Optimale Klärschlammverwertung

In letzter Zeit wurde das Thema der Klärschlammverwertung und –entsorgung zunehmend diskutiert. Die Klärschlammmengen in Europa nehmen zu, während die Verwertungswege immer stärker eingeschränkt werden. Die landwirtschaftliche Nutzung wird zunehmend begrenzt aufgrund der potenziellen Risiken für die menschliche Gesundheit und die Umwelt. Dementsprechend sind die Preisentwicklungen für die Entsorgung unkalkulierbar.

Als Antwort auf die zunehmenden Herausforderungen einer nachhaltigen Abfallwirtschaft soll ein neuartiges dezentrales Verfahren zur thermischen Klärschlammverwertung unter gleichzeitiger Gewinnung von elektrischer Energie am Standort der Kläranlage Schönmühle installiert werden. Mit der energieautarken Anlage kann die zu entsorgende Klärschlammmenge auf 1/8 des entwässerten Schlamms reduziert werden. Der Rückstand bietet einen idealen Ausgangsstoff für die Phosphorrückgewinnung.
Kernstück des Verfahrens ist der Einsatz der Pebble-Heater-Technologie (getaktete Schüttschicht Wärmetauscher) in Kombination mit einer Mikrogasturbine, die die Gewinnung von elektrischer Energie aus der Wärme heißer Rauchgase ohne Installation eines Wasser-Dampf-Kreislaufs ermöglichen. Die Anlage wird auf eine jährliche Verarbeitungskapazität von ca. 1500 t TR (Trockenrückstand) und eine elektrische Leistung von ca. 100 kW ausgelegt.
Das komplette Verfahren besteht aus folgenden Einzelkomponenten:

Trocknung: Die Trocknung erfolgt in einem energetisch optimierten Band-trockner mit Wärmerückgewinnung bei einer Temperatur von 100-130°C.

Brennstoffzuführung: Der getrocknete Schlamm liegt in Form von Pellets vor. Um die Struktur zu erhalten, wird ein schonendes Zufuhrsystem zur Feuerung installiert.

Feuerung: Für die Verbrennung ist eine für den Brennstoff Klärschlamm weiterentwickelte Rostfeuerung vorgesehen. Der mineralische Verbrennungsrückstand erreicht Glühverluste unter 3 % TR.

Pebble-Heater und Gasturbine: Die Pebble-Heater werden abwechselnd mit heißem Rauchgas aufgeheizt bzw. mit Umgebungsluft gekühlt. Das heiße Rauchgas aus der Verbrennung gibt seine Wärme an die Schüttung der Pebble-Heater ab, wird dabei teilentstaubt und verlässt im Anschluss an eine weitere Reinigungsstufe die Anlage über den Kamin. Während der Heizphase des ersten Pebble-Heaters wird ein anderer, bereits aufgeheizter Wärmetauscher mit verdichteter Umgebungsluft beaufschlagt, die sich beim Durchgang durch den Pebble-Heater erhitzt und anschließend in einer Gasturbine entspannt wird. Die Turbine treibt sowohl den Verdichter als auch einen Generator zur Stromerzeugung an. Die dabei entstehende Abwärme wird zum Trocknen des Klärschlammes genutzt. Das Verfahren arbeitet somit energieautark.

Abgasreinigung: Das Abgasreinigungskonzept wird entsprechend den Vorgaben zur Umsetzung der EU-Richtlinie über die Verbrennung von Abfällen (2000/76/EG) nach der 17. Bundesemmissionsschutz-Verordnung konzipiert.

Die HANS HUBER AG entwickelte das Verfahren in Zusammenarbeit mit dem ATZ, eine außeruniversitäre Forschungseinrichtung des Freistaates Bayern.

Von Geschäftsbereich Schlammbehandlung