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Klärschlammverbrennung und Phosphorrecycling
In Schweizer Kläranlagen fallen jährlich rund 4 Mio. Tonnen Klärschlamm an, in dem 200'000 Tonnen Trockensubstanz enthalten sind. Grössere Kläranlagen verfügen über Entwässerungseinrichtungen, mit denen der flüssige Klärschlamm bis auf einen Feststoffgehalt von 30% eingedickt wird. In dieser entwässerten Form ist er bereits für die Verbrennung geeignet. Um den Klärschlamm einem Zementwerk zur Verbrennung zuführen zu können, muss der entwässerte Klärschlamm weiter bis auf einen Wasserhalt von unter 10% getrocknet werden.
In der Schweiz wird der Klärschlamm in den folgenden drei Anlagentypen verbrannt:
- Mono-Klärschlammverbrennungsanlagen (55%)
- Zementwerke (27%)
- Kehrichtverbrennungsanlagen (18%)
In der Trockensubstanz des Klärschlamms sind 2.6% Phosphor enthalten. Bei der Klärschlammverbrennung verbleibt der Phosphor in der Verbrennungsasche, wo eine Anreicherung auf rund 5% stattfindet. Für die Phosphorrückgewinnung ist nur die reine Klärschlammasche aus einer Monoverbrennungsanlage geeignet. Wenn der Klärschlamm zusammen mit anderen Abfällen verbrannt wird, wird die phosphorhaltige Klärschlammasche durch die anderen Abfallaschen verdünnt und mit Schadstoffen verunreinigt. Und bei der Verbrennung im Zementwerk wird der Phosphor in den Zement eingebunden und letztlich in der Bausubstanz verteilt. Beide Entsorgungswege verhindern ein Phosphorrecycling. Allein die Klärschlamm-Monoverbrennung, bei der ausschliesslich Klärschlämme verwertet werden, bietet prinzipiell die Möglichkeit zur Rückgewinnung des Phosphors aus den Aschen.
Als weltweit erstes Land hat die Schweiz eine verbindliche Regelung zur Rückgewinnung des Pflanzennährstoffs Phosphor aus Klärschlamm eingeführt. Die vom Bundesamt für Umwelt (BAFU) im Januar 2016 in Kraft gesetzte Verordnung über die Vermeidung und die Entsorgung von Abfällen (VVEA), welche die aus dem Jahr 1986 stammende Technische Verordnung über Abfälle (TVA) ersetzt, enthält eine Verpflichtung zur Phosphorrückgewinnung innerhalb einer Übergangsfrist von 10 Jahren. Die Phosphorrückgewinnung ist jedoch mit einem aufwendigen chemischen Prozess verbunden, der je nach Methode Kosten zwischen 30 und 50 Franken pro Kilogramm Phosphor verursacht. Der Weltmarktpreis für Rohphosphat mit einem Phosphorgehalt von 14% beträgt derzeit 110 Euro pro Tonne, also 0.9 Franken pro Kilogramm Phosphor. Das Phosphorrecycling ist insofern noch weit von einer Wirtschaftlichkeit entfernt. Um bis zum 01.01.2026 ein Phosphorrecycling aufbauen zu können, ist es einerseits wichtig, dass innerhalb der nächsten 2-3 Jahre erste Rückgewinnungsanlagen errichtet werden, um die Verfahren weiterentwickeln zu können, andererseits ist auch die weitere Preisentwicklung auf den Rohstoffmärkten entscheidend, denn am Ende kann ein Phosphorrecycling auf Dauer nur bestehen, wenn es auch mit wirtschaftlichem Erfolg betrieben werden kann.