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Nutzung der Abprodukte aus
Wasserreinigungsanlagen als
Wertstoffe
Abschlussbericht zum TP 2.1
Auftragnehmer:
G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH, Niederlassung Freiberg
Autoren: Walther, Julia; Aubel, Tim, Dr. Fischer, Heike; Pohl, Martin
Auftraggeber:
Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Koordination: Lünich, Kathleen
Berichtszeitraum: 05.06. - 31.01.2020
Berichtsabschluss: 31.01.2020
Gefördert durch den europäischen Fonds für Regionalentwicklung

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- INHALTSVERZEICHNIS -
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VITA-MIN
INHALTSVERZEICHNIS
ABBILDUNGSVERZEICHNIS _______________________________________________________________________________II
TABELLENVERZEICHNIS _________________________________________________________________________________ III
ANLAGENVERZEICHNIS __________________________________________________________________________________ IV
ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS ______________________________________________________________________________ V
1
HINTERGRUND UND ZIELSTELLUNG ________________________________________________________________ 1
2
KONZEPTION DER BEARBEITUNG ___________________________________________________________________ 2
3
ZUSAMMENFASSUNG DER IN SACHSEN BETRIEBENEN WASSERREINIGUNGSANLAGN ______ 4
3.1
KATEGORISIERUNG DER WASSERREINIGUNGSANLAGEN _________________________________________________ 4
3.2
WASSERREINIGUNGSANLAGEN IM BRAUNKOHLENBERGBAU _____________________________________________ 4
3.2.1
ANLAGEN DER MIBRAG _______________________________________________________________________________ 4
3.2.2
ANLAGEN DER LEAG ___________________________________________________________________________________ 6
3.2.3
ANLAGEN DER LMBV __________________________________________________________________________________ 8
3.3
WASSERREINIGUNGSANLAGEN IM ERZBERGBERGBAU _________________________________________________ 11
3.3.1
ANLAGE DER SME AG ________________________________________________________________________________ 11
3.3.2
ANLAGEN DER WISMUT GMBH _______________________________________________________________________ 12
4
RECHERCHE DER IN SACHSEN EINGESETZTEN REINIGUNGS-VERFAHREN __________________ 18
4.1
KONVENTIONELLES KALKFÄLLVERFAHREN ___________________________________________________________ 18
4.2
HDS-VERFAHREN _____________________________________________________________________________________ 19
4.3
BARIUMCHLORIDFÄLLUNG ____________________________________________________________________________ 20
4.4
IONENAUSTAUSCHVERFAHREN ________________________________________________________________________ 20
5
RECHERCHE
ANFALLENDER
ABPRODUKTE
AUS
SÄCHSISCHEN
WASSERREINIGUNGSANLAGEN ________________________________________________________________________ 20
5.1
EISENHYDROXIDSCHLÄMME ___________________________________________________________________________ 20
5.2
MENGENBILANZIERUNG DER ABPRODUKTE FÜR SACHSEN ____________________________________________ 21
5.3
ANALYSE DER EIGENSCHAFTEN DER ABPRODUKTE IM KONTEXT DER REINIGUNGSVERFAHREN _______ 22
5.4
AUFBEREITUNG DER RECHERCHEDATEN UND SYSTEMATISIERUNG DER ERGEBNISSE _________________ 24
6
LITERATURRECHERCHE MÖGLICHER NACHNUTZUNGSOPTIONEN VON ABPRODUKTEN
AUS WASSERREINIGUNGSANLAGEN ___________________________________________________________________ 28

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- INHALTSVERZEICHNIS -
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VITA-MIN
6.1
MÖGLICHE NACHNUTZUNGSOPTIONEN ________________________________________________________________ 28
6.1.1
VERMEIDUNG ________________________________________________________________________________________ 28
6.1.2
VERWERTUNG DER ABPRODUKTE AUS SÄCHSISCHEN WASSERREINIGUNGSANLAGEN ___________________ 29
6.1.3
VERWENDUNG ALS ADSORPTIONSMITTEL _____________________________________________________________ 30
6.1.4
VERWENDUNG IN DER ZIEGEL- UND KERAMIKHERSTELLUNG __________________________________________ 32
6.1.5
VERWENDUNG ALS NEUTRALISATIONSMITTEL ________________________________________________________ 32
6.1.6
VERWENDUNG ZUR ABDECKUNG UND REKULTIVIERUNG VON FLÄCHEN _______________________________ 33
6.1.7
VERWENDUNG ALS FLOCKUNGSHILFSMITTEL _________________________________________________________ 33
6.1.8
VERBRINGUNG VON EHS _____________________________________________________________________________ 34
6.1.9
DEPONIERUNG _______________________________________________________________________________________ 35
6.1.10
SITUATION IN SACHSEN _____________________________________________________________________________ 35
6.2
GENEHMIGUNGSSITUATION DER NUTZUNG IN SACHSEN _______________________________________________ 35
6.3
DEFIZITANALYSE ______________________________________________________________________________________ 37
6.3.1
FORSCHUNGEN
UND
PILOTVORHABEN
AUF
DEM
GEBIET
DER
NACHNUTZUNG
VON
EISENHYDROXIDSCHLÄMMEN _________________________________________________________________________________ 38
6.4
MENGENBETRACHTUNG VON ANFALL UND EINSATZ DER ABPRODUKTE _______________________________ 42
6.5
WIRTSCHAFTLICHE BETRACHTUNG DER ABPRODUKTAUFBEREITUNG ________________________________ 43
6.6
WIRTSCHAFTLICHE AUSWIRKUNGEN AUF DEN BETRIEB DER WASSERREINIGUNGSANLAGEN__________ 43
7
VERFÜLLUNG VON ABPRODUKTEN IN ALTE FILTERBRUNNEN _______________________________ 44
7.1
VORAUSSETZUNGEN ___________________________________________________________________________________ 44
7.2
NOTWENDIGE BAULICHE MAßNAHMEN _______________________________________________________________ 45
7.3
BILANZIERUNG DER VERFÜLLUNG - BRUNNENANZAHL UND MATERIALMENGEN ______________________ 45
7.4
GEOTECHNISCHE UND HYDROLOGISCHE AUSWIRKUNGEN DER VERFÜLLUNG __________________________ 46
8
DIMENSIONIERUNG VON NACHNUTZUNGSOPTIONEN _________________________________________ 47
8.1
VERFÜLLUNG VON EISENHYDROXIDSCHLAMM IN ALTE FILTERBRUNNEN ______________________________ 47
8.2
NACHNUTZUNG VON ABPRODUKTEN AUS WASSERREINIGUNGSANLAGEN______________________________ 49
9
ABSCHLIEßENDE BEWERTUNG DER NACHNUTZUNGSOPTIONEN UND FAZIT _____________ 50
LITERATURVERZEICHNIS _______________________________________________________________________________ 52

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- ABBILDUNGSVERZEICHNIS -
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ABBILDUNGSVERZEICHNIS
Abbildung 1:
GWRA Schleenhain (Foto: MIBRAG, 2017). ............................................................................................................. 5
Abbildung 2:
Lage der GWRA in Zuständigkeit der LEAG (aus Uhlmann et al. 2013). ..................................................... 6
Abbildung 3:
GWRA Tzschelln (LEAG, 2014). .................................................................................................................................... 7
Abbildung 4:
Schematische Darstellung zur Bauweise einer Modularen Wasserbehandlungsanlage (LMBV,
2017). ..................................................................................................................................................................................... 8
Abbildung 5:
MWBA Burgneudorf (links) mit Blick auf die Absetzbecken der alten GWRA (LMBV, 2019a). .......... 9
Abbildung 6:
MWBA Neustadt (Foto: TWB Tief- und Wasserbau GmbH)........................................................................... 10
Abbildung 7:
WBA Helmsdorf (Wismut, 2019). ............................................................................................................................. 13
Abbildung 8:
WRA Schlema-Alberoda (Wismut, 2019). ............................................................................................................. 14
Abbildung 9:
Constructed Wetland am Standort Pöhla zur Abtrennung von Fe, Mn, As und Ra (Foto: G.E.O.S.).
............................................................................................................................................................................................... 15
Abbildung 10: Reaktionsbecken der WBA Pöhla (Wismut, 2019). ........................................................................................... 16
Abbildung 11: AAF Königstein (Foto: Wismut, 2019). ................................................................................................................... 17
Abbildung 12: Verfahrensschema zur Fällung mit Kalkhydrat ................................................................................................. 18
Abbildung 13: Verfahrensschema des herkömmlichen HDS-Verfahrens (Märten, 2006). .............................................. 19
Abbildung 14: Verfahrensschema des verbesserten HDS-Verfahrens (Märten, 2006). .................................................... 19
Abbildung 15: Lage der derzeit betriebenen Wasserreinigungsanlagen in Sachsen........................................................ 25
Abbildung 16: Übersicht zu den Reinigungsverfahren der in Sachsen betriebenen Wasserreinigungsanlagen.... 26
Abbildung 17: Übersicht zu den Typen der in sächsischen Wasserreinigungsanlagen anfallenden Abprodukte. 27
Abbildung 18: links: Pilotanlage Tzschelln; rechts: produzierter Schwertmannit an Aufwuchsträgern.................. 39
Abbildung 19: Test von Eisenoxidpigmenten als Lack.................................................................................................................. 40
Abbildung 20: Einfärben von Klinker; Pellets für den Hochofenprozess (oben: gebrannte Pellets mit 66 % Eisen;
unten: getrocknete Pellets
Vorstufe). .................................................................................................................. 40
Abbildung 21: Forschungsprojekt auf dem Stausee Quitzdorf (Foto: Landestalsperrenverwaltung Sachsen). ..... 42
Abbildung 22: Prinzipskizze zur Brunnenverwahrung (Quelle: LMBV, 2017c) .................................................................. 48

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- TABELLENVERZEICHNIS -
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TABELLENVERZEICHNIS
Tabelle 1:
Darstellung der Arbeitskomplexe. _________________________________________________________________________ 2
Tabelle 2:
Fragebogen zur Übermittlung von Zuarbeiten durch die Betreiber von Wasserreinigungsanlagen in
Sachsen. _____________________________________________________________________________________________________ 3
Tabelle 3:
Kategorisierung des Bergbaus und Zuordnung der Betreiber von Wasserreinigungsanlagen in
Sachsen. _____________________________________________________________________________________________________ 4
Tabelle 4:
Mengenbilanzierung der Abprodukte aus Sachsen. ____________________________________________________ 21
Tabelle 5:
Typisierung der EHS aus dem Sanierungsbergbau/Braunkohle (LMBV, 2014). ______________________ 22
Tabelle 6:
EHS-Typen aus dem Erzbergbau. ________________________________________________________________________ 23
Tabelle 7:
Gliederung der Schlämme aus den Lausitzer GWRA (nach Uhlmann et al., 2004 aus Grötschke, 2007).
____________________________________________________________________________________________________________ 24
Tabelle 8:
Anfallende Schlämme aus WRA in Sachsen und deren Verwertung. ___________________________________ 29
Tabelle 9:
Anzahl an Filterbrunnen in den sächsischen Braunkohlegebieten. ____________________________________ 45

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- ANLAGENVERZEICHNIS -
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ANLAGENVERZEICHNIS
Anlage 1
Ausgefüllte Fragebögen der Betreiber von Wasserreinigungsanlagen bzw. Besitzern von
Filterbrunnen in Sachsen
.
Anlage 2
Makrochemische Zusammensetzung der Abprodukte aus den Wasserreinigungsanlagen der
Wismut GmbH.

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- ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS -
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ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS
AAF
Anlage zur Aufbereitung von Flutungswasser
AEW
alkalisches Eisenhydroxidwasser
EHS
Eisenhydroxidschlamm
FHM
Flockungshilfsmittel
GIS
Geografisches Informationssystem
GWRA
Grubenwasserreinigungsanlage
HDS
High Density Sludge (Fällungsverfahren)
IAA
Industrielle Absetzanlage
LAWA
Länderarbeitsgemeinschaft Wasser
LDS
Low Density Sludge (Fällungsverfahren)
LEAG
Lausitz Energie Bergbau AG
LfULG
Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
LMBV
Lausitzer und Mitteldeutsche Bergbau-Verwaltungsgesellschaft mbH
MBWA
Modulare Wasserbehandlungsanlage
MIBRAG
Mitteldeutsche Braunkohlengesellschaft mbH
SME AG
Saxony Minerals & Exploration AG
TS
Trockensubstanz
WAA
Wasseraufbereitungsanlage
WBA
Wasserbehandlungsanlage
WRA
Wasserreinigungsanlage
WRRL
Wasserrahmenrichtlinie

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- HINTERGRUND UND ZIELSTELLUNG -
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VITA-MIN
1
HINTERGRUND UND ZIELSTELLUNG
Der Einfluss des Bergbaus auf die Wassergüte steht spätestens seit der Verabschiedung der
Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) im besonderen Fokus des Sächsischen
Landesamtes für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG). Die WRRL sieht vor, dass
verhältnismäßige Maßnahmen zu treffen sind, um die Gewässer in einen guten chemischen
sowie ökologischen Zustand bzw. ein gutes ökologisches Potenzial zu überführen oder zu
halten. Dies betrifft auch Gewässer, die durch bergbaubedingte Schadstoffeinträge beein-
trächtigt sind.
Einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung der Bewirtschaftungsziele kann die technische
Wasserbehandlung durch die Entfernung von Schadstoffen aus dem Wasserpfad leisten. Zur
Reinigung von bergbaulich beeinflussten Wässern finden, abhängig von deren Menge und
Beschaffenheit, unterschiedliche Verfahren Anwendung.
Bei der Bewertung der Verhältnismäßigkeit der eingesetzten Reinigungsverfahren stellt die
Wirtschaftlichkeit einen Hauptfaktor dar. Viele Reinigungsverfahren beruhen auf Fällungs-
prozessen, die den Anfall beträchtlicher Mengen von Fällungsschlämmen bedingen, welche
meist aufwendig entsorgt werden müssen.
Das Ziel dieser Studie ist es, Lösungsmöglichkeiten für die Nachnutzung von Abprodukten
aus Wasserreinigungsanlagen (WRA) zusammenzustellen und damit auf der einen Seite
einen Beitrag zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit solcher Anlagen zu liefern und auf der
anderen Seite den Kenntnisstand zur Problematik zu recherchieren und festzuhalten.
Mit dieser Studie soll einerseits eine umfassende Recherche und Auswertung der internatio-
nalen Literatur vorgenommen werden. Diese Arbeiten werden jedoch ausschreibungsgemäß
auf die Situation in Sachsen fokussiert. Dies bedeutet, dass Rechercheergebnisse zur
Nutzung bestimmter Abprodukte nur dann relevant sind, wenn entweder ein solches
Reaktionsprodukt auch in Sachsen bei gleichen oder anderen Reinigungsverfahren anfällt
oder eine Anwendung des Reinigungsverfahrens mit gleichen Abprodukten in Sachsen
offensichtlich sinnvoll erscheint oder ein Einsatz bevorsteht.
Folgende Schwerpunkte wurden im Wesentlichen bearbeitet:
• Grundlegende Recherche und Darstellung der Wasserreinigungsanlagen und ihrer
Abprodukte in Sachsen
• Literaturrecherche möglicher Nachnutzungsoptionen von Abprodukten aus Wasser-
reinigungsanlagen
• Beispielhafte, konkrete Dimensionierung von Nachnutzungsoptionen der Abprodukte
aus Wasserreinigungsanlagen in Sachsen.

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- KONZEPTION DER BEARBEITUNG -
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2
KONZEPTION DER BEARBEITUNG
Im Rahmen der Studie werden die folgenden drei Themenkomplexe (Tabelle 1) bearbeitet:
Tabelle 1: Darstellung der Arbeitskomplexe.
Nr. Arbeitskomplexe
Teilleistungen
1
Grundlegende Recherche und
Darstellung der Wasserreini-
gungsanlagen (WRA) und ihrer
Abprodukte in Sachsen
Recherche der in Sachsen eingesetzten Reinigungs-
verfahren und der entstehenden Abprodukte
(vertiefende Betrachtung von Eisenhydroxid-
schlamm (EHS))
Charakterisierung der Abprodukte (u.a. hydro-
chemische und physikalische Eigenschaften) und
deren mögliche Nutzung
Aufbereitung der Recherche und Systematisierung
der Ergebnisse
2
Literaturrecherche möglicher
Nachnutzungsoptionen von
Abprodukten aus WRA
Recherche zur Nutzung von Abprodukten aus WRA
(international/national)
Darstellung der Nutzungsoptionen für die unter
Komplex 1 systematisierten Abprodukte und
Diskussion vor dem Hintergrund sächsischer
Gegebenheiten
Prüfung der Verfüllung von Abprodukten (u.a. EHS)
in alte Filterbrunnen in den Kippen der Braunkohle-
bergbaugebiete als alternative Nachnutzungsoption
zum Rückbau von Brunnen
3
Beispielhafte Dimensionierung
von Nachnutzungsoptionen der
Abprodukte aus WRA in
Sachsen
Fallbeispiel für die Verfüllung von EHS in einen
alten Filterbrunnen im Kippenbereich der Braun-
kohlebergbaugebiete
Fallbeispiel für die konkrete Dimensionierung von
Nachnutzungsoptionen anfallender Abprodukte
einer WRA
Die umfangreiche Recherchearbeit wurde freundlicherweise von den folgenden Betreibern
von Bergbauwasser-Reinigungsanlagen in Sachsen unterstützt:
• Mitteldeutsche Braunkohlengesellschaft mbH (MIBRAG),
• Lausitz Energie Bergbau AG (LEAG),
• Lausitzer und Mitteldeutsche Bergbau-Verwaltungsgesellschaft mbH (LMBV),
• Saxony Minerals & Exploration AG (SME),
• Wismut GmbH.
Die Zuarbeiten wurden durch einen von G.E.O.S. erarbeiteten Fragebogen übermittelt. Die
Kernfragen des Fragebogens sind in Tabelle 2 aufgeführt. Die von den Betreibern der
Wasserreinigungsanlagen/Besitzern von Filterbrunnen ausgefüllten Bögen sind Anlage 1 zu
entnehmen.

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- KONZEPTION DER BEARBEITUNG -
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VITA-MIN
Tabelle 2: Fragebogen zur Übermittlung von Zuarbeiten durch die Betreiber von Wasserrei-
nigungsanlagen in Sachsen.
Wasserreinigungsanlagen
Anlage 1
Welche Wasserreinigungsanlagen werden in Ihrer Verantwortung betrieben?
Welche Technologien/Reinigungsverfahren werden in der Anlage eingesetzt?
Welche Chemikalien werden bei Ihren Technologien/Reinigungsverfahren
eingesetzt?
Welche Hauptkomponenten sollen durch die Wasserreinigung entfernt
werden?
Welche Behandlungskapazitäten besitzt die Anlage (m³/h)
und welche Wasservolumina werden tatsächlich behandelt (m³/a)?
Welche Stoffströme fallen jährlich zur Entsorgung an?
Welche Zusammensetzung besitzen die zur Entsorgung anfallenden Stoff-
ströme?
Welcher Entsorgungsweg ist für die zur Entsorgung anfallenden Stoffströme
aktuell vorgesehen?
Gibt es bereits eine Verwertung/Nutzung von Teilen dieser Stoffströme?
Filterbrunnen
Wie viele Filterbrunnen (auf Kippengelände) liegen in Ihrem Verantwortungs-
bereich?
Wie viele Filterbrunnen werden von Ihnen jährlich verwahrt/verfüllt?
Wie viele Filterbrunnen werden von Ihnen jährlich neu errichtet?
Welche durchschnittlichen Dimensionen (Durchmesser, Teufe) besitzen die
Filterbrunnen? Bei stark unterschiedlichen Dimensionen bitte möglichst die
jeweilige Anzahl angeben.
Welche Verfüllmaterialien kommen bei Ihnen zum Einsatz?
Wie wird das Verfüllmaterial eingebracht (Einspülen/Verpressen)?
Welchen Materialbedarf an Verfüllmaterial haben Sie pro Jahr?
Wie viele Ihrer Filterbrunnen befinden sich auf Kippengelände bzw. im
Gewachsenen (absolut oder prozentual)?

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- ZUSAMMENFASSUNG DER IN SACHSEN BETRIEBENEN WASSERREINIGUNGSANLAGN -
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3
ZUSAMMENFASSUNG DER IN SACHSEN BETRIEBENEN WASSERREI-
NIGUNGSANLAGN
3.1 KATEGORISIERUNG DER WASSERREINIGUNGSANLAGEN
Zur Darstellung der in Sachsen zur Behandlung bergbaubeeinflusster Wässer betriebenen
Wasserreinigungsanlagen wird zunächst eine Kategorisierung des Bergbaus in Sachsen
vorgenommen. Die Kategorisierung basiert auf folgenden Eigenschaften:
• Bergbausparte
• aktiver Bergbau
• Sanierungsbergbau
• Rohstoff
• Braunkohlebergbau
• Erzbergbau
Anhand dieser Kategorisierung ist es möglich, die Betreiber der WRA den jeweiligen
Bergbausparten/Rohstoffen zuzuordnen (Tabelle 3).
Tabelle 3: Kategorisierung des Bergbaus und Zuordnung der Betreiber von Wasserreini-
gungsanlagen in Sachsen.
Bergbausparte
Bergbaurohstoff
Betreiber von WRA
Aktiver Bergbau
Braunkohlenbergbau
MIBRAG
LEAG
Erzbergbau
SME
Sanierungsbergbau
Braunkohlenbergbau
LMBV
Erzbergbau (Uran)
Wismut
Im Folgenden werden die in Sachsen betriebenen Wasserreinigungsanlagen kurz vorgestellt.
3.2 WASSERREINIGUNGSANLAGEN IM BRAUNKOHLENBERGBAU
3.2.1
ANLAGEN DER MIBRAG
3.2.1.1
GWRA SCHLEENHAIN
Die MIBRAG betreibt seit 2010 westlich der Ortslage Neukieritzsch zur Behandlung von
Sümpfungswässern aus dem aktiven Tagebau Vereinigtes Schleenhain die Grubenwasser-
reinigungsanlage (GWRA) Schleenhain (Abbildung 1).

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- ZUSAMMENFASSUNG DER IN SACHSEN BETRIEBENEN WASSERREINIGUNGSANLAGN -
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VITA-MIN
Grubenwasserreinigungsanlage (GWRA):
Anlage, die einem
durch Bergbautätigkeit geprägten Wasserstrom die Eisenfracht
entzieht. Als technologisch kontrollierte Verfahrensschritte kom-
men Neutralisation, Oxidation, Fällung und Sedimentation zumeist
unter Zuhilfenahme von Neutralisationsmitteln und Flockungshilfs-
mitteln zur Anwendung (Bilek et al. 2013). (Bilek et al. 2013).
Abbildung 1: GWRA Schleenhain (Foto: MIBRAG, 2017).
In der Anlage können 2.700 – 3.600 m
3
/h behandelt werden. Im Jahr 2018 betrug die
Reinigungsleistung insgesamt 22,5 Mio m
3
. Als Reinigungsverfahren findet das klassische
Kalkfällverfahren Anwendung. Durch die Zugabe von Kalkmilch und Luftsauerstoff wird der
pH-Wert des Sümpfungswassers in den neutralen Bereich angehoben und der Eisengehalt
nach der Ausfällung von Eisenhydroxid auf < 3 mg/L gesenkt.
Die Restalkalinität des anfallenden Eisenhydroxidwassers (alkalisches Eisenhydroxidwasser,
kurz AEW) wird zur Verminderung der Kippenwasserversauerung in die untere Kippe
eingebracht.
3.2.1.2
IN-SITU-KONDITIONIERUNGSANLAGE PERES
Im Bereich des Abbaufeldes Peres des Tagebaus Vereinigtes Schleenhain, welches bis 2035
abgebaut werden soll, befindet sich die In-Situ-Konditionierungsanlage Peres. Diese Anlage
dient zur Aufbereitung von saurem und eisenhaltigem Kippenwasser.
Durch Zugabe von Kalkmilch erfolgt eine pH-Wert-Anhebung des separierten Kippenwassers
(max. 72 m³/h) bis in den basischen Bereich. Weiterhin wird durch einen statischen Mischer
(Strömungsmischer) Luftsauerstoff eingetragen. Im Anschluss wird das konditionierte

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- ZUSAMMENFASSUNG DER IN SACHSEN BETRIEBENEN WASSERREINIGUNGSANLAGN -
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Kippenwasser dem Filterbrunnenwasserstrom zugeführt (max. 1080 m³/h). Die Sedimenta-
tion erfolgt im Absetzbecken auf dem Tagebauliegenden.
3.2.2
ANLAGEN DER LEAG
Die LEAG, eine gemeinsame Marke der Lausitz Energie Bergbau AG, der Lausitz Energie
Kraftwerke AG sowie der Lausitz Energie Verwaltungs GmbH, ist das größte ostdeutsche
Energieunternehmen. Sie ist Betreiber der ostdeutschen Braunkohletagebaue sowie
Braunkohlenkraftwerke und betreibt diesbezüglich auch Reinigungsanlagen in Sachsen.
Abbildung 2: Lage der GWRA in Zuständigkeit der LEAG (aus Uhlmann
et al.
2013).
Die in den nachfolgenden Unterkapiteln aufgeführten Grubenwasserreinigungsanlagen
(GWRA) werden von der LEAG derzeit zur Grubenwasserreinigung, im Speziellen zur
Entfernung von Eisen (und teilweise Kohlensäure) eingesetzt.
3.2.2.1
GWRA TZSCHELLN
Die GWRA Tzschelln bereitet mittels Kalkfällverfahren Sümpfungswässer aus dem Tagebau
Nochten auf. Auf dem Gelände der Anlage befindet sich ebenfalls eine Pilotanlage (Fa.
G.E.O.S.), mit deren Hilfe neue Verfahren zur biologischen Eisenoxidation und zur Gewin-
nung von Eisenhydroxidsulfat getestet werden.
Die GWRA besitzt eine Behandlungskapazität von bis zu 3.500 m
3
/h. Im Jahr 2019 wurden
24 Mio. m
3
Sümpfungswasser gereinigt. Bei der Reinigung fallen jährlich 1,11 Mio. m
3
AEW
mit 1,5 – 2,5 % Trockensubstanz (TS) an. Seit 2019 werden mehr als 90 % des AEW durch
eine Fremdfirma (P.U.S. GmbH) entwässert und weiterverarbeitet.

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- ZUSAMMENFASSUNG DER IN SACHSEN BETRIEBENEN WASSERREINIGUNGSANLAGN -
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VITA-MIN
Abbildung 3: GWRA Tzschelln (LEAG, 2014).
3.2.2.2
GWRA KRINGELSDORF
Die GWRA Kringelsdorf bereitet ebenfalls mithilfe des klassischen Kalkfällverfahrens
Sümpfungswässer aus dem Tagebau Reichwalde auf.
Es werden durchschnittlich 14.100 m
3
/h (entspricht 124 Mio. m
3
/Jahr) in der GWRA
gereinigt. Im Jahr 2019 belief sich die Reinigungskapazität auf 89 Mio. m
3
Sümpfungswas-
ser. Bei der Reinigung fallen jährlich 0,515 Mio. m
3
AEW mit 0,5 – 1,5 % TS an. Seit 2019
werden, ähnlich wie bei der GWRA Tzschelln, mehr als 90 % des AEW durch die Fremdfirma
P.U.S. GmbH entwässert und weiterverarbeitet.
3.2.2.3
GWRA SCHWARZE PUMPE
Die GWRA Schwarze Pumpe bereitet Sümpfungswässer aus dem Tagebau Nochten und
Welzow-Süd auf. Auch bei dieser Anlage findet das Kalkfällverfahren Anwendung. Zusätzlich
wird durch eine Vorbelüftung Hydrogencarbonat physikalisch ausgetrieben, um so Neutrali-
sationsmittel einzusparen.
Die Reinigungskapazität der Anlage beträgt 13.100 m
3
/h (entspricht 115 Mio. m
3
/Jahr). Bei
der Reinigung fallen jährlich 1,33 Mio. m
3
AEW mit 1,5 – 2,5 % TS an. Dieses Abprodukt
wird in Tagebaurestgewässer eingeleitet. Seit 2019 wird eine Teilmenge im Probebetrieb
entwässert und durch eine Fremdfirma weiterverarbeitet. Der Regelbetrieb ist ab 2021
geplant.

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- ZUSAMMENFASSUNG DER IN SACHSEN BETRIEBENEN WASSERREINIGUNGSANLAGN -
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3.2.3
ANLAGEN DER LMBV
Die LMBV mbH ist bergrechtlich verantwortlich für die Wiedernutzbarmachung der vom
Braunkohlenbergbau beanspruchten Flächen sowie Sanierung des beeinträchtigten Wasser-
haushalts. In den ehemaligen Braunkohlenbergbaugebieten kommt es infolge des Grund-
wasserwiederanstiegs zum Eintrag von Eisenfrachten in die Gewässer. Zur Vermeidung der
bekannten Verockerungserscheinungen der Fließgewässer und Verschlammung der Gewäs-
sersohle betreibt die LMBV eine Vielzahl an Wasserreinigungsanlagen. Davon befinden sich
insgesamt vier Anlagen in Sachsen.
Die LMBV betreibt auf sächsischem Territorium dabei drei sogenannte modulare Wasserbe-
handlungsanlagen (MWBA). Bei den MWBA handelt es sich um eine Weiterentwicklung
stationärer Wasserbehandlungsanlagen. Sie nutzen die bewährten Verfahrensschritte der
Belüftung, Flockung und Sedimentation, wie sie in Grubenwasserbehandlungsanlagen
üblicherweise genutzt werden. Das flexible Verfahren funktioniert in einer Art Baukasten-
prinzip (Abbildung 4).
Abbildung 4: Schematische Darstellung zur Bauweise einer Modularen Wasserbehandlungs-
anlage (LMBV, 2017).
Die Anlage besteht grundsätzlich aus Reaktions-, Flockungs- und Sedimentationscontainern
sowie einem Schlamm-Eindicker. Vorteil dieser Anlagen ist es, dass der modulare Aufbau
beliebig angepasst und an wechselnden Standorten mehrfach eingesetzt werden kann.
Für die Aufbereitung von zuströmenden und gehobenen Grundwasser im Bereich der Spree
und der Kleinen Spree sowie an Fließen im Zustrom zum Südumleiter der Spree werden zur
Minimierung der Eisengehalte folgende Anlagen von der LMBV betrieben:
• MWBA Burgneudorf (Probebetrieb nach Anpassungsumbau)
• MWBA Neustadt/Spree (Einfahrbetrieb)
• MWBA Ruhlmühle (im Bau)

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- ZUSAMMENFASSUNG DER IN SACHSEN BETRIEBENEN WASSERREINIGUNGSANLAGN -
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VITA-MIN
Diese drei Anlagen sollen ab 2020/2021 in den Dauer-/Regelbetrieb übergehen. Alle drei
MWBA arbeiten nach demselben Behandlungsverfahren:
1) Neutralisation
2) Oxidation
3) Flockung
4) Sedimentation
5) EHS-Eindickung
6) EHS-Entwässerung
Detaillierte Angaben zu Anlagenkapazität, Volumina und anfallenden Stoffströmen sind
derzeit noch nicht möglich, da die Anlagen sich noch keine ausreichende Zeit im Regelbe-
trieb befinden.
3.2.3.1
MWBA BURGNEUDORF
Die MWBA Burgneudorf dient zur Reinigung von durch Brunnen vor der Kleinen Spree
gehobenen eisenhaltigen Grundwassers (Abbildung 5). Die Inbetriebnahme erfolgte Ende
2017, jedoch musste die Anlage kurze Zeit später umgebaut werden, da die Eisenkonzent-
ration im gehobenen Grundwasser höher war als ursprünglich geplant. Derzeit befindet sich
die umgebaute Anlage im Probebetrieb.
Insgesamt wurden zehn Brunnen als Abfangriegel südöstlich von Burgneudorf an der
Kleinen Spree errichtet, welche künftig das mit Eisen belastete Grundwasser sammeln und
zur modularen WBA abschlagen. Die Wasseraufbereitungskapazität der Anlage beträgt
360 m
3
/h.
Ziel ist es, mit Hilfe der Anlage ca. 400 kg Eisen pro Tag vor Eintritt in die Kleine Spree aus
dem Grundwasseranstrom abzufangen. Somit können 2.500 bis 3.500 t/a des anfallenden
EHS herausgefiltert werden.
Abbildung 5: MWBA Burgneudorf (links) mit Blick auf die Absetzbecken der alten GWRA
(LMBV, 2019a).

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VITA-MIN
3.2.3.2
MWBA NEUSTADT/SPREE
Im Juni 2019 wurde die MWBA Neustadt in Betrieb genommen und befindet sich seither im
Einfahrbetrieb. Die Anlage besteht aus acht Containern und hat eine Wasseraufbereitungs-
kapazität von 180 m
3
/h zur Behandlung von eisenhaltigem Wasser aus dem Neustädter
Fangegraben (LMBV, 2019a).
Abbildung 6: MWBA Neustadt (Foto: TWB Tief- und Wasserbau GmbH).
3.2.3.3
MWBA RUHLMÜHLE
Im November 2019 wurde mit dem Bau einer weiteren MWBA am Altarm der Spree in der
Nähe der Ruhlmühle und unweit des Neustädter Ortsteils Döschko begonnen. Die Bauphase
soll bis Ende 2020 abgeschlossen sein.
Die neue MBWA Ruhlmühle soll künftig bis zu 360 m
3
/h eisenhaltiges Wasser aus dem
Altarm der Spree behandeln und die Eisenfracht in der Vorflut reduzieren (LMBV, 2019a). Es
sollen der Spree täglich rund 1.200 kg Eisenhydroxid entzogen werden.
Die Anlage ist technologisch bauartgleich zu den Anlagen in Burgneudorf und Neu-
stadt/Spree. Sie besteht grundsätzlich aus Reaktions-, Flockungs- und Sedimentationscon-
tainern sowie einem Schlamm-Eindicker. Unterschiede treten lediglich bei der Ausführung
einzelner Anlagenkomponenten auf.
3.2.3.4
WAA BORNA WEST
Eine weitere Anlage in der Zuständigkeit der LMBV ist die Wasseraufbereitungsanlage (WAA)
Borna West, welche in den Jahren 2007 und 2008 errichtet wurde. Seit 2008 wird die
Anlage im Regelbetrieb gefahren.
Die WAA sichert die dauerhafte Befahrbarkeit der Staatsstraße (S50) und die Nutzung der
angrenzenden gewerblichen und landwirtschaftlichen Flächen. Die Geländesenke, in der sich
die Wasseraufbereitungsanlage befindet, ist im Zuge der bergbaulichen Tätigkeit entstanden
und kann nicht natürlich in Richtung des Vorfluters „Pleiße“ entwässern. Aufgrund der

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Wasserinhaltsstoffe (Fe
gelöst
110 bis 350 mg/L) konnte das ursprünglich betriebene Pump-
werk nur zeitlich befristet werden.
Der WAA fließt ein Gemisch aus Grund- und Niederschlagswasser zu, welches sich in einem
Regenrückhaltebecken sammelt. Von hier wird das Wasser über ein Pumpwerk in das
sogenannte Kontaktbecken gefördert, wo eine Belüftung/Oxidation und Neutralisation
mittels Weißkalkhydrat stattfindet. Zusätzlich wird vor dem sich anschließenden Sedimenta-
tionsbecken Flockungshilfsmittel zudosiert. Im Rundeindicker wird das gebildete Eisenhyd-
roxid abgetrennt und in einen Schlammspeicher überführt. Das Klarwasser wird über ein
zweites Pumpwerk über eine Druckleitung in die gut 1,2 km entfernte Pleiße befördert. Der
Schlamm verbleibt im Schlammspeicher und wird nach Bedarf über einen externen Entsor-
ger maschinell weiter entwässert und entsorgt.
Aufgrund des sinkenden Wasserdargebotes arbeitet die Anlage derzeit diskontinuierlich
(4-5 h pro Tag). Das zu reinigende Wasser besitzt einen hohen TIC-Gehalt, welcher für
einen erhöhten Kalkbedarf in der Neutralisation verantwortlich ist.
In 2017 wurden 143.761 m
3
gereinigt und 320 t EHS mit einem TS-Gehalt zwischen 35 und
40 % „produziert“ (UKAM, 2018).
Gegenwärtig stehen die Planungen für einen Umbau der Anlage kurz vor dem Ende. Ziel ist
das Erreichen eines quasikontinuierlichen Betriebes (mit reduziertem stündlichem Durch-
satz) sowie die Integration einer Vorbelüftung zur physikalischen TIC-Entfernung, welche
bereits im Pilotversuch erfolgreich erprobt wurde.
3.3 WASSERREINIGUNGSANLAGEN IM ERZBERGBERGBAU
3.3.1
ANLAGE DER SME AG
3.3.1.1
WBA PÖHLA
Die Saxony Minerals & Exploration AG (SME), ein in Sachsen aktives Bergbauunternehmen,
beabsichtigt die polymetallische Lagerstätte Pöhla-Globenstein in Nutzung zu nehmen und
die bergfreien Bodenschätze Wolfram, Zinn, Zink, Flussspat, Kupfer, Indium, Eisen, Silber
und Cadmium zu gewinnen.
Im Rahmen der Explorationsarbeiten wurde 2017 ein Erkundungsschacht errichtet. Für die
beim Abteufen des Erkundungsschachtes anfallenden Grund- und Grubenwässer ist eine
Behandlung notwendig, welche in der von der SME betriebenen WBA Pöhla erfolgt (nicht zu
verwechseln mit der WBA Pöhla der Wismut GmbH).
Die WBA verfolgt das Ziel der Elimination von Schwebstoffen/Trübung, Eisen und Metallen
(u.a. Arsen, Mangan) sowie die anschließende Einleitung des gereinigten Wassers in die
Vorflut, dem Luchsbach.
Das der Behandlung zugeführte Wasser aus dem Erkundungsschacht hat eine wechselnde
Zusammensetzung, die im Wesentlichen vom jeweiligen Betriebsregime beim Abteufen
abhängt.
Folgende Prozessführung wird bei der WRA angewendet:

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VITA-MIN
• Vorbehandlung der Grundwässer durch Flockung und Fällung zur
• stabilen Bildung von sedimentationsfähigen Partikeln bei den zeitweise vorlie-
genden Schwebstoffkonzentrationen von ≥ 100 mg/L,
• Flockung/Koagulation der Resttrüben durch Zudosierung von Eisen(III)-
chlorid sowie polymerbasiertem Flockungshilfsmittel (POLY SEPAR L 3000).
Die Feststoffe werden abschließend durch einen Lamellen-Schrägklärer abgeschieden. Die
Schlammentnahme erfolgt im zweiwöchigen Rhythmus. Der Fällschlamm wird fachgerecht
entsorgt/deponiert. Grundlage dafür bilden die Untersuchungen der Schlämme gemäß LAGA
sowie DepV.
Die Anlage besitzt eine Reinigungskapazität von 40 m
3
/h. Jährlich werden 160.000 m
3
Grund- und Grubenwasser behandelt, wodurch 160 t/a Fällschlamm anfallen.
3.3.2
ANLAGEN DER WISMUT GMBH
Seit Beginn der Sanierung der Hinterlassenschaften des Uranerzbergbaus stellt die Wasser-
behandlung eine der Hauptaufgaben der Wismut GmbH dar. Bei der Sanierung fällt mit
Schadstoffen kontaminiertes Wasser an. Dieses muss zum Schutz des Grund- und Oberflä-
chenwassers gefasst und in sogenannten Wasserbehandlungsanlagen gereinigt werden.
Typische Schadstoffe im zu behandelnden Wasser sind Uran, Radium, Arsen, Eisen und eine
Reihe anderer Schwermetalle. Die Abtrennung dieser Schadstoffe fordert, in Abhängigkeit
der vorliegenden Wasserqualität, der Menge und dem Behandlungsziel, unterschiedliche
Behandlungsverfahren.
Aktuell betreibt die Wismut GmbH sechs Wasserbehandlungsanlagen, davon vier in Sach-
sen, in denen die relevanten Schadstoffe durch chemisch/physikalische Vorgänge entfernt
werden.
Die Wasserbehandlung wird eine Aufgabe sein, die noch über viele Jahre hinweg betrieben
werden muss.
Die in den zu behandelnden Wässern der Wismut GmbH auftretenden Schwermetalle und
Radionuklide machen eine Nachnutzung der anfallenden Rückstände der WBA kaum
möglich.
3.3.2.1
WBA HELMSDORF
Die WBA Helmsdorf behandelt seit 1995 die anfallenden Wässer aus den industriellen
Absetzanlagen
(IAA)
Helmsdorf
und
Dänkritz
I
des
ehemaligen
Uranerz-
Aufbereitungsbetriebs Crossen (Abbildung 7). Hierbei handelt es sich um temporär vorhan-
denes Freiwasser und das anfallende und gefasste Sickerwasser im Umfeld der Absetzanla-
gen. Die zu behandelnden Wässer haben leicht basischen Charakter und sind durch relativ
hohe Gehalte an Arsen und Uran charakterisiert. Auch Radium wird hier gezielt abgetrennt.
In der Anlage wird ein modifiziertes Kalkfällverfahren zur Uranentfernung und einer selek-
tiven Abtrennung von Radium und Arsen eingesetzt.

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Infolge der extrem trockenen Witterung im Berichtsjahr 2018 waren nur etwa 0,32 Mio. m³
kontaminiertes Wasser in der WBA Helmsdorf zu behandeln, was diskontinuierlich im
Kampagnenbetrieb erfolgte (Wismut, 2018a).
Der in den Sedimentationsbecken anfallende Uran-Radium-Eisenarsenatschlamm wird in
einen Pufferbehälter gefördert. Dieser sogenannte Dünnschlamm wird über Pumpen in
Dekanter gefördert, in denen eine Entwässerung des Schlammes (Dickschlamm) stattfindet.
Anschließend werden die Rückstände mit Kraftwerksasche und Zement immobilisiert und
mittels Lkw an dafür vorgesehene Stellen im Bereich der Absetzanlage Helmsdorf eingela-
gert. Im Jahr 2018 wurden 754 m
3
des Immobilisates verbracht (Wismut, 2018b).
Die behandelten Wässer werden direkt in die Zwickauer Mulde eingeleitet. Der Durchsatz
der WBA beträgt ca. 200 m³/h.
Es wird eingeschätzt, dass die Wasserbehandlung am Standort Helmsdorf noch mehrere
Jahre erforderlich sein wird. Jedoch ist die WBA aufgrund des künftig verringerten Wasser-
anfalls für die anstehenden Langzeitaufgaben mittlerweile zu groß dimensioniert, um
effektiv betrieben werden zu können. Daher plant die Wismut GmbH den Bau und Betrieb
einer neuen kontinuierlich arbeitenden und vollautomatisierten Anlage, welche im Normal-
betrieb 30 – 60 m
3
/h von Uran und Arsen befreien soll.
Abbildung 7: WBA Helmsdorf (Wismut, 2019).
3.3.2.2
WBA SCHLEMA-ALBERODA
Aus dem aufsteigenden Wasser der Grube Schlema-Alberoda müssen die Schadstoffe Uran,
Radium, Arsen und Eisen so weit entfernt werden, dass das Wasser schließlich in den
Vorfluter Zwickauer Mulde eingeleitet werden darf. Die Behandlung des anfallenden Wassers
erfolgt in der Wasserbehandlungsanlage Schlema-Alberoda, nachdem es über ein Pumpen-
system der Grube entnommen und der WBA zugeführt wird (Abbildung 8). Die Anlage
besteht aus zwei etwa baugleichen Straßen, die im Abstand von zwei Jahren, 1999 und
2001, den Dauerbetrieb aufnahmen.

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Die Gesamtkapazität der Anlage beträgt ca. 1.150 m³/h. Die Rückstände der Wasserbe-
handlung werden immobilisiert und auf die Halde 371/I in einem extra dafür vorgesehenen
Verwahrort eingebaut. Die Behandlung des Grubenwassers kann erst dann eingestellt
werden, wenn die Schadstoffkonzentrationen soweit abgeklungen sind, dass das Wasser
direkt in den Vorfluter eingeleitet werden darf. Wann dies der Fall sein wird, ist derzeit noch
nicht vorhersehbar.
Aufgrund der monatelangen Trockenheit im Jahr 2018 war der Zutritt von Wässern in die
Grube gering, was sich in einem unterdurchschnittlichen Gesamtvolumen von 5,1 Mio. m
3
behandeltem Flutungswasser niederschlug. Dies entspricht einem mittleren Durchsatz der
Anlage von 601 m
3
/h, wodurch jährlich 865 m
3
Schlamm mit einem TS-Gehalt von 40 %
anfallen (Zeitraum 2014 – 2018).
Das Immobilisat der WBA Schlema-Alberoda ähnelt makrochemisch prinzipiell dem der WBA
Helmsdorf wegen des analogen Behandlungsverfahrens der modifizierten Kalkfällung unter
Immobilisierung der teilentwässerten Behandlungsrückstände mit Zement, hier aber ohne
Zusetzen von Kraftwerksasche.
Abbildung 8: WRA Schlema-Alberoda (Wismut, 2019).
3.3.2.3
WBA PÖHLA
Die Wasserbehandlungsanlage Pöhla wurde 1995 in Betrieb genommen und dient seither
zur Reinigung der aus der bereits vollständig gefluteten Grube Pöhla austretenden Wässer.
Die Abtrennung der Schadstoffe Uran, Radium, Arsen, Eisen und Mangan erfolgte zu
Betriebsbeginn durch selektive Fällverfahren. Da 1997 die Urankonzentration im Flutungs-
wasser unter den genehmigten Einleitwert sank, wurde die Uranabtrennung nunmehr
eingestellt.
Seit 1998 wurden mit Hilfe einer Pilotanlage intensive Untersuchungen zu einer alternativen
Behandlungsmethode des Grubenwassers der Grube Pöhla durchgeführt. Im Jahr 2003
erfolgte die Errichtung einer passiv-biologischen Wasserbehandlungsanlage (Abbildung 9).

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Abbildung 9: Constructed Wetland am Standort Pöhla zur Abtrennung von Fe, Mn, As und Ra
(Foto: G.E.O.S.).
Mit der Anlage wurden ca. 15 bis 20 m³/h Grubenwasser im Probebetrieb behandelt und
anschließend über den Schildbach in den Luchsbach abgegeben.
Der Probebetrieb zeigte jedoch, dass mit der biologischen Verfahrensstufe nicht die erwarte-
te Abtrennleistung erreicht wird und ein wirtschaftlicher Betrieb der Anlage langfristig nicht
möglich ist. Daher wurde für die mittel- und langfristige Behandlung des Grubenwassers die
vorhandene konventionelle WBA ertüchtigt und ab 2014 als weitgehend automatische
Anlage in Betrieb genommen (Abbildung 10).
Die Reinigung der anfallenden Grubenwässer basiert seither auf einer selektiven Abtrennung
von Radium und Arsen durch Fällung mit Bariumchlorid (BaCl
2
) und Eisenchloridsulfat
(FeClSO
4
). Zusätzlich erfolgt eine Oxidation mittels Wasserstoffperoxid (H
2
O
2
), da die
Wässer stark reduzierend sind.
Mit dieser WBA werden Volumenströme im Bereich von 10 - 60 m³/h behandelt. Die
Überwachung und Fernsteuerung der Anlage erfolgt über die WBA Schlema-Alberoda.

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Abbildung 10: Reaktionsbecken der WBA Pöhla (Wismut, 2019).
3.3.2.4
AAF KÖNIGSTEIN
Die kontrollierte Flutung der Grube Königstein erfordert die Hebung und Behandlung von mit
Schadstoffen belasteten Grubenwässern, bevor diese in den Vorfluter eingeleitet werden
dürfen. In Königstein übernimmt diese Aufgabe die Anlage zur Aufbereitung von Flutungs-
wasser (AAF) (Abbildung 11).
Das Behandlungsverfahren der Anlage beinhaltet seither folgende Aufbereitungsschritte: In
einem ersten Schritt wird das Uran weitestgehend durch Sorptionsprozesse aus dem
Grubenwasser entfernt (Ionenaustausch) und einer Verwertung zugeführt. Der zweite
Schritt der Wasserbehandlung beinhaltet die Entfernung der restlichen Schadstoffe, wie
Radium, Rest-Uran und Schwermetalle, mittels Kalkfällverfahren. Ein nachgeschalteter
Eindicker sorgt für das Absetzen der ausgefällten Feststoffe. Weiterhin wird das behandelte
Wasser in einem Klarwasserschönungsbecken geklärt und anschließend in die Elbe eingelei-
tet. Die entwässerten Rückstände werden in die Halde Schüsselgrund so eingebaut, dass
von ihnen keine Gefährdung für Mensch und Umwelt ausgehen kann.
Die AAF Königstein hat eine Behandlungskapazität von ca. 650 m³/h kontaminierten
Wassers. Im Jahr 2018 belief sich die zu behandelnde Wassermenge auf 3,4 Mio. m
3
. Die
Behandlung des geförderten Flutungswassers wird bis auf unbestimmte Zeit erforderlich
bleiben.
Es hat sich schließlich gezeigt, dass der Urangehalt im Wasser in den letzten Jahren
rückläufig war. Als eine wesentliche Maßnahme wurde deshalb der Ersatzneubau bzw. die
Optimierung der Wasserbehandlungsanlage vorgesehen. Der Umbau der Aufbereitungsanla-
ge findet seit Mitte 2018 bei laufendem Betrieb statt.
Das optimierte Behandlungsverfahren der Anlage sieht nunmehr kein Ionenaustauschver-
fahren vor und soll sich lediglich auf das konventionelle Kalk-Fällungsverfahren mit teilwei-
ser Schlammrückführung (HDS-Verfahren) beschränken. Neben dem Bau eines Hochleis-
tungseindickers waren auch das Einbinden eines Behandlungsschritts zur Mangan-
Entfernung mittels Kaliumpermanganat (KMnO
4
) und eine neue Filterpresse vorgesehen.

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Nach erfolgreichem Probebetrieb, in dem sich die umgebaute Wasseraufbereitungsanlage
derzeit befindet, kann die alte Anlage rückgebaut werden.
Im Jahr 2018 waren 590 m
3
Schlamm der AAF (Tendenz sinkend) mit einem TS-Gehalt von
40 % zu verbringen.
Abbildung 11: AAF Königstein (Foto: Wismut, 2019).

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- RECHERCHE DER IN SACHSEN EINGESETZTEN REINIGUNGSVERFAHREN -
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VITA-MIN
4
RECHERCHE DER IN SACHSEN EINGESETZTEN REINIGUNGSVERFAH-
REN
4.1 KONVENTIONELLES KALKFÄLLVERFAHREN
Eines der wichtigsten großtechnisch eingesetzten Verfahren zur Reduzierung der Eisenfracht
und Anhebung des pH-Wertes in bergbaubelasteten Gewässern ist das Kalkfällverfahren
(Abbildung 12).
Charakteristisch für dieses Verfahren ist die Erzeugung dünner Schlämme mit 1-5 %
Trockensubstanz. Daher wird dieses Verfahren auch gelegentlich als LDS (low density
sludge)-Verfahren bezeichnet (Wolkersdorfer, 2014). Diese Schlämme sedimentieren im
Vergleich zum HDS langsam und lassen sich schlecht entwässern. Das Verfahren wird
deshalb meist bei geringen bis mittleren Eisengehalten (<100 mg/L) im Wasser eingesetzt.
Abbildung 12: Verfahrensschema zur Fällung mit Kalkhydrat (Kalkfällverfahren)

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VITA-MIN
4.2 HDS-VERFAHREN
Das HDS (high density sludge)-Verfahren ist ein Kalkfällverfahren zur stufenweisen Neutra-
lisation saurer Bergbauwässer und zur Abtrennung von Schwermetallen (Abbildung 13). Ein
sehr großer Anteil des anfallenden Schlammes (80-95 %) wird wieder zurückgeführt. Das
führt zu einer wesentlich größeren Schlammdichte als beim LDS-Verfahren (Kap. 4.1) (Hüttl
& Paul, 2004; Märten, 2006).
Abbildung 13: Verfahrensschema des herkömmlichen HDS-Verfahrens (Märten, 2006).
Eine verbesserte Technologie mit einer gestaffelten Neutralisation entwickelten Heinze
et al.
(2002) auf der Grundlage von Laborversuchen von Demopoulos
et al.
(1995). Dies wird in
zwei Großanlagen der Wismut GmbH in Königstein und Ronneburg genutzt (Abbildung 14).
Abbildung 14: Verfahrensschema des verbesserten HDS-Verfahrens (Märten, 2006).
Vorteile der HDS-Technologie sind:
Limitierung der Übersättigung der Suspension bezüglich der Feststoffphasen,

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VITA-MIN
Ausfällung kristalliner Phasen wie FeOHSO
4
oder komplexer Mischphasen wie
Schwertmannit anstelle amorpher Phasen wie Fe(OH)
3
, damit geringerer Verbrauch
an Neutralisationsmitteln; Einsparung von ca. 20 % Kalk,
Nutzung des alkalischen Potenzials des Schlammes bei Rückführung,
Erhöhung der Partikelgröße, damit bessere Absetzraten im Eindicker, reduzierte
Baugröße,
Bildung eines hochdichten Schlamms (HDS) > 20 % im Schlammabzug mit besserer
Entwässerbarkeit.
Ein Nachteil besteht in dem technischen Aufwand für die Schlammrückführung.
4.3 BARIUMCHLORIDFÄLLUNG
Das Verfahren wird hauptsächlich zur Entfernung von Radium und Arsen aus Grubenwäs-
sern genutzt. Da diese Wässer stark reduzierend sind, erfolgt zunächst eine Oxidation mit
Wasserstoffperoxid. Die Fällung mittels Bariumchlorid (BaCl
2
) und Eisenchloridsulfat
(FeClSO
4
) wird von der Wismut GmbH in der WBA Pöhla angewendet. Das im Wasser
enthaltene Radium wird als Ba(Ra)SO
4
gefällt. Das Arsen lagert sich an die Eisenschlämme
an und wird mit diesen ausgefällt. Zu beachten ist, dass die Bariumsalze toxisch und
kostenintensiv sind. Eine Überdosierung ist deshalb zu vermeiden.
4.4 IONENAUSTAUSCHVERFAHREN
Mithilfe des Ionenaustauschverfahrens werden Wasserschadstoffe mittels bestimmter
Ionenaustauscherharze entfernt. Der am Harz angelagerte Schadstoff kann von diesem
wieder entfernt werden. Das Harz wird regeneriert und ist somit mehrfach einsetzbar.
Dieses Verfahren wird derzeit noch in der alten Anlage der AAF Königstein (Wismut GmbH)
zur Abtrennung des Urans aus dem Flutungswasser eingesetzt (vgl. Kap. 3.3.2.4). Der
Betrieb dieser
Anlage wird, aufgrund der nachweislich abnehmenden Urankonzentration im
Flutungswasser der Grube Königstein, demnächst eingestellt. Bei der neuen Wasseraufbe-
reitungsanlage ist das Ionenaustauschverfahren nicht mehr vorgesehen.
5
RECHERCHE ANFALLENDER ABPRODUKTE AUS SÄCHSISCHEN WAS-
SERREINIGUNGSANLAGEN
5.1 EISENHYDROXIDSCHLÄMME
Aufgrund der unterschiedlichen Entstehungsorte, der unterschiedlichen Wasserzusammen-
setzungen und der Prozessführungen in den Wasserreinigungsanlagen resultieren spezifi-
sche Eigenschaften der entstehenden alkalischen Eisenhydroxidwässer (AEW) und Eisenhyd-
roxidschlämme (EHS). Sie können wie folgt unterteilt werden:
1. EHS aus der Gewässerberäumung

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- RECHERCHE ANFALLENDER ABPRODUKTE AUS SÄCHSISCHEN WASSERREINIGUNGSANLAGEN -
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VITA-MIN
2. EHS aus Absetzanlagen
3. EHS aus WBA bei Flusswasser
4. EHS aus WBA bei Grundwasser
5. EHS aus In-lake-Wasserbehandlung
6. EHS aus GWRA aus dem Erzbergbau
5.2 MENGENBILANZIERUNG DER ABPRODUKTE FÜR SACHSEN
Für die Abschätzung der bei der Wasserbehandlung anfallenden Schlammmenge Material-
menge und -beschaffenheit die wichtigsten Faktoren. Die Materialmenge ist hauptsächlich
vom Wasserdurchsatz durch die Behandlungsanlage, der Masse der gebildeten und abtrenn-
baren Feststoffe und dem Wassergehalt der Suspension abhängig.
Die Mengenbilanzierung, der jährlich in den unter Kapitel 3 aufgeführten WRA anfallenden
Abprodukte, erfolgte unter Zuarbeit der WRA-Betreiber und ist in Tabelle 4 dargestellt.
Tabelle 4: Mengenbilanzierung der Abprodukte aus Sachsen.
Betreiber
WRA
Bezeichnung WRA
Typ Abprodukt
Menge der
Abprodukte
TS-Gehalt
[%]
MIBRAG
GWRA Schleenhain
AEW
k. A.
k. A.
In-Situ-Konditio-
nierungsanlage Peres
AEW
k. A.
k. A.
LEAG
GWRA Tzschelln
AEW
1,11 Mio. m
3
/a
(MW aus 2019)
1,5 – 2,5
GWRA Kringelsdorf
AEW
0,52 Mio. m
3
/a
(MW aus 2019)
0,5 – 1,5
GWRA Schwarze Pumpe
AEW
1,33 Mio. m
3
/a
(MW aus 2019)
1,5 – 2,5
SME
WBA Pöhla
EHS mit Ra, As,
Ba
160 t/a
k. A.
LMBV
MWBA Burgneudorf
EHS
k.A. (derzeit Einfahr-
bzw. Probebetrieb)
MWBA Neustadt/Spree
EHS
k. A.
MWBA Ruhlmühle
EHS
WAA Borna West
EHS
320 t/a
(MW aus 2017)
ca. 35
Wismut
WBA Helmsdorf
Uran-Radium-
Eisenarsenat-
schlamm
754 m
3
/a (Immobi-
lisat, MW aus 2018)
40
WBA Schlema-Alberoda
Uran-Radium-
Eisenarsenat-
schlamm
865 m
3
/a
(MW aus 2014-2018)
40
WBA Pöhla
EHS mit Ra, As,
Ba
216 m
3
/a
(MW aus 2014-2018)
4 – 5
AAF Königstein
EHS mit U
590 m
3
/a
(MW aus 2014-2018),
Tendenz sinkend
40
Die größten Mengen von alkalischen Eisenhydroxidwässern fallen mit 2,96 Mio m³/a in den
GWRA des Braunkohlenbergbaus an. Weitere 2.585 m³/a an EHS mit Fällprodukten von
Uran, Radium, Arsen und Schwermetallen entstehen in WRA des Erzbergbaus.

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VITA-MIN
5.3 ANALYSE DER EIGENSCHAFTEN DER ABPRODUKTE IM KONTEXT DER
REINIGUNGSVERFAHREN
Aufgrund der unterschiedlichen Beschaffenheit der Wässer und der verschiedenen Prozess-
führungen besitzen die entstehenden Schlämme spezifische physikalische und chemische
Eigenschaften.
Zum Umgang mit EHS wurden von Seiten der LMBV bereits umfangreiche Studien erarbei-
tet. Eisenhydroxidschlämme und eisenhaltige Schlämme, die im Sanierungsgebiet der LMBV
anfallen, werden laut LMBV (2014) wie in Tabelle 5 charakterisiert.
Tabelle 5: Typisierung der EHS aus dem Sanierungsbergbau/Braunkohle (LMBV, 2014).
Typ Entstehungsort Charakterisierung
Feststoffge-
halt
1
Fließgewässer;
EHS aus
Gewässerbe-
räumung
eisenhaltige inhomogene Gewässersedimente
geringe Reinheit (hoher Anteil klastischer und
organischer Stoffe)
gute Entwässerbarkeit
TOC 10-30 %
nach Eindicken/Entwässern transportfähig (LKW)
pH neutral
20-40 %
2
naturräumliche
Wasserbehand-
lungsanlagen;
EHS aus
Absetzanlagen
eisenhaltige inhomogene Gewässersedimente
Absetzanlagen ohne FHM und Neutralisations-
mittel
mittlere Reinheit (hohe Anteile organischer
Stoffe)
nach Eindicken/Entwässern transportfähig (LKW)
15-30 %
3
technische
Wasserbehand-
lungsanlagen für
Flusswasser;
EHS
aus WBA bei
Flusswasser
EHS in Form von alkalischem Eisenhydroxidwas-
ser mit FHM und Neutralisationsmittel
vergleichsweise hohe Reinheit (hoher organi-
scher Anteil)
schlechte Entwässerbarkeit
alkalisches Eisenhydroxidwasser nach Abzug
pumpfähig
sehr gering,
ca.
0,5-1,5 %
4
technische
Wasserbehand-
lungsanlagen für
Grundwasser;
EHS aus WBA
bei Grundwas-
ser
EHS in Form von alkalischem Eisenhydroxidwas-
ser mit FHM, Neutralisationsmittel und Calcit
hohe stoffliche Reinheit
nach Abzug pumpfähig
ggf. Schlammdichten bis 20 % bei entsprechen-
der Aufbereitung in GWRA
sehr gering,
ca.
0,5-1,5 %
5
chemische In-
lake-
Wasserbehand-
lung
chemische Wasserbehandlung durch Einsatz
mobiler Konditionierungsschiffe
Initialneutralisation bzw. Pufferung von Berg-
baufolgeseen
hohe stoffliche Reinheit
nachträgliche Vermischung mit klastischen und
organischen Stoffe durch seeinterne Prozesse
gering,
4-6 %

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VITA-MIN
Weiter betrachtet werden vor allem die EHS-Typen 3 und 4, die aus Wasserbehandlungsan-
lagen stammen und sich ebenso den entstehenden EHS des aktiven Braunkohlebergbaus
(MIBRAG, LEAG) zuordnen lassen.
Die von der LMBV durchgeführte Typisierung der EHS-Schlämme wurde im Rahmen des
gegenwärtigen Projektes durch einen weiteren Typ (Typ 6) für Schlämme aus dem Erzberg-
bau (aktiver Bergbau bzw. Sanierungsbergbau) erweitert (Tabelle 6).
Tabelle 6: EHS-Typen aus dem Erzbergbau.
Typ Entstehungsort
Charakterisierung
Feststoffge-
halt
6
Grubenwasser,
Sickerwasser;
EHS aus GWRA
EHS mit FHM, Neutralisationsmittel, Calcit, U,
Ra, As, Schwermetallen
Schlammimmobilisierung mit Zement oder
Kraftwerksasche
ca. 40 %
Die entstehenden Schlämme aus dem aktiven Erzbergbau sowie dem Sanierungsbergbau
des Erzbergbaus fallen gegenüber den Schlämmen aus dem Braunkohlebergbau in verhält-
nismäßig geringen Mengen an. Sie werden deponiert. Dazu gehören die Schlämme der WBA
Pöhla der SME.
Die uranhaltigen Flutungswässer der AAF Königstein erfordern eine gesonderte Behandlung.
Ein Merkmal der Anlage in Königstein ist die vorherige Abtrennung von Uran aus dem
Flutungswasser durch Ionenaustausch/Fällung. Es schließt sich die Aufbereitung zu einem
verwertbaren Urankonzentrat an. Vorher wurde der uranhaltige Schlamm auf einer Halde
am Standort verbracht (Märten 2006; Paul
et al.
2015). Aufgrund des rückläufigen Urange-
halts wird dieser Behandlungsschritt in den folgenden Jahren eingespart.
Zur Analyse der makrochemischen und physikalischen Eigenschaften der Abprodukte aus
den WRA zur Behandlung von durch den ehemaligen Uranerzbergbau beeinflussten Wässern
wurden freundlicherweise Daten von der Wismut GmbH zur Verfügung gestellt. Aufbereitete
Daten zur makrochemischen Zusammensetzung der bei den WRA der Wismut GmbH
anfallenden Immobilisate sind in Anlage 2 aufgeführt. Alle Immobilisate enthalten nicht
unerhebliche Mengen an radioaktiven Stoffen (Uran, Radium), Schwermetallen und Arsen,
was gegen eine Verwertung der Schlämme spricht.
Die weiteren EHS der Wismut GmbH werden aufgrund ihrer Inhaltsstoffe mit Zement, in
Helmsdorf zusätzlich mit Kraftwerksasche, immobilisiert und auf eigenen Halden deponiert
oder eingebaut. Das Immobilisat aus der WBA Helmsdorf ähnelt in seiner makrochemischen
Zusammensetzung dem der WBA Schlema-Alberoda (vgl. Tabelle A 6, Anlage 2).
Die Dichte der EHS aus GWRA beträgt ca. 1 bis 1,07 g/cm³, die Feststoffgehalte liegen bei
3,85 bis 6,23 %. (Bilek
et al.
2013) Damit sind diese EHS absaugbar und können über
Pipelines transportiert werden. Höhere Schlammdichten sind durch den Einsatz des HDS-
Verfahrens, durch Entwässern und Eindicken erreichbar.
Der Wasseranteil der EHS kann durch verschiedene Verfahrensstufen beeinflusst werden.
Hierzu gehören die Neutralisation oder die Zugabe von Flockungsmitteln, um die Aggregati-
on der Flocken und deren Sedimentation zu beschleunigen.

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- RECHERCHE ANFALLENDER ABPRODUKTE AUS SÄCHSISCHEN WASSERREINIGUNGSANLAGEN -
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Die anfallenden Schlämme unterscheiden sich in ihrer mineralogischen Zusammensetzung
und den chemischen Eigenschaften. So beeinflusst der Zusatz von Neutralisationsmitteln
oder Flockungshilfsmitteln die Eigenschaften wesentlich. In Sachsen ist das Kalkfällungsver-
fahren mittels Kalkmilch, z. T. in modifizierter Form, das am häufigsten eingesetzte Reini-
gungsverfahren. Deshalb kann als Klassifizierungsmerkmal u. a. der entstehende Car-
bonatanteil herangezogen werden, wie aus Tabelle 7 ersichtlich wird (Grötschke 2007).
Tabelle 7: Gliederung der Schlämme aus den Lausitzer
GWRA
(nach Uhlmann
et al
., 2004
aus Grötschke, 2007).
Schlamm
Eigenschaften
Carbonatschlämme und dominant carbonathaltige Misch-
schlämme
CaCO
3
≥ 30 % TS
unterschiedlich eisenhaltig
neutrale
Eisenhydroxidschlämme
unterschiedlich carbonathaltig
CaCO
3
~ 5-20 % TS
carbonatarm bis carbonatfrei
CaCO
3
≤ 3 % TS
Fe ~ 35-45 Ma% TS
saure Schwertmannitschlämme
pH < 3, S ≥ 2 % TS, kein
Carbonat
Mineralische, asche- und kohlehaltige Schlämme
lösliches Fe und Ca unterge-
ordnet
Wenn hohe Carbonatgehalte enthalten sind, werden diese als Carbonatschlämme und
dominant carbonathaltige Mischschlämme bezeichnet. Sie enthalten neben Calcit- und
Calciumhydroxid auch Al-, Mn-, As- und Schwermetallhydroxide (Wilck 2011). Die Carbo-
natschlämme sind schlecht entwässerbar und pumpfähig. Die Verbringung über Rohrleitun-
gen ist wirtschaftlich begrenzt. Deshalb sind hohe Stapelräume notwendig. Die Schlämme
werden auch in Zwischenspeichern gelagert. Durch ihren alkalischen Anteil werden sie zur
Neutralisation saurer Wässer genutzt, z. B. durch die MIBRAG zur Verminderung der
Kippenversauerung durch Einbringen in die untere Kippe, wodurch erhebliche Mengen an
Neutralisationsmitteln eingespart werden können. In Peres verbleiben sie aus diesem
Grunde im Sedimentationsraum.
Die Gehalte an Kohlenstoff der EHS aus WBA des Typs 4 betragen 2,8 bis 13,7 % und
setzen sich aus Calcit, detritischen Kohlepartikeln im Braunkohlebergbau und organischen
Bestandteilen zusammen. Die TIC-Werte betragen bis zu 3 %, in dominant carbonathaltigen
Mischschlämmen und den Carbonatschlämmen bis zu 7 %. Die EHS der GWRA Schwarze
Pumpe weisen aufgrund des TIC-reichen Grubenwassers bis zu 13 % Calcit auf und wirken
damit alkalisierend (Bilek
et al.
2013).
Aufgrund ihres hohen Eisengehaltes und der Reinheit können die EHS der LEAG und der
LMBV fast vollständig durch die P.U.S. GmbH weiterverarbeitet werden.
5.4 AUFBEREITUNG DER RECHERCHEDATEN UND SYSTEMATISIERUNG DER
ERGEBNISSE
Im Anschluss an die Recherche zu den in sächsischen WRA anfallenden Abprodukten
erfolgte eine Gruppierung nach deren Eigenschaften in Form übersichtlicher Kartendarstel-
lungen (Abbildung 15 bis Abbildung 17).

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- RECHERCHE ANFALLENDER ABPRODUKTE AUS SÄCHSISCHEN WASSERREINIGUNGSANLAGEN -
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Abbildung 15: Lage der derzeit betriebenen Wasserreinigungsanlagen in Sachsen.

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Abbildung 16: Übersicht zu den Reinigungsverfahren der in Sachsen betriebenen Wasserreinigungsanlagen.

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Abbildung 17: Übersicht zu den Typen der in sächsischen Wasserreinigungsanlagen anfallenden Abprodukte.

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6
LITERATURRECHERCHE MÖGLICHER NACHNUTZUNGSOPTIONEN
VON ABPRODUKTEN AUS WASSERREINIGUNGSANLAGEN
6.1 MÖGLICHE NACHNUTZUNGSOPTIONEN
Eine umfassende Literaturrecherche zur Nutzung von Abprodukten aus Wasserreinigungsan-
lagen bildete die Grundlage der Bewertungen. Der Fokus lag dabei stets auf den Nachnut-
zungsoptionen von in WRA anfallenden Eisenhydroxidschlämmen.
Für die anfallenden Rückstände aus Wasserreinigungsanlagen sollen laut des EHS-
Konzeptes der LMBV (2019b) entsprechend des Kreislaufwirtschaftsgesetzes (KrWG, 2017),
in dem Abfälle vor allem vermieden, verwertet oder wenn das nicht möglich ist, beseitigt
werden sollen, die folgenden Prioritäten beachtet werden, die zu verallgemeinern sind:
Vermeidung vor Verwertung vor Verspülung vor Deponierung
6.1.1
VERMEIDUNG
Rückstände können nicht vermieden, aber verringert werden, wenn Planung und Betrieb der
Aufbereitungsanlagen optimiert werden. Dazu gehören die folgenden Aspekte:
Art der Aufbereitung
Typ und Größe der Anlage
Art und Einsatzmengen der Zusatzstoffe
Betriebseinstellungen
Flexibilität des Aufbereitungsverfahrens, Anpassung an schwankende Wasserqualitä-
ten und Durchsätze
Verminderung der Abfälle durch Rückführung.
Im Sanierungsgebiet der Lausitz sind die folgenden Maßnahmen zur Verminderung der
Eisenfracht in Fließgewässern durch Verhinderung oder Minimierung eisenhaltiger Grund-
wässer möglich durch:
Minderung des Grundwasserzustroms z. B. durch hydraulische Barrieren (Dichtwän-
de) oder Reduzierung der Grundwasserneubildung – Pilotversuch an Kippe Witznitz
(hohe Investitionskosten, langfristige Maßnahme); aber: in der Lausitz spielt Grund-
wasserneubildung für Grundwasserströmung nur eine geringe Rolle,
Untergrundwasserbehandlung (Ausfällung des Eisens im Grundwasserleiter bevor es
ins Fließgewässer gelangt), z. B. oxisch durch Reinfiltration eines sauerstoffangerei-
cherten Teilstroms oder durch Gaslanzen in neutralen bis alkalischen Grundwässern
oder anoxisch durch Ausfällung von Eisensulfid (Stimulation durch Zugabe einer or-
ganischen Kohlenstoffquelle und von Nährstoffen) – anoxisches Pilot- und Demovor-
haben am Standort Ruhlmühle,

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- LITERATURRECHERCHE MÖGLICHER NACHNUTZUNGSOPTIONEN VON ABPRODUKTEN AUS
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hydraulische Abfangmaßnahmen, um den Zutritt eisenhaltiger Grundwässer in Ober-
flächengewässer zu verhindern, durch Grundwasserfassung ohne Belüftung mit Ab-
fangriegeln (Brunnengalerie, Drainagen, Rigolen) - über Rohrleitungen kann Wasser
direkt in tiefere Bereiche der Bergbaufolgeseen geleitet werden in denen das EHS
ausfällt; durch Abfanggräben in denen parallel zu den Hauptgewässern eisenhaltige
Wässer zur Verringerung der Behandlungskosten geleitet werden (LMBV, 2014).
Geeignet sind aus Sicht der LMBV vor allem für das südliche Spreegebiet hydraulische
Abfangmaßnahmen, bei denen anschließend die gefassten Wässer in einen Bergbaufolgesee
überführt werden (LMBV, 2014).
6.1.2
VERWERTUNG DER ABPRODUKTE AUS SÄCHSISCHEN WASSERREINIGUNGSANLAGEN
Die Abprodukte aus den in Kapitel 3 aufgeführten sächsischen Wasserreinigungsanlagen
werden wie in Tabelle 8 aufgeführt entsorgt oder einer Nachnutzung zugeführt:
Tabelle 8: Anfallende Schlämme aus WRA in Sachsen und deren Verwertung.
Betreiber Anlage
Entsorgung
Nutzung
LEAG
GWRA Tzschelln
2019 ca. 10% Rand-
schlauch
2019 > 90% Verwertung
GWRA Schwarze
Pumpe
Einleitung in Tagebaurest-
gewässer
seit 2019 Teilmenge im
Probebetrieb entwässert
und weiterverarbeitet
GWRA Kringelsdorf
2019 ca. 10% Zwischen-
speicher
2019 > 90% Verwertung
LMBV
MWBA Burgneudorf
Deponie
-
MBWA Neustadt
Deponie
-
MWBA Ruhlmühle
Deponie
-
MIBRAG
GWRA Schleenhain
-
Einbringen in untere
Kippe
In-situ-
Konditionierungs-
anlage Peres
-
im Sedimentationsraum
auf Tagebauliegendem
SME
Pöhla
Deponie
-
Wismut
WBA Schlema-
Alberoda
Immobilisierung, Deponie-
rung auf Halde 371/1
-
WBA Pöhla
Deponierung
-
AAF Königstein
Deponierung in Halde
Schüsselgrund
-
WBA Helmsdorf
Immobilisierung mit Asche
und Zement; Einlagerung in
Absetzanlage Helmsdorf
-

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Da die Schlämme unterschiedliche Inhaltsstoffe aufweisen, richtet sich deren Nutzung nach
ihrer chemischen Zusammensetzung, der physikalischen Beschaffenheit, der Regelmäßigkeit
der Entstehung, der Art der Lagerung, der Lagerungszeit sowie den Möglichkeiten für
Verladung und Transport. Die Rückstände sollten als Wertstoffe betrachtet und den Roh-
stoffkreisläufen wieder zugeführt werden, wobei für jeden einzelnen Schlamm technische,
rechtliche und betriebswirtschaftliche Gesichtspunkte und Maßnahmen der Entsorgungssi-
cherheit und Nachhaltigkeit betrachtet werden müssen (DVGW W 221-3).
Das Konzept der LMBV (2014) sieht vor, die anfallenden Rückstände möglichst einer
Verwertung zuzuführen oder, wenn dies wegen ihrer stofflichen Zusammensetzung nicht
möglich ist, eine gesetzeskonforme und umweltfreundliche Lösung zu finden. Entscheidend
ist immer die chemische Analyse der Rückstände. Für eine stoffliche Verwertung muss der
EHS in hoher Reinheit vorliegen, was normalerweise nur bei der Abtrennung in technischen
Anlagen realisierbar ist (Typ 3 und 4).
6.1.3
VERWENDUNG ALS ADSORPTIONSMITTEL
Auf vielfältige Weise werden Eisen-/Manganschlämme in originaler Form oder als höherwer-
tiges Produkt in Abwasseranlagen, Faulbehältern oder Biogasanlagen eingesetzt. Es eignen
sich vor allem kalkreiche neutrale Eisenhydroxidschlämme. Sie binden Schwefelwasserstoff
und adsorbieren u. a. Phosphat. Nach der Reduktion kann Eisen auch zur Phosphorfällung
genutzt werden.
Das als Rückstand anfallende Eisen(III)-hydroxid ist aufgrund seiner chemischen Aktivität
sehr gut für die Bindung von Arsenat-, Phosphat- oder Sulfid-Ionen in wässrigen Medien
geeignet.
Die folgenden Gleichungen stellen die Umsetzung von Eisenhydroxid mit Phosphat-,
Arsenat- und Schwefelwasserstoff dar:
Fe(OH)
3
+ H
3
PO
4
FePO
4
+ 3 H
2
O
Bildung von stabilem Eisenphosphat
Fe(OH)
3
+ H
3
AsO
4
FeAsO
4
+ 3 H
2
O
Bildung von stabilem Eisenarsenat
2 Fe(OH)
3
+ 3 H
2
S
Fe
2
S
3
+ 6 H
2
O
Bildung von stabilem Eisensulfid
Schadstoffe können auf diese Weise eliminiert werden.
6.1.3.1
SANIERUNG VON GEWÄSSERN
Zur Sanierung von Gewässern wird ein resuspendierter pumpfähiger Schlamm gleichmäßig
über Rohrleitungen in tiefe Lagen naher Bergbaufolgeseen eingebracht (In-lake Verfahren).
Auf diese Weise können im Sediment Phosphor und Schwefelwasserstoff gebunden und dem
weiteren Stoffkreislauf entzogen werden. In stark eutrophen Binnengewässern erfolgt eine
Nährstoffelimination. Die Sedimente in den Seen werden durch die Bildung von Eisensulfi-
den stabilisiert. Gleichzeitig wird der Anteil von Eisen oder granuliertem Eisenhydroxid
erhöht, um Rücklösungen von Phosphor zu verhindern.

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6.1.3.2
VERHINDERUNG VON GERUCHSBELÄSTIGUNGEN
Wenn in Kanalisationssystemen eine ungenügende Auslastung herrscht, können infolge der
bakteriellen Umsetzung schwefelhaltiger Verbindungen im Abwasser Geruchsbelästigungen
und Gesundheitsgefährdungen, vor allem an Pumpwerken und Übergängen von Drucklei-
tungen in Freispiegelleitungen, und Schwefelsäurekorrosion auftreten. Langfristig entstehen
Folgekosten an Bauwerken der Kanalisation. Lösungsansätze, um diese zu verhindern,
wurden im Institut für Kulturtechnik und Siedlungswasserwirtschaft der Universität Rostock
und der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) zusammengestellt. Unter anderem ist
die Dosierung von Wasserwerksschlamm oder aufbereitetem Wasserwerksschlamm nach
ATV-DVMK-M (2003) geeignet. Mit Hilfe der Eisenhydroxidschlämme werden Schwefelwas-
serstoff gebunden, elementarer Schwefel und schwerlösliches Eisensulfid gebildet. Die
Wirkung bezieht sich nur auf den Schwefelwasserstoff, nicht auf andere Geruchsstoffe. Für
die Anwendung muss ein pH-Wert > 6 vorliegen, da sonst bereits gebundene Eisensulfide
wieder gelöst werden können. Der zusätzlich gebildete Schlamm muss abgetrennt werden.
(Barjenbruch & Dohse, 2004).
6.1.3.3
NUTZUNG ALS GRANULATE ODER FLÜSSIGES REAKTIONSMITTEL
Granulate, die auch aus dem Eisenschlamm der Wasseraufbereitung hergestellt werden
können, werden z. B. in Turmentschweflern zur Reinigung des Faulgases, zur Behandlung
von Regenwasser, zur weiteren Reinigung von Abläufen aus Kleinkläranlagen, als Absorpti-
onsmasse in Festbettfiltern oder als Filtermaterial in Pflanzenkläranlagen genutzt. In
letzteren wird dadurch die Phosphatadsorption verbessert.
FerroSorp®
FerroSorp®-Produkte können für die folgenden Bereiche eingesetzt werden:
Behandlung von Oberflächenwässern,
Behandlung von Regenabflusswässern,
Gasreinigung in kommunalen Kläranlagen und
Gasreinigung auf Biogasanlagen.
Für jede Nutzungsart steht ein modifiziertes Produkt zur Verfügung (P.U.S. GmbH, He Go
Biotec GmbH).
Eine spezielle Zulassung ist für den Einsatz als Adsorptionsmittel im Trinkwasserbereich
erforderlich. In geogen vorbelasteten Gebieten ist das Granulat in Wasserwerken zur
Elimination von Arsen einsetzbar (LMBV, 2014).
Der Grenzwert für Arsen liegt bei 10 μg/l (TrinkwV). Für den Einsatz fester Adsorptionsmit-
tel im Festbettfilter für die Trinkwasseraufbereitung ist eine Zulassung nach Trinkwasser-
verordnung notwendig.
FerroSorp®-Produkte werden auch zur Bindung von Schwermetallen und Arsen in Altstand-
orten eingesetzt, z. B. in der Abwasserreinigung der Urangrube Pöhla (Kießig
et al.
, 2004).
GoSil®

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Bei GoSil® handelt es sich um flüssiges Reaktionsmittel (enthält Eisenhydroxid) zur
Verhinderung von Korrosion und Geruch im Abwasserkanal unter Bildung von schwerlösli-
chem Eisensulfid.
Aufbereitete Eisenhydroxidschlämme aus der Trinkwasseraufbereitung, wie GoSil® können
einfach gehandhabt werden und sind „nicht wassergefährdend“. Es sind beim Einsatz keine
speziellen Sicherheitsvorschriften zu beachten. GoSil® 100 ist eine Suspension, die eine
rotbraune Farbe und eine niedrige Viskosität von 50-250 mPa*s mit einem Eisengehalt von
etwa 3,4 % und einem pH-Wert von 3 aufweist. Eine Überdosierung sollte aus wirtschaftli-
chen Gründen vermieden werden (HeGo Biotec GmbH, 2019; FH Köln, 2005; Kretschmann
et al.
, 2004).
Nach Untersuchungen von Barjenbruch & Dohse (2004) wurde eine Dosiermenge von
0,91 kg/m³ GoSil® 100 in der Druckrohrleitung benötigt, um die Entwicklung von Schwe-
felwasserstoff auf ein Minimum zu reduzieren.
6.1.4
VERWENDUNG IN DER ZIEGEL- UND KERAMIKHERSTELLUNG
In der Ziegel- und Keramikherstellung lassen sich grundsätzlich kalk-, eisen-, mangan- und
aluminiumhaltige Wasserwerksrückstände bis zu 5 % einsetzen. Hergestellt werden
Hintermauerziegel, Pflanzgranulate, Sanitärkeramik, Klinker und andere Vormauerziegel,
Pflasterklinker, Dachziegel, Mauer- und Deckenziegel, Blumentöpfe und verschiedene
Sonderziegel. Bei der Zumischung zur Ziegelrohmasse muss beachtet werden, dass in jeder
Ziegelei das eigene Produktionsverfahren hinsichtlich Rohstoffveränderungen nur in
gewissem Umfang flexibel ist. Kalkhaltige Beimischungen färben die Masse beige und
verringern Fluor- und Schwefelemissionen. Organische Stoffe dienen der Porosierung des
Ziegels, der als Wärmedämmziegel eingesetzt werden kann. Eisen färbt den Ziegel rot,
Mangan hingegen dunkel. Nachteilig wirken sich vorhandene Schwermetalle, Fluorid-,
Chlorid- und Schwefelverbindungen aus, die die Emission von Abgasen erhöhen. Organische
Substanzen können die Frostbeständigkeit beeinflussen und durch Erhöhung der Porosität
die Brennzeit verlängern (DVGW W 221-3 (A), 2014).
Als Eisenoxidpigment lassen sich vor allem kalkarme neutrale Eisenhydroxidschlämme in
Baustoffen, wie Ziegeln, nutzen.
6.1.5
VERWENDUNG ALS NEUTRALISATIONSMITTEL
Die Neutralisation von Bergbaufolgeseen und die Aufrechterhaltung eines neutralen pH-
Wertes von 6-8 sind sehr kostenintensiv. Bisher werden vor allem Branntkalk (CaO),
Kalksteinmehl (CaCO
3
), Kalkhydrat (Ca(OH)
2
) und Soda-Produkte (Na
2
CO
3
) eingesetzt
(LMBV 2017a).
Das alkalische Potenzial des Eisenhydroxidschlammes kann zur Neutralisierung saurer
Tagebauseen genutzt werden. Um den Schlamm verspülen zu können, muss die Pumpfähig-
keit gewährleistet sein. Dazu ist ein Wassergehalt von mindestens 80 % erforderlich. Für die

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Verspülung von Dünnschlämmen sind Trockensubstanzen von 0,1 bis 1,5 % nachgewiesen
worden. Beispiele hierfür sind außerhalb Sachsens die GWRA Rainitza mit 1,05 % TS sowie
die GWRA Lichterfeld mit 0,5 % TS und für Sachsen die GWRA Schleenhain mit 0,2-0,7 %
TS (IPP HYDRO CONSULT GmbH, 2014). Mit dieser kostengünstigen Behandlung können
große Seevolumina behandelt werden. Die stromabwärts gelegenen Grundwasserkörper
werden gleichzeitig mit saniert und beeinflussen die benachbarten Seen. So profitierte der
Tagebausee Skado schon nach einem Jahr von der Behandlung des Tagebausees Koschen.
(Scholz, 2005).
Die Verspülung in einen Bergbaufolgesee für EHS aus Fließgewässern und naturräumlichen
Absetzanlagen wäre eine Alternative zur Deponierung. Es ist von Vorteil, die Verspülung nur
auf wenige Gewässer zu begrenzen, um die Belastung der Ökosysteme zu minimieren. Der
Eisenhydroxidschlamm verbleibt in dem entsprechenden See. Wenn die technische Entwick-
lung eine wirtschaftliche Verwertung zulässt, kann der EHS in Zukunft zurückgewonnen
werden (LMBV, 2014).
Beispiele für eine erfolgreiche In-lake-Behandlung von sauren Bergbaufolgeseen stellen die
Restlöcher Burghammer, Koschen und Scheibe dar sowie der Lichtenauer, Schlabendorfer
und der Drehnaer See. Die Eisenverbindungen wurden gefällt und verbleiben im Sediment
(Uhlmann, 2014).
6.1.6
VERWENDUNG ZUR ABDECKUNG UND REKULTIVIERUNG VON FLÄCHEN
Entwässerte Wasserwerksschlämme, besonders carbonathaltige Schlämme, können für die
Rekultivierung von Bergbauflächen, Deponien und Altlasten nach der Vorbehandlung in
Bodenmischanlagen oder einem Erdenwerk eingesetzt werden. Sie dienen ebenso der
Bodenverbesserung. Die Umweltverträglichkeit ist hierbei von den Inhaltsstoffen, der
ausgebrachten Menge, der Folgenutzung und den hydrologischen Verhältnissen sowie dem
pH-Wert für mögliche Rücklösevorgänge abhängig.
So werden Eisenhydroxidschlämme und –sedimente zur Abdeckung von LMBV-eigenen
Kalihalden genutzt, um die Salzausspülung aus diesen zu verringern.
6.1.7
VERWENDUNG ALS FLOCKUNGSHILFSMITTEL
Aus Eisen- und Aluminiumschlämmen können, nach Zugabe von Schwefelsäure als Redukti-
onsmittel (pH=3,5), Flockungsmittel für die Wasseraufbereitung rückgewonnen werden. Das
dabei gelöste Aluminium kann mittels Ionenaustauscher aufkonzentriert werden. Ein
Nachteil dieser Flockungsmittel besteht darin, dass sie neben Eisen und Aluminium viele
weitere Inhaltsstoffe besitzen.

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6.1.8
VERBRINGUNG VON EHS
Verfüllung von Hohlräumen
Bei der Rohstoffgewinnung können entstehende Hohlräume mit EHS verfüllt werden. Das
gilt sowohl für den Sanierungsbergbau als auch für den aktiven Bergbau. Dabei wird das
EHS mit anderen Massen gemischt und soweit aufbereitet, dass die Anforderungen an die
Plastizität erfüllt werden und eine Rückverflüssigung nicht möglich ist. Die Oberfläche wird
anschließend mit Oberboden abgedeckt.
Nach dem Verfüllen von Hohlräumen muss die bergrechtliche Verpflichtung zur Gewährleis-
tung der öffentlichen Sicherheit nach der Verfüllung dauerhaft gegeben sein.
Laut Bilek et al. (2013) existieren für die Verbringung relativ reiner EHS-Schlämme in
bergbauliche Hohlformen Präzedenzfälle, z. B. für die GWRA Rainitza und die GWRA
Tzschelln. EHS Typ 4 können in bergbaurechtliche Hohlformen verspült werden. Der Vorteil
ist, dass diese EHS-Lagerstätte zukünftig als Sekundärlagerstätte für Eisen dienen könnte.
Da die Hohlformen bereits existieren und in den meisten Fällen schon unter Bergrecht
stehen, sind für den EHS vom Typ 4 geringe genehmigungsrechtliche Hürden zu erwarten.
Ablagerung auf Kippenarealen
Auf Kippenoberflächen des Sanierungs- und des Aktivbergbaus können EHS als Halde oder
Tailing genutzt werden. Die Nutzung unterliegt dem Bergrecht. In Tailings können alle
Schlammtypen verbracht werden. Für die Schlammtypen 2, 3 und 4 ist dafür keine Entwäs-
serung nötig. Der EHS kann eingespült werden. Auf Halden werden dagegen vorrangig EHS
des Typs 1 gelagert. Die anderen Schlämme müssten zuerst entwässert werden. (Bilek
et
al.
, 2013)
Ein Teil der alkalischen Eisenhydroxidwässer der GWRA Kringelsdorf wird zur Neutralisation
der sauren Kippenwässer in Braunkohleabraumkippen genutzt. Damit wird gleichzeitig eine
alkalische Reserve für den Zeitraum nach dem Grundwasserwiederanstieg geschaffen.
Hierfür steht ein Alterungsbecken mit einer Fläche von ca. 19 ha mit einem Schlammvolu-
men von 680.000 m³ zur Verfügung. Auch AEW der Grubenwasserreinigungsanlage
Schwarze Pumpe wird in das Restgewässer Spreetal-NO verbracht (Koch & Wach, 2017).
Eintrag in Kippenkörper des Aktivbergbaus
EHS der Typen 2 bis 4 können auf Bermen in Kippenkörpern großflächig verspült werden.
Die EHS trocknen natürlich ab und können anschließend überkippt werden. Das bei der
MIBRAG zugelassene Verfahren ist gegenüber der Einspülung in Tailings wesentlich kosten-
günstiger. Kompakte, vorher entwässerte EHS können in die Kippenkörper über oder unter
dem Grundwasserspiegel eingebaut werden. Damit wird sich die rücklösende Eisenfracht
vermindern. Die Stabilität des Kippenkörpers ist geotechnisch vorher zu untersuchen (Bilek
et al.
, 2013).

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6.1.9
DEPONIERUNG
EHS kann zwischengelagert und endgelagert werden. Eine Zwischenlagerung erfolgt z. B. in
Schlammstapelbecken und dient gleichzeitig der Vorhaltung und der natürlichen Entwässe-
rung der Schlämme. Die Endlagerung auf einer Deponie ist gegenwärtig für Schlämme des
Typs 1 und 2 wegen ihrer heterogenen Zusammensetzung und für besonders belastete
Schlämme, wie saure Schwertmannitschlämme, die einzige Entsorgungsoption.
Eine Deponierung der EHS ist dauerhaft nicht vertretbar, da enorme Kosten anfallen. Je m³
fallen etwa 70 € an (LMBV, 2014).
Die Schlämme können auf Fremddeponien abgelagert werden. Langfristig stehen die
erforderlichen Deponiekapazitäten aber nicht zur Verfügung. Deshalb stehen Monodeponien
im Rahmen des Sanierungsbergbaus zur Disposition. Von der LMBV wurde als Alternative
zur Deponie eine eigene Monodeponie geprüft, die nur einen Stoff, die EHS, enthält. Sie
nimmt EHS aus der Wasserbehandlungsanlage Plessa auf (LMBV, 2014).
6.1.10 SITUATION IN SACHSEN
In Sachsen steht die P.U.S. GmbH (Produktions- und Umweltservice GmbH) in Lauta für die
Weiterverarbeitung von eisenhaltigen Schlämmen zur Verfügung. Sie verarbeitet diese zu
Pellets, Granulat oder Pulver mit den Handelsbezeichnungen FerroSorp
®
oder GoSil
®
.
Vertriebspartner ist die HeGoBiotec GmbH. Entstanden ist ein Kompetenzzentrum für die
wirtschaftliche Nutzung von eisenhaltigen Schlämmen.
Die P.U.S. GmbH stellt jährlich 17.000 Tonnen Trockenprodukte her. Circa 80 % davon
finden ihre Anwendung in Biogasanlagen.
Täglich entstehen z. B. in der GWRA Tzschelln 3.500 m³ alkalische Eisenhydroxidwässer.
Diese werden seit 2009 von der P.U.S. GmbH vor Ort mit Siebbandpressen zu Filterkuchen
mit einem Wassergehalt von 75 % gepresst. Auf diese Weise werden jährlich 50.000 t
Filterkuchen nach Lauta gebracht (Vattenfall-Newsletter, 2015).
6.2 GENEHMIGUNGSSITUATION DER NUTZUNG IN SACHSEN
Maßnahmen zur Verbringung oder Nachnutzung von EHS sind grundsätzlich genehmigungs-
pflichtig, wobei die geplanten Maßnahmen einzeln geprüft und entschieden werden müssen.
Für die Verbringung gelten die rechtlichen Rahmenbedingungen, wie das Bergrecht, das
Bundesbodenschutzgesetz, das Abfallrecht, das Wasserrecht.
Einspülen in Bergbaufolgeseen
Für das Einspülen in Bergbaufolgeseen sind Planfeststellungsverfahren mit öffentlicher
Beteiligung notwendig. Hierzu muss die Umweltverträglichkeit der jeweiligen Maßnahme
nachgewiesen werden, wobei die Belastung von Anwohnern eine erhebliche Rolle spielt.

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Das Einspülen ist von Genehmigungsverfahren abhängig, in denen Kriterien für bestimmte
Stoffe entsprechend des Wasserrechts festgelegt sind. Diese Werte dürfen nicht überschrit-
ten werden. Es muss geprüft werden, ob es sich um „nicht gefährliche Abfälle“ handelt.
Für EHS vom Typ 3 und 4 ist zurzeit die „Wasserrechtliche Erlaubnis“ zum Einleiten in
Bergbaufolgeseen gewährleistet (LMBV 2014).
Im Juni 2014 wurde im Steuerungs- und Budgetausschuss für die Braunkohlesanierung
(StuBA) die länderübergreifende Lösungsstrategie für die EHS-Problematik im Sanierungs-
gebiet „Südraum“ beschlossen. Damit ist die Einleitung sächsischer EHS in einen branden-
burgischen Bergbaufolgesee vom örtlich zuständigen Landesamt für Bergbau, Geologie und
Rohstoffe (LBGR) zu bewerten (Augustin 2015).
Gemäß LMBV (2014) haben die brandenburgischen Behörden keine rechtlichen Bedenken
gegen das Einspülen von EHS aus sächsischen Fließgewässern in einen brandenburgischen
Bergbaufolgesee. Seit 1998 wird die erfolgreiche Verspülung in die Bergbaufolgeseen
Spreetal und Sedlitz ohne nachteilige ökologische Auswirkungen durchgeführt. Die Verspü-
lung in den Altdöberner See war geplant (LMBV 2014, Deutscher Bundestag 2015). Aller-
dings erreichte die Bürgerinitiative Altdöberner See im Juni 2016 die Aufgabe dieser Pläne.
Das Einspülen von EHS ist nicht gestattet, wenn schädliche Gewässerveränderungen nicht
zu vermeiden oder nicht ausgleichbar sind (WHG §12 Absatz 1). Die konkrete wasserrechtli-
che Zulassungsfähigkeit kann nicht generell vorab gestellt werden, da eine schädliche
Gewässerveränderung (WHG §3 Nr. 10) bei Veränderungen von Gewässereigenschaften im
Langzeitverhalten der EHS nach Einleitung in einen Bergbaufolgesee geprüft werden müssen
(Augustin 2015).
Die Zwischenschritte, die Entwässerung und/oder die Trocknung sind ggf. immissions-
schutzrechtlich genehmigungsbedürftig (BImSchV). Für den Transport sind abfallrechtliche
Regelungen (KrWG §§ 53, 54) einzuhalten.
Sedimentumlagerung
Eine Sedimentumlagerung von einem Gewässer in Bergbaufolgeseen ist möglich, eine
Umlagerung von Schlämmen aus technischen Anlagen ist nur im Rahmen einer Verwertung,
z. B. durch Nutzung der Restalkalinität in den Schlämmen, möglich (LMBV 2014).
Für die Umlagerung gilt das Wasserrecht § 32 Absatz 1 Satz 2 WHG. Für saure und stärker
metallhaltige Schwertmannitschlämme wird eine Deponierung empfohlen.
Abdeckung und Rekultivierung von Flächen
Es gelten die Angaben des Bundesbodenschutzgesetzes. Da die EHS-Schlämme die im
Bundesbodenschutzgesetz (BBodSchV §12) geforderten Konzentrationen übersteigen, ist
eine direkte Verwertung in Böden nicht gestattet. Eine Ausnahme bilden nach §12, Absatz
10 Gebiete mit geogen oder siedlungsbedingt erhöhten Gehalten an Arsen, Schwermetallen
und Sulfat. Auch eine Verfüllung ist infolge der hohen TOC-Gehalte von ca. 10 % nicht
möglich.
Deponierung
Für die Nutzung zur Abdeckung bzw. Rekultivierung von Flächen sind die rechtlichen
Vorgaben für das jeweilige Einsatzgebiet, die u. a. in der Deponieverordnung (DepV)

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enthalten sind, einzuhalten. Daraus ergeben sich unterschiedliche Anforderungen an den
Betrieb, die Stilllegung und die Nachsorge. Die Deponierung wird durch die jeweilige
Deponieklasse geregelt. Das Kreislaufwirtschaftsgesetz (KrWG) und die Deponieverordnung
(DepV) bewirken eine klare Reduzierung der Kapazitäten.
Die Deponieverordnung unterteilt die Ablagerung je nach Gefährlichkeit in fünf Deponieklas-
sen:
Deponie für Inertabfälle: DK 0 (gering belastete mineralische Abfälle)
Deponie für nicht gefährliche Abfälle: DK I (mit sehr geringem organischem Anteil)
Deponie für nicht gefährliche Abfälle: DK II (mit geringem organischem Anteil)
Deponie für gefährliche Abfälle: DK III
Untertagedeponie: DK IV
Die Einordnung der EHS erfolgt nach dem Schadstoffgehalt und dem entsprechenden
Zuordnungswert nach DepV.
Es ist mit einer Einordnung in die Deponieklasse 2 zu rechnen. Nach §7 der Deponieverord-
nung dürfen nur „stichfeste“ Abfälle deponiert werden, die EHS müssen vorher entwässert
werden (Bilek
et al.
, 2013).
Die Errichtung von Monodeponien unterliegt dem Abfallrecht. Unter anderem müssen eine
geologische Barriere, eine Basisabdichtung sowie die Fassung und Aufbereitung des
Sickerwassers gegeben sein. Grundlegende Untersuchungen zur langfristigen Standsicher-
heit sind durchzuführen (Bilek
et al.
, 2013). Umfangreiche Untersuchungen zur Errichtung
der Monodeponie Kostebau der LMBV sind in G.E.O.S. (2016) enthalten.
Für die Lagerung in Zwischenlagern über einem Jahr ist eine Genehmigung nach Bundes-
Immissionsschutzgesetz erforderlich (Bilek
et al.
2013).
Biogasanlagen
Eisenhaltige Schlämme können in Biogasanlagen als Reaktionsmittel zur Sulfidfällung, sowie
in einzelnen Fällen Kalkschlämme zur Pufferung eingesetzt werden. Da im Allgemeinen die
entstehenden Gärreste in der Landwirtschaft ausgebracht werden, müssen die Grenzwerte
der Düngemittelverordnung (DüMV) eingehalten werden. Die Nutzung von Eisen in Biogas-
anlagen ist im Merkblatt DWA-M 361 erläutert.
6.3 DEFIZITANALYSE
Für eine mögliche Nutzung der Eisenhydroxidschlämme müssen wirtschaftliche und ökologi-
sche Aspekte gegenübergestellt werden.
Anfallende EHS weisen beträchtliche Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung
auf, deren Verwertung ist demnach immer projektbezogen zu bewerten. Jede WRA produ-
ziert andere Schlammzusammensetzungen. Die Nachnutzung hängt von den Qualitätsanfor-
derungen der jeweiligen Nachnutzung ab. Es werden meistens relativ reine Schlämme
benötigt oder Schlämme mit einem relevanten Kalkanteil. Diese fallen nur in technischen
Anlagen an. Es gibt keine einheitliche Lösung für alle Schlammtypen und Entstehungsorte.
Stetig wird nach alternativen Nutzungsmöglichkeiten gesucht, wobei der anfallenden Menge

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der Bedarf gegenübersteht. Zudem erfüllen die anfallenden Schlämme oft nicht die rechtli-
chen Anforderungen für eine Nachnutzung (s. Abfallrecht).
Für alle anderen anfallenden Schlämme, außer EHS, rechnet sich eine separate Aufarbeitung
kaum, da die erzeugten Mengen und/oder die enthaltenen Wertstoffanteile oft zu gering
sind, um spezielle Sonderverfahren zu entwickeln bzw. zu betreiben. Schlämme aus der
Wasserbehandlung mit hohen Wertstoffanteilen werden auch heutzutage bereits wieder in
den Wertstoffkreislauf zurückgeführt. Dies betrifft unter anderem Schlämme aus der
galvanischen Industrie.
Problematisch wird die Nutzung von Schlämmen aus Wasserbehandlungsanlagen, wenn
diese nicht kontinuierlich anfallen. Falls in näherer Umgebung für die Weiterverarbeitung
kein Bedarf besteht, muss die Wirtschaftlichkeit infolge der anfallenden Transportkosten
geprüft werden. Im Winter besteht infolge des hohen Wasseranteils Frostgefahr. Oft ist die
notwendige Einsatzmenge nicht gegeben, so dass zusätzlich Eisensalze zugegeben werden
müssen (Barjenbruch & Dohse, 2004). Die anfallenden Schlammmengen und das Regime
der Schlammräumung spielen dabei eine große Rolle.
Negativ ist der hohe Wasseranteil in den EHS bei gleichzeitiger schlechter Entwässerbarkeit.
Für die Eindickung des Schlammes oder dessen Trocknung ist ein hoher Energieaufwand
nötig, der der Wirtschaftlichkeit entgegensteht.
Optimierungsbedarf besteht in der Prozessführung, dem Einsatz von Neutralisationsmitteln
und Flockungshilfsmitteln, der Verbesserung der Sedimentation der Flocken und der
Reduzierung von Resttrübungen.
Für das Langzeitverhalten von EHS nach dem Verbringen sind weitere Untersuchungen
nötig. Hierzu zählt z. B. nach dem Einbringen in Bergbaufolgeseen ein umfassendes
Monitoring, das u. a. die chemische Analytik, aerobes und anaerobes Abbauverhalten,
Desorptions- und Löseprozesse von Schadstoffen aus den EHS, limnologische Veränderun-
gen des Sees, naturschutzfachliche Bewertungen der Auswirkungen auf Flora und Fauna
sowie Untersuchungen im Rahmen der Umsetzung der EG-Wasserrahmenrichtlinie umfasst.
Weiterhin müssen, von der ökonomischen Seite her betrachtet, Lösungen und Modelle
gefunden werden, mit denen auch eine nicht von sich aus kostendeckend arbeitende
Verwertungslösung finanziert werden kann. Dies ist denkbar, indem ein Teil der Kosten
durch den Erzeuger des EHS übernommen wird, der im Gegenzug dafür keine externen
Entsorgungskosten mehr aufbringen muss.
6.3.1
FORSCHUNGEN UND PILOTVORHABEN AUF DEM GEBIET DER NACHNUTZUNG VON
EISENHYDROXIDSCHLÄMMEN
Auf dem Gebiet der Nachnutzung von EHS finden umfangreiche Forschungen der Bergbau-
und Sanierungsfirmen statt. Einige Beispiele werden nachfolgend aufgeführt:
Das Kalkfällverfahren für die Bearbeitung saurer Grubenwässer erfordert erhebliche Kosten
für die Neutralisationsmittel. Die anfallenden EHS weisen geringe Feststoffgehalte auf, sind
schwer entwässerbar und werden deshalb stofflich kaum verwertet. Das vorhandene Sulfat
wird nur zum Teil als Gips im EHS gebunden, so dass es im Reinwasser verbleibt. Bei einer

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Ausfällung von Eisen im sauren Milieu würden die Kosten für eine Anhebung des pH-Wertes
entfallen.
In der GWRA Tzschelln wurde deshalb eine Pilotanlage zur mikrobiellen Oxidation von Sulfat
und Eisen aus Bergbauwässern im sauren Milieu errichtet, die von G.E.O.S. betrieben wird.
Es erfolgt eine mikrobiell induzierte Eisenoxidation von acidophilen Mikroorganismen, die im
Gruben- und Kippenwasser vorkommen und auf speziellen Aufwuchsträgern immobilisiert
sind. Der ausgefällte Schlamm wird anschließend gravitativ entwässert. Er liegt als Biomine-
ralisationsprodukt Eisenhydroxysulfat (Schwertmannit mit einer mittleren Stöchiometrie von
Fe
8
O
8
(OH)
6
SO
4
) vor. Der optimale pH-Wert für die Oxidation von Eisen liegt zwischen 2,9
und 3,1. Der ausgefällte Schlamm weist gegenüber dem mit Kalk gefälltem Schlamm einen
höheren Feststoffgehalt (45 – 55 %) und eine höhere Reinheit auf. Er enthält keine Filter-
hilfsmittel, da er sehr gut sedimentiert. Damit ist er als Rohstoff für die weitere Verwertung
geeignet.
Der in dieser Anlage gewonnene Schwertmannit dient als Rohstoff für weitere Untersuchun-
gen, wie z. B. in den folgenden Projekten (Forschungsprojekte und Pilotvorhaben).
a)
ProMine (2005 – 2007)
(Nanoparticle products from new mineral resources in Europe)
Das EU-Projekt ProMine hatte die Produktion hochwertiger (Nano)-Metalle, z. B. von nano-
Eisenhydroxysulfaten zum Ziel.
Die optimierte Produktion von Schwertmannit und seine Weiterverarbeitung zeigten sehr
gute Ergebnisse im Vergleich zu konservativen Produkten. Zudem trägt dieser innovative
Prozess dazu bei, dass aus einem Abprodukt, hier dem Grubenwasser, ein Wertprodukt
(Pigment) wird, das zeitgleich einen Beitrag zum Umweltschutz darstellt.
Abbildung 18: links: Pilotanlage Tzschelln; rechts: produzierter Schwertmannit an Aufwuch-
strägern.

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Abbildung 19: Test von Eisenoxidpigmenten als Lack.
Abbildung 20: Einfärben von Klinker; Pellets für den Hochofenprozess (oben: gebrannte
Pellets mit 66 % Eisen; unten: getrocknete Pellets – Vorstufe).
Wie die Abbildung 18 bis Abbildung 20 zeigen, kann das gewonnene Schwertmannit für die
Herstellung von Grundbeschichtungen, Lackfarben, Keramiken oder für den Hochofenpro-
zess genutzt werden. Die kommerzielle Vermarktung der Pigmente scheiterte.
b)
Veredlung von Schwertmannit durch Mikrowellenenergie
Die in der Pilotanlage entstandenen Schlämme wurden mit dem Mikrowellenverfahren und
konventionellen thermischen Verfahren im Drehrohrofen behandelt. Zur Mikrowellenbehand-
lung erfolgte die Entwicklung eines Verfahrenskonzeptes. Mit steigender Temperatur
> 680 °C wurde der Sulfatanteil reduziert. Mit dem thermischen Verfall im Drehrohrofen bis
zu 900 °C änderte sich auch die Farbe von ocker über braun zu rot und grau. Mit der
Reduktion des Schwefelanteils erfolgte eine Aufkonzentrierung des Eisens. Der Eisengehalt
konnte auf 65 – 69 % gesteigert werden. Durch Mikrowellenbehandlung ließ sich der

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spezifische Energieverbrauch um das 2,5-fache senken. Für die entstandenen sulfatredu-
zierten Produkte nach dem Mikrowellenprozess und sulfatfreien Produkte nach dem Dreh-
rohrofenprozess wurde nach Verwertungswegen gesucht. Beide Produkte lassen sich nach
der Mikronisierung als Pigmente zur Einfärbung von Grobkeramik, Dachziegeln, Feinstein-
zeugfliesen und zur Herstellung von Anstrichstoffen nutzen. Die Verwendung der schwefel-
freien Produkte zur Einfärbung von Zement, Betonpflastersteinen oder als Eisenrohstoff im
Hüttenprozess scheint möglich zu sein (Wilck, 2011).
In Abhängigkeit von der Nutzung müssen entsprechende Schadstoffgehalte eingehalten
werden. Die Anforderungen an die Qualität des Klinkers, des Zements und der Abluft
während des Herstellungsprozesses müssen den geltenden Richtlinien entsprechen.
c)
SurfTrap I und II
(Biosynthese reaktiver Eisenmineraloberflächen für die Wasseraufbereitung)
Ziel des BMBF-Vorhabens war es, unter Nutzung von Schwertmannit, welcher als Reststoff
bei der Aufbereitung von Abwässern des Braunkohlebergbaus anfällt, eine kostengünstige
Wasserbehandlungstechnologie zur Arsen-Elimination zu entwickeln und dafür Schwertman-
nit-Agglomerate zu produzieren. Das in der bestehenden Pilotanlage unter optimierten
Bedingungen produzierte Schwertmannit wurde mittels Latexbindemitteln oder durch
Hochdruckpressen für die Elimination von Oxoanionen aus Wässern (Arsenat, Antimonat,
Chromat H2CrO4, Vanadat sowie Phosphat) und der Entschwefelung von Biogas bereitge-
stellt. Bisher wurden dafür Bayoxide® und GEH aus chemischem FeOOH und Ferrosorp aus
Eisenhydroxidschlämmen genutzt.
Die entwickelten Sorbentien SHM-sorpX und SHM-sorp P erwiesen sich als kostengünstige
Alternative. Sie waren auch für saure Wässer einsetzbar, so dass weniger Chemikalien für
die pH-Wert-Anhebung benötigt wurden. Gegenüber der Zugabe von Fe(III)-chlorid wurde
weniger Salz freigesetzt.
d)
SAWA (2014 – 2016)
Innerhalb des Projektes SAWA wurden Adsorbenzien zur energie-neutralen, passiven
Wasseraufbereitung produziert und getestet. Im Mittelpunkt standen die Optimierung der
Produkte und Untersuchungen zur praxisrelevanten Anwendung im Pilotmaßstab.
Pilotvorhaben Schlammstapelbecken
Seitens der LEAG und des IBW (Institut für Wasser und Boden Dr. Uhlmann) laufen Unter-
suchungen zum Einbringen und zum Verhalten von AEW in Stapelbecken der GWRA
Kringelsdorf. Es werden z. B. unterschiedliche Konditionierungsmittel zur Erlangung der
Transportstabilität und der Verbesserung der Eigenschaften im Stapelbecken getestet.
Die hydrochemischen Auswirkungen des Einbaus von Frischschlamm aus dem laufenden
Betrieb der Grubenwasserreinigungsanlage Kringelsdorf und von Altschlämmen aus dem
Stapelbecken in die Kippe des Tagebaus Nochten werden untersucht.

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Gleichzeitig erfolgt ein Test zum Einbau von konditioniertem EHS aus dem Stapelbecken zur
Zwischenbegrünung von Tertiärkippen innerhalb des Pilotvorhabens.
Bekämpfung von Cyanobakterien
2015/16 wurde unter Leitung der TU Bergakademie Freiberg unter Mitwirkung der Lan-
destalsperrenverwaltung Sachsen ein wissenschaftlicher Großversuch zur Bekämpfung von
Cyanobakterien in der Talsperre Quitzdorf durchgeführt. Das massive Wachstum von
Blaualgen wird durch das unkontrollierte Einleiten von Sedimenten und Nährstoffen verur-
sacht. Zugegeben wurde Eisenhydroxid der P.U.S. GmbH (Abbildung 21). Das Problem
konnte damit nur kurzfristig gelöst werden. Eine flächendeckende Behandlung des Sees
erfordert erhebliche Kosten. Eine nachhaltige Lösung ist nur möglich, wenn weniger
Phosphor in die Talsperre gelangt, indem die Bodenerosion von landwirtschaftlichen
Nutzflächen in den Zuflüssen verringert wird.
Abbildung 21: Forschungsprojekt auf dem Stausee Quitzdorf (Foto: Landestalsperrenver-
waltung Sachsen).
6.4 MENGENBETRACHTUNG VON ANFALL UND EINSATZ DER ABPRODUKTE
Insgesamt gesehen ist für die jeweilige Nachnutzung/Verwertung der jeweilige Markt
entscheidend für die mögliche Verwertungsmenge. Die Fa. P.U.S. GmbH als derzeit einziger
großtechnischer Verwerter von EHS-Schlamm in Sachsen erweitert zwar jährlich seine
Abnahmemenge, wird aber trotzdem durch den Markt an sich und entsprechende Marktmit-
begleiter seine Abnahmemenge nicht beliebig steigern können.
Zudem sind die Verwertungsoptionen immer durch die spezifische Zusammensetzung des
EHS an den einzelnen Anfallsorten eingeschränkt bzw. sind die notwendigen Qualitäten
(möglichst hoher Eisengehalt, keine/wenig Störelemente) nicht überall gegeben.
Von daher kann festgestellt werden, dass die anfallenden Mengen mit den derzeit kommer-
ziell existierenden Verwertungsoptionen nicht komplett abgenommen werden können.

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6.5 WIRTSCHAFTLICHE BETRACHTUNG DER ABPRODUKTAUFBEREITUNG
Die Wirtschaftlichkeit einer Aufbereitung der anfallenden EHS-Schlämme hängt von vielfälti-
gen Faktoren ab.
Der immer knapper werdende Deponieraum und die damit steigenden Deponie-
rungskosten spielen dabei eine entscheidende Rolle.
Die Frage nach einer zentralen oder dezentralen Verwertung und damit verbundene
zusätzliche Transportkosten sind ebenfalls entscheidend.
Die Verwertung an sich wird nur in den seltensten Fällen rentabel sein. Ein Gewinn
durch den Verkauf der direkten Abprodukte aus der GWRA/WBA wird kaum zu erzie-
len sein. Rentabel wird die Nachnutzung für den Betreiber einer WBA durch die Ein-
sparung der Entsorgungskosten und für den Verwerter durch den Wegfall oder die
Minimierung der Einkaufskosten für den „Rohstoff“, sofern ihm dieser kostenfrei,
kostengünstig oder sogar mit einer gewissen Kostenbeteiligung überlassen wird.
6.6 WIRTSCHAFTLICHE AUSWIRKUNGEN AUF DEN BETRIEB DER WASSERREI-
NIGUNGSANLAGEN
Die anfallenden Kosten hängen immer von den örtlichen Bedingungen ab. Deshalb ist eine
allgemeingültige Betrachtung nicht möglich.
Wie bereits formuliert existiert für Sachsen neben der P.U.S. GmbH kein weiterer kommer-
zieller Verwerter für EHS.
Zwar existieren eine Vielzahl von weiteren Ansätzen (Haldenabdeckung, Einsatz als Boden-
verbesserungsstoff, Herstellung Wasserbehandlungschemikalien), diese sind aber alle noch
im Forschungs- bzw. Pilotstadium.
Es muss aber weiterhin festgehalten werden, dass die Wasserbehandlung sowohl im aktiven
als auch im Sanierungsbergbau ein nahezu immer notwendiger Schritt ist, der mit entspre-
chenden Kosten verbunden ist. Jeder Schritt, der durch zusätzliche Verwertungsoptionen
Kosten reduzieren kann, ist daher zu begrüßen.
Für die Entfernung von Eisen aus bergbaulich beeinflussten Wässern können in Abhängigkeit
von verschiedenen Faktoren Behandlungskosten bei einer Kalkfällung von 0,20 – 0,80 €/m³
Wasser angenommen werden (VODAMIN, 2014).
Dabei werden die Kosten von folgenden Faktoren bestimmt:
Notwendige Vorbehandlungsschritte
Eisengehalt
Anlagenkapazität
Verwertungs-/Entsorgungsweg für EHS
Der Anteil der Schlammentsorgung an den Kosten ist dabei weit variierend und stark vom
jeweiligen Entsorgungsweg (Verspülung, Deponierung etc.) und Transportweg abhängig.

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VERFÜLLUNG VON ABPRODUKTEN IN ALTE FILTERBRUNNEN
Neben den in Kapitel 6.1 bereits betrachteten Nachnutzungsoptionen war weiterhin zu
prüfen, inwieweit die Abprodukte zur Verfüllung alter Filterbrunnen in den Kippen der
Braunkohlegebiete Eignung aufweisen.
7.1 VORAUSSETZUNGEN
Die rechtlichen Voraussetzungen für die generelle Verwahrung von Brunnen und Grundwas-
sermessstellen bilden folgende Regelwerke in ihrer jeweils gültigen Fassung:
Allgemeine Bundesbergverordnung (ABBergV)
Bundesberggesetz (BbergG)
Markscheider-Bergverordnung (MarkschBergV)
Wasserhaushaltsgesetz (WHG)
Bundesbodenschutzgesetz (BBodSchG)
Bundesbodenschutzverordnung (BBodSchV)
Lagerstättengesetz (LagerstG)
Verordnung über den Versatz von Abfällen unter Tage und zur Änderung von Vor-
schriften zum Abfallverzeichnis (VersatzV)
Technische Regeln für den Einsatz von Abfällen als Versatz, Arbeitskreis „Bergbauli-
che Hohlräume und Abfallentsorgung“
Grundsätze und Anforderungen für die Verwendung von Versatzmaterial zur Verwah-
rung untertägiger Hohlräume im Bergbau ohne Rechtsnachfolger
DVGW – Regelwerk, Arbeitsblatt W 135 – Sanierung und Rückbau von Bohrungen,
Grundwassermessstellen und Brunnen, Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches
e.V.
Merkblatt Rückbau von Grundwassermessstellen, LfULG
Richtlinie des LBGR – Sicherung und Verwahrung von Filterbrunnen, Fallfiltern sowie
GWM (in Brandenburg)
Verordnung zum Schutz des Grundwassers (Grundwasserverordnung - GrwV)
ggf. weitere betriebsinterne Dokumente/Arbeitsanweisungen
Ziel der Brunnenverwahrung ist die möglichst vollständige Auffüllung der vorhandenen
Hohlräume mit geeigneten Verfüllmaterialien, um eine Gefährdung für die öffentliche
Sicherheit auszuschließen.
Für die aktuell mehrheitliche Verwahrung/Sicherung in Verbindung mit Braunkohlenfiltera-
sche erfolgt im Vorfeld eine Deklarationsanalytik. Ggf. werden auch zusätzliche Untersu-
chungen nach LAGA M20 erforderlich. Eine wasserrechtliche Erlaubnis ist einzuholen. Sollte

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EHS für die Verwahrung von Filterbrunnen zum Einsatz gelangen, wird dieses Vorgehen
analog empfohlen.
Grundsätzlich ist die Verfüllung mit hydraulisch bindenden Materialen (z. B. genehmigte
Braunkohlenfilterasche- oder Dämmersuspension) vorzunehmen. Das Verfüllmaterial in
Form einer Suspension ist mit Hilfe eines Verfüllgestänges intervallweise einzubringen. Ein
mögliches Durchdringen des Filters in Richtung Ringraum ist technisch beabsichtigt und
erhöht das zu verfüllende Volumen. Die Aushärtung nimmt mindestens 24 Stunden in
Anspruch. Bei festzustellenden Absenkungen ist erneut Verfüllmaterial einzubauen. Dieser
Vorgang ist bis zum Erreichen des Verfüllniveaus (im Allgemeinen 2,0 m unter Gelände) zu
wiederholen.
Technisch gesehen sollte das zur Verwahrung herangezogene Material den geotechnischen
Anforderungen genügen. Dabei sind die Mindestfestigkeiten des Gebirges anzustreben. Das
Material muss lagestabil, d. h. resistent gegenüber einer späteren Verlagerung, sein. Eine
Festigkeit von 1 N/mm² wird zumeist angestrebt.
7.2 NOTWENDIGE BAULICHE MAßNAHMEN
Analog der bisherigen Einbauweise wird, nach entsprechender Aufbereitung, in diesem
Zusammenhang das Einbringen als Suspension (Verspülen) als Vorzugsvariante gesehen, da
in diesem Fall die geringsten Änderungen gegenüber den bisherigen Handlungsabläufen zu
erwarten sind, d. h. voraussichtlich auch die geringsten Kosten entstünden.
Zu diesem Zweck müssen sowohl die zuvor entwässerten und getrockneten EHS wie auch
die notwendigen Zuschlagsstoffe gesondert antransportiert und in einer vor Ort zu errich-
tenden mobilen Anlage angemischt werden. Eine zentrale Mischanlage würde anderenfalls
dazu führen, dass die Suspension bereits während der Anlieferung aushärtet und am
Standort des Filterbrunnens nur eingeschränkt einbaufähig wäre.
Prinzipiell ist aber auch ein Einbringen als Granulat denkbar. Hierzu wird auf die Ausführun-
gen des Kapitels 6.1.3.3. verwiesen, aus welchen insbesondere die technische Umsetzbar-
keit hervorgeht. Bestünde die Möglichkeit die bereits vorhandenen Anlagen der P.U.S.
GmbH (Produktions- und Umweltservice GmbH) in Lauta für die Herstellung des Granulates
zu nutzen, ergäben sich baulich keine weiteren Maßnahmen.
7.3 BILANZIERUNG DER VERFÜLLUNG - BRUNNENANZAHL UND MATERIAL-
MENGEN
Im Rahmen der Recherchearbeiten wurden die Firmen MIBRAG, LEAG und LMBV ange-
schrieben und gebeten einen Fragenkatalog auszufüllen. Zusammengefasst ergibt sich
hierbei das in Tabelle 9 dargestellte Bild:
Tabelle 9: Anzahl an Filterbrunnen in den sächsischen Braunkohlegebieten.
Filterbrunnen
MIBRAG
LEAG
LMBV
auf Kippe
180 + 25 Altbrunnen
320
12.500
im Gewachsenen
165
610
10.000

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jährlich verwahrt
Keine
(2021: 25 Altbrunnen)
120
500 bis 900
jährlich neu
0 bis 20
160
0 bis 10
Rohrdurchmesser
350 mm (250 mm)
300 mm
350 mm (600 mm)
Teufenbereich
20 bis 105 m
60 bis 120 m
Mittlere Teufe
k.A.
100 m
k.A.
jährlicher
Materialbedarf an
Verfüllmaterial
kein Bedarf
ca. 750 m³
ca. 7.000 m³
(…) vereinzelte Standorte
Es ist zu erkennen, dass sich die weitaus meisten der in Summe ca. 13.000 gemeldeten
Filterbrunnen, d. h. etwa 96 %, auf Kippen im Zuständigkeitsbereich der LMBV befinden.
Baulich betrachtet unterscheiden sich die Filterbrunnen nur marginal. Sowohl Durchmesser
wie auch Teufenbereiche erscheinen insgesamt vergleichbar, wobei die MIBRAG eher
flachere Brunnen benötigt als die beiden anderen Unternehmen.
Die Verfüllung erfolgt bevorzugt mit Braunkohlenfilterasche, nachrangig auch mit Dämmer,
Ton oder Mineralgemischen/Kies mittels Einspülen oder Verpressen.
Wie die LMBV angibt, beträgt der Bedarf an Verfüllmaterial etwa 10 m³ auf 100 m Brunnen-
länge, was mittels der Formel zur Volumenbestimmung eines Zylinders für den typischen
Rohrdurchmesser von 350 mm näherungsweise bestätigt werden kann:
V
100m
= (0,350 m / 2)² x Pi x 100 m = 9,6 m³
Nach Mitteilung der angefragten Betreiber besteht aktuell ein jahresdurchschnittlicher
Materialbedarf von ca. 7.500 m³, welcher sich auf LEAG und LMBV im ungefähren Verhältnis
1:10 aufteilt. Die MIBRAG benötigt eigenen Aussagen zufolge in absehbarer Zeit keine
Verfüllmassen.
Ausgehend von einem mittleren Einbauvolumen von 10 m³ je Filterbrunnen (vgl. Teufenbe-
reiche in Tabelle 9) ergibt sich überschlägig ein Gesamtvolumen von ca. 130.000 m³,
welches für die beabsichtigte Nachnutzung zur Verfügung stünde. Demgegenüber stehen die
in Kapitel 5.2 aufgezeigten Mengen von 2.583 m³/a EHS aus dem Erzbergbau sowie
2,96 Mio. m³/a AEW im Bereich der Braunkohlegewinnung. Letztgenanntes verfügt über
einen geringen Feststoffanteil, sodass gepresst nur etwa 148.000 m³/a verbleiben. Insge-
samt ergibt sich somit ein Anfall von ca. 150.000 m³/a. Demnach lässt sich feststellen, dass
die über den Zeitraum eines Jahres anfallenden Abprodukte das potentiell vorhandene
Gesamtvolumen der Filterbrunnen bereits übersteigen. Schon im zweiten Jahr stünden die
Filterbrunnen rechnerisch nicht mehr für eine Verfüllung zur Verfügung.
7.4 GEOTECHNISCHE UND HYDROLOGISCHE AUSWIRKUNGEN DER VERFÜL-
LUNG
Wie bereits in Kapitel 6.8.1 erwähnt, ist es grundsätzlich möglich Hohlräume (hier in Form
von Filterbrunnen) mit EHS zu verfüllen. Dazu erfolgt eine Vermischung des EHS mit
anderen Massen/Zuschlagsstoffen. Diese werden soweit aufbereitet, dass die Anforderungen

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- DIMENSIONIERUNG VON NACHNUTZUNGSOPTIONEN -
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an die Festigkeit, Eluierbarkeit und Plastizität erfüllt werden und eine Rückverflüssigung
nicht möglich ist. Entsprechende Techniken liegen vor.
Hinsichtlich der chemischen Auswirkungen auf das Grundwasser können besonders die in
Kapitel 6.1.3.3 aufgezeigten Granulate (FerroSorp®) hervorgehoben werden, die laut
Herstellerangaben u. a. bei der Behandlung kontaminierter Grundwässer zur Altlastsanie-
rung erfolgreich zum Einsatz kommen und sich somit erwiesenermaßen positiv auf die
Gewässerchemie auswirken. Sofern ein derartiges Granulat in den Filterbrunnen eingesetzt
wird, ergibt sich demnach möglicherweise kurzzeitig eine Verbesserung der Gewässerche-
mie im Hinblick auf die zuvor genannten Stoffe. Dieser Effekt hält jedoch nur bis zum
Erreichen der Beladungskapazität an, wobei zu bedenken ist, dass ein aus Standsicherheits-
gründen notwendiges Verpressen des Materials den für die Adsorption zur Verfügung
stehenden Porenraum stark einschränkt. Langfristig sind keine Auswirkungen zu erwarten.
Sollte zukünftig ein Ausbau des Materials erfolgen müssen, ist dieses entsprechend zu
deponieren.
In Bezug auf die einaxialen Druckfestigkeiten wurden bereits in früheren Untersuchungen
durch G.E.O.S. (2016) nach Zumischung von Braunkohlenfilterasche Werte von
0,208 N/mm² bis hin zu 2,081 N/mm² postuliert. Somit ist der in Kapitel 7.1 benannte
Zielwert von 1 N/mm² technisch realisierbar. Eine Gefährdung der Standsicherheit kann
somit ausgeschlossen werden.
Chemisch konnte ebenda (G.E.O.S., 2016) mitgeteilt werden, dass die EHS nach erfolgter
Trocknung die Kriterien für eine Deponierung auf einer Deponie der Deponieklasse I
erfüllen.
8
DIMENSIONIERUNG VON NACHNUTZUNGSOPTIONEN
Anhand von zwei Fallbeispielen wird die Möglichkeit der Nachnutzung von Abprodukten aus
WRA beispielhaft dargestellt.
Dabei steht der Aspekt der Wirtschaftlichkeit im Vordergrund.
8.1 VERFÜLLUNG VON EISENHYDROXIDSCHLAMM IN ALTE FILTERBRUNNEN
Für die unter Abschnitt 7 betrachtete Verfüllung von Eisenhydroxidschlamm in alte Filter-
brunnen in den Kippen der Braunkohlebergbaugebiete soll nachfolgend eine konkrete
Betrachtung durchgeführt werden. Hierzu wurde eine Zuarbeit durch die LMBV geleistet und
ein Brunnen beispielhaft ausgewählt.
Es handelt sich um den Filterbrunnen 1204 des ehemaligen Tagebaus Greifenhain.
Folgende Koordinaten lassen sich für diesen Brunnen festhalten:
Rechtswert
Hochwert
Geländeoberkante
5436362
5720995
111,98 m

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- DIMENSIONIERUNG VON NACHNUTZUNGSOPTIONEN -
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Die Endteufe des Filterbrunnens beträgt 115,0 m unter Gelände. Der Rohrdurchmesser
(Kiesklebefilter) wird mit 350 mm angegeben. Der Brunnen gilt seinem Status nach als
„verwahrt unsicher“. Am 03.03.1999 erfolgte eine Verfüllung mit Naturkies bis 6,3 mm. Das
Standrohr blieb stehen.
Der zu diesem Zeitpunkt gemessene Wasserspiegel betrug 34 m. Die noch freie Teufe des
verstopften Brunnens wurde mit 65 m und somit oberhalb der Kohle (MF2B ab 80,4 m unter
Gelände) gemessen.
Nach den Richtlinien der LMBV (2017) ist der Brunnen bis Endteufe zu überbohren. Die
Umsetzung ist aus Kostengründen jedoch unwahrscheinlich.
Aufgrund der bisherigen Verfüllung mit Kies ergibt sich ein für die Verfüllung verfügbares
Porenvolumen von lediglich 2 m³, wobei hierzu gewährleistet sein muss, dass die Suspensi-
on bis in die genannte Teufe von 65 m vordringt.
Im Folgenden findet sich eine Prinzipskizze (Abbildung 22) zur Verwahrung von (freien)
Brunnen mit hydraulisch bindenden Materialien (LMBV 2017c).
Abbildung 22: Prinzipskizze zur Brunnenverwahrung (Quelle: LMBV, 2017c)

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- DIMENSIONIERUNG VON NACHNUTZUNGSOPTIONEN -
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Wie die LMBV mitteilt, betragen die Kosten für die bislang genutzte Braunkohlenfilterasche
zwischen 22 und 30 €/m³. Dieser Wert wird durch die Herstellung einer fließfähigen
Suspension, einem Vorgang, für welchen nochmals 20 bis 30 €/m³ veranschlagt werden
müssen, erhöht. Somit ergeben sich für die Verfüllung der Filterbrunnen Kosten im Bereich
von 42 bis 60 €/m³. Für weitere Rechnungen werden im Mittel daher 51 €/m³ angesetzt.
Für eine Deponierung von EHS würden 70 €/m³ anfallen, sodass eine Verfüllung prinzipiell
günstiger erscheint. Davon ausgehend, dass Transport und Herstellung einer Suspension
unveränderte Kosten gegenüber der Braunkohlenfilterasche verursachen, müssen jedoch
weiterhin die Transportkosten des Zuschlagstoffes sowie ggf. Anschaffung, Transport, Auf-,
Abbau und Betrieb einer mobilen Mischanlage berücksichtigt werden.
Auch im Hinblick auf die insgesamt geringen Verfüllmengen und die dezentrale Lage der
Filterbrunnen wird eine Kostenersparnis insgesamt nicht gesehen.
8.2 NACHNUTZUNG VON ABPRODUKTEN AUS WASSERREINIGUNGSANLAGEN
Das zweite Fallbeispiel beinhaltet die konkreten Auswirkungen einer Prozessänderung in
einer Wasserreinigungsanlage auf die Erweiterung von Nachnutzungsoptionen für Abproduk-
te.
Hierzu wurde die MWBA Burgneudorf ausgewählt. Diese in Kapitel 3.2.3.1 vorgestellte
Anlage hat während der Phase des Probebetriebes erhöhte Arsen- und Nickelkonzentratio-
nen im EHS festgestellt. Diese sind durch erhöhte Arsen- und Nickelkonzentrationen im
Rohwasser bedingt, welche sich durch die adsorptive Wirkung des EHS dort entsprechend
im Schlamm aufkonzentrieren. Damit ist der anfallende EHS nicht mehr für eine Verwertung
geeignet.
Durch die Ergänzung mit einer zusätzlichen Adsorptionsstufe vor der eigentlichen Belüf-
tung/Kalkfällung bestünde die Option, dass Arsen und Nickel bereits hier adsorptiv abge-
schieden werden und der anschließend ausgefällte EHS eine entsprechend erhöhte Reinheit
besitzt, die eine anschließende Verwertung (z.B. als Adsorptionsmittel) ermöglicht.
Die Arsen- und Nickelbelastung ist damit auf ein wesentlich kleineres Filtervolumen kon-
zentriert, welches entsorgt und ausgetauscht werden muss, der eigentlich anfallende EHS
steht allerdings für eine Verwertung zur Verfügung bzw. kann aufgrund des Fehlens der
Störelemente Arsen und Nickel kostengünstiger entsorgt werden.
Ein Teil des anfallenden EHS kann nach Aufarbeitung zu entsprechenden Adsorptionsmitteln
wieder in der Anlage direkt in der Filterstufe eingesetzt werden.
Für konkrete Berechnungen und Kostenabschätzungen sind weitere Betriebsdaten (auch
nach Beendigung des Probebetriebes der MWBA Burgneudorf) erforderlich.

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ABSCHLIEßENDE BEWERTUNG DER NACHNUTZUNGSOPTIONEN
UND FAZIT
Aus der Auswertung der durch die Betreiber der GWRA/WBA zur Verfügung gestellten Daten
sowie der durchgeführten Recherche lassen sich folgende Schlussfolgerungen festhalten:
Nutzungsoptionen der in Sachsen anfallenden Abprodukte aus GWRA/WBA sind der-
zeit nur für Eisenhydroxidschlämme gegeben
Die Schlammzusammensetzungen des EHS sind von Anfallsort zu Anfallsort ver-
schieden und stark von den Wasserinhaltsstoffen abhängig
Daraus resultierend sind die Nutzungsoptionen lokal stark variierend.
Es wird keine allgemeingültige Nutzungsoption für alle Eisenhydroxidschläm-
me geben.
Derzeit existiert neben den bestehenden und bekannten Nutzungsoptionen eine viel-
fältige und intensive Forschung zur Thematik.
Daraus resultierend kann ein Konglomerat an Lösungen für verschiedene Verwer-
tungsoptionen entwickelt werden.
Eine Co-Finanzierung der Verwertung durch teilweise wegfallende Entsorgungskosten
ist vorstellbar.
Nicht alle Schlämme werden verwertet werden können.
Die separat zu betrachtende Verfüllung von alten Filterbrunnen ergab folgendes Bild:
Im Allgemeinen wird unter Zuhilfenahme von Zuschlagsstoffen durchaus die technische
Umsetzbarkeit der Verfüllung von Filterbrunnen gesehen. Gegenüber den jährlich anfallen-
den Volumina an EHS handelt es sich jedoch um vernachlässigbare Beträge, gerade auch im
Hinblick auf den jährlichen Materialbedarf zu verfüllender Filterbrunnen. Den benötigten
Verfüllmassen von 7.750 m³/a steht dabei ein Anfall von Abprodukten in Höhe von 150.000
m³/a gegenüber, was einem Anteil von etwa 5 % entspricht. Zudem reduziert die Inan-
spruchnahme von Zuschlagsstoffen zur Stabilisierung die verfügbaren Volumina geringfügig.
Durch die weiträumige Anordnung der Filterbrunnen ist eine zentrale Aufbereitung nicht
zielführend, sodass mobile Anlagen zum Anmischen der Suspensionen zum Einsatz gebracht
werden müssen. Stellt man die bisherige Verfahrensweise mittels Braunkohlenfilterasche
von 51 €/m³ der Deponierung mit 70 €/m³ gegenüber, so ergibt sich ohne Berücksichtigung
weiterer rechtlicher, baulicher und planerischer Maßnahmen eine Einsparung von 19 €/m³.
Auch wenn sich, bezogen auf die ermittelten 130.000 m³ für sämtliche noch vorhandenen
Filterbrunnen somit theoretisch bestenfalls 2,47 Mio. € einsparen ließen, wird dieser Betrag
sich in der Praxis durch die Veränderung der logistischen Abläufe, Transport und ggf. Zukauf
von Zuschlagstoffen sowie ausstehende Genehmigungsverfahren auf ein nicht mehr
lohnenswertes Niveau senken.
Die rechtliche Genehmigungsfähigkeit gestaltet sich derweil komplexer. Davon ausgehend,
dass, wie im Beispiel FerroSorp® eine chemische Unbedenklichkeit bei gleichzeitig positiven
Auswirkungen auf den Wasserkörper gezeigt werden kann, liegen für das Langzeitverhalten
von EHS nach dem Verbringen keine verlässlichen Daten vor. Hierzu sind weitere Untersu-

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- ABSCHLIEßENDE BEWERTUNG DER NACHNUTZUNGSOPTIONEN UND FAZIT -
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chungen nötig. Hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung muss insbesondere auf
§ 4 Abs. 1 Satz 1 VersatzV verwiesen werden. Im Vergleich mit den Analysendaten (der
WISMUT GmbbH), welche in den Anlage 2 enthalten sind, gibt es eine Vielzahl an Über-
schreitungen innerhalb der Feststoffgehalte, sodass eine Vereinbarkeit des Einbringens
unter Umständen nicht gegeben ist.

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- LITERATURVERZEICHNIS -
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