Lösungsansatz für Herausforderungen der Abwasserwirtschaft. Folie 1

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Lösungsansatz für Herausforderungen der Abwasserwirtschaft. Folie 1"

Eike Kurzmann
vor 6 Jahren
Abrufe

1 Lösungsansatz für Herausforderungen der Abwasserwirtschaft Folie 1

2 AGENDA 1/2 1. Herausforderungen der Abwasserwirtschaft 2. Ziele aktueller und künftiger Aufgabenstellungen 3. Zukünftig verschärfte Anforderungen bei KS-Entsorgung 4. P-Recycling hat überwiegend Dünger im Fokus 5. PARFORCE erzeugt universelle, hochwertige Basischemikalie 6. Kosten der P-Rückgewinnung je Einsatzstoff sehr unterschiedlich Folie 2

3 AGENDA 2/2 7. Erweiterter PARFORCE Ansatz setzt bei MAP/Struvit an 8. Erweiterter PARFORCE-Ansatz: Integriertes Gesamtkonzept 9. Grundprinzip des erweiterten PARFORCE-Ansatzes 10. Optimierung Abwasserreinigung und Schlammbehandlung 11. Erfüllung künftiger P-Recyclingverpflichtung 12. Erhöhung TR-Gehalt des ausgefaulten Klärschlammes Folie 3

4 Herausforderung der Abwasserwirtschaft Spannungsfeld zwischen gesetzl. Anforderungen und Wirtschaftlichkeit Wasserrahmenrichtlinie Abwasserreinigung Abwasserverordnung Wasserrechtliche Zulassung Kreislaufwirtschaftsgesetz Abfallklärschlammverordnung Betreiber kommunaler Kläranlagen Verfügbare Technologien Stand der Technik Planungs- und Genehmigungsverfahren Kommunalabgabengesetz Abwassergebühren/ - entgelte Entsorgung / Verwertung Wirtschaftlichkeit Folie 4

Ziele aktueller und künftiger Aufgabenstellungen Gesetzliche Verpflichtungen vor dem Hintergrund wirtschaftlicher Zwänge Gewährleistung der gesetzlichen und behördlichen Verpflichtungen Reduzierung

5 Ziele aktueller und künftiger Aufgabenstellungen Gesetzliche Verpflichtungen vor dem Hintergrund wirtschaftlicher Zwänge Gewährleistung der gesetzlichen und behördlichen Verpflichtungen Reduzierung Chemikalien- und Polymerverbrauch in Abwasserreinigung und Schlammbehandlung Senkung Transport- und Entsorgungskosten für Klärschlamm durch Massenreduktion Gebührenstabilisierung Optimierung Energieausbeute durch verbesserte Faulung Berücksichtigung zukünftige P- Recyclingverpflichtung Schaffung von strategischen Freiräumen für thermische Klärschlammverwertung Folie 5

6 Zukünftig verschärfte Anforderungen bei KS-Entsorgung P-Recycling zukünftig verpflichtend Klärschlamm Anlagenklasse < EW* Anlagenklasse > EW* Einhaltung bestimmter Grenzwerte im Schlamm und Boden nein Verwertungspflicht und Verpflichtung zur P-Rückgewinnung* ja P > 20 g/kg TS P < 20 g/kg TS Direkte bodenbezogene Verwertung möglich Direkt aus Klärschlamm Min. 50% P-Rückgewinnung Senkung auf < 20 g/kg TS Thermische Behandlung Min. 80% P-Rückgewinnung Thermische Verwertung der Klärschlämme und Deponierung Asche Kläranlagenbetreiber / Schlammerzeuger Betreiber von Monoverbrennungsanlagen * Perspektivisch > EW Folie 6

7 P-Recycling hat überwiegend Dünger im Fokus Bisher keine überzeugenden Ansätze: teuer, komplex und oft fragwürdig Zielprodukte Anzahl in Entwicklung befindlicher Verfahren zur P-Rückgewinnung aus Abwasserprozess nach Einsatzstoff und Produkt element. P P-Säure Düngemittel 1 Phosiedi Struvia 27 flüssige Phase Budenheim AirPrex Stuttg. Verfahren Klärschlamm Einsatzstoffe aus Bekannteste Verfahren X Anzahl Verfahren Pyreg Mephrec 5 1 Thermphos Tetraphos Ecophos Seraplant KS-Asche Dünger aus Struviten, Klärschlämmen und Aschen problematisch: Produktzulassung und Entlassung aus dem Abfallregime fehlen Phosphate meistens mit Langzeitwirkung und Gefahr der Eintragung in Gewässer und Landschafträume Organische und nicht-organische Restschadstoffe Geringe Adaptionsfähigkeit an gezieltes Bodenmanagement (Gefahr der Überdüngung) Voraussichtlich geringe Akzeptanz des Marktes Standardqualitäten schwierig durch schwankende Qualitäten des Eingangsstoffes Kosten der Erzeugung höher als Wert des Produktes Folie 7

8 PARFORCE erzeugt universelle, hochwertige Basischemikalie Breites Spektrum an Einsatzstoffen möglich Veredelung von Wertstoffen Verwertung von Abfällen Apatit TCP / DCP MAP / Struvit Klärschlammaschen Umweltfreundliche Alternative zu Phosphatimporten Veredelung von Produktionsrückständen der Phosphatindustrie Veredelung Klärwerksrückstand ohne Abhängigkeit von DüMV Phosphatrückgewinnung ohne Düngemittelerzeugung Universell verwendbare Phosphorsäure Folie 8

9 Kosten der P-Rückgewinnung je Einsatzstoff sehr unterschiedlich Aufbereitung von Aschen unverhältnismäßig kostenintensiv Investitionskosten Mio. 20,0 15,0 10,0 5,0 KSA: Aufschlussrate 90% KSA: Aufschlussrate 80% KSA: Aufschlussrate 65% MAP/Struvit*: Aufschlussrate 99% Min. nach AbfKlärV Erfüllung AbfKlärV 5,0 10,0 15,0 Betriebskosten Mio. /a Beispiel: Rückgewinnungskosten einer untersuchten KSA: Mengen: t/a KSA P: 9,3 Gew. % Investitionskosten: Betriebskosten: Äquivalente Menge MAP/Struvit: 17,3 18,7 Mio. 8,6 9,9 Mio. /a Mengenäq.: t/a MAP/Struvit P: 21 Gew. % Reduktion P in Klärschlamm auf 15g/kg Trockenmasse Investitionskosten: Betriebskosten: 4,5 Mio. 1,1 Mio. /a * ohne Kosten der MAP/Struvit-Fällung und Abscheidung Folie 9

10 Erweiterter PARFORCE Ansatz setzt bei MAP/Struvit an Biologische P-Eliminierung liefert Potential für wirtschaftliches P-Recycling Folie 10

Erweiterter PARFORCE-Ansatz: Integriertes Gesamtkonzept Kombination etablierter Methoden für überlegenes Rückgewinnungsverfahren Erweiterter PARFORCE-Ansatz: Entphosphatierung Klärschlamm unter

11 Erweiterter PARFORCE-Ansatz: Integriertes Gesamtkonzept Kombination etablierter Methoden für überlegenes Rückgewinnungsverfahren Erweiterter PARFORCE-Ansatz: Entphosphatierung Klärschlamm unter Schwellenwert Strategische Optionen für Erfüllung AbfKlärV Kostenoptimierung Vereinfachte P-Rückgewinnung Energieausbeute Reduktion Fällmittel Reduktion Restschlammmenge Thermische KS-Verwertung Schlammdesintegration: Erhöhte Gasausbeute Restschlamm-Reduktion Zuverlässige P-Eliminierung durch Bio-P und MAP/Struvit-Fällung und Abscheidung Phosphorsäuregewinnung: MAP/Struvit Veredelung Nebenprodukt als MAP-Fällmittel Partikeltechnologie für die Abtrennung gelöster Stoffe: Situative P-Eliminierung im Ablauf (Polizeistufe) Schlammentwässerung: Verbesserung Entwässerung Transport- und Entsorgungskosten Folie 11

12 Grundprinzip des erweiterten PARFORCE-Ansatzes Steuerung des Verfahrens zur Einhaltung Schwellen- und Grenzwerte Situative P-Eliminierung mittels Partikeltechnologie Zulauf Abwasserreinigung mit Bio-P P-Konzentration im Ablauf Vorfluter Schlamm 50% 0% 100% Anteil Schlammdesintegration Hochleistungsultraschall MAP-Fällung und Abscheidung Schlammbehandlung ZetaOptimizer P-Konzentration im Restschlamm Entphosphatierter Klärschlamm Thermische Verwertung Phosphorsäure Folie 12

Optimierung Abwasserreinigung und Schlammbehandlung durch Aufschluss von Mikroorganismen mittels ULTRAWAVES In Abwasserreinigung: Verhinderung von

Verbesserung der biologischen Stickstoff- Elimination Reduzierung Chemikalienverbrauch In Schlammbehandlung: Überwindung technischer Faulgrenze

13 Optimierung Abwasserreinigung und Schlammbehandlung durch Aufschluss von Mikroorganismen mittels ULTRAWAVES In Abwasserreinigung: Verhinderung von Blähschlamm und Schäumen Ultraschall bringt (überschüssige) Mikroorganismen zum platzen und setzt Zellinhalte frei (Desintegration). Verbesserung der biologischen Stickstoff- Elimination Reduzierung Chemikalienverbrauch In Schlammbehandlung: Überwindung technischer Faulgrenze (Hydrolyseschritt) und Intensivierung Faulung Erhöhung Biogasausbeute und Reduktion Restschlammmasse Verbesserte Energieausbeute und Senkung KS-Entsorgungskosten Folie 13

Erfüllung künftiger P-Recyclingverpflichtung zukunftssicher und wirtschaftlich durch PARFORCE Verfahren zur Erzeugung von universell verwendbarer Phosphorsäure aus : in biologischer

verwendbarer Phosphorsäure statt Düngemittel: keine Abhängigkeit von Grenzwerten lt.

14 Erfüllung künftiger P-Recyclingverpflichtung zukunftssicher und wirtschaftlich durch PARFORCE Verfahren zur Erzeugung von universell verwendbarer Phosphorsäure aus : in biologischer P-Eliminierung gewinnbarem MAP (Magnesiumammoniumphosphat) oder aus Klärschlammaschen Erfüllung zukünftiger Phosphatrückgewinnungsverpflichtung Erzeugung von hochwertiger, universell verwendbarer Phosphorsäure statt Düngemittel: keine Abhängigkeit von Grenzwerten lt. DÜMV keine Abhängigkeit vom stark wettbewerbsintensiven Düngemittelmarkt insbesondere bei Rückgewinnung aus MAP: geringerer technischer und wirtschaftlicher Aufwand entphosphatierter Klärschlamm kann auch in Co- Verbrennungsanlagen verwertet werden Entphosphatierung verbessert Entwässerungsfähigkeit des Klärschlamms Folie 14

15 Erhöhung TR-Gehalt des ausgefaulten Klärschlammes durch verbesserte Entwässerungsfähigkeit mittels ZetaOptimizer Höhere TR-Gehalte des entwässerten, ausgefaultem Schlammes Verfahren zur Steigerung des Trockenrückstandsgehaltes (TR) in ausgefaultem Klärschlamm: Deutliche Reduzierung des Polymerverbrauchs Klärschlamm durchströmt vor Entwässerung ein elektrisches Feld Erhebliche Reduzierung der Rückbelastung aus Entwässerung durch höhere Abscheidegrade an organischen Feststoffen Feldstärke wird entsprechend Schlammbeschaffenheit flexibel eingestellt Kostenoptimierung durch geringeren Chemikalienverbrauch und Massenreduktion Folie 15

16 Kontakt PARFORCE-Technologie c/o Technische Universität Bergakademie Freiberg Institut für Technische Chemie Leipziger Straße 29 D Freiberg Projektleitung: Dr. Peter Fröhlich +49 (0) SC Consult GmbH Glashofkamp 22 B D Horst (Holstein) Jürgen Sörensen Geschäftsführer Tel (0) Fax 0049 (0) mobil 0049 (0) Poll Umwelt- und Verfahrenstechnik GmbH Lünener Str. 2c D Selm Bernd Simbach Geschäftsführer Tel.: Fax: mobil: info@parforce-technologie.de j.soerensen@scconsultgmbh.de bernd.simbach@poll.de Folie 16

Lösungsansatz für Herausforderungen der Abwasserwirtschaft Gebührenstabilität durch Optimierung Schlammbehandlung Zusammenwirken von Ultrawaves, Poll und

Schlammentwässerung Thermische Verwertung Desintegration zur: Optimierung Faulung Höhere Gasausbeute Reduktion Restschlammmasse Lösung von in Mikroorganismen

Freiräumen bei thermischer Verwertung Geringere hygroskopische Eigenschaften (Wasserbindung) des Schlammes Erhöhung Entwässerungsfähigkeit Reduktion

17 Lösungsansatz für Herausforderungen der Abwasserwirtschaft Gebührenstabilität durch Optimierung Schlammbehandlung Zusammenwirken von Ultrawaves, Poll und PARFORCE: Schlamm- Desintegration mittels ULTRAWAVES MAP-Fällung und abscheidung* Faulung Erhöhung Entwässerungsfähigkeit mittels ZetaOptimizer Schlammentwässerung Thermische Verwertung Desintegration zur: Optimierung Faulung Höhere Gasausbeute Reduktion Restschlammmasse Lösung von in Mikroorganismen gebundenem P Aufbereitung MAP zu Phosphorsäure und Vermarktung Erfüllung künftige AbKlärV Vermeidung P-Rückgewinnung aus Aschen Ermöglichen von strat. Freiräumen bei thermischer Verwertung Geringere hygroskopische Eigenschaften (Wasserbindung) des Schlammes Erhöhung Entwässerungsfähigkeit Reduktion Polymereinsatz Steigerung TR-Gehalt Reduzierung der Rückbelastung Kostenoptimierung durch Massenreduktion und höhere Gasausbeute Zukunftssichere Entsorgung von Klärschlämmen * bei biologischer P-Eliminierung Folie 17

Ähnliche Dokumente

Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser, Klärschlamm und Rückständen thermischer Klärschlammbehandlung. EGLE Lukas

Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser, Klärschlamm und Rückständen thermischer Klärschlammbehandlung EGLE Lukas Landwirtschaftliche Sektoren Wirtschaftsdünger: 27.000 t P/a Mineraldünger: 16.000 t P/a