Kommunale Abwässer enthalten eine Vielzahl von Schadstoffen, die Kläranlagen vor große Herausforderungen stellen. Insbesondere viele organische Schadstoffe werden innerhalb des gängigen dreistufigen Reinigungsprozesses nur in geringem Maße abgebaut oder entfernt und reichern sich im Klärschlamm an. Quellen organischer Schadstoffe sind Duftstoffe in Kosmetika und Weichspülern, antibakterielle Wirkstoffe und Stabilisatoren aus Kosmetika und Körperpflegemitteln, Weichmacher aus Kunststoffen sowie Medikamentenrückständen. Sie alle gelangen über normale Haushaltsabwässer zur Kläranlage. Werden die Grenzwerte der Klärschlamm- und Düngemittelverordnung überschritten, kann solcherart belasteter Klärschlamm nicht landwirtschaftlich verwertet werden, sondern muss in die Verbrennung.
Lang anhaltende biologische Abbauprozesse
Bei der ökotechnischen Klärschlammvererdung wird der Klärschlamm nicht nur entwässert. Im Wurzelbereich der Schilfpflanzen entwickelt sich ein natürliches Ökosystem aus zahlreichen Pilzen, Bakterien und weiteren Mikroorganismen. Sie bauen die organischen Bestandteile des Klärschlamms ab, mineralisieren sie und verwandeln den Klärschlamm in stark humushaltige Klärschlammerde. Durch die Abbauprozesse reduziert sich die verbleibende Restmenge erheblich. Im Vergleich zur mechanischen Entwässerung um bis zu 50 Prozent.
Darüber hinaus reduzieren die biologischen Umbauprozesse schädliche Keime und in erheblichem Maße auch viele der organischen Schadstoffe, die sich zuvor im Klärschlamm angereichert haben. Eine große Rolle spielt dabei die Zeit. Acht bis Zwölf Jahre werden die Schilfbeete einer Vererdungsanlage mit Klärschlamm beschickt, bevor sie gefüllt sind. Es folgt dann eine meist einjährige Ruhephase, in der die Klärschlammerde weiter trocknet und die biologischen Ab- und Umbauprozesse weiterlaufen. Erst dann wird die Klärschlammerde ausgebaggert – geräumt – und verwertet. Viel Zeit also, um den Gehalt auch an schwer abbaubaren organischen Schadstoffen erheblich zu verringern.
Eindeutige Untersuchungsergebnisse
Vor der Verwertung wird auch Klärschlammerde auf Schadstoffe untersucht. Von 2002 bis 2020 wurden bei 53 Klärschlammvererdungsanlagen insgesamt 229 Beeträumungen durchgeführt. Lediglich in 21 von 229 Fällen wurden die Grenzwerte für organische Schadstoffe der Klärschlamm- und Düngemittelverordnung überschritten.
Im Rahmen eines internen Forschungsprojektes hat THE PAULY GROUP zudem umfangreiche Untersuchungen zum Gehalt verschiedener organischer Schadstoffe in Vererdungsbeeten durchgeführt. Analysiert wurden Proben aus verschiedenen Schichten und zu unterschiedlichen Zeitpunkten. So konnten zeitliche Verläufe im Schadstoffgehalt, Halbwertszeiten und Reduktionsraten ermittelt werden.
Während des Vererdungsprozesses – vornehmlich in der Trockenphase – kommt es zu einer deutlichen Abnahme der Konzentrationen der untersuchten organischen Schadstoffe zwischen 35 und 77 Prozent. Die Halbwertszeiten, also die Zeit bis zu der die Hälfte eines spezifischen Schadstoffs abgebaut ist, liegen zwischen 100 und 1.386 Tagen. Dabei sind die Halbwertszeiten für anaerob stabilisierten Klärschlamm mit im Mittel 261 Tagen deutlich geringer als für aerob stabilisierten Klärschlamm mit im Mittel 617 Tagen.
Fazit
Viele organische Schadstoffe überstehen unbeschadet den normalen Reinigungsprozess in Kläranlagen und reichern sich im Klärschlamm an. Während sich der Schadstoffgehalt im Klärschlamm bei maschineller Entwässerung nur wenig verändert, werden bei der Klärschlammvererdung viele organische Schadstoffe abgebaut und ihr Gehalt erheblich reduziert. In den vergangenen rund 20 Jahren wurden die gesetzlichen Grenzwerte für organische Schadstoffe in der geräumten Klärschlammerde bis auf wenige Ausnahmen eingehalten.