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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
3 Seminar Dr. Born - Dr. Ermel | Dezentrale Klärschlammbehandlung | 3. März 2016
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 …
4 Seminar Dr. Born - Dr. Ermel | Dezentrale Klärschlammbehandlung | 3. März 2016
Abwasserbehandlung in Deutschland
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5 Seminar Dr. Born - Dr. Ermel | Dezentrale Klärschlammbehandlung | 3. März 2016
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
6 Seminar Dr. Born - Dr. Ermel | Dezentrale Klärschlammbehandlung | 3. März 2016
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
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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
8 Seminar Dr. Born - Dr. Ermel | Dezentrale Klärschlammbehandlung | 3. März 2016
Einleitung und Ausgangslage
Anlagenkonzept / Projektrealisierung
Wirtschaftlichkeit
Zusammenfassung und Ausblick
Gliederung
9 Seminar Dr. Born - Dr. Ermel | Dezentrale Klärschlammbehandlung | 3. März 2016
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
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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
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Anlagenkonzept Faulung
Energienutzung
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3-D Modell Verbrennung
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Standort Kläranlage Bergen
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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
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Einleitung und Ausgangslage
Anlagenkonzept / Projektrealisierung
Wirtschaftlichkeit
Zusammenfassung und Ausblick
Gliederung
16 Seminar Dr. Born - Dr. Ermel | Dezentrale Klärschlammbehandlung | 3. März 2016
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?
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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
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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
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Verwertungskonzept der Klärschlammkooperation MV GmbH Quelle: 16. Dialog Abfallwirtschaft MV, Rostock 4/2014
Investitionskosten thermische KS-Behandlung
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Einleitung und Ausgangslage
Anlagenkonzept / Projektrealisierung
Wirtschaftlichkeit
Zusammenfassung und Ausblick
Gliederung
21 Seminar Dr. Born - Dr. Ermel | Dezentrale Klärschlammbehandlung | 3. März 2016
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
22 Seminar Dr. Born - Dr. Ermel | Dezentrale Klärschlammbehandlung | 3. März 2016
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
23 Seminar Dr. Born - Dr. Ermel | Dezentrale Klärschlammbehandlung | 3. März 2016
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.
Zusammenfassung und Ausblick
24 Seminar Dr. Born - Dr. Ermel | Dezentrale Klärschlammbehandlung | 3. März 2016
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit