Neues Verfahren. zur thermischen Klärschlammbehandlung für kleinere Kläranlagen III/2010. Ingenieurgesellschaft Dr. Siekmann + Partner mbh

Transkript

1 Ingenieurgesellschaft Dr. Siekmann + Partner mbh

2 Entwicklung der Abwasserreinigung ab den 90er Jahre 70er und 80er Jahre 60er und 70er Jahre Hauptsächlich Belebungsanlagen mit Ausrichtung auf Nährstoffelimination Zunehmend Belebungsanlagen (vorwiegend Kohlenstoffabbau) für größere Kommunen Biologische Reinigung, insbesondere mit Tropfkörperverfahren, z. B. Schreiberklärwerk (nur Kohlenstoffabbau) Klärschlammmenge bis weit in die 60er Jahre Vorwiegend mechanische Reinigung, z. B. Emscherbrunnen 2008 : 2,1 Mio. Tonnen Klärschlamm (Trockenmasse)

3 Verwertung/Entsorgung Deutschland Thermische Entsorgung Landwirtschaft/Landschaftsbau Sonstige stoffl. Verwertung 52,5 % 44,7 % 2,8 % Rheinland-Pfalz Thermische Entsorgung Landwirtschaft/Landschaftsbau Sonstige stoffl. Verwertung 26,0 % 70,9 % 3,1 % 80 % der Kläranlagen < EW

4 Zukünftige Erschwernisse bei landwirtschaftlicher Verwertung Verschärfung der Grenzwerte durch novellierte KSVO Hygieneauflagen Aufzeigen von Alternativen Bedingungen sichere Entsorgung Wirtschaftlichkeit Einsatz auf kleineren Kläranlagen möglich

5 Beurteilung einer Mitverbrennung aus Sicht der Betreiber hohe Transportkosten Abhängigkeit von Energiekonzernen finanzielles Risiko Phosphor als endlicher Rohstoff verloren Lösungsansatz: dezentrale thermische Behandlung Anforderungen Einsatz auch bei kleineren Kläranlagen (ab ca EW) Einhaltung der Umweltauflagen nach 17. BImSchV Sicherstellung der Hygienisierung Energieautarkie Einbindung in die Verfahrenskette der Abwasser- und Schlammbehandlung hohe Wirtschaftlichkeit ggfls. Nutzung der Klärschlammasche als Phosphorquelle Klärschlamm als Energieträger und Düngemittel

6 Entwicklungsschritte Verbrennung von getrocknetem KS in handelsüblichen Festbrennstofföfen Verbrennung von getrocknetem, pelletiertem KS in einem Pelletofen Verschlackung des Brennraumes durch geringe Ascheerweichungstemperatur Nutzung am Markt vorhandener einfacher Anlagentechnik scheidet aus thermische Vergasung von getrockneten Klärschlammpellets im PYREG- Reaktor mit nachgeschaltetem FLOX-Brenner gute Anfangsergebnisse einfache Anlagentechnik Umsetzung in kleineren Anlageneinheiten möglich Einbindung des Landes Rheinland-Pfalz Förderantrag bei der Investitions- und Strukturbank Rheinland-Pfalz (ISB)

7 Pilotanlage auf der KA des AVUS in Ingelheim EW ; 100 kw ca. 40 kg TR/h bzw. ca. 300 ttr/a th Arbeitsgemeinschaft PYREG Ing.-Büro H. Gerber Scherer GmbH FH Bingen, FB 2, Prof. Sehn Ing.-Ges. Dr. Siekmann + Partner mbh Anlagenentwicklung Fertigung Wiss. Begleitung Projektleitung

8 Verfahrensschaubild

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10 Untersuchungsergebnisse Emissionsmessungen nach 17. BImSchV Reduktion der Staubemissionen durch Einsatz eines Venturiwäschers

11 Klärschlammasche Ergebnis Grenzwerte der Klärschlamm- und Deponieverwertungsverordnung werden eingehalten! Asche entspricht Düngemittelverordnung und ist als NKP-Dünger deklarierbar!

12 Vorteile Verwertung KS-Asche gegenüber Nassschlammverwertung geringere Transportkosten bessere Lagerfähigkeit einfache Ausbringung und Dosierung mit Kunstdüngerstreuern Emissionsvorteile, keine optischen Beeinträchtigungen vollständige Hygienisierung weitere Reduzierung von endokrinen Stoffen attraktives Produkt, Erhöhung der Akzeptanz Alternativen zur landwirtschaftlichen Verwertung Phosphorrückgewinnung Herstellung von Terra Preta Ablagerung auf Deponie

13 Wirtschaftlichkeit Einsatzgebiet: EW, d. h KW Brennstoffleistung Containerbauweise Tendenz: Gesamtkosten (Investition und Betrieb) im Vergleich zu bisher bekannten thermischen Verwertungsanlagen anderer Größenordnung mit vorgeschalteter Trocknung deutlich günstiger

14 Einbindung thermische Verwertung in den Betriebsablauf einer Kläranlage

15 Ausblick Fortsetzung des Versuchsbetriebs unter Einbindung eines vorgeschalteten Trockners und eines Abgaswäschers bis Ende 2010 (IFAT!) Wiederholung der Emissionsmessung nach 17. BImSchV Probebetrieb mit aerob stabilisiertem Schlamm im Vergleich zu Faulschlamm (Energiesituation!) Überprüfung der Wertigkeit der Klärschlammasche als Düngemittel; Nachweis der Pflanzenverfügbarkeit des Phosphors Untersuchungen zur Phosphorrückgewinnung Ziel Marktreife eines wirtschaftlichen Verfahrens zur thermischen Klärschlammverwertung auf kleineren Kläranlagen

16 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!