Verantwortungsbewusste Klärschlammverwertung (2001)

Autor:Professor Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. Karl J. Thomé-Kozmiensky


Verantwortungsbewusster Umgang mit dem Boden
Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. Karl J. Thomé-Kozmiensky
Kreislaufwirtschaft, Abfallvermeidung und -verwertung sind anerkannte und populäre Zielvorstellungen, ihre Priorität vor der Beseitigung gilt als unstrittig. Nicht nur Sonntagsredner und Politiker, auch Fachleute des Umweltschutzes preisen die zurückgehenden Mengen des Abfalls zur Beseitigung. Die Abfallmenge insgesamt geht allerdings nicht zurück, lediglich die Menge an Abfällen zur Beseitigung ist rückläufig, dafür nimmt die Menge an Abfällen, die der Verwertung zugeführt werden, wie es so schön im Gesetz heißt, zu.
Das Für und Wider der landwirtschaftlichen Kl√§rschlammnutzung
Hermann H. Hahn
Der Landwirt ist von alters her derjenige, der die Lebensgrundlage garantierte. Er war und ist nicht nur angesehen ob seines Besitzes, sondern für viele unter uns verbindet sich sein Beruf und sein Arbeitsethos mit einem wichtigen Beitrag zur Sicherung unseres Alltags. Und der von ihm genutzte, bearbeitet und meist auch bewahrte Boden ist im übertragenen Sinne in ähnlicher Weise auf Dauerhaftigkeit und Langfristigkeit ausgerichtet. Der Boden hat von allen Umweltkompartimenten die längsten Anpassungs- und Erholungszeiten.
Beeinträchtigt die landwirtschaftliche Klärschlammverwertung den Boden?
Professor Dr. rer. nat. habil. Dr. agr. Berndt-Michael Wilke
Klärschlämme enthalten als Hauptbestandteile Stickstoff, Phosphor, Calcium, Magnesium, Kalium und organische Substanz (s. Tabelle 1). Infolge der Verwendung von Fe- und Al-Salzen oder Ca(OH)2 als Fällungsmittel von Phosphaten können Klärschlämme hohe Gehalte an Al-, Fe-Oxiden, Kalk (bis > 60 %) und Phosphor aufweisen. Gegenüber Mineralböden sind die Gehalte an Stickstoff, Phosphor und Calcium in Schlämmen deutlich erhöht, während die Kalium- und Magnesiumgehalte unter bzw. im Bereich der Bodengehalte liegen.
Klärschlammverwertung im Einklang mit dem Bodenschutz
Dr. Harald Friedrich
Die ordnungsgemäße und regelgerechte Sammlung, Ableitung und Behandlung der anfallenden Abwässer ist heute eine wesentliche Voraussetzung für unsere moderne Zivilisation. Das Land Nordrhein-Westfalen, die Kommunen, die Wasserverbände sowie die Industrie haben hierzu große Anstrengungen unternommen und Erfolge erzielt. Ziel der gemeinsamen Bemühungen ist es, die Gewässergüte in den nordrhein-westfälischen Fließgewässern in dem notwendigen Umfang noch weiter zu verbessern.
Ökobilanzielle Betrachtung der Kl√§rschlammverwertung
Dipl.-Biol. Horst Fehrenbach
Der Begriff der besseren Umweltverträglichkeit hat seit dem im Oktober 1996 in Kraft getretenen Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz [KrW-/AbfG] Eingang gefunden in die Definition von Grundsätzen und Pflichten einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft.1 Neben dem ebenfalls neu eingeführten Begriff der hochwertigen Verwertung (§ 5 Abs. 2 KrW-/AbfG), sowie den Randbedingungen der technischen Machbarkeit und der wirtschaftlichen Zumutbarkeit (§ 5 Abs. 4 KrW-/AbfG) soll damit auch eine ökologische Optimierung den Geist des zukünftig erwünschten Handelns in der Abfallwirtschaft widerspiegeln.
Der BSE-Fall und was wir daraus lernen können
Dr. Jochen Leopold
Was hat die neuartige Rinderseuche BSE mit Klärschlamm zu tun? Gibt es da einen Zusammenhang? Wird in der Wissenschaft etwa schon wieder eine neue Möglichkeit diskutiert, wie die BSE-Seuche entstanden ist und wie sie übertragen wird?
Handlungsans√§tze für eine nachhaltige Stoffwirtschaft am Beispiel Kl√§rschlamm
Dr. Karl-Otto Henseling
Die Diskussion über eine nachhaltige Stoffwirtschaft ist das Ergebnis massiver Eingriffe des Menschen in den Stoffwechsel der Natur. Noch vor hundert Jahren war es kaum vorstellbar, dass von Menschen verursachte Stoffströme jemals in die Größenordnung der natürlichen bio- und geogenen Stoffkreisläufe gelangen könnten. Der weltweite jährliche Erdölverbrauch ist in den letzten hundert Jahren beispielsweise von unter 20 Millionen Tonnen auf über drei Milliarden Tonnen um mehr als das Hundertfache gestiegen, mit den bekannten Folgen für den globalen Kohlenstoffkreislauf.
Landwirtschaftliche Kl√§rschlammentsorgung in Deutschland und Europa unter Berücksichtigung der EG-Kl√§rschlammrichtlinie
RDir Dr. Claus-Gerhard Bergs
Am 04.07.1986 wurde die Richtlinie des Rates vom 12. Juni 1986 über den Schutz der Böden bei der Verwendung von Klärschlamm in der Landwirtschaft (86/278/EWG) im Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften veröffentlicht. Seit rund 14 Jahren existieren damit EU-weite Rahmenvorgaben für die landwirtschaftliche Klärschlammverwertung. Ziel der Richtlinie war, eine Rechtsangleichung der Regelungen über die Klärschlammverwertung und eine Harmonisierung der Schadstoffgrenzwerte in den Mitgliedstaaten zu erreichen.
Düngemittelrechtliche Grundlagen für die Zulassung von Sekund√§rrohstoffdüngern
Oberamtsrat Georg Embert
In den letzten Jahren haben neue rechtliche Vorgaben für die landbauliche Abfallverwertung und die deutlichere Forderung des geänderten Abfallrechtes zur vorrangigen Verwertung von Abfällen auch zu einer neuen Intensität der öffentlichen und fachlichen Diskussion um diese Abfallverwertung im Rahmen der Düngung geführt.
Zur Phosphorverfügbarkeit von Kl√§rschlamm
Dr. rer. nat. habil. Lothar Suntheim
Agrarüberschüsse in der Landwirtschaft der entwickelten Länder verleiten gelegentlich zum leichtfertigen Umgang mit begrenzt vorhandenen Ressourcen. Dies trifft im besonders hohen Maße auf den Pflanzennährstoff Phosphor zu, dessen abbauwürdigen Vorräte nur noch wenige Jahrzehnte ausreichen und steht im unmittelbaren Sachkonflikt mit der prognostizierten Entwicklung der Weltbevölkerung auf 10 Mrd. Menschen im Jahr 2100, die mit Nahrungsmitteln zu versorgen sind.
Phosphatgewinnung aus Klärschlamm nach dem Phostrip-Verfahren
Dr. Dipl.-Biol. Joachim Bartl
Im Tiefbauamt der Stadt Darmstadt entschied man sich hinsichtlich der Phosphorelimination schon 1987 für das biologisch-chemische Phostrip-Verfahren, das damit erstmals in der Bundesrepublik Deutschland im großtechnischen Maßstab im Klärwerk Darmstadt-Eberstadt (50.000 EW) und anschließend im Zentralklärwerk Darmstadt (250.000 EW) realisiert werden sollte.
Verhalten endokrin wirksamer Substanzen im Klärschlamm
Dr.-Ing. Diethelm Weltin, Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Bernd Bilitewski
Endokrin wirksame Substanzen können das Hormonsystem von Lebewesen nachhaltig beeinflussen. Neben natürlich vorkommenden Hormonen in der Umwelt, wie etwa solche aus Pflanzen oder Pilzen, werden mittlerweile eine Vielzahl von Verbindungen in der aquatischen Umwelt nachgewiesen, die ebenfalls endokrin wirksam sind.
Chancen der Abwasserreinigung und Schlammbehandlung durch den Verfahrensschritt der Schlammdesintegration
Prof. Dr.-Ing. Norbert Dichtl
Während bei der Behandlung und Entsorgung fester Abfälle die Vermeidungsund Wiederverwertungskonzepte schon erfolgreich eingesetzt werden, ist dies bei der Klärschlammentsorgung nur bedingt gegeben. Entweder werden die Wertstoffe (C, N, P) genutzt und dabei die Schadstoffe in das Ökosystem eingetragen (landwirtschaftliche Verwertung) oder die Schadstoffe vom Ökosystem ferngehalten und dabei die Wertstoffe vernichtet (Verbrennung). Angesichts dieser Situation ist es an der Zeit, neue Ansätze zu entwickeln.
Klärschlammvermeidung in dezentralen Kleinkläranlagen
Professor Dr.-Ing. Matthias Kraume, Kirsten Kubin, Sandra Rosenberger
In Deutschland beträgt der Anschlussgrad an die öffentliche Kanalisation derzeit rund 92 % aller Haushalte [1]. Für die restlichen 8 %, die vorwiegend im ländlichen Raum zu finden sind, werden vor allem dezentrale Lösungen z.B. in Form von Kleinkläranlagen eingesetzt. Unter dem Begriff Kleinkläranlagen werden nach DIN 4261 alle Anlagen zur Behandlung und Einleitung des im Trennsystem erfassten häuslichen Abwassers aus einzelnen oder mehreren Gebäuden mit einem Schmutzwasserzufluss bis 8 m3/d zusammengefasst. Dies entspricht mit einem Wasserverbrauch von 150 L/(E*d) einem Einwohnergleichwert von 50 Personen. 1996 wurden in Deutschland in etwa 2,2 Millionen Kleinkläranlagen rund 9,5 % des häuslichen Abwassers gereinigt .
Entwässerung von Klärschlamm Stand der Technik und Perspektiven
Professor Dipl.-Ing. Dr.-Ing. E. h. Armin K. Melsa
Die Randbedingungen der Klärschlammentsorgung haben sich in den letzten Jahren erheblich verändert und verändern sich ständig weiter. Als Stichworte sind hier u.a. zu nennen: Bioabfallverordnung, Klärschlammentschädigungsfondsverordnung, Einführung des Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes, die Diskussion über den Entwurf der Verordnung über die umweltverträgliche Ablagerung von Siedlungsabfällen und über die biologische Abfallbehandlungsanlagen und nicht zuletzt die EU-Klärschlammrichtlinie. Des Weiteren ist zur Zeit noch ein Preisverfall für die thermische Klärschlammverwertung zu verzeichnen.
Praxiserfahrungen mit dem Terra-N-Verfahren und Möglichkeiten zur Denitrifikation von Prozesswasser nach dem Terra-D-Verfahren
Dipl.-Ing. Susanne Petzi
Im folgenden Beitrag soll ein biologisches Verfahren zur Nitrifikation und Denitrifikation von Stickstoff-Frachten aus der Schlammbehandlung vorgestellt werden. Hierzu liegen bereits langjährige Erfahrungen aus der großtechnischen Umsetzung auf dem Klärwerk der Stadt Landshut sowie Versuchsergebnisse mit einer Pilotanlage vor.
Stand der Technik und Perspektiven der Klärschlammtrocknung
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Arnd I. Urban
Für die Klärschlammtrocknung in maschinellen Anlagen kann bislang nicht auf eine entwickelte Tradition verwiesen werden. Generell wäre auf den Gedanken, Klärschlamm anders zu verwerten als über den Boden, ... noch vor 40 Jahren kaum jemand gekommen. Klärschlamm war als Dünger und Bodenverbesserer hoch begehrt .... [Diez, 1996].
Kl√§rschlammtrocknung, die universelle Behandlungsstufe für langfristig sichere Verwertungswege
Dipl.-Ing. Ulrich Jacobs
Die Verwertung bzw. die Entsorgung von Schlämmen aus kommunalen und industriellen Kläranlagen wird zunehmend zu einem der wichtigsten Probleme der Abfallwirtschaft.
Erste Betriebserfahrungen mit der Regionalen Schlammbehandlungsanlage Bran Sands im Nordosten Englands
Dr.-Ing. Bernd Wiebusch, Mike Rewcastle, Dipl.-Ing. Erwin Brunnmair, Tim Moores
Northumbrian Water Ltd. (NWL) ist einer der 10 großen privaten Wasserverund -entsorger im Vereinigten Königreich und bedient 2,6 Millionen Einwohner im Nordosten Englands mit Trinkwasser inklusive der Abwasserentsorgung. Das Ver- und Entsorgungsgebiet umfasst die Städte Newcastle, Sunderland und Middlesbrough. Täglich werden 0,9 Million m3 Abwasser in ein 13.700 km umfassendes Kanalnetz eingeleitet und in 38 größeren Kläranlagen (von insgesamt 420) behandelt.
Aufbereitung von Kl√§rschl√§mmen zu Sekund√§rbrennstoffen für Mono- und Mitverbrennung
Dipl.-Ing. Roland Wolf, Fredy Bischof
Das Einzugsgebiet der Emschergenossenschaft in einer Größe von 865 km2 umfasst die Kernzone des rheinisch-westfälischen Industriegebietes mit den Großstädten von Dortmund bis Duisburg. Das anfallende Abwasser wird heute in vier Kläranlagen gereinigt und der anfallende Klärschlamm vor Ort ausgefault.
Kapazit√§ten f√ľr Trocknung und Verbrennung von Kl√§rschlamm
Bernt Johnke
Die Entsorgung von Kl√§rschl√§mmen hat in Deutschland im Rahmen der rechtlichen Vorgaben des Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes (Krw-/AbfG), der Kl√§rschlammverordnung (AbfKl√§rV) (zuk√ľnftig auch der Bioabfall VO) und der TA Abfall bzw. TA Siedlungsabfall zu erfolgen. Neu wird sein, dass die Ablagerung von Abf√§llen und damit auch von Kl√§rschl√§mmen zuk√ľnftig nicht mehr durch die TA Siedlungsabfall sondern durch die geplante Abfallablagerungsverordnung (AbfAblV) geregelt wird.
Verfahren zur thermischen Klärschlammbehandlung
Dipl.-Ing. Lothar M√ľller
Aufgrund höherer Abwasserreinigungsleistungen vorhandener Anlagen bzw. Neuinbetriebnahmen von Abwasserbehandlungsanlagen ist ein starkes Anwachsen der Klärschlammmengen zu verzeichnen bzw. künftig zu erwarten. Die bisherige Verwertungsmöglichkeit von Klärschlamm in der Landwirtschaft und im Landschaftsbau wird zunehmend kritisch diskutiert.
Verfahrensprinzipien zur Monoverbrennung von Klärschlamm
Prof. Dr.-Ing. Martin Faulstich
In die Diskussion um den besten Weg für die Behandlung und Entsorgung unserer kommunalen Klärschlämme ist Bewegung wie lange nicht mehr gekommen. Einschlägige Beiträge zu dieser Diskussion befassten sich mit Klärschlammentsorgung – Möglichkeiten und Grenzen [Kobelt 2000; Tritt 1998] oder mit Vergleich und Bewertung von landwirtschaftlicher und thermischer Verwertung [Witte 1999]. Trotz aller Kontroversen schien der gemeinsame Ausbau der beiden vorgenannten Entsorgungsschienen nach dem zumindest rechtlich vorgesehenen Ende der Klärschlammdeponierung im Jahre 2005 der Weg der Wahl zu sein.
Anlagen zur Monoverbrennung von Klärschlamm
Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. Karl J. Thomé-Kozmiensky
Das Klärschlammaufkommen war während des letzten Jahrhunderts weitgehend konstant und beträgt jetzt rund 3.000.000 t TR/a. Der Anteil der Verbrennung hat bei der Klärschlammentsorgung stetig zugenommen; er stieg in der Zeit von 1991 bis 1996 von etwa 10 % auf 19,5 %. Seit 1996 wurden weitere Klärschlammmengen verbrannt; belastbare Zahlen sind derzeit nicht verfügbar.
Wirbelschichtverfahren der Klärschlammverbrennungsanlage DRSH Dordrecht - Das Verfahren der Lurgi Energie und Entsorgung GmbH
Dipl.-Ing. Hansjobst Hirschfelder
Die Klärschlammverbrennungsanlage DRSH Dordrecht – eine Gemeinschaftsanlage der vier südholländischen Wasserverbände Delfland, Rijnland, Schieland und Hollandse Eilanden en Waarden – ist eine Referenzanlage der Lurgi Energie und Entsorgung GmbH. Sie wurde 1993 von der DRSH Zuiveringsslib nv in Betrieb genommen.
Kl√§rschlammverbrennung mit Hausmüll
Dipl.-Ing. Klaus Neubrand
Die Entsorgung von entwässertem Klärschlamm ist heute ein wichtiger Punkt der Abfallwirtschaft. Eine sehr umweltverträgliche und kostengünstige Entsorgungsmöglichkeit ist die Mitverbrennung von entwässertem Klärschlamm in Hausmüllverbrennungsanlagen. Bestehende Projekte zeigen, dass die gemeinsame Verbrennung nicht zu höheren Emissionen führt, die Investitionskosten gering sind und der Schlamm umweltverträglich und wirtschaftlich entsorgt werden kann. Putzmeister bietet für die Lagerung, den Transport und das Zuführen der Abfälle in die Brennräume schlüsselfertige Komplettlösungen.
Verwertung von Trockenklärschlamm in der Zementindustrie Erfahrungen aus der Schweiz
Maschineningenieur HTL Bernhard de Quervain
Seit 1980 ist der Anteil von Klärschlamm, der landwirtschaftlich verwertet wird, stetig rückläufig (Bild 1). Dies hat die Expertenkommission des Nationalen Forschungsprogramms No. 7 (NFP 7) veranlasst, die Möglichkeiten der schweizerischen Zementindustrie zur Lösung des Klärschlammproblems zu untersuchen. Im Juni 1986 wurde der 200 Seiten umfassende Bericht veröffentlicht.
Die Aktivitäten der VGB zum Einsatz von schwierigen Brenn- und Abfallstoffen in Kraftwerksfeuerungen
F. Bauer, H. Kr√ľger, L. M√ľller, Dr. Ulrich Schirmer
Der Anspruch der VGB, Technische Vereinigung der Großkraftwerksbetreiber e.V., hinsichtlich Sicherheit, Effizienz und Wirtschaftlichkeit des Kraftwerksbetriebs ist hoch. Durch die Integration diverser Techniken der Dampf- bzw. Stromerzeugung in einem definierten Rahmen entsteht trotz des Wettbewerbs eine breite und damit tragfähige Basis für eine ressourcenschonende und damit umweltfreundliche Bereitstellung wirtschaftlich interessanter Energien. Dabei mussten wir – unsere Betreiber – uns in allen Bereichen der Kraftwerkstechnik unterschiedlichsten Herausforderungen stellen. Eine dieser Herausforderungen ist die optimale Nutzung der bestverfügbaren Energieträger. Die verbreitesten davon sind schwierig.
Klärschlammverwertung in Kohlekraftwerken
Dr.-Ing. Klaus Steier
Kommunale Abwässer stammen aus Haushalten und aus Gewerbe- sowie Industriebetrieben. Liegt keine Trennkanalisation vor, so kommt das Regensammelwasser von Dächern und Verkehrsflächen noch hinzu. Ziel der Reinigung der kommunalen Abwässer in den Kläranlagen ist es, alle im Wasser enthaltenen Inhaltsstoffe, also nicht nur die Nährstoffe und mineralischen Anteile, sondern auch die anorganischen und organischen Schadstoffe so weit wie möglich als Klärschlamm abzutrennen.
Mitverbrennung von industriellen und kommunalen Klärschlämmen in einer Braunkohlenstaubfeuerung
Dipl.-Ing. Ernst Thomé
In dem größten petrochemischen Unternehmen der Tschechischen Republik, der Chemopetrol AG, wurden für das Industriekraftwerk T 700 an dem nordböhmischen Standort Litvinov, unweit der deutsch-tschechischen Grenze Maßnahmen zur Emissionsminderung initiiert und vom deutschen Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) gefördert. Dieses Projekt sollte einerseits die gemeinsamen Bemühungen um eine Verminderung der Luftbelastung im deutsch-tschechischen Grenzgebiet durch Errichtung einer modernen Entstaubungs- und Rauchgasentschwefelungsanlage für das Kraftwerk unterstützen und andererseits einen wissenschaftlich begleiteten Pilotversuch zur umweltverträglichen Mitverbrennung von in der Landwirtschaft nicht verwertbaren kommunalen und industriellen Klärschlämmen zusammen mit Braunkohle in den Kraftwerkskesseln ermöglichen.
Methanol aus Klärschlamm - Das Konzept der SVZ Schwarze Pumpe GmbH
Dr. rer. nat. Bernd Buttker, Dipl.-Ing. Thomas Obermeier
In der Sekundärrohstoff-Verwertungszentrum Schwarze Pumpe GmbH (SVZ) wird ein Anlagenverbund zur stofflichen und energetischen Verwertung kohlenwasserstoffhaltiger fester, flüssiger und pastöser Abfälle betrieben. Die für die Vergasung von Stein- und Braunkohlen entwickelte klassische Festbettdruckvergasung (FDV) wurde zur kombinierten Vergasung von Abfall- und Kohle-Gemischen weiterentwickelt.
Benchmarking in der Abwasserentsorgung
Dr. Andreas Schulz
Der Erfolg eines Unternehmens am Markt hängt u.a. wesentlich davon ab, ob es seine Wirtschaftlichkeitspotenziale tatsächlich ausschöpft. Inwieweit dies der Fall ist, kann nur bedingt durch Untersuchungen im eigenen Unternehmen festgestellt werden. Auch das Ergebnis von Preisvergleichen im Markt, z.B. im Rahmen von Ausschreibungen, gibt hierüber keine erschöpfende Auskunft. Zusätzliche Erkenntnisse bieten weitergehende Untersuchungen im Vergleich zwischen verschiedenen Unternehmen. Hierzu dient das Benchmarking, ein in Wirtschaftsunternehmen entwickeltes und praktiziertes Instrument [1]. In der jüngeren Vergangenheit ist diese Methodik auf die Abwasserbeseitigung übertragen worden [2, 3], und es sind auch Anwendungen in der Abfallwirtschaft bekannt [4].
Entscheidungsmodell zur Auswahl von Entsorgungsalternativen
Dr.-Ing. Andreas Baltrusch
Klärschlamm kann über verschiedene Wege nach unterschiedlicher Vorbehandlung – einzelne Verfahren und Kombinationen von Verfahren – entsorgt werden, z.B. in der Landwirtschaft und im Landschaftsbau, durch Verbrennung in Monooder Mitverbrennungsanlagen wie Abfallverbrennungsanlagen, Kohlekraft- oder Zementwerken sowie in Kombinationsanlagen von Ent- und Vergasung sowie Verbrennung.
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