Tagungsband - Stadtentwässerung Kaiserslautern

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Neue Wege für die Klärschlammentsorgung nach einer marktstudie und analyse der Verwertungsstrukturen kann es regional sinnvoll sein thermische Verbrennungskapazitäten anzubauen. an den einsatz von klärschlamm sind jedoch einige Vorrausetzungen gekoppelt, welche im Vorfeld zu berücksichtigten sind. Für den einsatz im Zementwerk ist eine Genehmigung nach dem Bundesimmissionsschutzgesetz zu beantragen. im Genehmigungsverfahren kann der klärschlamm in der getrockneten Variante als ersatzbrennstoff als mech. entwässerter Schlamm als ersatzrohstoffe angesetzt werden. Sinnvoller weise bringt man die kombination aus thermischer und stofflicher Verwertung in den ansatz. der brennbare Bestandteil des materials ermöglicht eine Substitution von Primärenergie und führt über den co 2 -neutralen ansatz des klärschlamms zu einem positiven Beitrag in der Bilanz. Gleichzeitig hilft es die euphorischen Ziele der Bundesregierung zu erfüllen. die Zusammensetzung der klärschlammasche (50% der trockenmasse) besteht im wesentlichen aus Sand, ton, eisen, kalk und Phospaten. die ersten vier komponenten sind Rohstoffbestandteile für die Zementherstellung und führen zur einer echten Rohstoffeinsparung und Schonung der natürlichen Ressourcen. die Phosphate führen bei einer überdosierung hingegen zu einer nicht erwünschten Veränderung der Zementeigenschaften. aufgrund der gleichmäßigen Zusammensetzung von klärschlämmen lassen sich die anlagenbezogenen Grenzen sehr genau an- und aussteuern. über die umweltverträglichkeitsprüfung wird anhand der enthaltenen Schwermetalle das emissionsverhalten bei unterschiedlichen einsatzmengen errechnet, um mit dem Genehmigungsbescheid die eckdaten für den einsatz von klärschlamm festzulegen. mit dem Bescheid werden die maximal zulässigen Schwermetallgehalte als inputwerte und die maximal zulässige einsatzmenge festgeschrieben. Für den einsatz sind dann die anforderungen an die anlagentechnik hinsichtlich der annahme, Lagerung und dosierung zu prüfen. Je nach vorhandener technik oder räumlicher Gegebenheiten sind unterschiedliche konzepte denkbar. Hauptaugenmerk ist dabei auf konsistenz, Feuchte, Schüttdichte zu richten. der einsatz von klärschlamm ist über zwei aufgabestellen ins ofensystem möglich. Für Zementwerk mit einer eigenen kohlenmahlanlage ist der einsatz von klärschlamm als Gemisch mit kohle möglich. der anteil ist nach erfahrungen aus der Schweizer Zementindustrie auf etwa 5% des Gesamtwärmeeinträges begrenzt, da ein absinkender Heizwert und erhöhter aschegehalt im Brennstoffgemisch die Flammentemperaturen absenken. Für höhere einsatzraten ist der einsatz über die Sekundärfeuerung zu favorisieren. 6 unabhängig von der aufgabestelle gibt es weitere Begrenzungen, die den einsatz in einem Zementwerk beschränken. der Quecksilbergehalt in den klärschlämmen liegt etwa bei 1 ppm. das Quecksilber gehört z den leicht flüchtigen elementen und führt daher zu emissionen im abgasstrom. diese emissionen sind gemäß 17. BimSchG auf 30 µg/m³ beim tagesmittelwert und 50 µg/m³ im Halbstundenmittelwert begrenzt. da der Quecksilbergehalt nur geringen Schwankungen unterliegt, lassen sich diese emissionsgrenzwerte gut einhalten. die im langfristigen Zeitverlauf sinkenden Quecksilbergehalte des klärschlamms begünstigen das emissionsverhalten und erhöhen die möglichen einsatzmengen. der eintrag von Phosphaten über den klärschlamm führt bei überdosierung zu Veränderungen der Zementeigenschaften. die Beschränkungen sind aufgrund der unterschiedlichen Rohstofflagerstätten und gewünschten Zementeigenschaften anlagenbezogen unterschiedlich hoch. Je nach Begrenzung des Phosphatgehaltes errechnen sich unterschiedliche einsatzmengen, die durchaus niedriger als maximal zulässige einsatzmenge aus der Genehmigung sein können. Je nach Phosphatgehalt und Quecksilbergehalt im klärschlamm einer anfallstelle errechnen sich die möglichen einsatzmengen, die mit den genehmigten einsatzmengen zu überprüfen sind. das für den Standort Göllheim berechnete mengengerüst liegt derzeit aufgrund der eingesetzten klärschlammqualitäten bei ca. 10.000 t/a bezogen auf 90% tS. Betrachtet man die ausschlaggebenden Faktoren eines jeden Verwertungsweges ergibt sich aus der kombination eine Vision für eine ökologisch sinnvolle Verwertung der anfallenden klärschlammmengen. wie auch Hr. Fehrenbach vom ifeu institut in seiner jüngsten Studie veröffentlich hat, gibt es neue Zielsetzungen um die ökologischen auswirkungen zu verbessern. Basis bildet dabei der grundsätzliche Gedanke, dass die landwirtschaftliche Verwertung auf die nutzung der n- und P- Gehalte abzielt, da diese als düngemittelersatz benötigt werden. die thermische Verwertung zielt dagegen auf die nutzung der brennbaren Bestandteile ab, wobei wie am Beispiel der Zementindustrie der P-Gehalt sogar störend wirkt. da die Rückgewinnung von Phosphat sich derzeit nur unter hohen kosten bewerkstelligen lässt, gilt es zunächst eine sinnvolle auswahl von klärschlämmen für den jeweiligen Verwertungsweg vorzunehmen, bei hohen P-Gehalten lohnt sich die Phosphorrückgewinnung entweder aus der Verbrennungsasche oder aus dem klärschlamm selbst. durch die extraktion der Phosphatgehalt sinkt der aschegehalt, wodurch im Gegenzug der
FAcHTAGUNG Zukunftsweisende Abwasserentsorgung • 110 Jahre Kanalnetz und Kläranlage <strong>Kaiserslautern</strong> Heizwert ansteigt. ein ansteigen des Heizwertes und entfall der mengenbeschränkung über den P-Gehalt führen zur Steigerung der Verwertungskapazitäten in der Zementindustrie. nach extraktion der Phosphatgehalt verringert sich auch das mengengerüst für eine sich anschließende trocknung. über eine Solartrocknung kann lokal die Vortrocknung der klärschlämme auf tS- Gehalte nahe 70% tS erfolgen. die kostengünstige Solartrocknung führt zu einer deutlichen Verringerung im mengenstrom über das austreiben von ca. 40% wasser. die vorgetrockneten mengen lassen sich dann leichter zu vereinzelt installierten trocknungsanlagen, welche mit abwärme aus anderen Prozessen betrieben werden, zusammenführen. mit Hilfe der günstigen abwärme können die vorgetrockneten Schlämme auf trockensubstanzgehalte > 90 % tS aufbereitet werden. durch den hohen tS-Gehalt und die verbesserte aschezusammensetzung wird das material zunehmend interessanter für die thermische Verwertung, der parallel weiter absinkende Hg-Gehalt verbessert die einsatzbedingungen, so dass mittelfristig die bereits genehmigten Verbrennungskapazitäten ausreichend sein können. da die Verbrennungskapazitäten nicht flächendeckend vorhanden sind, wird weiterhin ein teilstrom direkt landwirtschaftlich verwertet werden. Literaturstellen • daten zur anlagentechnik und zu den Standorten der thermischen klärschlammentsorgung in der Bundesrepublik deutschland, 3. überarbeitete auflage (08/2004), umweltbundesamt • „anteil der klärschlammverbrennung in Badenwürttemberg bei 68 Prozent“, euwid nr. 14 vom 04.04.2006 • „klärschlammverwertung in der Landwirtschaft wird nicht verboten“, euwid nr. 18 vom 03.05.2006 • „Bayern reduziert klärschlammausbringung“, euwid nr. 18 vom 03.05.2006 • „Gönner bekräftigt ausstieg aus klärschlammdüngung“, euwid nr. 18 vom 03.05.2006 • „klärschlammaufkommen können mittelfristig komplett verbrannt werden“, euwid nr. 19 vom 09.05.2006 • „Studie sieht verstärkte konkurrenz am markt für klärschlamme“, euwid nr. 20 vom 16.05.2006 • klärschlammbericht des Landes Baden-würtemberg (2002-2004) • klärschlammbericht des Landes Bayern (2002-2004) • umwelttabellen des Landes Rheinland-Pfalz (1991- 2001) • umweltdaten VdZ (2003-2005) 7
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