Biologische Schlammentwässerung als nachhaltige und ... · 09.09.2015 · Septe Di lDipl.-f f hRt I SI ng. Stefan Rehfus Dipl.-Ing. Tomma Freesemann ... n/Whole Lifecycle Analysis?-PLANT

Biologische Schlammentwäsnachhaltige und sichere Altenachhaltige und sichere Alte

20 J h E f h g Rä g d V20 Jahre Erfahrung aus Räumung und V

DWA Klä hl t k N d O t B li 9 S tDWA - Klärschlammnetzwerk Nord-Ost, Berlin, 9. Septe

Di l I St f R hfDipl.-Ing. Stefan RehfusDipl.-Ing. Tomma Freesemann

The Pauly Group | [email protected] | www.thepaulygroup.com EKO

sserung als ernativeernative

V t gVerwertung

b 2015ember 2015

O-PLANT GmbH für NETZWERKTAG, Berlin, 09.09.2015

K kt ll /Konsequenzen aus aktueller/anKoalitionsvertrag• Landwirtschaftliche Verwertung von Nasss

ist „Auslaufmodell“ (-10 % aufgrund Düngebeschränkungen*)( 10 % aufgrund Düngebeschränkungen )

• Ganzjährige Schlammabnahme/Verwertunkritisch, Lagerkapazitäten erforderlich, g p

• Aufgrund strengerer Grenzwerte der DüMVab 2015 mehr Schlämme in die Verbrennu(rd. 30 % *)

• Falls Polymerverbot 2017 greift, entfällt frd. 80 % * der Klärschlämme der Weg alsDüngemittel für die Landwirtschaft

• Anforderungen an Phosphatrecycling sowieerwartetes Ende der landwirtschaftlichenVerwertung (2025).


Angaben zu möglichen Szenarien aus: „Warum noch Zertifizierung von Kommunen aus Sicht der VDLUFA-QLA GmbH“, Axel Heck, Vortrag auf d

t bt R ht l d ngestrebter Rechtslage und

schlamm

ng

V gehen ng g

für

e

O-PLANT GmbH für NETZWERKTAG, Berlin, 09.09.2015 2

Klärschlamm? Handlungsempfehlung für der VfU-Tagung in Hannover, 17. Juni 2014

Anforderungen an ein wirtschaund ressourcenschonendes Klärund ressourcenschonendes Klär

Hohe Volumenreduktion. Bei steigenden Vervorteilhaftesten das die geringsten Restmengvorteilhaftesten, das die geringsten Restmeng

Große Lagerkapazität. Kein Zeitdruck bei Verbei Entsorgungsengpässen.

Verwertungsflexibilität. Die MaterialeigenschVerwertungsflexibilität. Die MaterialeigenschEntsorgungswege gemäß den gesetzlichen Vo

Kostenstabilität Geringe Abhängigkeit on KKostenstabilität. Geringe Abhängigkeit von KZuschlagstoffen, Reparatur/Wartung niedrig

Zukunftssicherheit und Nachhaltigkeit. MögWertstoffrückgewinnung? Umweltauswirkunge


aftliches, zukunftssicheresrschlammmanagement?rschlammmanagement?

rwertungskosten ist das Verfahren am en hinterlässten hinterlässt.

rwertung, keine Probleme

haften erlauben unterschiedlichstehaften erlauben unterschiedlichste orgaben

Kostensteiger ngen bei EnergieKostensteigerungen bei Energie, ge Betriebs-und Folgekosten.

glichkeiten zuren/Whole Lifecycle Analysis?


Kläranlag

KlärschlamKonventionell

FHM / E i K diti i

Schlammvorlage, Stapelbehälter

FHM / Energie

FHM / Kalk

Konditionierung

EntwässerungEnergie

Kalk/ Energie Entwäss. Klärschlamm

g

Klärschlammverwertung/Rohstoff Klä


Rohstoff Klä

ge

mmKlärschlammvererdung

iltra

t

(kleine) Schlammvorlage

F

Klärschlammerde

/Klärschlammentsorgung/ ärschlamm


ärschlamm

4

Verfahrensablauf 1/2

The Pauly Group | [email protected] | www.thepaulygroup.com EKOO-PLANT GmbH für NETZWERKTAG, Berlin, 09.09.2015 5

Verfahrensablauf 2/2

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lä hl d l Klärschlammvererdungsanlage 800 t TS/a, 3,2 ha Schilfbeete


Neuruppin,


Beeträumung 2015 Beeträumung 2015, Klärschlammvererdungsanlage


Fürstenwalde, 1.100 t TS/a


Nachhaltige Klärschlammbehan

Ökologisch und ökonomisch sinnvoll


ndlung mit Schilf

• 80 gebaute Anlagen

• davon zurzeit noch 56 Betreuungsverträge

• 600 Mannjahre Betriebserfahrung


Leistungsdaten dKlä hlKlärschlammvere


er derdung


Räumungstonnag

35 000 t

40.000 t

25.000 t

30.000 t

35.000 t

15.000 t

20.000 t

25.000 t

5.000 t

10.000 t

0 t1997 1999 2003 2004 2005 2006 2007

Im Zeitraum 1997 – 2014 rd. 206.000 t OS


ge pro Jahr

7 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

S durch EKO-PLANT geräumt.


Verwertungserfahrungen mit K

Bisher aus EKO-PLANT-Anlagen (Stand 2014Klärschlammerde verwertet!

• ca. 40.000 t KSE in die Deponierung und R

• ca. 149.000 t KSE in die Landwirtschaft

• ca. 10.000 t KSE in die Verbrennung (Mitve

• Ca. 7.400 t KSE sonstige Entsorgung


lärschlammerde (KSE)

) rd. 206.000 t OS

Rekultivierung (bis 2005)

rbrennung, Monoverbrennung)


Konditionierung je nach Verwe


ertungs- oder Entsorgungsweg


Wesentliche Effekte bei der Kl

• Reduktion der Trockenmasse während des V(Abbau/Substitution organischer Stoffe, NiAuswaschung löslicher Verbindungen)

• reine Entwässerungseffekte vergleichbar m

Auswaschung löslicher Verbindungen)

• reine Entwässerungseffekte, vergleichbar mErreichbare TS-Gehalte in Klärschlammerd(ohne Lagerung, ohne Zuschlagstoffe)

• Geringe spezifische Dichte des Materials (0

Durch die Kombination dieser Effekte Entwässed. h. eine maschinelle Entwässerung müsste oh

• Weitere Reduktionen durch Nachlagerung

gentwässern, um die gleiche (geringe) Restmen


• Weitere Reduktionen durch Nachlagerung,

ärschlammvererdung

Vererdungsprozesses um rd. 48 %.itrifikation/Denitrifikation,

masch Entwässerungmasch. Entwässerung.en liegen zwischen 15 – 29 % TS

0,6 – 0,9 t/m³, Mittelwert 0,77 t/m³)

erungsäquivalente >50 % möglich,hne Zuschlagstoffe auf >50 % TS

Trocknung möglich

gge zur Verwertung zu hinterlassen.


Trocknung möglich.

Wesentliche Effekte bei der Klärs

KSV‐Anlage 1

Wesentliche Effekte bei der Klärs• Reduktion der Trockenmasse

KSV‐Anlage 2KSV‐Anlage 3KSV‐Anlage 4KSV‐Anlage 5

Von 1997 bis einschließlich 2014 sind in g

KSV‐Anlage 6KSV‐Anlage 7KSV‐Anlage 8KSV Anlage 9

die geräumten Beete von24 KSV-Anlagen (mit bis zu 9 Beeten/Anlage)


rd. 65.300 t TS mit dem Nassschlamm


eingeleitet worden und

rd. 34.190 t TS aus den ä

gKSV‐Anlage 17KSV‐Anlage 18KSV‐Anlage 19KSV Anlage 20

Beeten geräumt worden.

Das bedeutet eine R d kti KSV‐Anlage 20

KSV‐Anlage 21KSV‐Anlage 22KSV‐Anlage 23

Reduktion um rd. 31.000 t TS bzw. 48 %.


KSV‐Anlage 24

schlammvererdung 1Input TS Output TS % Reduktion

1.143,2 t TS 496,7 t TS 57%

schlammvererdung 1

3.515,4 t TS 2.513,7 t TS 28%882,4 t TS 304,4 t TS 66%

1.406,8 t TS 794,8 t TS 44%165,4 t TS 106,3 t TS 36%, ,

18.766,1 t TS 9.423,2 t TS 50%541,7 t TS 206,6 t TS 62%

3.181,4 t TS 1.018,6 t TS 68%6 154 1 t TS 3 519 0 t TS 43%6.154,1 t TS 3.519,0 t TS 43%2.216,4 t TS 1.157,9 t TS 48%1.036,7 t TS 601,9 t TS 42%1.616,3 t TS 959,4 t TS 41%1.547,1 t TS 791,4 t TS 49%1.690,5 t TS 953,7 t TS 44%2.137,0 t TS 1.310,7 t TS 39%525,8 t TS 257,9 t TS 51%, ,

1.487,3 t TS 635,4 t TS 57%4.931,1 t TS 3.087,1 t TS 37%5.090,7 t TS 2.528,9 t TS 50%270 6 t TS 146 3 t TS 46%270,6 t TS 146,3 t TS 46%

1.351,4 t TS 643,3 t TS 52%973,3 t TS 708,4 t TS 27%

3.312,9 t TS 1.413,1 t TS 57%


1.355,3 t TS 610,0 t TS 55%65.298,9 t TS 34.188,7 t TS 48%

Wesentliche Effekte bei der Kl• Entwässerung


ärschlammvererdung 2


Wesentliche Effekte bei der Kl

• Geringe spezifische Dichte des Materials (0


ärschlammvererdung 3

0,6 – 0,9 t/m³, Mittelwert 0,77 t/m³)


Entwässerungseffizienz

14

16

g

10

12

Beet

e

6

8

Anz

ahl B

0

2

4

0

Datenpool: 56 Beete, ohne Nachlagerung


Datenpool: 56 Beete, ohne Nachlagerung

(TR-Äquivalente)( q )


Klä hl dKlärschlammerdeStoffliche QualitäStoffliche Qualitä


e –ätät


Vorteile der Düngung mit Klärsc

Klärschlammerde enthält keine synthetisc Klärschlammerde enthält keine synthetisc

Hygienisierung durch Vererdung ist anerka Hygienisierung durch Vererdung ist anerka

Einhaltung der DüMV und der AbfKlärV

Humuswirksamer NP Dünger mit organisch

Einhaltung der DüMV und der AbfKlärV

Humuswirksamer NP Dünger mit organisch Humuswirksamer NP-Dünger mit organisch

Hohe pflanzenverfügbare Phosphat-Gehal

Humuswirksamer NP-Dünger mit organisch

Hohe pflanzenverfügbare Phosphat-Gehal

Stichfestes Material ist gut auszubringen Stichfestes Material ist gut auszubringen

Akzeptanz durch geringe Geruchsbelästigu Akzeptanz durch geringe Geruchsbelästigu


chlammerde

chen Flockungshilfsmittelchen Flockungshilfsmittel

annt (keine Salmonellen) annt (keine Salmonellen)

h gebundenem Stickstoffh gebundenem Stickstoffh gebundenem Stickstoff

te (rd. 9 % P2O5)

h gebundenem Stickstoff

te (rd. 9 % P2O5)

und einzuarbeiten und einzuarbeiten

ung bei der Ausbringungung bei der Ausbringung


Grenzwertausschöpfung der SchwermetaAnalysen Klärschlammerde

350%

250%

300%

chöp

fung

150%

200%

nzw

erta

ussc

50%

100%

Gre

n

0%

50%

Cd CPb Cr

Datenbasis: Analysen von 27 Klärschlammvererdungsanlagen von 2013 bis 20


alle nach AbfKlärV und DüMV 2013 bis 2015

ZnNiCu Hg

015


Massenbilanzen Abbau

Abbau während des Ver

90%100%

93%

60%70%80%90%

50% 50

30%40%50%

0%10%20%

OTNE HHCB AHTN

Je nach untersuchtem Schadstoff ergibt siF ht d 50 % (HHCB d AHTN) b

OTNE HHCB AHTN

Frachten von rd. 50 % (HHCB und AHTN) bdirekten Klärschlammausbringung.


Quelle: „Abbau von organischer Schadstoffen bei der BehandlunKai Bester, Xijuan Chen, Udo Pauly, Stefan Rehfus, Korresponden

organischer Schadstoffe

rerdungsprozesses

83% 79%

0%

N T i l DEHP

ch eine Entlastung der Umwelt nachbi 93 % (OTNE) i V l i h i

N Triclosan DEHP

bis 93 % (OTNE) im Vergleich zu einer


ng von Klärschlamm in Pflanzenbeeten“,nz Abwasser, Abfall (KA), 2011 (58), Nr. 9

P2O5 Gehalte in entwäsP2O5-Gehalte in entwäsEKO-PLANT-Klärschlam

KSV-Anlage

Anlage aAnlage bAnlage bAnlage cAnlage dAnlage eA l fAnlage fAnlage gAnlage hAnlage igAnlage jAnlage kAnlage lAnlage mAnlage mAnlage nAnlage oAnlage pgAnlage qAnlage rAnlage sAnlage t


Anlage t

serten Reststoffen vonserten Reststoffen vonmmvererdungsanlagen

P2O5-Gehalte in % der Trockenmasse

11,31313128,11111

Mittelwert: 11

7,88,14,2

9,3 % P2O5,entspricht

rd. 4 % P in der,6,99,97,611

d. % deTrockenmasse

119,4129,49,45,811

7 4


7,4

Kostenstabilität, Wi t h ftli hk iWirtschaftlichkei


itit


S ifi h K d EKO PLANSpezifische Kosten des EKO-PLAN

Beispielkalkulation: 400 t TS/a, simultan aerob

Investitionskosten: 1,2 Mio. € inkl. PlanungskFinanzierung z.B. über 25 Jahre, 3 % Zinsen.

Basis-Betriebskosten: rd. 8.800 €/a, zzgl. MwS- 2.200 €/a Energiekosten für KS-Pumpe, Filtra- 2 000 €/a Personalkosten (Beschickung Gelän2.000 €/a Personalkosten (Beschickung, Gelän- 3.800 €/a Wartung, Reparatur und Ersatz

Optional: Betriebsbegleitendes Engineering EOptional: Betriebsbegleitendes Engineering E(i.d.R. 5 Jahre, im Investitionspreis oder als sep

B ä k f ll j B ll 8 1Beeträumungskosten: fallen je Beet alle 8 – 1Je nach Füllmenge, Beetgröße etc. zwischen 20Kostenansatz 400 t TS: 30.000 €.

Verwertungskosten: mengenabhängig, nach üAngesetztes TR-Äquivalent: 40 %, Verwertungsk

V t


Verwertu

NT V d f hNT Vererdungsverfahrens

stabilisierter Klärschlamm

kosten, zzgl. MwSt.

St.atpumpe, EMSR-Technikndepflege)ndepflege)

KO PLANTKO-PLANTparater Servicevertrag)

10 h 10 Jahre an,0 – 50.000 € zzgl. MwSt.

üblichen Marktpreisenkosten 35 €/t (Landwirtschaft)

k t 70 €/t (V b )


25

ungskosten 70 €/t (Verbrennung)

mittlere Jahreskosten der Klärsvon den Ver

400.000 €/a

Behandlungsk

300.000 €/a

350.000 €/a

200.000 €/a

250.000 €/a

100.000 €/a

150.000 €/a

0 €/a

50.000 €/a

20,00 €/t 30,00 €/t 40,00 €/t 50,00 €/t, , , ,

Klärschlammvererdung


Klärschlammvererdung

schlammbehandlung in Abhängigkeit rwertungskosten, kapazität 400 t TS/a

60,00 €/t 70,00 €/t 80,00 €/t 90,00 €/t 100,00 €/t, , , , ,

Dekanter


Dekanter

Jahreskostohne Berücksichtigung

Verwertungsk

350.000 €/a

400.000 €/ag

250.000 €/a

300.000 €/a

150.000 €/a

200.000 €/a

50.000 €/a

100.000 €/a

0 €/a0 5 10 15

Ei l 2 12 Mi € üb 36 J h

Dekanter Klärschlam


Einsparvolumen: 2,12 Mio. € über 36 Jahre

tenverlaufeiner Preissteigerung

kosten 35 €/t

20 25 30 35

mmvererdung


Jahreskostohne Berücksichtigung

Verwertungsk

350.000 €/a

400.000 €/aVerwertungsk

250.000 €/a

300.000 €/a

150.000 €/a

200.000 €/a

50.000 €/a

100.000 €/a

0 €/a0 5 10 15

Dekanter Klärschlam

Ei l 3 49 Mi € üb 36 J h


Einsparvolumen: 3,49 Mio. € über 36 Jahre

tenverlaufg einer Preissteigerungkosten 70 €/tkosten 70 €/t

20 25 30 35

mmvererdung


Anforderungen an ein wirtschafund ressourcenschonendes Klär• Hohe Volumenreduktion. Wesentlich

als bei einer maschinellen Entwässe

• Große Lagerkapazität. DiskontinuierZ itd k b i V t g k i PZeitdruck bei Verwertung, keine Pro

• Verwertungsflexibilität Die Materia• Verwertungsflexibilität. Die Materiaunterschiedlichste Entsorgungswege

• Kostenstabilität. Geringe AbhängigkZuschlagstoffen, Reparatur/Wartung

• Zukunftssicherheit und NachhaltigkeWertstoffrückgewinnung. Positive Ö


g gzentrale (IKZ) Lösungen möglich.

ftliches, zukunftssicheresrschlammanagement?gh geringere Restmengen durch Vererdungerung

rlicher Anfall der Restmengen. Kein bl b i E t g g g ä obleme bei Entsorgungsengpässen.

aleigenschaften erlauben aleigenschaften erlauben e gem. den gesetzl. Vorgaben

eit von Kostensteigerungen bei Energie, g niedrige Betriebs- und Folgekosten.

eit. Möglichkeiten zur kobilanz. Sowohl dezentrale als auch


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