Abbildung 1. Die Leitwarte der KVA Linthgebiet. Von hier aus werden alle Prozesse überwacht, die in der Anlage ablaufen.

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1 Phönix aus der In Kehrichtverbrennungsanlagen wie der KVA Linthgebiet erlebt Abfall nach seiner Verbrennung eine Wiedergeburt in Form von Rohstoffen und elektrischer Energie. Dank einem wachsenden Umweltbewusstsein wird Abfall zunehmend getrennt und recycelt. Es bleibt jedoch stets Restmüll übrig, der nicht ohne Weiteres wiederverwertet werden kann. Dieser landet zur Beseitigung und zur Rückgewinnung verwertbarer Bestandteile in Kehrichtverbrennungsanlagen (KVAs; Schweizerdeutsch für Müllverbennungsanlagen) wie der KVA Linthgebiet in Niederurnen im Schweizer Kanton Glarus. Wegen der strengen Umweltauflagen, die KVAs zu erfüllen haben, benötigen sie eine verlässliche und präzise Analytik, die den Betreibern sagt, was in welchen Mengen in Abluft und Abwasser enthalten ist. 24 Kundenapplikation

2 Hightech für die Abfallverwertung Im «Cockpit», also der Leitwarte der KVA Linthgebiet fällt es schwer, nicht an Darstellungen von Raumschiffen in Science- Fiction-Filmen zu denken. Vor einer konkaven Wand, die gespickt ist mit Kontrollmonitoren und LEDs, steht in der Form eines Halbkreises ein Tisch mit Computerbildschirmen (Abbildung 1). Eine Handvoll der insgesamt 40 Mitarbeiter der KVA ist hier versammelt, beobachtet und diskutiert, überwacht die unzähligen verschiedenen Prozesse, die in der Anlage ablaufen. Die KVA Linthgebiet beseitigt Siedlungsabfälle aus den Kantonen Glarus, Schwyz und St. Gallen sowie Industrieabfälle. Der Kehricht wird aber keineswegs nur verbrannt, sondern vielmehr verwertet einerseits durch die Rückgewinnung nicht brennbarer Bestandteile (sowohl Eisenschrott als auch Nichteisenmetalle), andererseits durch die Erzeugung von Strom und Fernwärme aus der Verbrennungsabhitze. Die Mischung macht s Gegenüber dem Cockpit sitzt in einer gläsernen Ausbuchtung des Kontrollraums ein weiterer Mitarbeiter in blauer Arbeitskleidung. Von hier hat er den Kehrichtbunker im Blick, wo der Müll nach der Anlieferung zwischengelagert wird. Der Mann bedient einen Greifkran, eine riesige Kralle, mit der er den Abfall der Feuerung übergibt. Ausserdem durchmischt er den Müll. Dadurch werden allzu hohe Spitzen an Schadstoffen vermieden, die die KVA überlasten und ihr nachhaltig schaden können. Enthält eine Fuhre beispielsweise fluorierte Kunststoffe, so entsteht bei der Verbrennung Fluorwasserstoff, in der nachfolgenden nassen Rauchgasreinigung ätzende Flusssäure. In geringen Konzentrationen halten die Installationen der Säure stand; werden aber anhaltend grössere Mengen davon frei, kann das die Anlage beschädigen. Abbildung 1. Die Leitwarte der KVA Linthgebiet. Von hier aus werden alle Prozesse überwacht, die in der Anlage ablaufen. INFORMATION

3 Die KVA verfügt über zwei Ofenlinien, in denen die Verbrennung auf hydraulisch angetriebenen, stufenförmig angeordneten Rosten stattfi ndet. Diese befördern den brennenden Abfall und wälzen ihn um. Es werden keine Hilfsbrennstoffe wie Öl oder Gas verwendet. Dass das möglich ist, ist wiederum der richtigen Mischung des Kehrichts zu verdanken. Lediglich Luft wird mit Ventilatoren zugeführt, um eine vollständige Verbrennung zu gewährleisten. Das entstehende Rauchgas erreicht Temperaturen zwischen 950 und 1000 C und wird im Dampfkessel genutzt, um Wasser zur verdampfen. Der Dampf treibt zwei Turbinen an, mit denen die KVA jährlich ca. 80 Gigawattstunden Strom generiert. Schrittweise zu sauberer Abluft Je nach Zusammensetzung des Kehrichts enthält das Rauchgas unterschiedliche Schadstoffe, etwa Chloride und Schwermetalle. Bevor es in die Umwelt entlassen wird, muss es daher in mehreren Schritten gereinigt werden. Im Elektrofi lter werden zunächst feste Partikel abgeschieden. Dann folgt die Rauchgaswäsche: Das Rauchgas wird durch Bedüsung mit Wasser abgekühlt; dabei werden Chloride und Schwermetalle ausgewaschen (saure Stufe der Rauchgaswäsche). Durch Zugabe von Natronlauge ins Waschwasser wird das Rauchgas im Folgeschritt entschwefelt (basische Stufe). Ein Nasselektrofi lter entfernt schliesslich als Aerosol vorliegende Wassertröpfchen und «trocknet» auf diese Weise das Rauchgas, das zu guter Letzt in die Entstickungsanlage geleitet wird hier werden schädliche Stickoxide katalytisch in Wasser und molekularen Stickstoff (N 2 ; stellt ca. 78 % unserer Atemluft dar) umgewandelt; ausserdem werden Dioxine und Furane zerstört. In der KVA Linthgebiet wird ausserdem die Flugasche gereinigt. Diese setzt sich aus zwei Teilen zusammen: Sie enthält einerseits die Asche, die mit dem Rauchgas in den Dampfkessel gelangt ist; andererseits fi ndet sich darin die feinkörnige Asche wieder, die im Zuge der Rauchgasreinigung im Elek trofi lter abgeschieden wurde. Für die Flugaschenwäsche (FLUWA) wird das Wasser aus den drei nassen Stufen der Rauchgasreinigung verwendet. Das saure Quenchwasser löst dabei die Schwermetalle aus der basischen Flugasche heraus, mit dem positiven Nebeneffekt, dass es neutralisiert wird dadurch können Neutralisationsmittel in der Abwasserbehandlung eingespart werden. Die KVA Linthgebiet leitet ihr Abwasser gründliche Aufbereitung und Kontrolle 26 Kundenapplikation

4 Grosse Verantwortung für Mensch und Umwelt Das Abgas ist nun bereit für die Entlassung in die Umwelt, und die gewaschene Flugasche kann zusammen mit der Schlacke entsorgt werden. Allerdings sind die Schadstoffe, die aus Rauchgas und Flugasche entfernt wurden, nun im Waschwasser gelöst. Eine gründliche Aufbereitung und anschliessende Kontrolle des Wassers ist zwingend nötig: Die Kehrichtverbrennungsanlage leitet ihr Abwasser in ein Fliessgewässer ein, nämlich den Linthkanal, der sich zwischen dem Walensee in den östlichen Voralpen der Schweiz und dem Zürichsee erstreckt. Der Grossteil der Schwermetalle wird in der Abwasserbehandlungsanlage der KVA als Hydroxidschlamm ausgefällt. Recyclingbetriebe gewinnen hieraus einen grossen Teil der Metalle zurück. In der KVA sorgen im folgenden Prozessschritt vier Ionenaustauscher dafür, dass das Wasser bis in den Spurenbereich von Schwermetallen wie Zink, Cadmium und Quecksilber befreit wird. Abbildung 2 (links). In der KVA Linthgebiet geht nichts und niemand verloren. Bis hin zu den Leitungen und Kabeln hat hier alles seinen Platz und ist mit Schildern gekennzeichnet. Wegweiser zeigen den Weg zu den einzelnen Prozessschritten (hier zur sauren Flugaschenwäsche). Besonders zeigt sich der Nutzen dieses Systems, wenn es darum geht, Probleme schnell zu beheben. Abbildung 3 (rechts). In der Ionenaustausscheranlage (blau) werden Schwermetalle aus dem Waschwasser aus Rauchgasreinigung und Flugaschenwäsche gebunden. Wenn das Wasser die Ionenaustauscher verlässt, sind Schwermetalle nur noch in Spuren darin vorhanden. in ein Fliessgewässer ein. Eine sind daher zwingend nötig. INFORMATION

5 Abbildung 4. Eine Wasserdampffahne am 100 Meter hohen Kamin (links) ist je nach Witterungsbedingungen nur wenige Tage im Jahr sichtbar. Momentaufnahmen sind nicht genug Für das Abwasser der KVA gelten die Grenzwerte der Schweizer Wasserschutzverordnung. Deren Einhaltung wird unter anderem im Zuge unangekündigter Kontrollen durch die kantonale Behörde sichergestellt. Dazu kamen bis vor kurzem monatliche «Eigenkontrollen» mittels Atomspektroskopie und Photometrie. Doch die Schadstofffracht des gereinigten Abwassers ist nicht konstant: Sie variiert zum Beispiel je nach Kehrichtzusammensetzung oder Beladungszustand der Ionenaustauscher, die regelmässig regeneriert werden müssen, um die darin gebundenen Schwermetalle zu entfernen. Die Momentaufnahmen, die bei solchen Stichproben entstehen, können nicht die vom Betreiber gewünschte und von den Behörden geforderte Sicherheit geben, dass die Grenzwerte immer unterschritten werden. Verbesserte Kontrolle durch Online-Analytik Seit Dezember 2012 ist die KVA Linthgebiet darum mit einem Online-Analysengerät von Metrohm Applikon ausgestattet, das im Vierstundentakt die Konzentrationen von Zink, Cadmium, Blei und Kupfer im Prozessabwasser misst (Abbildung 5). Die voltammetrische Bestimmung erfolgt mit dem ADI 2045VA vollautomatisch. Ein automatischer Alarm warnt das KVA-Personal, wenn eines der vier Schwermetalle sich einer Konzentration von 80 % des Grenzwerts nähert. So kann die Ionenaustauscherregeneration rechtzeitig eingeleitet werden, um Grenzwertüberschreitungen zu verhindern. Abbildung 5. Der ADI 2045VA von Metrohm Applikon steht in der KVA Linthgebiet ein Stockwerk tiefer unmittelbar unterhalb der Ionenaustauscher. Aus diesen wird er direkt mit Proben gespeist. Die Analysen fi nden vollautomatisch statt. Ebenso vollautomatisch sendet der ADI 2045VA einen Alarm aus, wenn sich die Konzentration eines der Schwermetalle einem Wert von 80 % des Grenzwerts nähert. 28 Kundenapplikation

6 Mensch und Maschine die Zusammenarbeit zählt Die Schwermetallbestimmung im KVA-Prozessabwasser stellt einige besondere Anforderungen an die Analytik. Es gilt, sehr niedrige Schwermetallgehalte in Abwasserproben mit sich ständig ändernder Zusammensetzung nachzuweisen, vor dem Hintergrund einer hohen Salzfracht eine Aufgabe, die der Online-Analysator von Metrohm erfolgreich meistert. Die semikontinuierliche oder kontinuierliche Online-Analytik unmittelbar vor dem Vorfl uter ist der einzige Weg, schnell auf die variablen Betriebszustände der Abwasserbehandlungsanlage zu reagieren Letzteres setzt neben hochentwickelten analytischen Verfahren selbstverständlich ein motiviertes Team voraus, das die notwendigen Massnahmen umsetzt. Schnelles Reagieren setzt neben hoch entwickelten analytischen Verfahren ein motiviertes Team voraus. Stefan Ringmann, Betriebsleiter-Stellvertreter der KVA Linthgebiet, führte uns durch die Anlage, in der er seit nunmehr neun Jahren arbeitet. Ringmann hat Chemie an der Technischen Universität München studiert. Der erste Kontakt mit der KVA Linthgebiet kam im Jahr 2000 durch ein F&E- Projekt der Techform Engineering AG in Embrach (Kanton Zürich) zustande, an dem er beteiligt war. Im Juli 2005 stieg Stefan Ringmann schliesslich bei der KVA Linthgebiet ein, damals als Bereichsleiter für den Anlagenteil Rauchgasreinigung und Abwasserbehandlung. Die Beförderung zum stellvertretenden Betriebsleiter vor drei Jahren hat nichts daran geändert, dass er auch heute noch gerne hin und wieder in den Blaumann schlüpft und bei seinen Kollegen «im Feld» mit anpackt. INFORMATION