Meldungen zur Schlammbehandlung 2010

Platten: Klärschlammtrocknungsanlage – Struktur- und Genehmigungsdirektion Nord hebt Genehmigung für die Anlage auf

Da das Geruchsproblem aus baurechtlichen Gründen nicht durch einen neuen Abluftkamin gelöst werden kann, muss die Anlage endgültig stillgelegt werden.
Seit ihrer Inbetriebnahme im Jahr 2009 führte eine Klärschlammtrocknungsanlage in Platten immer wieder zu Geruchsbeschwerden aus der Nachbarschaft. Wie ein Anfang dieses Jahres erstelltes Gutachten des Deutschen Wetterdienstes (DWD) zeigte, liegt die Ursache hierfür in den besonderen klimatischen Verhältnissen im Umfeld des Anlagenstandorts. Dort bildet sich in ca. 25 % der Nächte eines Jahres ein bis zu 80 Meter hoher Kaltluftsee, in dem die geruchsbeladene Abluft der Anlage gefangen bleibt. Bei der Auflösung dieses Kaltluftsees am Tag verfrachten Luftströmungen den Geruch dann in Richtung der bebauten Ortslage.
Die Anlagenbetreiberin wollte das Problem durch den Bau eines 61 m hohen Abluftkamins lösen, der die geruchsbeladene Abluft über den Kaltluftsee hinaus befördern sollte. Wie sich im Genehmigungsverfahren jedoch herausstellte, würde der Bau eines solchen Kamins die vorherige Änderung des für den Anlagenstandort geltenden Bebauungsplans voraussetzen. Die Ortsgemeinde Platten als Trägerin der kommunalen Planungshoheit war dazu jedoch nicht bereit. Sie verwies in ihrer Stellungnahme insbesondere auf die Auswirkungen des Kamins …mehr:

http://sgdnord.rlp.de/no_cache/einzelansicht_6831/archive/2010/september/article/klaerschlammtrocknungsanlage-platten-struktur-und-genehmigungsdirektion-nord-hebt-genehmigung-fuer/?Fsize=0&cHash=f8bb431a12

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Elektrokinetische Phosphorrückgewinnung aus Klärschlammasche – EPHOS

Abschlussbericht liegt zum download bereit.

Beschreibung:
Begrenzte Phosphorreserven, eine steigende Nachfrage und nachlassende Qualität der abgebauten Phosphaterze machen eine Phosphorgewinnung aus Sekundärrohstoffquellen, wie zum Beispiel aus Klärschlamm, interessant.

In dem Verbundvorhaben EPHOS des Bayerischen Landesamts für Umwelt und der Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg wird die Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlammasche mittels elektrokinetischer Verfahren untersucht. An ein wassergesättigtes Klärschlammaschesubstrat wird mit Gleichstrom ein elektrisches Feld gebildet. Darin wandern Phosphatanionen entgegen der Bewegungsrichtung der meisten Schwermetalle zur Anode und können somit selektiv aus der Asche gelöst werden kann.

Einsatzmöglichkeiten und Grenzen dieses Verfahrens werden in Laborversuchen (Maßstab 40 l) detailliert untersucht. Ziel ist es, unter Optimierung verschiedener Prozessparameter den Phosphor möglichst schwermetallarm und energieeffizient aus der Asche zu lösen. Ausgehend von den Laboruntersuchungen ist ein Scale-Up um den Faktor 50 vorgesehen, um die Eignung des Verfahrens im Großmaßstab zu prüfen. Ergänzend zur physikalisch-chemischen Analytik wird eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung durchgeführt.

Download Abschlußbericht:
http://www.lubw.baden-wuerttemberg.de/servlet/is/70216/elektrokinetische_phosphorrueckgewinnung.pdf?command=downloadContent&filename=elektrokinetische_phosphorrueckgewinnung.pdf

Quelle: http://www.lubw.baden-wuerttemberg.de/servlet/is/70216/

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Alternative Klärschlammbehandlung

Ergebnisse einer Fallstudie für das untere Fils- und Körschtal

Zusammenfassung
Unter Federführung der Stadt Wernau haben sieben Städte und
Gemeinden aus den Landkreisen Esslingen und Göppingen zwei
Ingenieurbüros aus Stuttgart mit einer Studie zur „Alternativen
Klärschlammbehandlung im unteren Fils- und Körschtal“ beauftragt.
Grundgedanke des neuartigen Entsorgungskonzeptes ist
es, die Klärschlammbehandlung mehrerer Kläranlagen so zu
zentralisieren, dass eine umweltgerechte und wirtschaftliche
Entsorgung des Klärschlamms unter Ausnutzung seiner Energieund
Wertstoffinhalte auf Dauer gewährleistet werden kann. Dazu
soll eine insgesamt ca. 25 km lange Klärschlammdruckleitung
die einzelnen Kläranlagen mit einer zentralen Klärschlammbehandlungsanlage
verbinden. Diese Grundidee wurde
in fünf Varianten untersucht.

Den ganzen Artikel lesen Sie In der Korrespondenz Abwasser Heft 5-2010 ab Seite 452

Autoren
Dipl.-Ing. Klaus Hofmann

Dipl.-Ing. Horst Klinger, Dr.-Ing. Jan Butz
Ingenieurbüro Klinger und Partner GmbH

Dr.-Ing. Werner Maier
Dipl.-Ing. Dietmar Wacker

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Thermische Entsorgung von Klärschlamm hat zugenommen

Wie das Statistische Bundesamt (Destatis) am 22. Dezember 2009 mitteilte, wurde im Jahr 2008 mehr als die Hälfte (52,5 %) des bei der biologischen Abwasserbehandlung auf kommunalen Kläranlagen entstehenden Klärschlamms in Verbrennungsanlagen thermisch entsorgt. Im Vorjahr betrug die Quote 49,4 %.
Der Trend zur Verbrennung von Klärschlamm ging auf Kosten der stofflichen Verwertung (Anteil 2008: 47,4 %). Dabei wurde der Klärschlamm als Dünger in der Landwirtschaft (28,6 %) sowie bei der Kompostierung und im Landschaftsbau bei der Rekultivierung von Bergbauhalden und industriellen Altstandorten (16,1 %) eingesetzt. Auf die sonstige stoffliche Verwertung entfielen 2,7 % des Klärschlamms. Die Deponierung von Klärschlamm ist nur noch mit Sondergenehmigungen zulässig, der Deponierungsanteil betrug 2008 lediglich 0,1 %.
Insgesamt wurden im Jahr 2008 in Deutschland rund 2,1 Millionen Tonnen Klärschlamm aus der biologischen Abwasserbehandlung auf kommunalen Kläranlagen entsorgt. Im Vergleich zum Vorjahr ist die Menge des entsorgten Klärschlamms damit geringfügig um 0,1 % gesunken. Die Angaben beziehen sich auf die Trockenmasse des Klärschlamms.
www.destatis.de

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Konstruktionsmethodische Entwicklung und Prozessoptimierung eines Roboters zur Biomasse- und Klärschlammbehandlung

Dissertation

Solare und solarunterstützte Trocknungsverfahren haben sich als technisch und wirtschaftlich sinnvolle Alternative zu den konventionellen Trocknungsverfahren für kommunale Klärschlämme etabliert. Erhebliches Potenzial besteht jedoch in der solarunterstützten Trocknung weiterer biogener Reststoffe, wie zum Beispiel Bioabfällen, Holzhackschnitzeln, Gärresten oder Abfällen aus der Lebensmittelproduktion. Durch die Novellierung des Erneuerbare-Energien- Gesetzes ab 2009 wird dieser Bereich der Biomassetrocknung an Bedeutung gewinnen. Für eine vollautomatische Beschickung, Verteilung und Entleerung sowie für das Durchmischen und Rückmischen dieser Biomassen wurde im Rahmen der Dissertation von Nikica Starčević ein neuartiger, kosteneffizienter Mischund Förderroboter entwickelt und in Praxisversuchen getestet. Im Gegensatz zu bestehenden Systemen sollte der Roboter in der Lage sein, verschiedene Arten biogener Reststoffe weitgehend autonom zu verarbeiten. Da aber gegenwärtig speziell für die Biomasse-Verfahrenstechnik keine verbindlichen Produktentwicklungs- und Optimierungsmethoden existieren, wurden bestehende allgemeine Entwicklungsmethoden für den Einsatz in der Biomasse-Verfahrenstechnik optimiert bzw. eigene Konstruktions- und Optimierungsmethoden entwickelt. Mittels dieser Methoden wurde der Misch- und Förderroboter konzipiert, konstruiert, simuliert und als erster Prototyp gefertigt. In großtechnischen Versuchen wurde dasFörderverhalten dieses ersten Prototyps unter verschiedenen prozesstechnischen Einstellungen vermessen und anschließend modelliert. Die dabei ermittelten Kenngrößen dienten als Grundlage für die Entwicklung von verschiedenen, miteinander konkurrierenden Bewegungsstrategien des Roboters. Diese wurden simuliert und bewertet, sodass die prozesstechnisch beste Strategie für die Bewegungssteuerung des Roboters gewählt werden konnte. Eine optimierte Version des Roboters wurde gefertigt und für die Vorserienproduktion und den Markteintritt empfohlen. Der in dieser Arbeit präsentierte Methoden- Mix führte bei kurzen Entwicklungs- und Optimierungszeiten zu einer innovativen und kosteneffizienten technischen Lösung. Dabei wurde die gesamte Produktentstehungsphase von der Definition der Anforderungen bis zur Bereitstellung aller notwendigen Fertigungsinformationen methodisch erarbeitet und dokumentiert. Im Gegensatz zu herkömmlichen Konstruktionsmethoden schloss diese Arbeit auch die Prozesse ein, die der rein mechanischen Entwicklung nachgeschaltet sind. So wurden in besonderem Maße die Optimierung vor der Serienproduktion wie auch das methodische Erarbeiten von steuerungs- und prozesstechnisch relevanten Kenngrößen berücksichtigt. Die Ergebnisse dieser Arbeit sind dabei generell anwendbar auf die Entwicklung, Simulation und Optimierung von Aggregaten zur Behandlung von Biomasse, wie sie zum Beispiel bei der Bioabfall- und Restmüllaufbereitung oder in der Abwasserreinigung eingesetzt werden. Die vorgeschlagenen und dargestellten Entwicklungsschritte berücksichtigen dabei auch allgemeine Stressbedingungen wie Kosten- und Termindruck oder die Erfüllung spezieller Qualitätskriterien. Sie sind als methodisches Hilfsmittel für die Konstruktionspraxis des Entwicklungsingenieurs geeignet. Mit der Entwicklung des Misch- und Förderroboters wurde ein herausragender Beitrag zur vollständigen Prozessautomatisierung der solaren und solarunterstützten Trocknungsverfahren geleistet. Zudem wird nun eine Anlagentechnik bereitgestellt, die im industriellen Maßstab weitere zukunftsträchtige Energieträger wie zum Beispiel Gärreste oder Bioabfall-Mischungen verarbeiten und somit einen weiteren Anwendungsbereich erschließen kann.

Systematic design and process optimisation
of a robot for treatment of biomass in
solar dryers, Dissertation von Nikica
Starčević, Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Martin
Kranert, Institut für Siedlungswasserbau,
Wassergüte- und Abfallwirtschaft der
Universität Stuttgart, Prof. Dr. Joachim
Müller, Institut für Agrartechnik der
Universität Hohenheim. Erschienen im
Oldenbourg Industrieverlag München,
2009. Reihe „Stuttgarter Berichte zur
Abfallwirtschaft“, Band 95, 150 S.,
38,50 €, ISBN 978-3-8356-3186-1.

Quelle:Korrespondenz Abwasser, Abfall · 2010 (57) · Nr. 1

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Balingen: Energetische Klärschlammverwertung

Auf dem Weg zur energieautarken Kläranlage
Pilotprojekt

Gründe für das Pilotprojekt
Durch steigende Klärschlammentsorgungskosten, die einen wesentlichen Anteil der Betriebskosten der Kläranlage darstellen, wurde als Maßnahme zur Kostenreduzierung eine energetische Klärschlammverwertungsanlage gebaut. Diese stellt eine konsequente Fortführung des Konzeptes der „Solaren Schlammtrocknung“ für die Kläranlage dar. Da eine vergleichbare Anlage in dieser relativ geringen Größe noch nicht realisiert wurde, war diese Maßnahme im Rahmen des Modellprojektes „Weitergehende Energie- und Stoffverwertung auf der Kläranlage“ vom Ministerium für Umwelt und Verkehr Baden-Württemberg gefördert.

Projektbeschreibung
Klärschlammverwertungsanlage Mit dem Ziel, eine energieautarke Kläranlage zu betreiben, erstellt der Zweckverband Abwasserreinigung Balingen im Jahre 1999 eine energetische Klärschlammverwertungsanlage auf dem Kläranlagengelände. Bei der Wirbelschichtvergasung des Klärschlammes entsteht ein Produktgas, das in einem Blockheizkraftwerk (BHKW)(s.11.“Gasbehälter“) energetisch verwertet wird. Die durch das Blockheizkraftwerk erzeugte elektrische Energie sowie die Wärme wird in das Verbrauchsnetz der Kläranlage eingespeist. Es ist geplant, die Kläranlage Balingen durch die Produktgasverwertung energieautark zu betreiben. Außerdem wird die Reststoffentsorgungsmenge (getrockneter Klärschlamm) weitestgehend reduziert.

Zur Klärschlammproblematik
Bei der Reinigung kommunaler und industrieller Abwässer in mechanisch-biologischen Kläranlagen fallen neben den gereinigten Abwässern als Restprodukt große Mengen Klärschlamm an. In Baden-Württemberg sind derzeit ca. 280.000 to /a Klärschlammtrockensubstanz (TS) aus der kommunalen Abwasserreinigung zu entsorgen, von denen ca. 25 % landwirtschaftlich und landbaulich verwertet, ca. 68 % verbrannt und 7 % auf Deponien abgelagert werden (Stand: 2006). Durch immer striktere Auflagen der Abwasserrichtlinien ist zukünftig von einer weiteren Intensivierung der Klärprozesse auszugehen, so dass mittel- und langfristig die anfallenden Klärschlammmengen weiter zunehmen werden.
Aufgrund der Anforderungen der Technischen Anleitung Siedlungsabfall (TASi), die eine weitgehende Mineralisierung des Klärschlamms fordert und der modifizierten Richtlinien des Düngemittelgesetzes für Klärschlämme (Einordnung des Klärschlamms als Sekundärrohstoffdünger) ist seit dem Jahre 2005 eine direkte Ablagerung von unbehandelten Klärschlämmen auf Deponien und die landwirtschaftliche Klärschlammverwertung nicht mehr oder nur noch in einem sehr eingeschränktem Maße zulässig. Hinzu kommt bei der landwirtschaftlichen Verwertung eine zunehmende mangelnde Akzeptanz in der Öffentlichkeit.
Die anfallenden Klärschlämme müssen daher stofflich und/oder thermisch behandelt werden. Um zukünftig eine Entsorgungssicherheit für Klärschlämme gewährleisten zu können, ist die Verwertung von Klärschlamm in einer Wirbelschichtvergasungsanlage aktuell geworden, da die Wirbelschichtvergasung eine motorische Strom- und Wärmeerzeugung Blockheizkraftwerk (BHKW)(s.11.“Gasbehälter“) erlaubt.
Damit kann die im Klärschlamm enthaltene Energie am Anfallort verwertet und teure, umweltschädliche Klärschlammtransporte (Fremdentsorgung) vermieden werden.
Unter Berücksichtigung der vorgenannten Ausgangssituation und der zukünftigen Tendenzen bei der Klärschlammentsorgung ist für den Zweckverband Abwasserreinigung Balingen, aber auch für Kläranlagenbetreiber im Allgemeinen, die dezentrale stoffliche Verwertung des Klärschlamms durch gleichzeitige Energieausnutzung zur Minimierung des Eigenenergieverbrauchs von besonderem Interesse.

Anlagenkonzeption
Beim Prozess der energetischen Klärschlammverwertung durch Wirbelschichtvergasung wird der Brennstoff (Klärschlamm) unterstöchiometrisch „verbrannt“ und so ein Gas erzeugt, welches selbst brennbar ist. Mit diesem Gas wird nach entsprechender Reinigung und Aufbereitung ein Gasmotor (BHKW, Kraft- und Wärmekopplung) betrieben.
Die hier vorgestellte Anlage stellt mit einer thermischen Leistung von ca. 140 kWth und einer maximal einsetzbaren Klärschlammenge von 220 kg/h eine komplette Neuentwicklung dar.
Wesentliche Prämisse des innovativen Anlagenkonzeptes ist die Erzeugung eines motorentauglichen Gases.
Eine technische Schlüsselstellung nimmt dabei der Wirbelschichtvergaser ein, der durch entsprechende Auslegung ein ausreichend hohes Temperaturniveau (880°C) und hohe Verweilzeiten ermöglicht. Dabei wird eine möglichst vollständige thermische Spaltung der Teere bewerkstelligt.
Die Anlage wird über ein Gebläse mit Frischluft versorgt.Die Frischluft wird über einen Rekuperator-Wärmeaustauscher gegen das Rohgas auf eine Temperatur von 350°C vorgewärmt.
Die Höhe der Feststoffschüttung wird über eine Differenzdruckmessung erfasst und geregelt. Das aus dem Vergaser kommende Gas wird im Wärmeaustauscher vorgekühlt.
Das Rohgas wird in der Rohgasquenche durch die Eindüsung von Wasser und die Wärmeabgabe an den zugeführten, getrockneten Klärschlamm abgekühlt. Durch die Wahl des Temperaturniveaus wird die Kondensation von Wasser aus dem Rohgas sicher vermieden. Organische Bestandteile, z. B. Teere, sollen am Klärschlamm abgeschieden und in den unteren Bereich des Vergasers zurückgefördert werden. Es ist bekannt, dass Teerverbindungen bei höheren Temperaturen und in Anwesenheit von Kohlenstoff gespalten werden können. Rohgas und Klärschlamm durchströmen den Apparat im Gleichstrom von oben nach unten, wo das Gas ausgeschleust und zum Staubfilter weitergeleitet wird. Hinter den Staubfiltern, die aus Gründen der Verfügbarkeit redundant ausgeführt werden, wird das Rohgas partiell abgekühlt und kondensiert. Durch die so erfolgte Teiltrocknung wird die Gasqualität gesteigert. Das auskondensierte Wasser wird mittels eines Aktivkohlefilters gereinigt und der Rohgasquenche wieder zugeführt. Zum Ausgleich des Wasserhaushalts kann Frischwasser zugeführt bzw. Überschusswasser ausgeschleust werden (nicht im Fließbild dargestellt). Das Rohgas wird dem Gasmotor zugeführt. Wahlweise kann Erdgas oder Faulgas zugemischt werden.
Zum An- bzw. Abfahren der Anlage besteht die Möglichkeit, das erzeugte Rohgas bis zum Erreichen einer konstanten Gasqualität über eine Nachbrenneinrichtung zu verbrennen.

Quelle: http://www.klaeranlage-balingen.de/index.php?key=pilot_ksv

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