Monoverbrennung von Klärschlamm
Die Verschärfung der Klärschlamm- sowie der Düngemittelverordnung hat für viele Anlagenbetreiber weitreichende Konsequenzen: Neben der Verwertung des Klärschlamms wird auch die Phosphorrückgewinnung Pflicht. Das erfordert eine moderne Technologie, um die ökologische Verwertung auch für kleinere Anlagen wirtschaftlich zu machen.
Blick durch das Schauglas auf die Flamme in der Nachbrennkammer. Bild: Carbotechnik Energiesysteme GmbH
Die Preise für die ausgelagerte Entsorgung steigen stetig. Wer jetzt in die eigene Klärschlammverwertung investiert, kann künftig Kosten sparen – und macht sich unabhängig von Dritten“, sagt Peter Schöfmann, Diplom-Ingenieur bei Carbotechnik Energiesysteme.
Das Unternehmen nutzt für die Klärschlammverwertung eine patentierte Technologie sowie ein aufeinander abgestimmtes System der Brennstoffaufbereitung, Brennstoffförderung und Verbrennung. Die Rückgewinnung des endlichen Stoffes Phosphor werden mit der novellierten Klärschlammverordnung sowie der überarbeiteten Düngemittelverordnung von 2017 Pflicht. Zwar müssen die Verordnungen – je nach Anlagengröße und Werten – erst mit einer Übergangsfrist von 12 beziehungsweise 15 Jahren erfüllt werden. Doch müssen Anlagenbetreiber spätestens 2023 einen Plan vorlegen, welche Rückgewinnungsverfahren sie zum Phosphor-Recycling nutzen und wie sie Klärschlamm in die Kreislaufwirtschaft einbringen werden.
Das oberbayerische Unternehmen mit Sitz in Geretsried beschäftigt sich seit mehr als 30 Jahren mit der effizienten Verbrennung von Stäuben – bisher hauptsächlich von Braunkohle, Steinkohle, Holz und anderen organischen Materialien.
Öko-Klärschlammverwertung
Die Chancen, die durch die thermische Verwertung von Klärschlämmen entstehen, sind vielfältig: Schadstoffe wie Schwermetalle, aber auch Rückstände aus Arzneimitteln wie Hormone oder Kontrastmittel, werden dem Nährstoff-Kreislauf zuverlässig entzogen und gezielt entsorgt. Ebenso wird der Anteil an Mikroplastik im Klärschlamm aus dem Wirtschaftskreislauf genommen und gelangt damit nicht länger in die Landwirtschaft oder in das Grundwasser.
Nach einer intensiven Entwicklungszeit hat Carbotechnik ein ausgereiftes System auf den Markt gebracht, um Klärschlamm sicher und effizient zu verwerten. Hauptanliegen ist, wirtschaftliche Energienutzung und Umweltverträglichkeit in Einklang mit den bestehenden Gesetzen und Verordnungen zu bringen. Dabei wird der entwässerte Klärschlamm auf mehr als 90 Prozent Trockensubstanz getrocknet. Dies maximiert den relativen Energiegehalt des Materials.
Danach wird der getrocknete Klärschlamm mit einer Mühle staubfein gemahlen und über einen Vorratsbehälter einer speziell entwickelten Dosiermaschine zugeführt. Die Dosiermaschine hat die Aufgabe, den Staub gleichmäßig in den Verbrennungsraum einzutragen.
Die zu fördernde Staubmenge ist stufenlos mit sehr hoher Präzision einstellbar und wird mittels eines Trägerluftstromes pneumatisch zum Impulsbrenner befördert. Somit wird eine gleichmäßige und pulsationsfreie Beschickung des Brenners erreicht.
Großes Einsparpotenzial
Über einen speziellen, von Carbotechnik patentierten, Impulsbrenner wird der Klärschlammstaub verbrannt und in Wärme sowie hochwertige Asche umgewandelt. Es bedarf nur einer Zündfeuerung beim Start für einige Sekunden. „Ein Aufheizen mit Sekundärbrennstoff entfällt, da der Brenner ohne Ausmauerung konzipiert ist. Eine Stützfeuerung ist nicht notwendig und spart Gas oder Öl“, erklärt Schöfmann das Verfahren. Ein weiterer Vorteil dieser Technik ist, dass Schwachgase wie zum Beispiel Faulgase aus der Kläranlage mit verwertet werden können. So wird bei Wartungsarbeiten an den Blockheizkraftwerken (BHKW) oder Überprüfungen am Gasbehälter, die sonst oft stattfindende Abfackelung des Gases vermieden.
Mit dieser Technik erzielt die Anlage einen maximalen Wirkungsgrad. Dabei können Anlagen mit einer hohen Verfügbarkeit und geringen Wartungsaufwand bei geringen Unterhaltskosten betrieben werden. Durch die gezielte Luft- und Wärmeführung ist in Abhängigkeit vom Ausgangsprodukt meist keine DeNOx– Anlage mehr nötig. Ein Teil der erzeugten Wärmeenergie wird zur Trocknung des eingesetzten entwässerten Klärschlammes verwendet. Noch überschüssige Wärmeenergie kann über einen Generator zu elektrischer Energie umgewandelt – oder für andere Zwecke wie Einspeisung in ein Wärmenetz – verwendet werden.
Schlammphosphor zu Dünger
Durch die gezielte Verbrennung von Klärschlamm wird Asche erzeugt, die – in Abhängigkeit vom Ausgangsprodukt – den höheren Standards der neuen Verordnungen entspricht und damit als Dünger oder für industrielle Anwendungen weiterverwertet werden kann. Somit gewährt das System auch das von der Klärschlammverordnung geforderte Phosphor-Recycling. Die Abgasreinigung wird dem Ausgangsprodukt angepasst und garantiert die Einhaltung der Verordnung über die Verbrennung und die Mitverbrennung von Abfällen (17. BImSchV).
Mit der weitreichend automatisierten Steuerung der Anlage ist kein permanenter Personaleinsatz vor Ort notwendig. Der Regelbetrieb läuft automatisiert und bedarf lediglich der Überwachung und Wartungsarbeiten. Per digitalen Fernzugriff bietet die Firma Carbotechnik Energiesysteme direkte Hilfe ohne Zeitverzug. Die technologisch ausgereiften Komponenten von Carbotechnik wurden bereits in mehr als 150 Anlagen weltweit mit verschiedenen Brennstoffen erfolgreich eingesetzt.
„Damit steht dem Abwassermarkt eine ausgereifte, effiziente und günstige Technik zur Verfügung, die bei höchsten Wirkungsgraden bereits heute die Aufgabe der Klärschlammverwertung übernimmt – und sich auch für kleinere Anlagen rechnet“, fasst Schöfmann zusammen.
Erich Eder, Carbotechnik Energiesysteme GmbH, eder@carbotechnik.de
