Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Das Verfahren der Vererdung von Kl\u00e4rschl\u00e4mmen in schilfbewachsenen Beeten hat seine Praxistauglichkeit durch eine wachsende Anzahl realisierter Anlagen hinl\u00e4nglich unter Beweis gestellt. Bislang fehlte es an praxisrelevanten Untersuchungen, die insbesondere die Leistung des Verfahrens hinsichtlich
\na)\tder Qualit\u00e4t des Endprodukts Kl\u00e4rschlammerde und
\nb)\tder Eignung von Kl\u00e4rschlammerde f\u00fcr spezifische Verwertungspfadebeschreiben. Die beispielsweise von der Kl\u00e4rschlammverordnung (AbfKl\u00e4rV) hierzu vorgesehenen Parameter sind zur Qualit\u00e4tsbeurteilung von Kl\u00e4rschlammerden allein unzureichend. Das Forschungsprojekt schlie\u00dft die bestehenden Informationsl\u00fccken.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Kl\u00e4rschlammverordnung unterscheidet z. B. nicht zwischen der Verwertung von Fl\u00fcssigschlamm und mittels Kalk entw\u00e4sserten Schl\u00e4mmen. Auf der Basis umfangreicher Analytik wurde
\na)\tKl\u00e4rschlammerde eingeordnet in ein Qualit\u00e4tsfenster zwischen Fl\u00fcssigschlamm, entw\u00e4ssertem Kl\u00e4rschlamm, Kl\u00e4rschlammkompost, Bioabfallkompost sowie Boden und es wurden
\nb)\tdie Eigenschaften von Kl\u00e4rschlammerde umfassend charakterisiert und geeignete Parameter zur Aufstellung von G\u00fcterichtlinien identifiziert.
\nc)\tMittels zweier repr\u00e4sentativer Marktanalysen wurde einerseits die Nachfrage nach dem Vererdungsverfahren und andererseits das Absatzpotential f\u00fcr das Endprodukt Kl\u00e4rschlammerde ermittelt.
\nd)\tIn Versuchen wurden verschiedene Anwendungsm\u00f6glichkeiten der Kl\u00e4rschlammerde f\u00fcr den Garten- und Landschaftsbau und die Rekultivierung \u00fcberpr\u00fcft.
\ne)\tDie in der Vererdung ablaufenden Bodenbildungsprozesse konnten durch die Gegen\u00fcberstellung von Prozessdaten und Literaturwerten bodenkundlich beschrieben werden.
\nf)\tEine Bilanzierung der Stoffstr\u00f6me beim Kl\u00e4rschlammvererdungsverfahren wurde durchgef\u00fchrt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
1. Verfahrenskennzeichen der Kl\u00e4rschlammbehandlung in Schilfbeeten
\nDie Bilanzierung einer vollst\u00e4ndigen Vererdung von Nassschlamm in Schilfbeeten zeigt in Abh\u00e4ngigkeit von Bemessung sowie Betrieb folgende Verfahrensleistungen:
\n\tJe nach Durchf\u00fchrung der Vererdung werden Trockensubstanzgehalte
\n\u00b7\tnach Betriebsende von 10 bis 20 % TS,\u00b7\tnach Durchf\u00fchrung einer Trockenphase von 15 bis 50 % TS
\n\u00b7\tund nach einer einfachen Nachlagerung von 25 bis 55 % TS\tin der Kl\u00e4rschlammerde erreicht.
\n\u00b7\tBezogen auf die eingetragene organische Trockensubstanz (OTS) des Kl\u00e4rschlammes werden 50 bis 80 % der organischen Substanz mineralisiert und damit die Gesamtmasse entsprechend reduziert.
\n\u00b7\tUnter Einbeziehung der organischen Trockensubstanz des Pflanzenaufwuchses (Summe der OTS des Kl\u00e4rschlamms und der OTS der Schilfbiomasse) werden 60 bis 80 % der organischen Substanz mineralisiert.
\n\u00b7\t35 bis 60 % der in den Prozess eingebrachten Kl\u00e4rschlamm-Trockensubstanz werden im Behandlungszeitraum vermindert.
\nDie R\u00fcckbelastung der Kl\u00e4ranlage durch Filtratwasser liegt bei diesem Verfahren im Vergleich zu konventionellen Entw\u00e4sserungsaggregaten auf deutlich niedrigerem Niveau. Sto\u00dfbelastungen wie bei der mechanischen Entw\u00e4sserung treten aufgrund der Retention im Beetk\u00f6rper nicht auf.
\nHinsichtlich der Umweltvertr\u00e4glichkeit der Vererdungsanlagen wurde festgestellt, dass Kl\u00e4rschlammerde stark mit Kompostw\u00fcrmern, Hundert- und Tausendf\u00fc\u00dflern, Saftkuglern und anderen Tieren besiedelt ist. Auf der Basis einer hohen Masseproduktion von Schilf- und Detritusfressern baut sich eine artenreiche R\u00e4ubertierwelt auf.\t\t<\/p>\n
Die bodenkundlich-systematische Betrachtung kennzeichnet die Kl\u00e4rschlammbehandlung in Schilf-beeten als einen Bodenbildungsprozess, wie er bei der Bildung von Niedermoor und Gyttja\/Mudde bzw. deren vererdeten Formen anzutreffen ist. Der Werdegang vom Kl\u00e4rschlamm als Rohbodenstadium bis einschlie\u00dflich zum Endpunkt der Verwertung kann entsprechend in folgende Prozessphasen gegliedert werden:
\n\u00b7\tPrim\u00e4re Vererdung, bestehend aus den im Vererdungsbeet ablaufenden anaeroben und aeroben Konditionierungsprozessen.
\n\u00b7\tSekund\u00e4re Vererdung, d. h. einer Konditionierung der Kl\u00e4rschlammerde nach R\u00e4umung des Vererdungsbeets, ausgerichtet auf einen spezifischen Verwertungspfad. Dies umfasst eine Vielzahl von Optionen wie die Nachlagerung oder das Aufbereiten mit anderen Materialien.
\n2. Produkteigenschaften Das Verfahren der Kl\u00e4rschlammbehandlung in Schilfbeeten f\u00fchrt mit Beendigung der Stufe der prim\u00e4ren Vererdung zu einem stabilen Produkt, das durch folgende Eigenschaften gekennzeichnet ist:
\nbiologisch:\thohe biologische Stabilit\u00e4t (Atmungsaktivit\u00e4t kann auf <5 mg O2\/g TS gef\u00fchrt werden); geringe Eluierbarkeit von Inhaltsstoffen; geringe Mineralisierungsrate des organisch gebundenen Stickstoffs; hohe Pflanzenvertr\u00e4glichkeit; seuchenhygienische Unbedenklichkeit; hoher Besatz mit artenreicher Bodenfauna\nchemisch:\thohe Austauschkapazit\u00e4t der organischen Substanz; g\u00fcnstige C\/N-Verh\u00e4ltnisse; niedrige Salzgehalte; leicht saurer pH-Wert (H2O) \nphysikalisch:\tfeste, por\u00f6se Kr\u00fcmelaggregate (Mull); hohe Aggregatsstabilit\u00e4t; gro\u00dfes Porenvolumen mit hoher nutzbarer Feldkapazit\u00e4t\n\nIm Vergleich der Kl\u00e4rschlammerde mit Untersuchungen an Kl\u00e4rschlamm und Kl\u00e4rschlammkompost ergibt sich folgende Einordnung: \n\u00b7\tKl\u00e4rschlamm (Nassschlamm) kann als Rohboden bezeichnet werden (biologisch instabil, unreif und strukturarm), wenn er als Inputmaterial f\u00fcr einen entsprechenden Vererdungsprozess dient. \n\u00b7\tKl\u00e4rschlammkompost ist vergleichbar mit einem Rohboden bzw. Rohhumus (biologisch stabil, aber unreif; gekennzeichnet z. B. durch niedrige Kationenaustauschkapazit\u00e4t und geringe Gef\u00fcgestabili-t\u00e4t). \n\u00b7\tKl\u00e4rschlammerde weist je nach Aufbereitung bzw. Prozessf\u00fchrung die Qualit\u00e4t von Reifekompost (Rottegrad >5) bis Boden auf. Diese naturwissenschaftliche Beschreibung ist unabh\u00e4ngig von der gesetzlichen Definition des Produkts zu verstehen, da juristisch ein Produkt aus Kl\u00e4rschlamm weiter Kl\u00e4rschlamm ist bzw. bleibt.<\/p>\n
3. MarktforschungDie durchgef\u00fchrte Marktforschung bei St\u00e4dten und Gemeinden zeigt, dass derzeit \u00fcberwiegend technische Aggregate (Dekanter und Pressen) zur Schlammentw\u00e4sserung eingesetzt werden. Andererseits ist die Akzeptanz f\u00fcr alternative Verfahren der Schlammbehandlung gro\u00df.
\nIn einer zweiten Untersuchung wurden die guten Absatzchancen bei der Verwertung von Kl\u00e4rschlammerde im Garten- und Landschaftsbau sowie der Rekultivierung aufgezeigt. 22 % der Befragten w\u00fcrden Kl\u00e4rschlammerde vorbehaltlos und weitere 27 % unter definierten Bedingungen in ihrem Betrieb einsetzen.
\nDie meisten Befragten w\u00fcnschen sich eine unabh\u00e4ngige Qualit\u00e4tskontrolle durch die Vergabe eines G\u00fctesiegels f\u00fcr Kl\u00e4rschlammprodukte. <\/p>\n
4. Anwendung von Kl\u00e4rschlammerde Die Untersuchungen zur Produktentwicklung weisen die Kl\u00e4rschlammerde aufgrund ihrer Materialeigenschaften als gut geeignete Komponente zur Herstellung von Erdenprodukten f\u00fcr den Garten- und Landschaftsbau (z. B. Vegetations- und Auff\u00fcllsubstrat) aus. Eine grunds\u00e4tzliche Eignung zur Herstellung und Verwertung von Produkten f\u00fcr den Hobbygartenbau (z. B. Blumenerde) wurde nachgewiesen.
\nDie systematische \u00dcberpr\u00fcfung bez\u00fcglich der Eignung von Kl\u00e4rschlammerde als Substratbestandteil erfolgte in einem Anwendungsversuch. Versuchserden mit unterschiedlichen Kl\u00e4rschlammerde-Anteilen wurden unter Praxisbedingungen hergestellt und in Gro\u00dflysimetern getestet. Dabei wurde festgestellt, dass die Zugabe von Kl\u00e4rschlammerde den Wasserhaushalt der Versuchsb\u00f6den mit der Erh\u00f6hung der Wasserspeicherf\u00e4higkeit positiv beeinflusst. So f\u00fchrt im Messjahr ein hoher Kl\u00e4rschlammerdeanteil zu niedrigeren Abfl\u00fcssen in H\u00f6he von 33 bis 35 % des Inputs (Summe Niederschlag und Beregnung von 1.200 mm; 390 bzw. 420 mm Systemabfluss). Modellrechnungen zeigen, dass mit weiterer Konsolidierung der B\u00f6den in Verbindung mit h\u00f6heren Transpirationsleistungen der Vegetation sich die Abflussquote auf ein Niveau von 20 bis zu 0 % vermindert. Diese Ergebnisse stellen deutlich das Potential einer Abflussreduzierung durch eine Wasserhaushaltsschicht auf Basis von Kl\u00e4rschlammerde z. B. f\u00fcr Rekultivie-rungsschichten von Deponien dar.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Ergebnisse des Forschungsprojekts wurden in Form von Fachartikeln und Vortr\u00e4gen auf Fach- und Fortbildungsveranstaltungen ver\u00f6ffentlicht. Aus dem Bericht werden Empfehlungen f\u00fcr kommunale Ent-scheider zum Einsatz des Kl\u00e4rschlammvererdungs-
\nverfahrens aufgezeigt. Dar\u00fcber hinaus flie\u00dfen die Ergebnisse in die Erarbeitung von G\u00fcterichtlinien f\u00fcr Kl\u00e4rschlammprodukte sowie in Fachgremien wie DIN, CEN und VGVA ein.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das Forschungsprojekt zeigt, dass die Vererdung von Kl\u00e4rschl\u00e4mmen in Schilfbeeten leistungsf\u00e4hig und kosteng\u00fcnstig ist. Die in die Vererdungsbeete aufgelandeten Nassschl\u00e4mme werden entw\u00e4ssert, aggre-giert und verlieren ihren kl\u00e4rschlammtypischen Charakter. 35 bis 60 % der in die Vererdungsbeete einge-brachten Kl\u00e4rschlammtrockenmasse wird \u00fcber den Behandlungszeitraum reduziert. Die bei der Beetr\u00e4umung entnommene Kl\u00e4rschlammerde eignet sich aufgrund ihrer physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften besonders f\u00fcr einen Einsatz im Landschaftsbau und der Rekultivierung. Ihr Einsatz als D\u00fcngemittel in der Landwirtschaft ist dar\u00fcber hinaus ebenso m\u00f6glich. Die Ergebnisse bilden die Grundlage zur Beschreibung der Produktqualit\u00e4t von Kl\u00e4rschlammerde und flie\u00dfen in die Erarbeitung von Normen und Richtlinien ein.
\nDie gemachten Aussagen zur Vererdung beziehen sich auf ein Verfahren, das als EKO-PLANT-st-Verfahren\u00ae durch eine spezifische Anlagen- und Betriebskonzeption gekennzeichnet ist.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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