Freitag, Oktober 23, 2020
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Untersuchung der Pflanzenverfügbarkeit von Nährstoffen und Schwermetallen aus thermisch mineralisiertem Klärschlamm

Fachhochschule Bingen – Prof. Dr. agr. Thomas Appel

Klärschlamm aus kommunalen Kläranlagen enthält in der Regel Stickstoff und Phosphor in ähnlicher Nährstoffdichte wie Wirtschaftsdünger von Schweinen und Geflügel (Kratz und Schnug (2006)). Außerdem besteht Klärschlamm zu ca. 80 % in der Trockensubstanz aus organischem Material. Klärschlamm eignet sich deshalb auch zur energetischen Verwertung. Problematisch bei der Klärschlammverwertung sind allerdings die akkumulierten Schadstoffe, zum einen vor allem die Schwermetalle und zum anderen organische Schadstoffe. Eine zukunftsweisende Klärschlammverwertung zielt deshalb auf folgendes:

1. Effiziente energetische Verwertung der organischen Substanz des Klärschlamms
2. Beseitigung der organischen Schadstoffe
3. Immobilisierung oder Extraktion der anorganischen Schadstoffe
4. Mobilisierung der Pfl anzennährstoffe für die landbauliche Verwertung.

Durch eine Behandlung des Klärschlamms lassen sich nicht alle Ziele gleichermaßen erreichen. Eine effiziente energetische Verwertung ist zum Beispiel mit dem PYREG-Verfahren möglich, wobei Temperaturen von ca. 600 °C erreicht werden. Für die Beseitigung organischer Schadstoffe und die Mobilisierung des im Klärschlamm vorhandenen Phosphors sind dagegen höhere Temperaturen von über 900 °C günstig, wie sie beispielsweise bei der Klärschlammverbrennung entstehen (Adam et al. 2008). Im Vergleich zu unbehandeltem Klärschlamm ist die Löslichkeit der Schwermetalle sowie der Alkali- und Erdalkalimetalle im Rückstand einer thermischen Behandlung geringer (Hwang et al. 2007). Das bedeutsamste Nährelement im Klärschlamm ist allerdings der Phosphor. Phosphor kommt je nach thermochemischer Behandlung des Klärschlamms in unterschiedlichen Verbindungen vor und seine Pflanzenverfügbarkeit ist deshalb stark von der Art der Behandlung abhängig. Rumphorst und Ringel (1994) stellten zum Beispiel fest, dass die Löslichkeit des Phosphors in der Asche von der Temperatur während der Umsetzung abhing. Bei einer Umsatztemperatur von 500 °C konnte aus der Asche vier- bis zehnmal mehr P ausgewaschen werden, als bei höheren Temperaturen von 600 °C bis 900 °C. Allerdings ist die Löslichkeit von Phosphor in Wasser oder in organischen Säuren (z.B. Zitronensäure) noch kein absolutes Maß dafür, wie gut der Nährstoff für Pflanzen verfügbar ist. Hierzu werden entsprechende Pflanzversuche im Gewächshaus der Fachhochschule Bingen durchgeführt.

http://pyreg.de/forschung.html