße Blasen versinnbildlichen die Luftblasen, die von unten nach oben durch den Reaktor strömen, während grünbräunliche Partikel nach unten sinken und sich im konischen Boden des Reaktors sammeln. Ein grüner Pfeil, der aus dem Reaktorboden führt, steht für die Abtrennung des gefällten Struvits. Er mündet in den darunter stehenden Wäscher, um das Struvit von Anhaftungen zu befreien. Ein von links in den Wäscher mündender blauer Pfeil versinnbildlicht das Waschwasser. Der analoge Pfeil, der den Wäscher verlässt steht für das Prozesswasser. Das gewaschene Struvit wird als Mineraldünger unter dem Namen Berliner Pflanze der stofflichen Verwertung in der Landwirtschaft, symbolisiert durch einen Traktor auf einem Feld am rechten unteren Bildrand, zugeführt. Der braune Pfeil, der rechts den Airliftreaktor verlässt steht für den Faulschlamm, der nun um das gelöste Phosphat zum großen Teil erleichtert einer Zentrifuge zur Entwässerung zugeführt wird. Von oberhalb der Zentrifuge führt ein Pfeil in diese hinein. Dieser steht für die Dosierung des Polymers, welches zur Flockung benötigt wird. Der entwässerte Faulschlamm verlässt die Zentrifuge nach rechts und wird der energetischen Verwertung zugeführt. Das abgetrennte Schlammwasser fließt zurück in die Kläranlage.
Prozess der gezielten Struvitfällung im Airliftreaktor; Quelle: SenUVK

Neben der Anerkennung von Klärschlamm als regenerativem Energieträger rückt Klärschlamm auch hinsichtlich seiner Inhaltsstoffe in den Fokus. Wurde er früher traditionell in der Landwirtschaft oder dem Landschaftsbau meist unvorbehandeltstofflich verwertet, verlieren diese beiden Verwertungspfade vor allem durch mögliche Schadstoffbelastungen mehr und mehr an Akzeptanz.

Dies kann auch als einer der Gründe angesehen werden, warum die jetzige Bundesregierung in ihrem Koalitionsvertrag für die 18. Legislaturperiode den Ausstieg aus der direkten landwirtschaftlichen Verwertung von Klärschlamm vereinbart hat.
Da im Abwasserpfad und dort insbesondere im Klärschlamm beachtliche Mengen der lebensnotwendigen und durch nichts zu ersetzenden Ressource Phosphor enthalten ist, wird seit gut zehn Jahren in Deutschland bzw. Europa an der Erschließung des Phosphors aus sekundären Quellen gearbeitet.

Mittlerweile existieren Pilotanlagen für das Phosphor-Recycling aus Klärschlamm bzw. Klärschlammasche. Eines dieser Verfahren, ursprünglich zur Vermeidung von ungewollten Inkrustrationen spontan ausgefällten Struvits in Rohrleitungen der Schlammbehandlung auf Kläranlagen mit biologischer Phosphorelimination und Faulung entwickelt, wird seit 2011 erfolgreich auf der Kläranlage Waßmannsdorf im Großmaßstab eingesetzt. Pro Jahr werden so ca. 40 Mg Phosphor zurückgewonnen und als Mineraldünger in den Nährstoffkreislauf zurückgeführt. Das von den Berliner Wasserbetrieben entwickelte und patentierte Verfahren wird global von einem Lizenznehmer unter dem Namen AirPrex® vermarktet.

Der aus dem Faulturm kommende Faulschlamm wird in einem eigens dafür entwickelten Airlift-Reaktor einer pH-Wertanhebung durch CO2-Strippung unterzogen. Das Ausblasen des CO2 erfolgt über Luft, die von unten in den Reaktor gelangt. Bei einem pH-Wert von ca. 8 und durch Dosierung von Magnesiumsalz (MgCl2) fällt bei ausreichender Konzentration von gelöstem ortho-Phosphat und Ammonium das mineralische Struvit (Magnesiumammoniumphosphat, MgNH4PO4 * 6H2O) aus. Was zuvor spontan und unerwünscht in Rohrleitungen passierte, wird nun gezielt und kontrolliert durchgeführt.

Die Reaktorgeometrie mit einer zylindrischen Trennwand ermöglicht ein zirkulierendes Fließbett, im mittleren Bereich von unten nach oben, im äußeren Bereich von oben nach unten. Dies ermöglicht das Wachstum der Struvitkristalle bis zu einer bestimmten Größe, so dass sie groß und damit schwer genug werden, um in den konischen Reaktorboden abzusinken und diesen zu verlassen. Nach einem Wäscher wird das Mineral in Containern gesammelt und der Verwertung als Düngemittel zugeführt.

Auf diesem Foto ist die Struvitfällungsanlage auf der Kläranlage Waßmannsdorf abgebildet. Unterhalb des sogenannten Airlift-Reaktors erkennt man die Struvitabtrennungs- und Waschaggregate und den Container, in dem das Produkt gesammelt wird und auf seinen Abtransport wartet. Neben dem Airliftreaktor sieht man zwei Faultürme stehen. Einer wurde in Eiform gebaut, der andere zylindrisch.
AirPrex® Anlage vor den Faultürmen auf der Kläranlage Waßmannsdorf; Foto: Kabbe, 2012

Die Zulassung als Düngemittel erfolgte gemäß EU Düngemittelverordnung EC 2003/2003. Diese Art der Phosphorrückgewinnung hat auch noch weitere Vorteile. Durch das Ausfällen des Struvits und dessen Ausschleusung wird die Entwässerbarkeit des Faulschlamms erhöht. Dies wirkt sich positiv als Verringerung des Polymerverbrauchs sowie als Erhöhung der Trockensubstanz im entwässerten Schlamm aus. Somit lassen sich gleichzeitig die Kosten für Betriebsmittel und die Schlammentsorgung senken.

Im Zuge der Novelle der Klärschlammverordnung soll dem Ressourcenschutz, insbesondere der Ressource Phosphor Rechnung getragen werden. Es wird erwartet, dass die Novelle ein Phosphorrückgewinnungsgebot für Klärschlämme ab einem bestimmten Phosphorgehalt ausspricht. Je nach Entsorgungsart, sollen weitergehende Anforderungen an die Verwertung der Klärschlämme bzw. Klärschlammaschen geregelt werden.

Zukünftige Entsorgungsoptionen

Die folgende Abbildung stellt eine denkbare Option für eine zukünftige Klärschlammentsorgung unter dem Aspekt einer stärkeren Ressourcenschonung im Fall Phosphor dar. Daneben gibt es aber natürlich auch andere Varianten. Welche es letztlich wird, hängt vor allem von politischen Weichenstellungen ab, die heute noch nicht vollumfänglich vorhersehbar sind.


In dieser Abbildung erkennt man die Umrisse des Landes Berlin im Hintergrund. Die sechs Kläranlagen sind an ihren geographischen Standorten dargestellt und durch Kläranlagensymbole markiert, die gleichzeitig auch ihre Größe versinnbildlichen sollen. Für alle Kläranlagen werden die angefallenen Klärschlammmengen und die darin enthaltenen Phosphorfrachten angegeben.
Pfeile, die in ihren Proportionen den Klärschlammmengen entsprechen verdeutlichen die Klärschlammentsorgungsrouten jeder Kläranlage. Schwarze Pfeile stehen für Klärschlammmengen, die in Monoverbrennungsanlagen in Ruhleben und einem anderen Standort außerhalb Berlin entsorgt werden. Diese Route trifft zu 100% für den gesamten Klärschlamm aller Anlagen zu.
Von den Kläranlagen Waßmannsdorf und Wansdorf gehen noch schmale leuchtend grüne Pfeile zu einem Feld unten rechts, auf dem ein Traktor fährt. Diese zu einem Pfeil vereinten Pfeile stehen für die Verwertung des in beiden Kläranlagen gefällten Struvits als Mineraldünger Berliner Pflanze.

Klärschlammmengen und die darin enthaltenen Phosphorfrachten der sechs Kläranlagen; Quelle: SenUVK

Link

Phosphor­potenziale im Land Berlin

Kontakt

Senatsverwaltung für Umwelt, Verkehr und Klimaschutz
Abfallwirtschaft und -entsorgung
Brückenstraße 6
10179 Berlin
 
Frau Bruchmann
Tel.: (030) 9025-2227
E-Mail: Beate.Bruchmann@
senuvk.berlin.de

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