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Bauen & Umwelt

Der THERMO-SYSTEM KlärschlammReformer

Klärschlammtrocknung, Energiegewinnung und Phosphatanreicherung

Die Klärschlammverwertung in Deutschland steht vor einer tiefgreifenden Umbruchphase. Die bis vor kurzem dominierende landwirtschaftliche Verwertung findet aufgrund der Vielzahl an organischen und anorganischen Schadstoffen, die im Klärschlamm nachgewiesen werden können, immer weniger Akzeptanz. Bei der heute zunehmend praktizierten Mitverbrennung in Kohlekraft- oder Zementwerken kann das im Schlamm enthaltene Phosphat nicht weiter genutzt werden und geht unwiederbringlich verloren. Dies ist angesichts der Tatsache, dass Phosphor einen knappen und zugleich nicht substituierbaren Rohstoff darstellt, der für die Nahrungsmittelerzeugung unverzichtbar ist, nicht akzeptabel. Dies gilt umso mehr, da Europa über keine eigenen Phosphorvorkommen verfügt und mit dem im Klärschlamm enthaltenen Phosphat bis zu 40 % der deutschen Rohphosphatimporte gedeckt werden könnten. Nur durch eine Monoverbrennung oder Monovergasung des Schlammes kann das enthaltene Phosphat in der Asche aufkonzentriert und zu mehr als 90 % wiedergewonnen werden. Allerdings ist die thermische Verwertung in Monoverbrennungsanlagen bislang deutlich teurer als die Mitverbrennung und lässt sich aus wirtschaftlichen Gründen nur in Großanlagen einsetzen. Dabei sind die vorhandenen Kapazitäten weitgehend ausgeschöpft. Andere Technologien, die eine bezahlbare Wiedergewinnung von Phosphat und Energie aus Klärschlamm auch für kleine und mittelgroße Kläranlagen erlauben, stehen bislang auf dem Markt nicht zur Verfügung. Vor diesem Hintergrund bestehen für die Kommunen sowohl hinsichtlich der langfristig gangbaren Entsorgungswege als auch hinsichtlich der zu erwartenden Entsorgungskosten große Unsicherheiten.

Während für Großanlagen bereits heute Lösungen nach dem Stand der Technik verfügbar sind, ist dies für kleinere Anlagen nicht der Fall. Der KlärschlammReformer stellt einen innovativen Lösungsansatz dar, um auch für kleinere Kläranlagen den Phosphatgehalt des Klärschlamms nutzbar zu machen. Aufgrund der besseren Akzeptanz, des geringeren Transportaufkommens sowie der einfacheren Standortfindung besitzen dezentral, also auch in kleinem Maßstab einsetzbare Verfahren hier wesentliche Vorteile gegenüber Großanlagen.

Ziel des Verfahrens ist die dezentrale Trocknung, energetische Verwertung und Gewinnung eines phosphathaltigen Wertstoffs aus Klärschlamm direkt auf der Kläranlage. Im Ergebnis soll je nach Ausgangsmaterial vor Ort ein wertvoller Rohstoff oder ein handelsfähiges Düngemittel hergestellt werden. Gleichzeitig sollen Verkehrsaufkommen und Abfallmenge auf ein Minimum reduziert und eine langfristig gesicherte Klärschlammverwertung in Eigenregie ohne Abhängigkeit vom Entsorgungsmarkt erreicht werden.

Das Verfahrenskonzept umfasst im Falle Renningens eine auf Abwärme und Solarenergie gestützte Vortrocknung des Klärschlammes auf 75 bis 90 % TR gefolgt von einer thermischen Verwertung im THERMO-SYSTEM KlärschlammReformer. Bei diesem Prozess werden die organischen Bestandteile des Schlammes zu einem brennbaren Schwachgas umgewandelt, das anschließend in einer Gas/Gas-Verbrennung bei rund 900 Grad thermisch verwertet wird. Die nachgeschaltete mehrstufige Abgasreinigung sorgt für eine sichere Einhaltung der Grenzwerte.

Die organischen Schadstoffe des Klärschlamms werden durch die hohen Prozesstemperaturen sicher zerstört. Schwermetalle wie Quecksilber und Cadmium werden gezielt ausgeschleust. Die entstehende mineralische Asche ist frei von organischen Schadstoffen, besitzt einen im Vergleich zu Klärschlamm deutlich niedrigeren Schwermetallgehalt und enthält einen hohen Anteil an Phosphat. Damit eignet sich das Produkt als wertvoller Grundstoff für die Düngemittelherstellung oder – abhängig von den Eigenschaften des eingesetzten Klärschlamms – direkt als Düngemittel. Das im Schlamm enthaltene Phosphat kann damit weitgehend zurückgewonnen werden. Im Gegensatz zu einer direkten landwirtschaftlichen Verwertung von Klärschlamm erfolgt neben einer Verbesserung der Pflanzenverfügbarkeit auch eine Ausschleusung von Schadstoffen aus dem Nährstoffkreislauf.

Die bei der vollständigen thermischen Umsetzung der im Klärschlamm enthaltenen Organik gewonnene Energie wird zur Klärschlammtrocknung verwendet, wodurch eine energieautarke Betriebsweise des Verfahrens auch im kleinen Maßstab möglich ist. Zusätzlich wird die Prozesswärme zur Stromerzeugung genutzt, wodurch die Energiebilanz der Kläranlage verbessert werden kann.

Das Verfahren setzt durch die Schonung der Phosphatressourcen, den Schutz des Bodens und Grundwassers, die Reduzierung des Verkehrsaufkommens sowie die Energiegewinnung in mehrfacher Hinsicht Maßstäbe beim nachhaltigen Umgang mit den natürlichen Ressourcen.

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