Verbrennung
All Good Things Come in Threes –
Different Location and Capacity Alternatives for Sewage Sludge Mono-Incineration
Sonja Wiesgickl and Harald Plank
The Waste Sewage Sludge Ordinance (AbfKlärV) that entered into force on October 3, 2017 is leading to a reorientation of the sewage sludge utilisation in Germany. Moreover, the amendments made to the Act on Fertilizers and the German Fertilizer Ordinance make it nearly impossible to use sewage sludge for agricultural purposes. The restricted application of sewage sludge on cropland leads to a higher rate of thermally utilised sludge. According to the existing estimates, the mass of sewage sludge for mono- incineration will increase to more than 1.2 million tons per year by 2032. The incine- ration capacities currently available in Germany however, cover only approximately half that amount. The shortage in incineration capacities in Germany and the resulting rise of incineration costs forces sewage plant operators to act.
Since the German Waste Sewage Sludge Ordinance entered into force, many plant operators and sludge disposal companies are increasingly looking for alternatives to avoid spreading the sewage sludge on cropland and for solutions to recover nutrients.
By 2023, sewage plant operators have to present a report about which measures they intend to recover phosphorus and how to manage the disposal of their sewage sludge in the future. It is therefore urgently required to implement good and future-oriented concepts that solve the sewage sludge disposal emergency, soon.
In other countries, the material utilisation of sewage sludge is still the predominant method. The way Germany has chosen, banning the application of sewage sludge to cropland and using sewage sludge as a resource, has increasingly attracted attention in some other countries. Due to the internationally growing environmental awareness and sustainable thinking, an increase in capacities for thermal sewage sludge utilisation can be expected not only in Germany and in Europe but worldwide. The energetic utilisation of sewage sludge will become of ever increasing importance within sewage sludge treatment.
Mono-incineration of sewage sludge represents an integrated approach to the sustaina- ble utilisation of the sludge volumes generated. The installation of small-decentralized incineration plants taking into account site-specific requirements can be a promising approach.
The sludge2energy GmbH (S2E), a joint enterprise of HUBER SE and WTE Wasser- technik GmbH, a subsidiary of EVN AG, have developed future-oriented concepts of thermal sewage sludge utilisation for different locations and capacity alternatives. The thermal treatment of the sewage sludge is accomplished with stationary S2E fluidized bed technology.
Verbrennung
Aller guten Dinge sind drei –
verschiedene Standort- und Kapazitätsvarianten zur Klärschlammmonoverbrennung
Sonja Wiesgickl und Harald Plank
1. Monoverbrennung von Klärschlamm ...226
1.1. Ausstieg aus der bodenbezogenen Klärschlammverwertung ...226
1.2. Stationäre Wirbelschicht ...227
2. Standort- und Kapazitätsvarianten zur Klärschlammmonoverbrennung ...229
2.1. Klärschlammmonoverbrennung Utena (Litauen) ...231
2.2. Klärschlammmonoverbrennung Halle-Lochau (Deutschland) ...233
2.3. Klärschlammmonoverbrennung Tubli (Bahrain) ...235
3. Zusammenfassung ...238
4. Literatur ...239
Die am 3. Oktober 2017 in Kraft getretene Abfallklärschlammverordnung (AbfKlärV) führt zu einer Neuausrichtung der Klärschlammverwertung in Deutschland. Zudem macht die Neufassung sowohl des Düngegesetzes als auch der Düngemittelverordnung den landwirtschaftlichen Klärschlammeinsatz fast unmöglich. Die Einschränkung der bodenbezogenen Klärschlammausbringung führt zu einem Anstieg der thermischen Klärschlammverwertung. Nach vorliegenden Schätzungen wird die Menge des Klär- schlamms zur Monoverbrennung bis zum Jahr 2032 auf über 1,2 Millionen Jahrestonnen ansteigen [2]. Die aktuellen Verbrennungskapazitäten in Deutschland decken aber nur etwa die Hälfte dieser Mengen ab [8]. Die Verknappung der Verbrennungskapazitäten in Deutschland und der daraus resultierende Anstieg der Verbrennungskosten zwingen Kläranlagenbetreiber zum Handeln.
Seit dem Inkrafttreten der Abfallklärschlammverordnung beschäftigen sich viele Klär- anlagenbetreiber und Schlammentsorger verstärkt mit der Suche nach möglichen Alter- nativen zur bodenbezogenen Klärschlammverwertung sowie mit Verfahren zur Nähr- stoffrückgewinnung. Bis zum Jahr 2023 müssen Kläranlagenbetreiber einen Bericht darüber vorlegen, welche Maßnahmen sie hinsichtlich der Phosphorrückgewinnung beabsichtigen und wie sie die weitere Klärschlammentsorgung gestalten werden [1].
Die zeitnahe Umsetzung von aussichtsreichen sowie zukunftsorientierten Konzepten zur Lösung des Klärschlammentsorgungsnotstands ist daher dringend erforderlich.
Verbrennung
Im Ausland überwiegt derzeit noch die stoffliche Klärschlammverwertung. Der von Deutschland gewählte Weg, aus der bodenbezogenen Verwertung von Klärschlamm auszusteigen, hat in einigen Ländern zu einer gesteigerten Aufmerksamkeit bei der Nutzung des Klärschlamms als Ressource geführt. Durch den international anstei- genden Nachhaltigkeitsgedanken und den zunehmenden Umweltansprüchen ist ein Ausbau der thermischen Klärschlammverwertungskapazitäten weltweit zu erwarten.
Neben Deutschland beschäftigen sich auch andere Länder wie beispielsweise Österreich und Norwegen bereits mit dem Ausstieg aus der landwirtschaftlichen Klärschlamm- entsorgung und einem verstärkten Phosphorrecycling. Die energetische Verwertung von Klärschlamm wird künftig eine immer größere Bedeutung bei der Klärschlamm- behandlung einnehmen. [3]
Die Monoverbrennung von Klärschlamm stellt dabei ein ganzheitliches Konzept zur gesicherten Verwertung der Klärschlammmengen dar. Ein vielversprechender Ansatz kann hier die Etablierung von innovativen Klärschlammmonoverbrennungskonzep- ten unter Berücksichtigung standortspezifischer Rahmenbedingungen sein. Die S2E (sludge2energy GmbH), ein Gemeinschaftsunternehmen der HUBER SE und der WTE Wassertechnik GmbH – einer Tochtergesellschaft der EVN AG – hat zukunftsträchtige Konzepte zur thermischen Klärschlammverwertung für verschiedene Standorte und Kapazitätsvarianten entwickelt. Die thermische Behandlung des Klärschlamms erfolgt durch den Einsatz der stationären S2E-Wirbelschichttechnologie, dem sogenannten S2E-Fluidizer.
1. Monoverbrennung von Klärschlamm
1.1. Ausstieg aus der bodenbezogenen Klärschlammverwertung
Die bodenbezogene Verwertung von Klärschlamm als Düngemittel in der Landwirt- schaft hat in vielen Ländern eine lange Tradition. Neben der Entsorgung werden die im Klärschlamm enthaltenen Nährstoffe, wie Stickstoff, Kalium und Phosphor im Kreislauf geführt und dienen als Ersatz für mineralische Nährstoffträger. Neben den wichtigen Pflanzennährstoffen enthält Klärschlamm jedoch auch eine Vielzahl an potenziellen Schadstoffen. Klärschlamm gilt als Schadstoffsenke für eine Vielzahl unerwünschter Abwasserinhaltsstoffe. Schwermetalle, organische Substanzen sowie Arzneimittel und hormonell wirksame Verbindungen stellen bedeutende Schadstoffgruppen dar [15]. Während sich in den letzten Jahren die Schwermetallkonzentrationen im Klär- schlamm deutlich verringerten, steigt die Konzentration und Anzahl an organischen Komponenten weiterhin an. Die Auswirkungen dieser Inhaltsstoffe auf aquatische und terrestrische Ökosysteme sind weitgehend ungeklärt und werden daher seit einiger Zeit kontrovers in der Öffentlichkeit diskutiert [5]. Die Novellierungen des Dünge- rechts im Jahr 2017 soll Umweltbelastungen infolge von Ausbringung stickstoff- und phosphathaltiger Klärschlämme verringern und die Düngeeffizienz steigern. Aufgrund steigender Qualitätsanforderungen resultierend aus gesetzlichen Rahmenbedingungen, stagnierte in den letzten Jahren die Verwertung von Klärschlämmen als Düngemittel in der Landwirtschaft. Die Verwertung von Klärschlämmen in der Landwirtschaft ist weiterhin abnehmend. [11]
Verbrennung
Die thermische Entsorgung von Klärschlamm rückt daher zunehmend in den Fokus.
Eine vollständige Zerstörung aller im Klärschlamm enthaltenen organischen Schad- stoffe wird durch eine effektive Verbrennung ermöglicht. Die Verfahren zur thermischen Klärschlammverwertung lassen sich grundsätzlich nach Monoverbrennung und Mit- verbrennung einteilen. Zur Mitverbrennung zählt die Verwertung von Klärschlamm in Kohlekraftwerken, Zementwerken und Abfallverbrennungsanlagen. Die jeweiligen Technologien zur Mitverbrennung schränken die darin eingesetzten Klärschlamm- mengen grundsätzlich ein [10]. Weitere Anlagentechnologien zur Klärschlammmono- verbrennung, z.B. Drehrohr, Rostfeuerung, Zykloidfeuerung und Etagenwirbelofen bzw. Etagenwirbler haben sich aufgrund diverser Vorzüge von Wirbelschicht- feuerungen nicht durchgesetzt [8]. Eine Etablierung von Pyrolyse oder Vergasung ist am Klärschlammentsorgungsmarkt nicht erkennbar. Diese sogenannten alternativen Verfahren sind in der Praxis bisher kaum verbreitet. [20]
1.2. Stationäre Wirbelschicht
Die höchsten Phosphorrückgewinnungsraten erzielt die Klärschlammmonoverbrennung mit anschließendem P-Recycling aus den anfallenden Klärschlammaschen [7]. Im Hinblick auf die verpflichtende Phosphorrückgewinnung nach Ablauf der Über- gangsfristen ab 2029 bzw. 2032 wird in Deutschland vorrangig die Klärschlamm- monoverbrennung in Verbindung mit einem hochwertigen Recycling der phosphor- haltigen Aschen verfolgt. Das System der stationären Wirbelschichtverbrennung hat sich als Verfahren nach dem Stand der Technik zur thermischen Klärschlammbehand- lung weltweit etabliert [12, 19]. Es stellt eine besonders effiziente und schadstoffarme Technologie für Verbrennungsanlagen dar. Allein in Deutschland sind 19 Anlagen mit stationärer Wirbelschichttechnologie und einer Verbrennungsleistung von 1 bis 12 t/h in Betrieb [11].
Der Heizwert von Klärschlamm hängt vom Stabilisierungsgrad und dem Wassergehalt ab. Da der Heizwert der meisten entwässerten Klärschlammmengen nicht für eine selbstgängige Verbrennung in einer Wirbelschichtfeuerung ausreicht, wird die Klär- schlammtrocknung dem weiterführenden, thermischen Behandlungsverfahren vorge- schaltet. Für die Trocknung können neben Kontakttrocknern auch Bandtrocknungs- anlagen eingesetzt werden. Bei der Kontakttrocknung finden meist Scheibentrockner, Dünnschichttrockner und Schneckentrockner ihre Verwendung. Die zur Trocknung notwendige Wärmeenergie wird aus dem bei der Verbrennung anfallenden Abgasen ausgekoppelt. Die selbstgängige Verbrennung ohne Zusatzenergie bzw. -brennstoff ist in Abhängigkeit von der Verbrennungsluftvorwärmung ab einem unteren Heiz- wert von etwa 4.200 bis 4.500 kJ/kg möglich und entspricht je nach Schlammqualität einem Trockenrückstandsgehalt (TR) von 40 bis 50 % [8, 18]. Am weitesten verbreitet für die Klärschlammmonoverbrennung ist der stationäre Wirbelschichtofen mit einer Vortrocknung in Scheibentrocknern oder Dünnschichttrocknern [9]. Die Menge des zu entsorgenden Restmaterials wird durch Trocknung und Verbrennung des entwässerten Klärschlammes auf etwa 10 % reduziert.
Verbrennung
Der zylindrische oder konisch-zylindrische Wirbelschichtofen besteht aus einer feuer- fest ausgemauerten Brennkammer [17]. Die stationäre Wirbelschichtfeuerung setzt sich im Wesentlichen aus den Komponenten Primärluftkammer, Düsenboden (offen oder geschlossen), Bettascheabzug, Wirbelbett und Freeboard (Bild 1) zusammen [16].
Durch die Eindüsung von Primärluft von unten über den Düsenboden wird das Ge- misch aus Sand, Asche und Klärschlamm in Schwebe gehalten [16]. Hohe Turbulenzen der Wirbelschicht verursachen eine sehr gute Verteilung der Verbrennungsluft und des Klärschlamms. Zum An- und Abfahren der Anlage und um instationäre Betriebs- zustände, z.B. bei Brennstoffausfall oder bei Unterschreiten der vorgegebenen Brenn- kammertemperatur auszugleichen, wird ein Erdgas- oder Ölbrenner eingesetzt. Zum Anfahren wird der Ofenraum mit dem Anfahrbrenner auf eine Betriebstemperatur von etwa 850 °C gebracht. Erst ab Erreichen einer Betttemperatur von 850 °C wird Klärschlamm zu dosiert [9]. Eine kontinuierliche Einbringung von Klärschlamm in das fluidisierende Sandbett der stationären Wirbelschicht erfolgt vorwiegend seitlich in den Ofen. Häufig wird für den Brennstoffeintrag ein Wurfbeschicker oder ähnliches eingesetzt. Somit ist eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Klärschlamms über die Oberfläche der Wirbelschicht erreichbar [12]. Die Temperaturen in der Wirbel- schichtfeuerung betragen rund 850 bis maximal 950 °C [9]. Im Kessel wird die Energie aus dem Abgas in verwertbaren Dampf oder in den Heißwasserkreislauf überführt und für die energetische Nutzung bereitgestellt.
Abgas
Nachbrennkammer Ausbrandluft
Wurfbeschicker
Zusatz- brenner
Düsen- boden Wirbelbett
Windkasten Brennkammer
Anfahr- brenner
Wirbel- luft
Brenn- stoff
Die Wirbelschichtverbrennung ist so bemessen, dass die Mindestverbrennungsbedin- gungen nach § 6, Absätze (1) und (3) der 17. BImSchV gesichert eingehalten werden [13].
Durch die Feuerung können Emissionen von Stickoxiden (NOx), Kohlenmonoxid (CO) Bild 1:
Schematische Darstellung einer stationären Wirbelschicht [10]
Verbrennung
und organischer Kohlenstoff (C) wesentlich beeinflusst werden. Die Lachgasemission (N2O) wird durch eine geeignete Temperatureinstellung für das Wirbelschichtbett und den Freeboard gering gehalten. Eine flexible Feuerungsleistungsregelung und gestufte Verbrennungsluftzuführung können bereits im Feuerraum sicherstellen, dass Schadstoffe wie Dioxine, CO, organische Schadstoffe und NOx minimiert werden.
Darüber hinaus wird oftmals eine Ammoniakwassereindüsung in den Feuerraum (SNCR-Prozess) technisch eingeplant. Über die Grenzwertvorgaben der 17. BImSchV sind die Emissionen über den Abgasweg bei Klärschlammmonoverbrennungsanlagen begrenzt. Zur Minderung dieser Emissionen kommt bei der Abgasreinigung der bestverfügbare Stand der Technik zum Einsatz. Die Wahl der Verfahren zur Abgas- reinigung von Klärschlammmonoverbrennungsanlagen hängt neben den Inhaltsstoffen des Klärschlamms und der daraus resultierenden Abgaszusammensetzung auch vom Standort und dessen Randbedingungen ab.
2. Standort- und Kapazitätsvarianten zur Klärschlammmonoverbrennung
Wichtiges Ziel künftiger Strategien zur thermischen Klärschlammverwertung muss die dauerhafte Gewährleistung der umweltgerechten Entsorgungssicherheit entsprechend politischer Rahmenbedingungen sein. Effiziente Technologien zur Reduzierung des Massen- und Volumenanfalls von Klärschlamm stellen bei der Erstellung von nach- haltigen Konzepten der Klärschlammverwertung einen wesentlichen Baustein dar.
Zur thermischen Behandlung der Klärschlammmengen, die aufgrund der aktuellen Gesetzeslage zukünftig nicht mehr bodenbezogen verwertet werden dürfen, bedarf es zusätzlicher thermischer Klärschlammverwertungskapazitäten. Der sprunghafte Nachfrageanstieg für die thermische Verwertung von Klärschlamm konnte in kurzer Zeit weder von den Mitverbrennungsanlagen, noch von den Verwertungswegen in der Zementindustrie oder von bestehenden Monoverbrennungsanlagen aufgenommen werden [14]. Die Planungen für neue und auch der Ausbau vorhandener Verbrennungs- kapazitäten, welche dringend benötigt werden, finden derzeit bereits in Deutschland statt. Gegenwärtige Überlegungen fokussieren hierbei die Umsetzung neuer Mono- verbrennungsanlagen. Bei den Neubauprojekten wird dabei auf die bewährte Techno- logie der stationären Wirbelschicht gesetzt.
Im europäischen Ausland überwiegt noch immer die stoffliche Verwertung von Klär- schlamm. Laut aktuellen Schätzungen wird die energetische Verwertung bis 2020 um rund 50 % ansteigen und im europäischen Markt weiter an Bedeutung gewinnen. Eine landwirtschaftliche und landbauliche Verwertung der Klärschlämme wird zunehmend erschwert und ist in vielen Regionen nur noch eingeschränkt möglich. Die Etablie- rung alternativer und sicherer Entsorgungswege ist in Europa dringend erforderlich.
Eine Anpassung der Verwertungswege bzw. der Marktsituation an die Entwicklung in Deutschland seit dem Inkrafttreten der Abfallklärschlammverordnung 2017 sind zu erwarten.
Verbrennung
Mit den bereits geplanten nachfolgenden Konzepten zur Klärschlammmonoverbren- nung für unterschiedliche thermische Leistungsbereiche (Megawatt – MW) können zukunftsweisende Lösungen für die Neuausrichtung der Behandlung von Klärschlamm aufgezeigt werden. Gleichzeitig wird ein wegweisender Beitrag zur Gestaltung der Phosphorrückgewinnung geleistet. Bei der Erarbeitung von innovativen Konzepten zur Klärschlammentsorgung sind neben der ökologischen Nachhaltigkeit vor allem auch die Standortfindung, Transportlogistik, Technologieauswahl und die Nutzung vorhandener Peripherien entscheidende Einflussfaktoren. In den nachfolgenden Kapiteln werden aktuelle internationale und nationale Konzepte zur Klärschlamm- monoverbrennung für unterschiedliche Leistungsbereiche bzw. Verwertungskapazitäten aufgezeigt. Berücksichtigt werden dabei:
• 2.150 t TR/a (~ 0,6 MW): Klärschlammmonoverbrennung Utena,
• 11.750 t TR/a (~ 3,0 – 3,5 MW): Klärschlammmonoverbrennung Halle-Lochau und
• 39.300 t TR/a (~ 2 x 7,8 MW): Klärschlammmonoverbrennung Tubli.
Bei der Erstellung der Konzepte wird die sichere, umweltfreundliche, effiziente und wirtschaftliche Verwertung der Klärschlammmengen berücksichtigt. Dabei wird Priorität auf die Verwertung des Klärschlammes bei hoher Anlagenverfügbarkeit und Effizienz, sowie niedrige Schadstoffemissionen gelegt.
Tabelle 1: Kenndaten der unterschiedlichen thermischen Klärschlammverwertungsanlagen Parameter Einheit Utena (Litauen) Halle (Deutschland) Tubli (Bahrain) Anlagenverfügbarkeit h/a 8.000 8.000 8.000 Anzahl der
Verbrennungslinien – 1 1 2
Verbrennungstechnologie - S2E-Fluidizer S2E-Fluidizer S2E-Fluidizer
0.6/M 3.0/M 2 x 7.5/P
Trocknungskonzept – Teilstrom Volltrocknung Teilstrom Volltrocknung Teiltrocknung Trocknungsbauart – Bandtrocknung Bandtrocknung Kontakttrockner Art der Verbrennung – stationäre Wirbelschicht stationäre Wirbelschicht stationäre Wirbelschicht Energieverwertung – Heißwasserkessel Sattdampfkessel Heißdampfkessel Stromerzeugung – k.A. Gegendruckdampfturbine Gegendruckdampfturbine max. Kapazität (23 % TR) (25 % TR) (24 % TR) entwässerter Klärschlamm t/a
9.350 33.000 164.000
max. Kapazität extern (90 % TR)
getrockneter Klärschlamm t/a k.A. 2.750 k.A.
Brennstoffwärmeleistung
der Verbrennungslinie MW 0,6 3,0 – 3,5 7,5
Abgas Nm³/h,
feucht 2.050 9.000 19.000
Klärschlammasche t/a 680 3.900 12.950
Rückstände aus der Abgas-
reinigung (Sorptionsfilter) t/a 270 200 1.100
Die wesentlichen Kenndaten dieser und der nachfolgend dargestellten Klärschlamm- behandlungsanlagen an den Standorten Utena (Litauen), Halle/Lochau (Deutschland) sowie Tubli (Bahrain) sind in Tabelle 1 dargestellt.
Verbrennung
2.1. Klärschlammmonoverbrennung Utena (Litauen)
Der Auftrag für die Planungen und den Bau der Klärschlammverbrennungslinie auf der Kläranlage Utena wurde im März 2019 erteilt. Utena ist die Kernstadt der gleichnami- gen Rajongemeinde im Nordosten von Litauen. Die Stadt hat etwa 33.000 Einwohner.
Das gesamte Projekt umfasst neben der Errichtung der Schlammverbrennung auch die Erweiterung der bestehenden Kläranlage. Die neue Klärschlammbehandlungsanlage besteht aus den Komponenten
• Schlammeindickung,
• Faulung und Gasverwertung,
• Entwässerung,
• Trocknung und thermische Klärschlammbehandlung inkl. Abgasreinigung.
Der gesamte Leistungsumfang beinhaltet den Bau und die Modernisierung neuer Schlammbehandlungsanlagen. Neben den am Standort anfallenden Klärschlamm- mengen werden auch externe Co-Substrate aus dem Einzugsgebiet Utena verwertet.
Die erste Klärschlammverbrennungsanlage in Litauen wird über einen Zeitraum von zwei Jahren im laufenden Betrieb errichtet. Die Inbetriebnahme der Monoverbren- nungsanlage Utena mit einer Brennstoffwärmeleistung von 0,6 MW soll Mitte 2021 erfolgen. Das Anlagenkonzept leistet einen wichtigen Beitrag zur Entsorgungssicherheit der Region darüber hinaus wird das erzeugte Faulgas verstromt. Die Klärschlamm- monoverbrennungsanlage ist für eine Menge von etwa 9.350 t/a entwässerten Klärschlamm ausgelegt. Der ausgefaulte Klärschlamm wird im nachfolgenden Schritt entwässert.
Das im Faulreaktor produzierte Gas wird in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) direkt vor Ort verstromt. Die überschüssige Wärme wird für die Versorgung interner Verbraucher (z.B. Faulbehälterheizung) auf der Kläranlage genutzt.
Um die anfallenden Klärschlammmengen gesichert verwerten zu können, wird eine Linie für Trocknung, Verbrennung, Abwärmenutzung und Abgasreinigung ausgeführt. Damit der Klärschlamm selbstgängig verbrennen kann, muss er teil-
Bild 2:
Design der Klärschlamm- verbrennungsanlage Utena (Litauen)
Verbrennung
getrocknet werden. Für die Trocknung wird ein Bandtrockner (BT 6) vorgesehen.
Ein Teilstrom des entwässerten Klärschlamms wird zunächst mit dem gewählten Bandtrocknersystem auf der Kläranlage Utena vollgetrocknet. Die erforderliche Wärmeversorgung des Trockners erfolgt durch die bei der Verbrennung entstehende thermische Energie. Die mit Feuchtigkeit beladene Trocknerabluft wird über eine zweistufige Wäscherkolonne an die Umgebungsluft abgegeben. Der auf 90 % TR getrocknete Teilstrom des Klärschlammes wird mit dem entwässerten Klärschlamm vor der Verbrennung auf einen TR von etwa 45 % gemischt, damit eine selbstgängige Verbrennung gewährleistet ist.
Der Klärschlamm wird anschließend der Wirbelschichtfeuerung inkl. Wärmerück- gewinnung zugeführt. Um die bei der Verbrennung frei werdende Wärme energetisch zu nutzen, wird der Feuerung ein Heißwasserkessel nachgeschaltet. Im Kessel wird die Energie aus dem Abgas in den Heißwasserkreislauf überführt und für die energe- tische Nutzung bereitgestellt. Die Feuerung ist so konzipiert, dass der Klärschlamm ohne Zusatzbrennstoffe thermisch verwertet werden kann. Zusatzbrennstoff wird nur beim Anfahren der Verbrennungsanlage eingesetzt. Für die geringe Abgasmenge wird eine trockene Abgasreinigungsanlage ausgeführt. Somit fallen keine Abwässer aus der Abgasreinigung an, die einer separaten Aufbereitung zugeführt werden müssten.
Die Abgasreinigungsanlage besteht aus einer Vorabscheidung mittels Zyklon, einer konditionierten Trockensorption durch Eindüsung von Natriumbicarbonat und Aktivkohle sowie einem nachgeschalteten Gewebefilter. Damit werden die geforderten Emissionsgrenzwerte mit geringen Investitions- und Betriebskosten gesichert ein- gehalten. Die Reststoffe aus der Klärschlammverbrennung sind Klärschlammasche und Reaktionsprodukte aus der Abluftreinigung. Mit geeigneten Fördersystemen werden diese voneinander getrennt aus der Anlage ausgetragen. Die mit Sorptions- mittel und Schwermetall beladenen Rückstände aus der Abgasreinigung werden separat gesammelt und entsprechend der Schadstoffgehalte entsorgt.
Die Verbrennung von Klärschlamm in kleinen Wirbelschichtfeuerungsanlagen ist auch für Deutschland ein zukünftig relevantes Behandlungsverfahren. Der Einsatz der stationären Wirbelschicht ist bereits bei geringen Klärschlammmengen möglich.
Vor allem Betreiber von kleinen kommunalen Kläranlagen in stark ländlich geprägten Regionen stehen durch die rechtlichen Entwicklungen weitreichenden und drasti- schen Änderungen ihrer herkömmlich praktizierten Klärschlamentsorgung entgegen.
Für kleine und mittlere Kläranlagen mit einer Ausbaugröße bis einschließlich 50.000 Einwohnerwerten (EW) ist die bodenbezogene Verwertung von Klärschlamm grund- sätzlich weiterhin unbefristet möglich. Jedoch ist durch maßgebliche Änderungen des Düngrechts (z.B. Mindestabbaurate von Polymeren, Verschärfung der Grenzwerte) und der zunehmenden Flächenkonkurrenz zwischen Gülle und Gärresten eine boden- bezogene Klärschlammausbringung tatsächlich kaum noch realisierbar. Neben mög- lichen interkommunalen Kooperationen in Zweckverbänden kann auch der Betrieb von eigenen kleinen dezentralen thermischen Klärschlammverwertungsanlagen ein praxisorientiertes und ökologisches Anwendungskonzept sein.
Verbrennung
2.2. Klärschlammmonoverbrennung Halle-Lochau (Deutschland)
In Halle-Lochau in Sachsen-Anhalt ist die Errichtung und der Betrieb einer Klärschlamm- monoverbrennungsanlage mit Eigenenergieerzeugung über eine Dampfturbine und Generator geplant. Die Monoklärschlammverbrennungsanlage wird in einem Industrie- und Gewerbegebiet in Sachsen-Anhalt gebaut. Der Flächenbedarf der Anlage beträgt einschließlich der erforderlichen Verkehrs- und Lagerflächen etwa 5.000 m².
Am Standort Halle-Lochau beträgt die Kapazität der thermischen Klärschlamm- verwertungsanlage < 50 t/d Klärschlamm in der Trocknung und rund 2,9 t/h Klär- schlamm in der Verbrennung. Nach derzeitigem Planungsstand ist die Klärschlamm- monoverbrennung nach der 4. BImSchV, Verordnung über genehmigungsbedürftige Anlagen, Anhang Nr. 8.1.1.4 einzustufen. Somit ist ein vereinfachtes Genehmigungs- verfahren gemäß § 19 BImSchG (ohne Öffentlichkeitsbeteiligung) erforderlich. Der Antrag auf Vorbescheid wurde für die Anlage zur thermischen Klärschlammbehandlung am Standort Halle-Lochau gemäß § 9 des Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) erstellt. Der dem Antrag stattgegebene positive Vorbescheid liegt seit Mai 2018 vor.
Die Einreichung der Baugenehmigungsunterlagen erfolgte im Herbst 2018 und ein Baubeginn ist für den Sommer 2019 vorgesehen. Die Aufnahme des kontinuierlichen Dauerbetriebs der Anlage ist für Herbst 2020 geplant.
Am Standort der Klärschlammverwertung wird sowohl entwässerter (25 % TR) als auch extern vollgetrockneter kommunaler Klärschlamm (90 % TR) zukünftig thermisch behandelt. Die Anlage ist so konzipiert, dass sowohl 33.000 t entwässerter Klärschlamm als auch 2.750 t extern getrockneter Schlamm verwertet werden können. Die thermische Klärschlammbehandlung ist so ausgelegt, dass die durch das vereinfachte Genehmigungs- verfahren vorgegebenen Leistungsgrenzen maximiert werden.
Die thermische Verwertungsanlage besteht im Wesentlichen aus
• Brennstoffannahme,
• Trocknung,
• Feuerung und Kessel,
• Energieverwertung (Gegendruckturbine),
• 2-stufiger Abgasreinigung,
• Kamin mit Emissionsmessung und
• Aschesilo.
Ein Teilstrom des entwässerten Klärschlamms wird in dem gewählten Mitteltemperatur- Bandtrockner vollgetrocknet. Um eine autarke Verbrennung zu gewährleisten wird der auf 90 % TR getrocknete Teilstrom des Klärschlammes mit dem restlichen entwässerten Klärschlamm vor der Verbrennung auf etwa 45 % TR rückgemischt. Die Rückmischung ist der Wirbelschicht angepasst und außerdem abhängig von der Qualität des Klär- schlammes.Die Monoverbrennungsanlage wird nicht auf einem Kläranlagenstandort realisiert und erfordert daher die Realisierung eines nahezu abwasserfreien Betriebes
Verbrennung
der gesamten Behandlungsanlage. Ein besonderes Augenmerk ist somit insbesondere auf die sichere Entsorgung bzw. Verwertung der anfallenden Brüden aus der Klär- schlammtrocknung zu legen. In einem 2-stufigen Wäschersystem werden die Brüden der Trocknung gereinigt. Die Ammoniumsulfatlösung aus dem sauren Wäscher ist als Düngemittel einsetzbar. Anfallende Rückstände aus der alkalischen Wäscherstufe können aufgrund ihrer geringen Menge dem Verbrennungsprozess zugeführt werden.
Die betrachtete Variante der quasi abwasserfreien Klärschlammtrocknung hat sich als effizientes und wirtschaftliches Trocknungskonzept für den Standort Halle-Lochau herausgestellt.
In Halle-Lochau wird der Klärschlamm in einem individuell geplanten stationären Wirbelschichtofen thermisch verwertet.
Über eine Gegendruckdampfturbine fin- det die energetische Nutzung des in der Kesselanlage erzeugten Dampfs statt. Der Abdampf der Turbine wird zum Großteil für die Trocknung des entwässerten Klär- schlammes verwendet. Der elektrische Eigenenergiebedarf der thermischen Verwertungsanlage kann durch das op- timierte Energiekonzept gedeckt werden.
Es wird eine trockene Abgasreinigungs- anlage ausgeführt. Somit fallen auch bei diesem Anlagenbeispiel keine Abwasser- mengen aus der Abgasreinigung an. Die geforderten Emissionsgrenzwerte nach Bild 3: Design der Klärschlammver-
brennungsanlage Halle-Lochau in Sachsen-Anhalt
17. BImSchV werden durch die Gestaltung der Abgasreinigung gesichert eingehalten.
Die Abgasreinigung wird derart konzipiert, dass die Klärschlammasche durch eine Vorabscheidung bereits nahezu vollständig vor Zugabe der Sorptionsmittel aus dem Abgas abgeschieden wird. Diese Asche kann somit zur späteren Phosphorrückgewin- nung herangezogen werden.
Die Kenndaten der Klärschlammverwertungsanlage am Standort Halle-Lochau sind in Tabelle 1 dargestellt.
Vor allem stark ländlich geprägte Regionen stehen vor einer Anpassung ihrer bisher praktizierten, bodenbezogenen Klärschlammverwertung. Der Klärschlammentsor- gungsnotstand erfordert den Ausbau der thermischen Verwertungskapazitäten in Deutschland. Mit dem vorgestellten Konzept ist eine gesicherte Verwertung der aufkom- menden Klärschlammmengen entsprechend politischer Vorgaben dauerhaft möglich.
Die Kombination von Bandtrockner und stationärer Wirbelschichtverbrennung er- möglicht zudem einen quasi-abwasserfreien Betrieb. Vor allem für Standorte, bei denen die Kondensataufbereitung bzw. -entsorgung nicht geklärt ist, stellt dieses gewählte Verfahrenskonzept einen innovativen und vor allem lösungsorientierten Ansatz dar.
Verbrennung
Das Klärschlammmonoverbrennungskonzept Halle-Lochau ist nach der 4. BImSchV, Verordnung über genehmigungsbedürftige Anlagen, Anhang Nr. 8.1.1.4 einzustufen.
Somit ist ein vereinfachtes Genehmigungsverfahren gemäß § 19 BImSchG (ohne Öffentlichkeitsbeteiligung) maßgeblich. Hingegen sind bei Genehmigungsverfahren von derzeit geplanten Großanlagen (> 3 t/h) erhebliche zeitliche Verzögerungen ins- besondere durch die Öffentlichkeitsbeteiligung zu erwarten. Die Umsetzung dieser Anlagengröße auf weitere Standorte in Deutschland kann zu einem zeitnahen Ausbau der dortigen Monoverbrennungskapazitäten führen.
2.3. Klärschlammmonoverbrennung Tubli (Bahrain)
In Tubli soll die bestehende Kläranlage auf der Insel Bahrain erweitert werden. Die Kläranlage Tubli befindet sich an der westlichen Seite der Tubli-Bucht zwischen der Hauptstadt Manama und Isa Town. Im Rahmen der Erweiterung wird eine Klär- schlammmonoverbrennungsanlage zur thermischen Verwertung der dort anfallenden Schlammmenge errichtet. Der geplante Start des kontinuierlichen Betriebs der Anlage ist im Winter 2021 vorgesehen.
Die Abwasserkapazität der bestehenden Kläranlage Tubli beträgt etwa 200.000 m³/d. Die Gesamtkapazität wird im Rahmen des Projekts auf 400.000 m³/d erweitert. Der bei der Abwasserbehandlung entstehende Schlamm soll zukünftig in einer neu geplanten ther- mischen Klärschlammbehandlungsanlage entsorgt werden. Die Behandlungskapazität der Wirbelschichtverbrennung umfasst rund 164.000 t Klärschlamm mit 24 % TR. Für die gesicherte Entsorgung der anfallenden Klärschlammmengen werden zwei Linien zur Trocknung, Verbrennung, Abwärmenutzung und Abgasreinigung realisiert. Zur Gewährleistung einer hohen Anlagenverfügbarkeit können diese völlig unabhängig voneinander betrieben werden.
Die thermische Klärschlammverwertung Tubli besteht aus folgenden Komponenten
• Trocknung,
• Wirbelschichtfeuerung und Kessel,
• Energieverwertung (Gegendruckturbine),
• Trockene Abgasreinigung,
• Kamin mit Emissionsmessung sowie
• Asche- und Reststoffsilo.
Aufgrund der großen Klärschlammmengen und des vergleichsweise geringen Platz- bedarfs werden zwei Kontakttrockner für die Schlammtrocknung installiert. Diese Trockner sind als Scheibentrockner für die Teiltrocknung des Schlammes auf einen TR von 43 % ausgelegt. Nach der Schlammtrocknung wird dieser direkt in die Wirbel- schichtverbrennung eingebracht. Die bei der Trocknung entstehenden Brüden werden aus den Trocknern abgesaugt und einer Brüdenkondensationseinheit mit Wärme- rückgewinnung zugeführt. Die nicht kondensierbaren Prozessdämpfe werden in der Verbrennung verwertet. Das entstehende Brüdenkondensat wird in die Kläranlage eingeleitet.
Verbrennung
Die Klärschlammverbrennungsanlage ist als stationäre Wirbelschichtverbrennungs- anlage so konzipiert, dass der teilgetrocknete Schlamm im Dauerbetrieb ohne zusätz- liche Brennstoffe verbrannt werden kann. Zusätzlicher Brennstoff wird nur für das An- und Abfahren der Verbrennungsanlage sowie für Störungen und den Ausgleich von Schwankungen verwendet. Eine geeignete konstruktive Gestaltung der Verbrennungs- kammer und der Verbrennungsluftzufuhr stellt bereits in der Verbrennungskammer sicher, dass die Bildung von Stickoxiden (NOX) im Abgas minimiert wird. Damit wird die zuverlässige Einhaltung des geforderten Emissionswertes ohne zusätzliche Ammoniakwassereinspritzung (SNCR-Verfahren) bereits gewährleistet. Darüber hinaus wird aus technischer Sicht die Möglichkeit einer späteren Nachrüstung mit Ammoniak- wassereinspritzung in den Verbrennungsraum (SNCR-Prozess) einbezogen und die bauliche Auslegung der Verbrennung entsprechend realisiert.
Für die energetische Nutzung der bei der Verbrennung freigesetzten Wärme ist dem Verbrennungssystem ein Dampferzeuger zur Erzeugung von Heißdampf nach- geschaltet. Als Dampfparameter werden 400 °C und 41 bar(a) verwendet. Basierend auf bisherigen Erfahrungen des Anlagenlieferanten und der Erfahrung vieler Betreiber stellen diese Werte die günstigsten und effizientesten Betriebsparameter in Bezug auf effiziente Energieerzeugung und Anlagenverfügbarkeit dar.
Zur Energienutzung wird eine Gegendruck-Dampfturbine eingesetzt. Diese Art der Turbine bietet sowohl einen hohen Wirkungsgrad der Stromerzeugung als auch eine hohe Flexibilität gegenüber Schwankungen der Schlammqualität. Der Abdampf der Turbine wird zur Deckung des internen Wärmebedarfs, z.B. Trocknung und Luft- vorwärmung, verwendet. Überschüssige Wärme kann über ein Wärmetauschersystem in der Kläranlage verwendet werden und steigert somit die Gesamteffizienz der Ver- brennungsanlage.
Die Abgasreinigungsanlage ist als Trockensystem ausgeführt. Dieses besteht aus einer Vorabscheideanlage mit einem Gewebefilter, einem Reaktor für konditionierte Trocken- sorption auf Basis der Injektion von Kalkhydrat und Aktivkohle und einem nach- geschalteten Sorptionsschlauchfilter mit Partikelrückführung zur Verbesserung der Abscheidekapazität. Die Anwendung dieser Rezirkulation führt zu einer Reduzierung des Verbrauchs von Betriebsmitteln. Das System ist so konzipiert, dass die Klärschlamm- asche durch Vorabscheidung vor der Zugabe der Sorptionsmittel nahezu vollständig vom Abgas getrennt wird. Für die Abgase der Verbrennungsanlage gelten die Emissions- grenzwerte der EU Richtlinie 2010/75/EG, die durch die Installation der trockenen Abgasreinigung gesichert eingehalten werden.
Die Kenndaten der thermischen Klärschlammverwertungsanlage in Tubli (Bahrain) sind in Tabelle 1 dargestellt.
In Deutschland sind aufgrund des Bedarfs an thermischen Verwertungskapazitäten zurzeit einige Projekte zur Klärschlammmonoverbrennung mit einer durchschnittli- chen Kapazität von mindestens 30.000 t/a TR Schlamm in Planung. Neuanlagen zur Klärschlammverbrennung sind immer nach § 4 des BImSchG zu genehmigen. Bei Anlagen dieser Größenordnung ist die Anwendung des förmlichen Verfahrens nach
§ 16 zu berücksichtigen. Eine Öffentlichkeitsbeteiligung ist hier immer erforderlich.
Verbrennung
Bild 4: Verfahrensfließbild der Klärschlammmonoverbrennung Tubli (Bahrain)
Klärschlamm- lager Klärschlamm- lager
Klärschlamm- trockner Brüden- kondensation Brüden- konden- sation Brüden- konden- sation
WirbelschichtofenAbhitzekessel Reaktor ReaktorGewebefilter Gewebefilter
Rückführung Rückstand Rückführung Rückstand
Kamin, Emissions- messung Kamin, Emissions- messung
Aschesilo Aschesilo
Rückstandsspeicher Rückstandsspeicher
Kondensat- tank Speise- wasser- behälter
Dampfturbine und Generator Turbinen-
Bypass- Station
Dampf- kondensatorWärmetauscher – Rückspülwasser
HOK Ca(OH)
2 2 Ca(OH)
8
7 Flugasche Vorabscheidung Trockner- dampf
Niederdruckdampf
Kessel- asche BettascheFlugasche
Rezirku- lation HOK
Flugasche Vorabscheidung
Kesselasche BettascheFlugasche Rezirku- lation
Ver- brenn- ungs- luft Verbrennungsluft
3 3 3 behandeltes Abwasser
Schlamm
Rückspülwasser stationäre Wirbelschicht L1 stationäre Wirbelschicht L2 Hochdruck- dampf
Container Container
Allgemeine Komponenten Verbrennungslinie 2
Rückspül- wasser Abgas
Verbrennungslinie 1
WirbelschichtofenAbhitzekessel
Vorab- schei- dung Vorab- schei- dung
Hilfs- kessel Klärschlamm- trockner
Sorptionsmitteldosierung Abgas Sorptionsmitteldosierung
behandeltes Abwasser behandeltes Abwasser
behandeltes Abwasser
Verbrennung
Zur Vermeidung von deutlichen Verzögerungen des Verfahrens sollte bereits zu Beginn der Planungen frühzeitig mit der Öffentlichkeit kommuniziert werden. Auf diese Weise kann es dem Vorhabenträger gelingen frühzeitig auf Schwierigkeiten im Rahmen des Genehmigungsverfahrens aufmerksam zu werden. [6]
Im Vergleich zum Projekt Tubli-Bahrain ist für diese Mengen auch eine einlinige Ausführung der thermischen Verwertungsanlage möglich, d.h. in diesem Fall die Umsetzung von nur einer stationären Wirbelschichtverbrennung zur Verbrennung der gesamten Schlammmenge. Eine wesentliche Komponente des Gesamtkonzeptes ist die Klärschlammtrocknung. In dieser Anlagengrößenordnung ist aber für die Vor- trocknung der Schlämme die Wahl von zwei redundanten Klärschlammtrocknern zu favorisieren.
3. Zusammenfassung
Die Kläranlagenbetreiber und Klärschlammentsorger stellen sich aufgrund der ver- änderten gesetzlichen Rahmenbedingungen zunehmend die Frage einer zukünftigen Entsorgungssicherheit der Schlammmengen. Aktuell werden in Deutschland 19 Mono- verbrennungsanlagen betrieben. 50 % dieser Anlagen sind bereits älter als 20 Jahre. Die Kapazität dieser Anlagen wird durch die technische Verfügbarkeit nicht vollständig genutzt [14]. Die Novellierung des Düngerechts und das Inkrafttreten der Abfall- klärschlammverordnung haben zu weiteren Entsorgungsengpässen in Deutschland geführt. Diese Entwicklungen zwingen den Betreiber dazu, sich mit der Erweiterung, dem Neubau oder der Sanierung ihrer Bestandanlagen zur Klärschlammverbrennung zu beschäftigen. Aufgrund strengerer gesetzlicher Vorgaben und eingeschränkter Ver- wertungskapazitäten gestaltet sich bodenbezogene Klärschlammentsorgung auch im Ausland zunehmend schwieriger. Die neue Marktsituation führt dazu, dass kurzfristig zuverlässige Verwertungskonzepte erarbeitet werden müssen. Der Errichtung von Klär- schlammmonoverbrennungsanlagen wird eine entscheidende Bedeutung zukommen.
Eine Klärschlammverbrennung ist zukünftig für alle Kläranlagen mit einer Ausbaugröße
> 50.000 Einwohnerwerte gesetzlich vorgeschrieben. Die Klärschlammmonoverbren- nung mit anschließender Phosphorrückgewinnung aus der Klärschlammasche stellt einen zielführenden Ansatz für das künftige Klärschlammmanagement dar. Mit der Monoverbrennung wird die höchstmögliche Rückgewinnung des Phosphors geschaffen.
Die Aufbereitung der erzeugten Aschen zu einem marktgängigen Phosphorprodukt sollte dabei einen wesentlichen Bestandteil der künftigen Klärschlammentsorgungs- konzepte darstellen.Um eine rechtskonforme und zukunftssichere Klärschlamm- behandlung gewährleisten zu können ist die Entwicklung von bestmöglichen Strate- gien zur Schlammentsorgung notwendig. Neben dem Auffinden eines geeigneten, genehmigungsfähigen Standortes bzw. Grundstücks ist die Wahl der Technologie zum heutigen Zeitpunkt ein entscheidender Faktor für die erfolgreiche Realisierung von unterschiedlichen Konzepten zur thermischen Klärschlammverwertung. Bereits konkret bekannte Neubauprojekte sowie Erneuerungs- und Erweiterungsmaßnahmen favorisieren die Umsetzung der stationären Wirbelschichttechnologie. Die Behandlung
Verbrennung
von kommunalem Klärschlamm in einer stationären Wirbelschicht ist eine seit Jahr- zenten erprobte Technologie und entspricht dem derzeitigen Stand der Technik zur thermischen Klärschlammverwertung.
Anhand der unterschiedlichen Mengenszenarien und Standortvarianten wurde ge- zeigt, dass die Entsorgung in zentralen oder dezentralen Verbrennungsanlagen eine vielversprechende Alternative zur landwirtschaftlichen Verwertung darstellt. Eine Übertragbarkeit dieser Verwertungsmodelle auf verschiedene Regionen und Standorte ist durch die ganzheitliche Betrachtung und Berücksichtigung unterschiedlicher lokaler, regionaler und geografischer Gegebenheiten möglich. Diese Lösungsansätze können einen wesentlichen Beitrag zur Neuausrichtung der Klärschlammverwertung leisten.
4. Literatur
[1] Bergs, C.-G.: Phosphor-Strategie des Bundes: Stand der Umsetzung durch die Klärschlammver- ordnung. Stuttgart, Kongress Phosphor, 26. bis 27.10.2016
[2] Ecoprog: Klärschlammentsorgung, Großer Bedarf an Kapazitäten in der Monoverbrennung. In Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft, August 2017, Volume 69, Issue 7-8, S.346-349 [3] Hudcová, H.; Vymazal, J.; Rozkošný, M.: Present restrictions of sewage sludge application in
agriculture within the European Union. In: Soil and Water Research, 14, 2019 (2)
[4] Heideck, P.; Six, K.; Lehrmann, F.: Stand der Klärschlammtrocknung und Klärschlammverbren- nung in Deutschland, Korrespondenz Abwasser und Abfall, 2018
[5] Konradi, S.; Brückner, J.; Vogel, I. (2014): Humanarzneimittelrückstände im Klärschlamm – Pri- orisierungskonzept zur Einstufung des Umweltgefährdungspotentials für den Boden. Mitteilung der Fachgruppe Umweltchemie und Ökotoxikolo-gie. Gesellschaft Deutscher Chemiker. 20.
Jahrg. 2014/Nr.2.
[6] Kopp-Assenmacher, S.: Transparenz und Öffentlichkeitsbeteiligung im Genehmigungsver- fahren von neuen Klärschlammverbrennungsanlagen. In: Holm, O.; Thomé-Kozmiensky, E.;
Quicker, P.; Kopp-Assenmacher, S. (Hrsg.): Verwertung von Klärschlamm. Neuruppin: Thomé- Kozmiensky Verlag GmbH, 2018, S. 67-70
[7] Krüger, O.; Adam, C.: Monitoring von Klärschlammmonoverbrennungsaschen hinsichtlich ihrer Zusammensetzung zur Ermittlung ihrer Rohstoffrückgewinnungspotentiale und zur Er- stellung von Referenzmaterial für die Überwachungsanalytik. Umweltbundesamt. Berlin, 2014 [8] Lehrmann, F.: Überblick über die thermische Klärschlammbehandlung – Trocknung, Monover- brennung und Mitverbrennung –. In: Thomé-Kozmiensky, K. J.; Beckmann, M. (Hrsg.): Energie aus Abfall, Band 10. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2013, S. 901-926 [9] Merkblatt DWA-M 386: Thermische Behandlung von Klärschlämmen. Monoverbrennung:
Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft Abwasser und Abfall: Hennef (Sieg), 2011 [10] Merkblatt DWA-M 387 Thermische Behandlung von Klärschlämmen. Mitverbrennung in Kraft-
werken: Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft Abwasser und Abfall. Hennef (Sieg), 2012 [11] Roskosch, A.; Heidecke, P.; Bannick C.-G.; Brandt, S.; Bernicke, M.; Dienemann, C.; Gast, M.;
Hofmeier, M.; Kabbe, C.; Schwirn, K.; Vogel, I.; Völker, D.; Wiechmann, B.: Klärschlamment- sorgung in der Bundesrepublik Deutschland, Informationsbroschüre Umweltbundesamt, Mai 2018
[12] Schnell, M.; Horst, T.; Quicker, P.: Thermische Verwertung von Klärschlamm – Überblick und Einordnung bestehender Verfahren. In: Holm, O.; Thomé-Kozmiensky, E.; Quicker, P.; Kopp- Assenmacher, S. (Hrsg.): Verwertung von Klärschlamm. Neuruppin: Thomé-Kozmiensky Verlag GmbH, 2018, S. 131-163
Verbrennung
[13] Siebzehnte Verordnung zur Durchführung des Bundes- Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über die Verbrennung und die Mitverbrennung von Abfällen – 17. BImSchV) in der Fassung vom 02.05.2013 (BGBl. I S. 1021, 1044, 3754)
[14] Six, J.; Lehrmann, F.: Übersicht bestehender Kapazitäten zur thermischen Klärschlammbehand- lung und Einschätzung zum künftigen Behandlungsbedarf und der Entwicklung der Verbren- nungskapazitäten, DWA KlärschlammTage, 21.-23.Mai 2019, Würzburg
[15] Stenzel, F.; Jung, R.; Wiesgickl, S.; Dexheimer, K.; Eißing, M.; Mundt, M.: Arzneimittelrückstände in Rezyklaten der Phosphorrückgewinnung aus Klärschlämmen, Abschlussbericht Forschungs- kennzahl 3715334010, UBA-FB 002724, Umweltbundesamt, April 2019
[16] Stubenvoll, J.; Holzerbauer, E.; Böhmer, S.; Krutzler, T.; Janhsen, T.: Technische Maßnahmen zur Minderung der Staub und NOx-Emissionen bei der Wirbelschicht- und Laugenverbrennungs- kesseln. Umweltbundesamt Wien/Österreich, Wien 2007. ISBN: 3-85457-837-7
[17] Thomé-Kozmiensky, K. J.: Thermische Abfallbehandlung. 2., völlig neu bearb. Aufl. Berlin: EF- Verlag für Energie- und Umwelttechnik, 1994 – ISBN: 9783924511777.
[18] Thomé-Kozmiensky, K. J.: Klärschlammentsorgung (Reihe: Enzyklopädie der Kreislaufwirt- schaft. Neuruppin: TK, 1998 – ISBN: 9783924511876)
[19] Thomé-Kozmiensky, K. J.: Verbrennung in Wirbelschichtreaktoren. In: Thomé-Kozmiensky, K. J.; Beckmann, M. (Hrsg.): Energie aus Abfall, Band 10. Neuruppin: TK Verlag Karl Thomé- Kozmiensky, 2013, S. 3-94
[20] Vodegel, S.; Müller, F.: DBU-Grundsatzstudie: Technologiebewertung thermo-chemischer Kon- versionsverfahren von Klärschlamm als Alternative zur Verbrennung unter besonderer Berück- sichtigung der Potenziale zur Nährstoffrückgewinnung. Abschlussbericht 2017
Ansprechpartner
Dipl.-Ing. (FH) Sonja Wiesgickl sludge2energy GmbH
Vertriebsingenieurin Industriepark Erasbach A1 92334 Berching, Deutschland +49 151 14550667
sonja.wiesgickl@sludge2energy.de
Die Vorteile des sludge2energy-Verfahrens
Effiziente aufeinander abgestimmte Kombination von Klärschlammtrock- nung und thermischer Klärschlammverwertung in einer stationären Wirbelschicht
Eine hohe Bandbreite an kommunalen Klärschlämmen ist durch effi- ziente Verbrennung ohne externe Energiezufuhr verwertbar
Individuelle Planungen und Anpassung an standortspezifische Rahmenbedingungen
Kompakter, modularer und funktionaler Aufbau mit geringem Platzbedarf
Mit dem sludge2energy Verfahren ist eine gesicherte thermische Verwer- tung der aufkommenden Klärschlammmengen dauerhaft möglich. Das sludge2energy-Verfahren verwertet Klärschlamm energieautark und basiert auf der Kombination von Schlammtrocknung und einer anschließenden Verbrennung im Wirbelschichtofen.
Klärschlammmonoverbrennung 35.000 t TR Klärschlammtrocknung
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Olaf Holm, Elisabeth Thomé-Kozmiensky, Peter Quicker, Stefan Kopp-Assenmacher (Hrsg.):
Verwertung von Klärschlamm 2
ISBN 978-3-944310-49-7 Thomé-Kozmiensky Verlag GmbH
Copyright: Elisabeth Thomé-Kozmiensky, M.Sc., Dr.-Ing. Olaf Holm Alle Rechte vorbehalten
Verlag: Thomé-Kozmiensky Verlag GmbH • Neuruppin 2019 Redaktion und Lektorat: Dr.-Ing. Olaf Holm
Erfassung und Layout: Elisabeth Thomé-Kozmiensky, M.Sc., Janin Burbott-Seidel, Roland Richter
Druck: Beltz Grafische Betriebe GmbH, Bad Langensalza
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