Koordination

Veolia Klärschlammverwertung Deutschland GmbH

Nordstraße 15
04420 Markranstädt

 

Projektleitung

Matthias Hoger
Tel.: + 49 (0) 34205 738-19
Tel.: + 49 (0) 163 73800-11
matthias.hoger@veolia.com

 

Claudyn Kidszun
Tel.: + 49 (0) 163 73800-28
claudyn.kidszun@veolia.com

Partnerinstitutionen

  • Carbotechnik GmbH, Geretsried
  • Pontes Pabuli GmbH, Leipzig
  • LTC – Lufttechnik Crimmitschau GmbH, Crimmitschau
  • Fraunhofer IKTS, Dresden
  • MFPA – Materialforschungs- und prüfanstalt an der Bauhaus-Universität Weimar, Weimar

Laufzeit

01.07.2020 – 30.06.2023 (Phase 1)

Webseite

DreiSATS

Technologiedemonstration zur Kombination von Staubfeuerung und Säureaufschlussgranulierung mit integrierter Schwermetallabscheidung für das regionale Phosphorrecycling im „Mitteldeutschen Dreiländereck“ Sachsen-Anhalt, Thüringen und Sachsen (DreiSATS)

Kurzbeschreibung

Ziel des Verbundprojektes ist die praxisnah-prototypische Erprobung und Demonstration einer innovativen, wirtschaftlich und technisch tragfähigen Prozesskette zur thermischen Klärschlammverwertung mit Phosphorrecycling und Produktverwertung für die Modellregion „Mitteldeutsches Dreiländereck“. Im technisch relevanten Maßstab soll gezeigt werden, dass marktfähige Düngerprodukte aus Klärschlämmen in gleichbleibend guter Qualität und Menge erzeugt und sowohl regional als auch ggf. überregional verwertet werden können.

 

Die regionale thermische Verwertung ist Kernelement der Verwertungsstrategie. Zur Vermeidung der bei zentralen großen Anlagen oftmals vorhandenen Probleme wie hohes Transportaufkommen und fehlende Wärmelieferanten soll in DreiSATS perspektivisch ein Ansatz mit dezentralen Klärschlamm-Verbrennungsanlagen mit geringerer Leistung und vorgeschalteter Trocknung verfolgt werden.

 

Die Abtrennung/Reduktion von Schwermetallen ist direkt während der Verbrennung sowie im aschebasierten P-Recycling-Prozess möglich. Dadurch entsteht eine hohe Produktsicherheit unabhängig von den Eigenschaften der Input-Schlämme und gleichzeitig Flexibilität zur Einstellung des technischen und betriebswirtschaftlichen Optimums der Prozessführung.

Anspruch der Konzeption ist die regionale und nachhaltige Verwertung der anfallenden Klärschlämme, eine Schadstoffsenke und die Schließung der regionalen Nährstoffkreisläufe mit einem möglichst geringen Transportaufwand.

Arbeitsschwerpunkte

  • Charakterisierung Klärschlämme, Klärschlammaschen und alternative Inputstoffe
  • Verbrennungsversuche mit der Pilotanlage Staubfeuerung zur Ermittlung von Prozessparametern
  • In-Situ-Modifikation und Heißgasfiltration zur Schwermetallabscheidung
  • Bewertung der Aschen und standortspezifische Rezepturentwicklung für P-Recycling und Düngergranulatherstellung
  • Konzeption, Planung und Errichtung Versuchsanlage zum Phosphorrecycling
  • Erprobung der gesamten Prozesskette sowie Bewertung und Testung der Düngerprodukte
  • Entwicklung des GIS-basierten Softwaretools für die Planung eines wirtschaftlichen, regionalen P-Recycling-Konzeptes (GIS = Geoinformationssystem)

Hauptarbeitspakete

Kurzbeschreibung
In dem Hauptarbeitspaket (HA) 1 wird die Datengrundlage für die Staubfeuerung in Kombination mit den regional verfügbaren Klärschlämmen und Klärschlammaschen geschaffen. Zielführend ist die Analyse und Bewertung der Eingangsstoffe. Neben den stofflichen Daten erfolgt eine logistische Bewertung der Anfallorte der Klärschlämme sowie alternativer, phosphorhaltiger Inputstoffe. Auf Basis dieser Datenerhebung erfolgt die Auswahl, die Bereitstellung und ggf. Vorbehandlung der Klärschlämme sowie Klärschlammaschen.

Kurzbeschreibung
Ein wesentlicher Arbeitsinhalt sind die Verbrennungsversuche mit der vorhandenen Pilotanlage Staubfeuerung zur systematischen Ermittlung geeigneter Prozessfenster für den Einsatzstoff Klärschlamm mit dem Ziel optimaler Emissionswerte und Bestimmung möglicher Einschränkungen bezüglich des Klärschlamminputs. Des Weiteren ist die Integration der In-Situ-Aschemodifikation und der Heißgasfiltereinheit in die bestehende Staubfeuerungsanlage vorgesehen. Dazu werden Einzeltechnologien zur Aschemodifikation und Heißgasfiltration entwickelt und Untersuchungen im Labor- und Technikumsmaßstab durchgeführt. Anschließend soll die bestehende Pilotanlage zur Staubfeuerung umgebaut sowie erweitert und im Dauerbetrieb genommen werden. Die im Rahmen des HA 2 produzierten Aschen werden für die im HA 3 vorgesehene Entwicklungen und Versuchsproduktionen von Düngergranulaten im Pontes Pabuli- Verfahren verwendet.

Kurzbeschreibung
Im HA 3 erfolgt die Umsetzung des Phosphorrecyclings und die versuchstechnische Düngergranulatherstellung. Ziel dieses Hauparbeitspaketes ist die Überführung und Demonstration des Pontes Pabuli – Verfahrens mit den Prozessstufen Säureaufschluss, Schwermetallabtrennung und Granulation in den halbtechnischen Maßstab zur Düngergranulatproduktion. Neben der analytischen Bewertung erfolgen die Untersuchungen bzgl. der Pflanzenverfügbarkeit der Nährstoffe sowie der Bewertung der Phytotoxikologie.

Kurzbeschreibung
Im Rahmen des HA 4 wird das in der Konzeptphase programmierte GIS-basierte Softwaretool durch die in den HA 1, 2 und 3 erzeugten Daten zu Schlamm- und Ascheeigenschaften, erzeugbaren Düngergranulaten usw. vervollständigt. Durch Erweiterung um andere Nährstoffgruppen kann das System perspektivisch zu einem digitalen Instrument für ein umfassenderes regionales Nährstoffmanagement aus organischen Reststoffquellen ausgebaut werden.  Zielführend ist die GIS gestützte Auswahl möglicher Standorte für die regionale thermische Verwertung von Klärschlamm.

Kurzbeschreibung
Im HA 5 erfolgen auf Basis der Ergebnisse aus HA 1 bis HA 4 die Prozessbilanzierung, die Erstellung von Öko- sowie Treibhausgasbilanzen, die Erarbeitung einer Life-Cycle-Analyse sowie die Prüfung der Übertragbarkeit auf andere Regionen. Zur Vorbereitung der Kommerzialisierung sollen die Ergebnisse mit den identifizierten Stakeholdern analysiert und diskutiert werden. Zur Einbeziehung aller Stakeholdergruppen erfolgt über die gesamte Projektlaufzeit die Etablierung eines Stakeholdermanagement mit regelmäßigen Workshops.

Kurzbeschreibung
Das HA 6 beinhaltet Arbeiten zum strukturierten Informationsaustausch zwischen den Projektpartnern, mit der Projektbegleitung, der Planung der weiteren Arbeiten sowie der Öffentlichkeitsarbeit (Pressemitteilungen, Vorträge, Tagungen, wissenschaftliche Publikationen). Ziel dieses Hauptarbeitspaketes ist die Bündelung, Verteilung und Koordinierung der im Projekt entstandenen Ergebnisse.

Schlagworte

Klärschlamm, Asche, Aschemodifikation, Düngerherstellung, Phosphorrecycling,  Säureaufschluss, Staubfeuerung, Impulsbrenner, Pontes Pabuli Verfahren, Dauerbetrieb, Schwermetallabscheidung,  Geoinformationssystem (GIS), Granulation, Heißgasfiltration, Kläranlage, Klärschlamm, Klärschlammasche, Klärschlammentsorgung, Klärschlammverbrennung, Klärschlammverwertung,  Monoverbrennung, Pflanzversuche

Verwertungswege

Nach Projektabschluss stehen den Projektpartnern neuartige Technologien sowie eine flexibel einsetzbare Verfahrenskette zur Verfügung, die im Vergleich zu den derzeit angewandten Verfahren eine wesentlich verbesserte Energie- und Materialeffizienz sowie ein deutlich breiteres Spektrum an Einsatzstoffen aufweist. Unter Ansatz der genannten Erfolgsaussichten und der Verwirklichung der politischen Ziele in Deutschland sowie in der europäischen Union wird davon ausgegangen, dass die im Rahmen des Projektes zu entwickelnde Technologien und Dienstleistungen (Entsorgung) zur Verarbeitung von Klärschlämmen zu Düngerprodukten eine breite Anwendung finden wird. Um eine möglichst hohe wirtschaftliche Verwertung der Projektergebnisse zu erzielen, werden im Rahmen der Entwicklung aktuell geltende Normen und Standards berücksichtigt und als Benchmark für die Entwicklung des Verfahrenskonzeptes genutzt. Hierzu zählen insbesondere die Anforderungen an die sicherheitstechnischen Vorschriften, die Materialauswahl sowie die Anforderungen an die zu erzielende Produktqualität.