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Praxisbeispiel dezentrale thermische Klärschlammbehandlung

Dr. Born – Dr. Ermel GmbH

Jörn Franck

3. März 2016

2 Seminar Dr. Born - Dr. Ermel | Dezentrale Klärschlammbehandlung | 3. März 2016

Einleitung und Ausgangslage

Anlagenkonzept / Projektrealisierung

Wirtschaftlichkeit

Zusammenfassung und Ausblick

Gliederung


Phosphor-Recycling; Aussage des Koalitionsvertrages „Deutschlands Zukunft gestalten“ für die 18. Legislaturperiode „… die Klärschlammausbringung zu

Düngezwecken zu beenden und Phosphor und andere Nährstoffe zurück zu gewinnen“

Hygieneaspekte Medikamentenreste / Massentierhaltung Resistente Bakterienstämme Nahrungsmittel

Umweltaspekte Überdüngung Schwermetalle / persistente organische

Verbindungen Mikroplastik

Worum es geht …


Abwasserbehandlung in Deutschland

?


Klärschlammverwertungswege in den Bundesländern Quelle: Statistisches Bundesamt: Abwasser und Klärschlamm in Deutschland – statistische Betrachtungen, Korrespondenz Abwasser, Abfall 2014 (61) Nr. 12

Klärschlamm in den Bundesländern Gesamtaufkommen aus der

kommunalen Abwasser-behandlung 2013: ca. 1,9 Mio. MgTR

Gesamtaufkommen aus der nicht-öffentlichen Abwasser-behandlung 2010: ca. 1,7 Mio. MgTR

Derzeitige Entsorgung: • Ca. 45 % stoffl. Verwertung in der

Landwirtschaft

• Ca. 55 % therm. Verwertung in Verbrennungsanlagen


Kommunale Abwasserbeseitigung in Mecklenburg Vorpommern, Lagebericht 2015 Quelle: Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie, Güstrow 7/2015

Abwasserbehandlung in Mecklenburg-Vorpommern Gesamtaufkommen

Klärschlamm aus der kommunalen Abwasser-behandlung 2013: ca. 35.000 MgTR/a

Davon in M-V landwirtschaftlich genutzt ca. 32.000 MgTR/a

Aus anderen Bundesländern ca. 10.000 MgTR/a


Klärschlammentsorgung ZWAR Rügen Status Abwasserbehandlung,

Schlammaufbereitung und Entsorgung

• ca. 4,7 Mio m³ Abwasser (2013) • 38 Kläranlagen / 1.159 Pumpwerke • Entwässerung teilweise dezentral • TR-Gehalte 21% - 25% • Klärschlamm Co-Vergärung in

Biogasanlage • Landwirtschaftliche Verwertung des

Gärrestes • Entsorgungskosten (netto)

− Entwässerter KS 30 €/tTS

− Transport 14 €/t (ca. 8 km)

• Rechengut therm. Verwertung • Strandgut Kompostierung

Gutachten / Studien • Verwertungsarten /-technik • Entsorgungsgebiete

− Nur Rügen (2001)

− Region Vorpommern und Rügen gemeinsam (2005)

− Nur Rügen (2006)

Betreibererfahrungen • Mora, Bruneck, Bad Vösslau,

Gifhorn und Balingen • Test in KVA Neu-Ulm (Algen)

„Insel-Lösung“ • Autarke Lösung zur thermischen

Verwertung des Klärschlamms für und auf der Insel Rügen




Wirtschaftlichkeit


Gliederung


Kombiniertes Schlammbehandlungsverfahren • Schlammfaulung mit Gasspeicher • Schlammentwässerung und -trocknung • Thermische Schlammbehandlung in stationärer Wirbelschicht • Abgasreinigung im quasi-trocken Verfahren

Energienutzung • Faulgasnutzung in BHKW-Motor

− Strom und Wärme für KA Standort • Wärme aus Klärschlammverbrennung

− Trocknung des KS für autotherme Verbrennung

Reststoffe • Asche aus Verbrennung für mögliches späteres P-Recycling • Reststoffe aus Abgasreinigung zur externen Entsorgung

Anforderungsprofil Anlagenkonzept


Anlageneckdaten

Parameter Wert

Schlammmenge 2.500 tTS/a

Gasmenge 110 m³/h

Energieerzeugung (elektrisch) 330 kWel.

Energieerzeugung (thermisch) 360 kWth.

Verbrennungsasche (nutzbar) 800 t/a

Rückstandsmenge (Deponie) 500 t/a

Durchsatzleistung Faulung 120 m³/d

Durchsatzleistung Verbrennung 180 - 260 kgTS/h


Anlagenkonzept Faulung

Energienutzung


3-D Modell Verbrennung


Standort Kläranlage Bergen


Projektrealisierung Genehmigung gemäß § 4

BImSchG für Neuanlage

Einstufung „V“ nach Spalte 8.1.1.4, Anhang 1, 4. BImSchV, da Durchsatz < 3 t/h

- Vereinfachtes Verfahren (§19)

Einstufung „A“ nach Nr. 8.1.1.3 Spalte 2; „allgemeine Vorprüfung des Einzelfalles“ zur UVP nach UVPG

Es gelten die Anforderungen der 17. BImSchV für die Abgasemissionen und den Betrieb

Errichtung • Bauvorbereitung 6/2014 • Baufeldfreimachung III/2015 • Grundsteinlegung 27.11.2015 • Projektstand 02/2016 • IBN Faulung IV/2016 • IBN Gesamtanlage II-III/2017




Wirtschaftlichkeit


Gliederung


BGA 30 €/t

2011 * 50 €/t

2015 * 72 €/t

2016 > 100 €/t?

??? €/t

Alle Angaben in €/tOS Netto ohne Transport

* KVA Anfrage

Quo Vadis thermische KS-Behandlung?


Los Nr.

Los / Titel Abfrage Angebote Preisspanne [Mio. € gerundet,

netto]

1 Bautechnik 12 3 3,3 – 3,9

2 Maschinentechnik Faulung inkl. Entwässerung und Trocknung

19 6 2,4 – 3,7

3 BHKW-Motorenanlage 18 4 0,39 – 0,48

4 Klärschlammverbrennung inkl. Abgasreinigung

16 5 4,3 – 7,2

5 EMSR-Technik 5 4 0,92 – 1,34

Ausschreibungsverfahren


Kostenrahmen

Leistungen Kosten [€ netto]

Bauleistungen 2.700.000

Maschinentechnik Faulung 2.000.000

Blockheizkraftwerk 300.000

Verbrennungstechnik 3.600.000

Elektro- und Leittechnik 900.000

Standortinfrastruktur und Auftragsabwicklung

1.800.000

Gesamtsumme 11.300.000


Verwertungskonzept der Klärschlammkooperation MV GmbH Quelle: 16. Dialog Abfallwirtschaft MV, Rostock 4/2014

Investitionskosten thermische KS-Behandlung




Wirtschaftlichkeit


Gliederung


Zeitgemäßer „Ausstieg“ aus der landwirtschaftlichen Klärschlammverwertung durch: • Kurzfristige Erweiterung vorhandene Klärschlamm-Mitverbrennungskapazitäten • Mittelfristige Anpassung / Erweiterung bestehende thermische Klärschlamm-

behandlungsanlagen • Langfristiger Neubau von thermischen Mono-Klärschlammbehandlungsanlagen • Parallele Prüfung der Umrüstung von bestehenden Abfallverbrennungsanlagen

Übergangsfristen • TA Siedlungsabfall 10 Jahre (1995 – 2005) • AbfKlärV 10 Jahre? (2016 – 2026) • „Polymer-Diskussion“

Ausgewogener Kapazitätszubau • Vermeidung von Über-/Unterkapazitäten, Entsorgungssicherheit • Wirtschaftlichkeit und Preisstabilität

Strategien der Klärschlammentsorgung


Anlagenstandorte für die thermische Klärschlammbehandlung

Bestehende und mögliche Standorte für Mono-Klärschlammverbrennungskapazitäten in Deutschland Quelle: Malms, et al. Ebd, Aachen, 2014

Bundesland Anzahl Anlagen

BW 2

B 1

BB 0

HB-NDS 2

HH-SH 1

H 1

MV 1

NRW 1

RP 1

SL 1

SA 1

SAA 2

T 1

Summe 15

Ø 43 TMgTR/a

Ulm


Beendigung der landwirtschaftlichen Klärschlammverwertung erfordert neue Kapazitäten an thermischen Behandlungsanlagen.

Stationäre Wirbelschicht war und ist dominierende großtechnische Verfahren für die thermische Mono-Klärschlammbehandlung.

Die Entsorgungskosten für die thermische Klärschlamm-behandlung steigen derzeit (regionale Effekte).

Kleinere Klärschlammverbrennungen (ab 2.000 MgTS/a) entsprechen dem Stand der Technik von Großanlagen und rücken in wirtschaftlich wettbewerbsfähige Positionen.

Der Ausbaustandard von Mono-KVAs ist individuell festzulegen - eine Faulung vor der Verbrennung kann im Rahmen eines optimierten Gesamtkonzeptes oftmals energetisch sinnvoll sein.



Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

http://www.born-ermel.eu/Rügen_Klärschlammverwertung.html




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