Sandaufbereitungsanlage für Straßenkehricht auf der KA Bayreuth

Gewaschener Sand, optimales Recyclingmaterial
Hochturbulente Wäsche ohne Kompromisse
Annahmebereich mit Grobstoffaustrag (Container)
COANDA-Sandwaschanlagen mit hohem Feststoffdurchsatz

Eigentlich wurden bereits am 14.Mai 1993 mit der Veröffentlichung der technischen Anleitung Siedlungsabfall [TASI] die Weichen zur Entsorgung von Siedlungsabfällen neu gestellt. Ziel der TASI war, dass künftig nur noch vorbehandelter Siedlungsabfall auf Deponien ablagert werden darf. Als Hauptkriterium zur Beurteilung der Vorbehandlung sollte der maximal zulässige Organikgehalt des zu deponierenden Abfalls dienen, da dieser einen Großteil der im Abfall enthaltenen Schadstoffe bindet und wesentlich zu den Deponieemissionen (Deponiesickerwasser, Deponiegas) führt. Seit dem 1. Juni 2005 ist nun die 12-jährige!!! Übergangsfrist der TASI, welche zwischenzeitlich in der Abfallablagerungsverordung [AbfAblV] integriet wurde, ausgelaufen. Somit dürfen heutzutage keine Siedlungsabfälle (auch Abfälle aus Abwasserbehandlungsanlagen; siehe Tabelle 1), welche nicht die Kriterien der AbfAblV einhalten, auf einer Deponie abgelagert werden. Vielmehr müssen die Abfälle vor der Ablagerung einer entsprechenden Vorbehandlung unterzogen werden.

Abfallbezeichung: Abfallschlüssel
Sandfangrückstände: 190802
Abfälle aus der Kanalreinigung: 200306
Straßenkehricht: 200303

Unter dem Blickwinkel, dass ab dem 01.Juni 2005 eine Deponierung von unbehandelten Siedlungsabfällen von Abwasserbehandlungsanlagen nicht mehr möglich ist, entschied sich die Stadt Bayreuth bereits im Jahre 2000 für eine Aufbereitungsanlage zur Behandlung von Kläranlagen- und Kanalsand, Sinkkastensand und Straßenkehricht. Zielrichtung war, einerseits eine gewisse Entsorgungssicherheit für die Stadt sicherzustellen und andererseits die aufbereitete Sand- und Splittfraktion - entsprechend dem Kreislaufwirtschafts - und Abfallgesetz (KrW-/AbfG)- kostengünstig in die Wiederverwertung zu geben.

Federführend bei den kompletten Planungen der Behandlungsanlage war das Ingenieurbüro Miller aus Nürnberg. Die Gesamtkonzeption zur Behandlung der entsprechenden Siedlungsabfälle (s. Tab.1) wurde in drei Blöcke aufgeteilt. Das Rechengut sollte derart gewaschen und gepresst werden, dass der ausgewaschene Kohlenstoff (Fäkalien) der Denitrifkation zugute kommt. Ein hoher TR-Gehalt sollte gleichzeitig die Entsorgungs- bzw. Verbrennungskosten reduzieren. Für die Kläranlagensandbehandlung sollte eine Sandwaschanlage eingesetzt werden, welche alternierend direkt von den beiden Langsandfängen mit einem Sand-/Wasser-Gemisch beschickt wird. Für alle Kanalsande, Sinkkasteninhalte und für den gesamten Straßenkehricht der Stadt Bayreuth sollte ein redundant aufgebautes Sandbehandlungsverfahren den Abfall derart aufbereiten, dass eine gut verwertbare mineralische Fraktion und eine Reststofffraktion zur Verbrennung resultieren.

Im Sommer 2003 wurde dann auf der Kläranlage Bayreuth (ca. 300.000 EW) die Rechengut- und Sandaufbereitungsanlage für die Siedlungsabfälle aus Tabelle 1 in Betrieb genommen. Im weiteren Verlauf werden die Anlagenkomponenten kurz beschrieben.

Rechengutbehandlung mittels „Turbo Waschpresse“, Typ. WAP/SL
Im Einwurftrichter der Waschpresse wird durch ein Pumpenlaufrad eine zielgerichtete, energiereiche Wäsche erzielt. Das fäkalienbehaftete Rechengut (6 mm) kann dadurch, wie in Abbildung 1 zu sehen, intensiv gewaschen werden, so dass sich alle suspendierbaren organischen Bestandteile vom Rechengut ablösen. Anschließend gelangt das gewaschene Rechengut in eine integrierte Presszone, in welcher die Entwässerung stattfindet. Das aus der Waschpresse entweichende kohlenstoffreiche Waschwasser wird zurück in die Kläranlage geführt und dient als wertvolle C-Quelle für die Denitrifikation. Durch den Einsatz der Turbo-Waschpresse konnte die zu entsorgende Rechengutmenge deutlich reduziert werden. Gleichzeitig senkte sich aufgrund des besseren NO3 -Abbaus in der Denitrifikation der Stickstoffgehalt im Ablauf der Kläranlage, so dass die Abwasserabgabe wesentlich reduziert werden konnte. Die Amortisation der Rechengutbehandlungsanlage war durch diese beiden positiven Effekte bereits nach ca. drei Jahren erreicht.

Kläranlagensandbehandlung mittels COANDA-Sandwaschanlage, Typ: RoSF 4
Die Beschickung der COANDA-Sandwaschanlage (Q = 25 l/s; Feststoffdurchsatz 1 t/h) erfolgt mit dem Sand-/Organik-/Wasser-Gemisch direkt Sandfang über die Zulaufleitung und der Drallkammer zur COANDA-Tulpe. Die Strömung wird unter Einsatz des COANDA-Effektes so ausgenutzt, dass sich optimale Bedingungen für eine Abscheidung der mineralischen Bestandteile ergeben. Die eigentliche Sandwaschung, d. h. die Trennung der organischen von den mineralischen Bestandteilen, erfolgt nun im unteren strömungsberuhigten Teil der COANDA-Sandwaschanlage. Der von organischen Bestandteilen gereinigte Sand wird automatisch mittels der Sandaustragsschnecke ausgetragen und dabei statisch entwässert. Durch den Einsatz der Conada-Sandwaschanlage fallen nun nur noch ca. 120 Tonnen gewaschener Kläranlagensand pro Jahr an. Natürlich enthält dieser Sand sehr viele Feinsande < 500 µm und unterschreitet den Glühverlust der AbfAblV von 3 % deutlich. Allein der optische Eindruck dieses Sandes (siehe Abbildung 2) spiegelt die Überlegenheit der Conada-Sandwaschanlage wider. Die Verwertung des gewaschenen Materials erfolgt gemeinsam mit dem behandeltem Kanlsand/Staßenkehricht.

Kanalsand und Kehrichtbehandlungsanlage, Typ: RoSF 5 / HW
Das komplette Konzept zur Behandlung extern gesammelter Siedlungsabfälle wurde aufgrund der Nähe zu angrenzenden Siedlungen ohne Zwischenspeicherplatz entwickelt. Die Behandlungsanlage wurde deshalb zweistraßig aufgebaut, damit zum einen Engpässe bei der Anlieferung ausgeschlossen und zum anderen eine stetige Durchsatzsicherheit sichergestellt werden kann. Der Annahmebunker, die Waschtrommel und die Grobstoffförderschnecke wurden außerhalb des Gebäudes (siehe Abbildung 3) platziert, so dass genügend Platz für die ankommenden Fahrzeuge vorhanden ist. Die nötigen Maßnahmen für Lärmschutz und Frost wurden dabei genauso berücksichtigt, wie die Bedienbarkeit und die Identifikation der einzelnen Fahrzeuge über Chipkarten. Die Behandlungsanlage ist dabei folgendermaßen aufgebaut:

Annahmebunker
Die Tank- und die Kekrfahrzeuge geben das gesammelte Rohmaterial in den 15 m? Vorlagebehälter (s. Abb. 3), in welchem sich die Austragsschnecke für das Rohmaterial befindet. Zusätzlich in den Annahmebereich eingebrachte Flüssigkeit fließt über die Schnecke direkt in die angeblockte ROTAMAT-Waschtrommel und weiter in den Pumpensumpf.

Grobstoffabtrennung mit ROTAMAT®-Waschtrommel
In der ROTAMAT®-Waschtrommel, in welcher die Trommeldrehzahl über einen Frequenzumformer geregelt wird, erlogt eine intensive Spülung des Rohmaterials, so daß sämtliche Fraktionen < 10 mm in den Pumpensumpf unterhalb der Trommel gelangen. Alle Grobstoffe > 10 mm (große Steine, Dosen, Äste etc.) werden in der Trommel abgetrennt, teilweise entwässert und in den Trichter der Grobstoffschnecke abgeworfen. Die Stoffe < 10 mm (Sand, Splitt, Organik, Schlamm etc.) werden mittels einer verschleißarmen, frequenzgesteuerten Pumpe vom Pumpensumpf in die COANDA-Sandwaschanlage, gepumpt. Die Pumpe selber und das Laufrad sind dabei aus Hartguss 15.3, so dass sehr verschleißarm gearbeitet werden kann.

Grobstofförderschnecke
Die ausgewaschenen Grobstoffe (Dosen, Steine, Papier, Plasik ...) fallen direkt aus der Waschtrommel in den Auffangtrichter der Grobstofförderschnecke.
Diese robuste Schnecke dient ausschließlich zum Grobstofftransport in den Container (s. Abb. 3). Die Schnecke ist im Bereich außerhalb des Gebäudes zum Schutz vor Frostschäden isoliert und beheizt.

COANDA-Sandwaschanlage
Um den Durchsatz des kompletten Behandlungsverfahrens zu gewährleisten, wurden die größten COANDA-Sandwaschanlagen (siehe Abbildung 4) vorgesehen. Diese spezielle Baugröße zeichnet sich durch einen besonders hohen Feststoffdurchsatz von 3 t/h bei gleichen Eigenschaften wie die Standard-Sandwaschanlage aus. Dicke, beidseitig gelagerte Klassierschnecken sorgen dafür, dass selbst nur Streusplit nach der Wäsche sicher gefördert und entwässert werden kann. Die Beschickung der jeweiligen COANDA-Sandwaschanlage erfolgt vom Pumpensumpf nach der Waschtrommel. Die Funktion der COANDA-Sandwaschanlage ist dabei identisch mit der Kläranlagensandwäsche und muss nicht weiter erläutert werden.

Fazit
Der jährliche Input des Sandbehandlungsverfahrens kann mit ca. 700 t Kanalgut, 600 t Inhalt aus Straßensinkkästen und ca. 3000 t Straßenkehricht beziffert werden. Die Verwertung des gesamten gewaschenen Sandes erfolgt über eine örtliche Baufirma, was sogar noch vergütet wird. Voraussetzung dazu ist natürlich ein einwandfrei gewaschener Sand/Split, welcher die Grenzwerte nach LAGA 1.2 einhält. Vierteljährlich sind hierzu Analysen über Schwermetalle (im Feststoff und Eluat) der Genehmigungsbehörde zu übermitteln.

Die Stadt Bayreuth hat gezeigt, wie die AbfAblV zum positiven umgesetzt werden kann. Zum einen besteht nun langfristig Entsorgungssicherheit und zum anderen liegen die positiven Effekte für den Betrieb der Kläranlage als auch für die reduzierten Entsorgungskosten auf der Hand.

Von Wolfgang Branner
Produktmanager

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