Planung einer Thermischen Klärschlammverwertungsanlage ......Wirbelschichtofen Ausmauerung CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018 32 Los Nr. Los / Titel

Planung einer Thermischen

Klärschlammverwertungsanlage

auf Rügenauf Rügen

Dr. Born - Dr. Ermel GmbH

Sebastian Strebe

06. Februar 2018

Inhalt

� Vorstellung Dr. Born – Dr. Ermel Ingenieure

� Problematik Klärschlammbehandlung

� Anlagenaufbau der Klärschlammverbrennungsanlage Rügen

2CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018


� Projektrealisierung – Bau und Inbetriebnahme

� Zusammenfassung und Ausblick

Wer wir sind …

� Private geführte Ingenieurgesellschaft

• Gegründet 1972 von Dr. Born als Ing. Büro für Verfahrenstechnik

• Tätig für öffentliche und private / industrielle Kunden

• Unabhängig


� Beratung

� Konzepte, Studien

� Planung (HOAI)

� Bauleitung

� Projektsteuerung

� Gutachten

Regionalbüros

Büro

IPU - Dresden

Büro

Ostfriesland

Geschäftsführer:

Dr. Michael Werner

Hauptsitz Achim Büro Ostfriesland Büro Rhein/Main Büro Süd Büro IPU-Dresden


Geschäftsführer:

Hans-Dieter Matthias

Büroleiter

Sebastian StrebeBüro

Rhein/Main

Geschäftsführer:

H.-D. Matthias

Büroleiter:

Florian Herbert

Büro

Süd

Geschäftsführer:

Henry Och

Büroleiter:

Christof Barthel

Dr. Michael Werner

Büroleiter:

Adelbert Lühring

Büro

Hong Kong

Geschäftsführer:

Holger Schröder

Büroleiter:

Markus Klemmer

Leistungsspektrum und Arbeitsfelder

� Wasser

� Abwasser

� Schlamm

� Industrie

� Bauwesen

� Infrastruktur


� Abfall

� Energie

� Elektrotechnik

� Projektmanagement

� Altlasten/Deponien

Leistungsvermögen

Unsere Stärke: Zusammenarbeit aller Fachingenieure in interdisziplinären

Teams. aktuell 190 Mitarbeiter


Inhalt








� Gesamtaufkommen aus der

kommunalen Abwasser-

behandlung 2013:

ca. 1,9 Mio. MgTS

� Gesamtaufkommen aus der

nicht-öffentlichen Abwasser-

Klärschlammbehandlung in den

Bundesländern


Klärschlammverwertungswege in den BundesländernQuelle: Statistisches Bundesamt: Abwasser und Klärschlamm in

Deutschland – statistische Betrachtungen, Korrespondenz Abwasser,

Abfall 2014 (61) Nr. 12

nicht-öffentlichen Abwasser-

behandlung 2010:

ca. 1,7 Mio. MgTS

� Derzeitige Entsorgung:

• Ca. 40 % stoffl. Verwertung in der

Landwirtschaft

• Ca. 60 % therm. Verwertung in

Verbrennungsanlagen

� Gesamtaufkommen

Klärschlamm aus der

kommunalen Abwasser-

behandlung 2013:

ca. 35.000 MgTS/a

� Davon in M-V

Abwasserbehandlung in Mecklenburg


Kommunale Abwasserbeseitigung in Mecklenburg Vorpommern,

Lagebericht 2015Quelle: Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie, Güstrow 7/2015

� Davon in M-V

landwirtschaftlich genutzt

ca. 32.000 MgTS/a

� Aus anderen Bundesländern

ca. 10.000 MgTS/a

Veränderung der gesetzlichen

Rahmenbedingungen

� Düngeverordnung 2017

Obergrenze für organische und anorganische Düngemittel,

Sperrfristen….

→ Verdrängung der landw. KS-Verwertung durch Wirtschaftsdünger

� Klärschlammverordnung 2017


zusätzliche Grenzwerte

Verbot der landw. KS-Verwertung 2028 (100.000 EW) / 2034 (50.000 EW)

Pflicht zur P-Rückgewinnung (Konzepte bis 2023)

→ Monoverbrennung und P-Rückgewinnung aus der Asche

oder P-Rückgewinnung aus dem Schlamm und (Mit)-verbrennung

� Derzeit steigende Kosten für die KS-Entsorgung

Zweckverband Wasserversorgung und

Abwasserbehandlung Rügen (ZWAR)

38 Kläranlagen


ZKW Bergen

� Schlammaufbereitung

• Entwässerung teilweise dezentral durch Zentrifugen

• TS-Gehalte zwischen 21% und 25%

� Mengenströme und

Entsorgungswege

� Gutachten / Studien

• Verwertungsarten /-technik

• Entsorgungsgebiete

− Nur Rügen (2001)

− Region Vorpommern und Rügen

gemeinsam (2005)

− Nur Rügen (2006)

Klärschlammentsorgung ZWAR Rügen


Entsorgungswege

• Klärschlamm � Co-Vergärung in Biogasanlage, Landwirtschaftliche Verwertung des Gärrestes

• Rechengut � thermische Verwertung

• Strandgut � Kompostierung

� Gespräche mit Betreibern

• 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

� Zukunftsorientierte Anlagenkonzeption

� Nutzung des Energieinhaltes der Schlämme

� Verwertung der in den Schlämmen

enthaltenen Wertstoffe

Zielsetzung


enthaltenen Wertstoffe

� Ausschleusung von Schadstoffen aus dem

Umweltkreislauf

Inhalt








� Kombiniertes Schlammbehandlungsverfahren

• Schlammfaulung mit Gasspeicher

• Schlammentwässerung und -trocknung

• Thermische Schlammbehandlung in stationärer Wirbelschicht

• Abgasreinigung im quasi-trocken Verfahren

� Energienutzung

Anlagenkonzept Rügen


� 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

� Klärschlamm vor Faulung 2.500 tTR/a

� Co-Substrate 365 t/a

Einsatzstoffe


� Rechengut 21 tTR/a

� Strandgut 300 tTR/a

� Sorbens(Rauchgasreinigung) 84 t/a

Parameter Einheit Wert

Faulung

Durchsatzleistung m³/d 120

Gasmenge m³/h 110

Energieerzeugung (BHKW elektrisch) kWel. 330

Energieerzeugung (BHKW thermisch) kWth. 360

Anlageneckdaten


Energieerzeugung (BHKW thermisch) kWth. 360

Verbrennung

Brennstoffmenge (Klärschlamm, Rechengut, Strandgut) MgTS/a 2.000

Durchsatzleistung Ofen kgTS/h 180 - 270

TR-Gehalt, Mischung Ofeneintritt % ca. 55

Feuerungswärmeleistung MWth 0,900

Luftvorwärmung °C 245

Verbrennungsasche (P-Recycling) t/a ca. 780

Rückstandsmenge (Deponie) t/a ca.320

Anlagenkonzept Faulung

Faulreaktor

Gasspeicher Notfackel

Co-Substrat

Dick-

Schlamm


BHKW

Entwässerung

Eindicker

Roh-

Schlamm

Schlamm

Wärmeverlust

Abgas/ Abwärme

18 %

150 kW

Energiebilanz


840 kW

39 %

330 kW

43 %

360 kW

Strom Nutzwärme

Anlagenkonzept Verbrennung

Trockner

Gewebefilter


OfenE-Filter

Kessel

Wirbelschichtofen mit Anfahrbrennkammer

SekundärluftSekundärluft

FeuerraumFeuerraum


Anfahrbrenn-

kammer

Anfahrbrenn-

kammer

Frischluft

(Primärluft)

Frischluft

(Primärluft)

WindboxWindbox

WirbelschichtWirbelschicht

Wirbelschichtofen, unterer Teil

Druck-

messungen

Druck-

messungen

WirbelschichtWirbelschicht

KonusKonus

Temperatur-

messungen

Temperatur-

messungen


Anfahrbrenn-

kammer

Anfahrbrenn-

kammer

messungenmessungen

GaslanzeGaslanze

WindboxWindbox

DüsenbodenDüsenboden

Wirbelschichtofen, oberer Teil

Temperatur-

messungen

Temperatur-

messungen

Rauchgas-

austritt

Rauchgas-

austritt

Druck-Druck-


KonusKonus

MannlochMannloch

SekundärluftSekundärluft

Druck-

messungen

Druck-

messungen

Aufbau der Kesselanlage

24CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018Erfahrungen vom Bau und Inbetriebnahme der MKVA Rügen | Franck/Rödiger | 14.09.2017

Investitionskosten


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

Verbrennung

Gesamtanlage

Inhalt








� Baufeldfreimachung 4 / 2015

�Grundsteinlegung 11 / 2015

� IBN Faulung 2 / 2017

Projektrealisierung


� IBN Faulung 2 / 2017

� IBN Gasstrecke + BHKW 4 / 2017

� IBN Thermische Verwertung 6 / 2017

Faulturm Rührwerk


Gasspeicher und BHKW


Wirbelschichtofen


Wirbelschichtofen Düsenboden


Wirbelschichtofen Ausmauerung


Los

Nr.

Los / Titel Abfrage Angebote Preisspanne

[Mio. € gerundet,

netto]

1 Bautechnik 12 3 3,3 – 3,9

2 Maschinentechnik

Faulung inkl.

19 6 2,4 – 3,7

Ausschreibungsverfahren


Faulung inkl.

Entwässerung und

Trocknung

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

� Beendigung der landwirtschaftlichen Klärschlammverwertung

erfordert neue Kapazitäten an thermischen Behandlungsanlagen.

� Klärschlammentsorgungskosten steigen derzeit.

� Stationäre Wirbelschicht war und ist dominierendes großtechnisch

erprobte Verfahren für die thermische Mono-

Klärschlammbehandlung.

Zusammenfassung und Ausblick


Klärschlammbehandlung.

� Verbrennung ist die priorisierte Vorbehandlung für ein effektives P-

Recycling aus der Klärschlammasche.

� Kleinere Klärschlammverbrennungen (ab 2.000 MgTR/a) entsprechen

dem Stand der Technik von Großanlagen und rücken in

wirtschaftlich attraktive 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 Ihr Interesse

• Weltgrößte Anlage Hong Kong

• Entwässerter Klärschlamm

• 4x 45.000 MgTS/a• Klein(st)e kommunale Anlage

• Entwässerter und getrockneter

Klärschlamm

• 1x 2.000 MgTS/a


http://www.born-ermel.eu

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