Re: Lagerung von Abwässern aus Biogasanlagen

Diskussionsforum für Klärwärter und Abwassertechniker

Geschrieben von Josef Mérai, Dipl. Ing. am 26. November 2012 09:32:27:

Als Antwort auf: Lagerung von Abwässern aus Biogasanlagen geschrieben von Hadrrr am 08. November 2012 21:26:17:

Ich habe die Diskussionen über Für- und Wieder der Schlammausfaulung gelesen. Mir stehen die Haare zum Berge, wenn ich das Wort Faulturm höre. Diese sind Wildauswüchse der Schlammentsorgung, sind Energievernichter und sollen so bald wie möglich von der Bildfläche verschwinden.

Warum?

Wir haben eine etwa 150 jährige Tradition in Abwasseraufbereitung. Die Methoden sind dafür immer ausgefeilter und gründlicher geworden weil es sich heraus stellte, dass die vorherige Verfahren noch immer nicht ausreichend gereinigt haben.

Je gründlicher allerdings die Abwasserreinigung geworden ist, umso mehr Rückstände blieben in Form von Schlamm zurück. Die ersten Kläranlagen pumpten ihren Schlamm in entfernt liegende Täler – die dann in kurzer Zeit versumpften und wurden Brutstätten von Epidemien, die die Stadt (es war London) jährlich heimgesucht haben.

Die erlösende Idee war damals, den Klärschlamm an die Bauern als Naturdünger zu verkaufen. Das Problem war gelöst und der Stadtsäckel hatte eine Einnahmequelle mehr.

Mit dem Bau von großen Kläranlagen der Großstädten ist aber das Angebot an Klärschlamm immer größer geworden, die Bauern waren nicht mehr bereit für den Klärschlamm Geld auszugeben; Im Gegenteil: Sie forderten für die Abnahme Geld und das haben sie – zwangsweise – auch bekommen.

Trotz landwirtschaftlicher Verwertung wuchs die Schlammmenge, besonders in den Ballungszentren, wo weniger landwirtschaftliche Flächen vorhanden waren und der meiste an Schlamm angefallen ist. Deshalb wurde der Schlamm mit Hausmüll gemischt auf Deponien abgesetzt. Weil aber die Menge immer größer wurde, musste der Schlamm im Volumen reduziert werden. So entstanden die Schlammbeete. Diese waren künstlich erstellte Becken, wo der Klärschlamm eingepumpt und mit der Sonne getrocknet wurde.

Die Schlammbeete waren aber auch nicht das letzte Ei: Die Trocknung mit der Sonne war eine Glückssache, wo der nächste Regen das Erreichte wieder zunichte gemacht hatte. Die Beete stinkten zum Himmel, das Abwasser zog in das Grundwasser und die Maßnahme benötigte große Flächen, die – gerade in der Nähe von Ballungsräumen – immer teurer geworden sind.

Es mussten neue Möglichkeiten der Schlammreduzierung her. Etwa gleichzeitig mit den Faultürmen entstand die maschinelle Schlammentwässerung mittels Zentrifugen, Siebbandpressen und Kammerfilterpressen, um höhere Trockensubstanzen zu erreichen und kein Wasser deponieren zu müssen.

Der größte Teil des kommunalen Klärschlammes – etwa 75-80 - % ist organisch. Mit dem anorganischen Teil haben wir keine Probleme. Der organische Teil ist allerdings eine stinkende, unappetitliche, mit Viren und Bakterien volle Masse, die durch Vergären Jahrzehnten lang wie eine Zeitbombe tickt. Dieser Teil sollte reduziert werden. So entstanden aus der Not die Faltürme.

In den Faultürmen wird in 20-30 Tagen unter einer ständiger Temperatur von 37°C und Ausschluss von Sauerstoff – anaerob – ein Teil des organischen Materials des Schlammes zur Methangas umwandelt. Dieses ist brennbar. Zuerst wurde das Gas verfackelt. In der Nacht war die Flammensäule als Zeichen einer Kläranlage weit sichtbar.

Später kam man auf die glänzende Idee, die Energie dieser Flamme zu nutzen. Das Gas wurde in Blockheizkraftwerken (BHKWs) verbrannt und damit Strom erzeugt. Die Abfallwärme wurde in den Faulturm zurückgeführt um dort die erforderliche Temperatur von 37°C aufrecht zu erhalten.

Der zurückbleibende Schlamm wird dann mit den üblichen Entwässerungs-aggregaten auf durchschnittlich etwa 27 % Trockensubstanz (TS) entwässert und so entsteht ein sog. „stabilisierter“ Schlamm, der entsorgt werden muss.

Die Floskel „stabilisiert“ kann ich nicht mehr hören. Der Schlamm hat zwar mit etwa 40 % weniger organischen Anteil, aber ein Faulschlamm ist noch immer eine stinkende, unappetitliche, mit Bakterien und Viren voller Masse, die überhaupt nicht „stabilisiert“ ist, weil es weiter stinkt, arbeitet und entwickelt Methangas, das 23-mal gefährlicher als CO² ist.

Sollte jemand daran zweifeln, den empfehle ich, er soll einen Kanister Klärschlamm in seinem Wohnzimmer – besser sogar in dem Schlafzimmer – abstellen und gut verschließen. Er kann das getrost machen, der Schlamm ist ja „stabilisiert.“ Nach drei Tagen hat er anstatt Kanister einen Ball und nach fünf Tagen kann er die Baureinigung rufen: Nach der Explosion des Kanisters bekommt er neue Gardinen, neuen Fußboden und bei dem Abwaschen seiner Möbeln kann er lange über die „Stabilisierung“ des Klärschlammes nachdenken.

Ich gebe aber für die Klärschlammentsorgung im Schlafzimmer keine große Zukunft. Der Faulschlamm muss also anderstwie entsorgt werden. Die landwirtschaftliche Entsorgung verliert immer mehr seine Bedeutung und ist zu erwarten, dass die Austragung als Naturdünger in absehbarer Zukunft völlig eingestellt wird. Deponien stehen nicht mehr zu Verfügung, es bleibt nur als einzige Möglichkeit für die Entsorgung des Schlammes die Verbrennung.

Der Klärschlamm ist ein ausgezeichneter Energieträger mit einem Brennwert von bis zu 4.000 kCal./kg Trockenmasse. (16.720 kJ) So aber, wie der Schlamm aus den Entwässerungsaggregaten der Kläranlagen anfällt, brennt es wegen der hohen Restfeuchte nicht. Wir geben also Primärenergien – Erdgas oder Heizöl, oder die sonst verwertbare Wärme der Müllverbrennung – dazu. So kann der Schlamm vernichtet werden. Aus!

Wir vernichten also einen Energieträger, der besser als Braunkohle ist mit der Zugabe von Primärenergien die Tag für Tag teuerer und rarer werden.

Dümmer geht es wirklich nicht mehr!

Das Gegenstück dazu ist die Austrocknung der Schlämme und ihre energetische Verwertung.

Dazu ist natürlich erforderlich, dass die Austrocknung wirtschaftlich erfolgt. Ein Verfahren, das teuerer als das Endprodukt an Wert hat, wäre ein Schildbürgerstreich und keinen Pfifferling Wert.

Das AQUEX – Verfahren ruht auf der Philosophie, Abfälle sollen mindestens in ihrer Volumen reduziert werden, dass damit Entsorgungskosten eingespart werden können, aber möglichst so aufbereitet werden, dass sie thermisch oder stofflich verwertbar werden.

Die Aufbereitung soll nicht nur Umweltprobleme lösen und Unkosten verursachen, sondern soll für den Anwender echten Gewinn abwerfen.

So soll es auch bei den kommunalen Schlämmen, aber auch bei industriellen und landwirtschaftlichen Schlämmen (Gülle und Geflügelkot) sein.

Das AQUEX-Verfahren beginnt deshalb gleich beim Eintritt des Abwassers in die Kläranlage durch Zerkleinerung der groben Verschmutzungen mittels Mazerator. Die zerstückelten Teile verbleiben in dem Wasser und werden mit dem Schlamm behandelt.

Dann werden die Feststoffe in einem Schnellabsetzbehälter mit der Schwerkraft kontinuierlich und sehr gründlich abgetrennt. Dadurch werden die CSB und BSB5-Belastungen bei kommunalen Abwässern mit ca. 56 % reduziert. (Bei Molkereiabwässern mit ca. 86 %, bei Schweinegülle sogar mit 92 %). Dadurch kann das mechanisch gereinigte Abwasser biologisch schneller und billiger gereinigt werden.

Auf Grobrechen, Feinrechen, Sandfang, Sandwaschanlage, mechanischen Absetzbecken wird verzichtet. Der Sand verbleibt in dem Schlamm. Dadurch wird dieser drainagiert und besser entwässerbar. Der Sand findet sich nachher in der Asche wieder und verbessert auch dessen Qualität bei der Verwertung.

Der Schlamm sammelt sich im Kegel des Schnellabsetzbehälters und dichtet sich dort schon relativ hoch ein. (Bei kommunalen Schlamm bis zu 23 % TS, bei Kieswaschanlagen z.B. 30 % TS). Der Überschussschlamm der Biologie wird beigemischt.

Auch auf den Nachklärbecken wird verzichtet. Stattdessen wir ebenfalls ein Schnellabsetzbehälter eingesetzt. Der von dort abgezogene Schlamm wird auch in den Primärschlamm beigemischt. Dieser Schlamm wird dann in einem Vorentwässerungs- und Voreindickungszylinder – weiterhin nur mittels Gravitation – auf 30-35 % TS entwässert.

Auf Zentrifuge, Pressen wird verzichtet. Durch Pressen kann zwar ein mit 2-3 % höherer TS erreicht werden, es bleibt aber eine kalkulatorische Frage, ob der dafür erforderliche Aufwand rentiert.

Der entwässerte Schlamm wird pelletiert. Wenn ein Schlamm wirtschaftlich getrocknet werden soll, ist eine Pelletierung unerlässlich. Die Trocknung erfolgt in einem Schachtrieseltrockner mit Abfallwärme auf 95-98 % TS. Dieser Trockner ist wegen seinen niedrigen Investitionskosten und hoher Effektivität der wirtschaftliche überhaupt.

Der trockene Klärschlamm wird danach durch Verbrennung oder Vergasung thermisch verwertet. Zurück bleibt nur die Asche, die aber auch noch vielfältig verwertet werden kann.

Auf Faultürmen wird voll verzichtet. Sie können nur etwa 40 % des organischen Anteils methabolisieren, der Rest verbleibt in dem Schlamm, der nach den Faultürmen entwässert und entsorgt werden muss. Mit den Faultürmen wird also das Problem nur verschoben. Dagegen steht nur eine geringfügige Energienutzung in den Faultürmen , dafür aber hohe Investitions- und Betriebskosten.

In dem AQUEX-Verfahren wird der Rohschlamm mit seiner vollen Energie verwertet und dies gleich dreimal hintereinander. Die Rauchgase werden nämlich nach der Stromerzeugung durch den Trockner geleitet und damit der Schlamm ausgetrocknet. Bei der darauf folgenden Rauchgasreinigung fällt noch immer Abfallwärme an, womit Warmwasser erzeugt werden kann.

Durch dieses „Alternativen Verfahrens“ ist der AQUEX GmbH gelungen, gleichwertige Kläranlagen für ein Drittel (!) der Investitionskosten auf nur 5 % (!) der sonst erforderlichen Flächen zu bauen und damit aus der kostenschluckenden Abwasserreinigung ein gewinnbringendes Unternehmen bei gleichzeitig umweltschonender Entsorgung des Klärschlammes - zu schaffen.

DI. J. Mérai, Geschäftsführer der AQUEX GmbH in D – 66280 Sulzbach.
Tel: 06897 6858692, E-Mail: merai@aquex.de



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