Thermische Klärschlammverwertung. (und P-Rückgewinnung)

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1 Thermische Klärschlammverwertung (und P-Rückgewinnung)

2 Phosphorproblematik - Endliche Vorkommen an zugänglichen Rohphosphaten ( Jahren) - Steigende Umweltproblematik in Förderländern - Steigende Schadstoffgehalte (Uran, Cadmium) - Gleichbleibend hoher bzw. steigender Bedarf (Landwirtschaft etc.) - Zukunft der Klärschlammverwertung in der Landwirtschaft - Mitverbrennung des Klärschlamms unter P-Verlust

3 Rückgewinnungspotenziale (Deutschland) - Kommunale Kläranlagen ca Mg P/a bei: 75 Millionen EW mit 2,0 g P/(EW*d) 50 Millionen EWGW mi1 1,0 g P/(EW*d) und 90 % P-Elimination (in Klärschlamm aufkonzentriert) Mittlerer Düngemittelabsatz (Deutschland) Mg P/a Substitution von ca. 40 % durch P-Rückgewinnung aus Abwasser möglich Quelle: Pinnekamp et al. 2013

4 Klärschlammentsorgung in Rheinland-Pfalz

5 Klärschlammentsorgung im Ländervergleich 2010 Grün: Thermisch violett: Landwirtschaftliche Verwertung rosa: Landschaftsbau hellgrün: sonst. Quelle: Umweltbundesamt

6 Klärschlammentsorgung 2012 in Rheinland-Pfalz (Mg TM) Gesamtmenge: Mg Landwirtschaftliche Verwertung: Mg (68,1 %) Thermische Entsorgung: Mg (25,0 %) Rest: sonstige stoffliche Verwertung Thermische Entsorgung bislang ohne P-Rückgewinnung

7 Kapazitäten Perspektiven für eine zukunftsfähige Klärschalmmentsorgung in Rheinland-Pfalz, Prof. Dr. Ing. T. Schmitt et al., TU-Kaiserslautern, Wasser und Abfall 6 (2008) S. 42 Vollständige Thermische Verwertung grundsätzlich gewährleistet Bundesweit: Klärschlammbehandlung in Mono- und Mitverbrennungsanlagen. B. Wiechmann (UBA), Fachtagung BMU Oktober 2013 Bei Mitverbrennung von 4 % (Braunkohle) und 1,5 % (Steinkohle): 4,3 Mio. Mg. TS/a Kapazität bei Aufkommen von ca. 2 Mio. Mg TS/a Vollständige thermische Verwertung möglich

8 Thermische Verwertung Grundsätzliche Vorteile: - Hygienisierung - Zerstörung der organischen (Mikro-)Schadstoffe, Arzneimittelrückstände - Nutzung der Verbrennungswärme (positive Energiebilanz) - Volumenreduktion - Aufbereitung/Verwertung der Verbrennungsaschen (P- Recycling) und gesicherte Entsorgungswege

9 Thermische Verwertungsmöglichkeiten - Monoverbrennung (Wirbelschicht, effektive Reinigung der Verbrennungsgase) - Pyrolyseverfahren (Carbonisierung, thermische Nutzung der Pyrolysegase, Abgasreinigung) - Mitverbrennung (Kohlekraftwerke, Zementwerke, MHKW, Abgasreinigung)

10 Monoverbrennung Vorteile: - Optimale Anpassung an die Matrix Klärschlamm (Entwässerung, Abgasreinigung, Aschenzusammensetzung) - Standortbezogene Nutzung der Verbrennungswärme - P- Recycling aus den Aschen möglich und sinnvoll (Zwischenlagerung)

11 Pyrolyseverfahren Vorteile: - Optimale Anpassung an die Matrix Klärschlamm (Entwässerung, Abgasreinigung, Aschenzusammensetzung)) - Standortbezogene Nutzung der Verbrennungswärme - Eventuell direkter Einsatz der Pyrolyseprodukte als Dünger/Bodenverbesserer - Einsatz auf kleineren Kläranlagen möglich

12 Mitverbrennung Vorteile: - Ausreichende Kapazitäten vorhanden (bestehende Anlagen) - Standortbezogene Nutzung der Verbrennungswärme - Anpassung an den Input-Mix möglich - Gesicherte Entsorgung der Aschen/Schlacken Nachteile: - Verlust des P-Rückgewinnungspotenzials durch Verdünnung Mögliche Vorbehandlung vor der Mitverbrennung

13 Ansatzpunkte für P-Rückgewinnung auf kommunalen Kläranlagen

14 Bekannte Verfahren zur P-Rückgewinnung (Pinnekamp et al. 2013)

15 Bestehende P-Rückgewinnungsanlagen (Deutschland) Großtechnisch: Berliner Verfahren (Berlin Waßmannsdorf) Air-Prex Mönchengladbach (MAP-Kristallisation) REPHOS, spez. Abwasser (Remondis, Altentrptow) Gifhorner/Seaborn Verfahren, Gifhorn Pilotanlagen: Stuttgarter Verfahren (Offenburg) P-RoC (Neuenburg) Fix-Phos (Hildesheim)...

16 Bestehende P-Rückgewinnungsanlagen (Deutschland) Großtechnisch: Berliner Verfahren (Berlin Waßmannsdorf) Air-Prex Mönchengladbach (MAP-Kristallisation) REPHOS, spez. Abwasser (Remondis, Altentrptow) Gifhorner/Seaborn Verfahren, Gifhorn Pilotanlagen: Stuttgarter Verfahren (Offenburg) P-RoC (Neuenburg) Fix-Phos (Hildesheim)...

17 Berliner Verfahren: MAP-Behälter Ca kg/d MAP-Produkt (ca. 5% P-Zulauffracht) Quelle: Berliner Wasserbetriebe

18 P-Rückgewinnungsprojekte in Rheinland-Pfalz - Kläranlage Pirmasens (Thermo-Hochdruckhydrolyse) - Kläranlage Linz-Unkel (PYREC) - Klärschlamm-Mono-Verbrennung Mainz-Mombach - Kläranlage Grünstadt (Pyrolyse)... - Chemische Fabrik Budenheim (Budenheimer Verfahren) - ICL-Vertilizers Ludwigshafen (Einsatz Sek. Phosphate) - (BASF, Monoverbrennung)

19 Fazit: - Ausreichende Kapazitäten zur kompletten thermischen Verwertung sind möglich/vorhanden - Vorteile durch Zerstörung der organischen Schadstoffe - Gesicherte Entsorgung/Verwertung der Verbrennungsaschen/Schlacken - Möglichkeit der Düngemittelrückgewinnung (P-Recycling) - Nutzung der Verbrennungswärme

20 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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