Klärschlamm oder Biofeststoffe besteht aus einer suppigen Mischung aus Wasser und den festen Abfällen, die als Nebenprodukt von Abwasserbehandlungsprozessen anfallen. Abwasser entsteht, wenn Haushalte, Industrien und landwirtschaftliche Betriebe durch Abfälle aus Toiletten, Nebenprodukten von Herstellungsprozessen, Duschen, Tierschlachtungen und Waschbecken verschmutztes Wasser ableiten. Um Schäden an der äußeren Wasserqualität oder Wasserlebewesen zu vermeiden, wird eine Wasseraufbereitung durchgeführt, um die Klarheit wiederherzustellen, Gerüche zu entfernen und Verunreinigungen aus dem Abwasser zu entfernen, bevor es sicher in die Umwelt abgegeben werden kann. In der Regel entsteht während der primären und sekundären Schritte dieses Prozesses Klärschlamm.
Nachdem das Abwasser durch Rohre entweder in eine Klärgrube oder eine Kläranlage geleitet wurde, besteht die erste Stufe der Abwasserbehandlung darin, das Abwasser in einem Absetzbecken zu sammeln. Sobald sie sich im Tank befinden, können sich die schweren Feststoffe am Boden absetzen und die schwimmfähigen Feststoffe steigen nach oben, wodurch sowohl eine darüberliegende als auch eine darunterliegende Schicht aus rohem Klärschlamm mit Wasser dazwischen entsteht. Die obere Schlammschicht besteht normalerweise aus Fetten, Ölen und anderen Fetten, während die untere Schicht schwere Feststoffe wie menschliche oder tierische Fäkalien enthält. Der rohe Primärschlamm wird dann eingedickt und aus dem Tank entfernt, bevor Bakterien zu viel davon verdauen können.
Das Wasser aus der Primärstufe gelangt entweder ins Freie oder in die Sekundärstufe, die biologische Abwasserbehandlung, wo Klärschlamm anfällt. Da der Großteil der Feststoffe im ersten Schritt entfernt wurde, sind die Abfälle im Restwasser meist gelöst und mit einem Filter schwer zu entfernen. Biologische Abwassersysteme führen einfache Bakterien in das Abwasser ein und lassen die Organismen sich von den löslichen, organischen Abfällen ernähren. Während sie die Abfälle verdauen und aus dem Wasser entfernen, produzieren die Bakterien ein festes Nebenprodukt, das mit einem Filter entfernt werden kann. Nach weiterer Behandlung können diese Biofeststoffe manchmal als Dünger verwendet werden.
Da Abwässer oft giftige Chemikalien und Krankheitserreger enthalten, ist eine sichere Entsorgung von Klärschlamm wichtig. Typischerweise besteht die Entsorgung darin, den Schlamm durch anaerobe Faulung zu behandeln, die resultierenden Biofeststoffe zu entwässern, um Schlammkuchen zu bilden, und dann den Schlammkuchen auf eine Deponie zu schicken. Die anaerobe Vergärung erfolgt in einem luftdichten Tank, in dem sich Bakterien in einer sauerstofffreien Umgebung von den organischen Stoffen im Schlamm ernähren. Die bei diesem Vergärungsprozess entstehenden Gase können manchmal zur Erzeugung von Biogas genutzt werden, einer erneuerbaren Energiequelle, die zum Heizen oder zum Antrieb von Fahrzeugen verwendet wird.
Aerobe Faulung oder bakterienunterstützte Zersetzung in einer mit Sauerstoff angereicherten Umgebung von Klärschlamm kann ebenfalls verwendet werden. Die aerobe Vergärung ist zwar schneller als die anaerobe Vergärung, aber teurer im Betrieb, da sie so energieintensiv ist. Auf kleinen Standorten kann die Kompostierung auch zur Schlammbehandlung eingesetzt werden. Die Kompostierung vermischt Abfälle mit kohlenstoffreichen organischen Materialien wie Holz oder Stroh und ermöglicht eine aerobe Bakterienverdauung. Der Prozess führt zu Wärmeproduktion und Biofeststoffen, die je nach Abfallgehalt und lokalen Vorschriften manchmal als Dünger verwendet werden können.