Die Zusammensetzung von Klärschlamm und Klärschlammasche im Hinblick auf die Verwertung im Seraplant-Phosphorrecycling-Verfahren

  • Die landwirtschaftliche Verwertung von Klärschlämmen wurde mit der novellierten Klärschlammverordnung im Jahr 2017 stark eingeschränkt. Für Kläranlagen der Größenklassen 4b und 5 wird in Zukunft die Rückgewinnung von Phosphor aus dem Klärschlamm oder aus der Klärschlammasche verpflichtend. Da die Rückgewinnungsquote für Phosphor gesetzlich vorgeschrieben ist und der Phosphor in Klärschlammaschen höher konzentriert vorliegt, gibt es zahlreiche Verfahren, die an dieser Stelle ansetzen. Mit dem Bau der Monoklärschlammverbrennungsanlage am Standort Büddenstedt hat sich die EEW Energy from Waste GmbH (EEW) entschieden, ein Baustein dieser Prozesskette zu sein. Die Kernkompetenz von EEW liegt jedoch im Betrieb von Verbrennungsanlagen, somit soll das künftig geforderte Phosphorrecycling durch einen kompetenten Partner durchgeführt werden. Im Fokus steht dabei die Firma Seraplant mit ihrem nasschemischen Verfahren. Aufgrund der bereits in Haldensleben errichteten großtechnischen Anlage der Firma Seraplant zur Düngemittelherstellung aus Klärschlammaschen und der geringen Entfernung zum EEW Standort, ist die Firma Seraplant ein attraktiver Partner. Im Rahmen der genehmigungsrechtlichen Auflagen und der durch die Firma Seraplant festgelegten Ascheannahmebedingungen müssen die Klärschlammaschen bereits bei der Anlieferung bestimmte Schadstoffgrenzwerte einhalten. Aus diesem Grund wurden im Rahmen dieser Arbeit verschiedene Klärschlämme auf ihre Zusammensetzung untersucht, um kritische Schwermetallparameter zu identifizieren sowie den P2O5-Gehalt der späteren Asche einschätzen zu können. Anhand der Analysen und Hochrechnungsdaten der verschiedenen Elemente in Bezug auf den Aschegehalt konnten Arsen, Blei, Chrom, Quecksilber und Thallium als unkritisch eingestuft werden, da die Mittelwerte bezogen auf den Aschegehalt zum Teil weit unter dem Annahmegrenzwert lagen. Der Mittelwert des Elementes Nickel überschreitet den Grenzwert um knapp 10% und wurde als mäßig kritisch eingeordnet. Sofern in Zukunft hoch und niedrig belastete Klärschlämme mit Hilfe von geeigneten Prozessen unterschieden werden können, könnte ein gezieltes Stoffstrommanagement die Einhaltung des Grenzwertes gewährleisten. Die Elemente Cadmium und Kupfer sind im Hinblick auf die Verwertung im Seraplant-Phosphorrecyclingverfahren als kritisch einzustufen, da die Mittelwerte die Annahmegrenzwerte der Firma Seraplant deutlich überschreiten. Es ist daher wichtig, die angelieferten Klärschlämme zu kennen und zu kontrollieren. Daher wurde ein entsprechendes Annahmekonzept entwickelt, welches auch die Möglichkeit zur Mitverbrennung in der benachbarten Abfallverbrennungsanlage bis zur gesetzlichen Recyclingpflicht beinhaltet. Generell ist für alle betrachteten Parameter zu berücksichtigen, dass durch das Zusammenführen und Mischen der Klärschlämme im Klärschlammbunker ein Verdünnungseffekt von hoch belasteten Klärschlämmen erfolgt und somit für eine Verwertbarkeit der Klärschlammaschen im Seraplant-Verfahren spricht. Anknüpfend an diese Arbeit sollte betrachtet werden, welche der künftigen Klärschlämme, die mit einer Jahresmenge von mehr als 5000 Tonnen der Monoklärschlammverbrennungsanlage zugeführt werden, hohe Gehalte der (mäßig) kritisch eingestuften Schwermetallparameter aufweisen, um diese künftig steuern zu können.

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Metadaten
Author:Isabell Knoll
Advisor:Bernhard Gemende, Anja Gerbeth
Document Type:Diploma Thesis
Language:German
Name:EEW Energy from Waste GmbH
,
Date of Publication (online):2021/05/11
Year of first Publication:2021
Publishing Institution:Westsächsische Hochschule Zwickau
Release Date:2021/09/02
GND Keyword:Klärschlammverwertung; Schwermetallbelastung; Grenzwert
Page Number:89
Note:
Volltext gesperrt
Faculty:Westsächsische Hochschule Zwickau / Physikalische Technik, Informatik