AM BAYERISCHEN AICHABERG WIRD KLÄRSCHLAMM ZUM ENERGIEREICHEN BRENNSTOFF aufgewertet

Autor: Patricia Pfister , 17.01.2022

Auf der Doppelanlage am Aichaberg in der Oberpfalz wird Klärschlamm mittels Bandtrocknung zu hochwertigem Brennstoff umgewandelt. Der aus rund 25 nordbayrischen Gemeinden stammende Schlamm ...

... wird in zwei Trocknungsanlagen mit einer Kapazität von je 50 t pro Tag verarbeitet. Getrockneter Klärschlamm lässt sich einfach und umweltfreundlich transportieren und ist außerdem ein CO2-neutraler Brennstoff mit hohem Heizwert, vergleichbar mit jenem von Braunkohle. Das gut lagerfähige, hygienisierte Klärschlammgranulat kann neben der Verwertung in Energieerzeugungsanlagen auch in Zementwerken eingesetzt werden.

Der Markt für die Klärschlammentsorgung befindet sich nach wie vor im rechtlichen Umbruch. Für viele Kommunen ist diese Entsorgung ein schwieriges Thema: Der Klärschlamm kann entweder thermisch verwertet oder auf landwirtschaftliche Flächen ausgebracht werden. Die neue Klärschlammverordnung und die Änderungen im Düngerecht haben die Bedingungen für die Entsorgung von Klärschlamm verändert. Vor allem die bodenbezogene Verwertung wird künftig nur noch in geringem Umfang möglich sein. Auch die Pflicht zur Phosphorrückgewinnung stellt vor allem Kläranlagenbetreiber vor große Herausforderungen. Die verknappten bisherigen Entsorgungswege bieten die wirtschaftliche Grundlage für Alternativkonzepte.     

Klärschlamm als neue Energiequelle        
90 kg Klärschlamm müssen in Deutschland pro Einwohner jährlich entsorgt werden, das sind laut statistischen Bundesamt jährlich etwa 1,77 Millionen Tonnen Klärschlammtrockenmasse beziehungsweise etwa 7 Millionen Tonnen nasser Klärschlamm mit einem Trockenrückstand (TR) von durchschnittlich 25 Prozent. Durch die Ausbringungsbeschränkungen und Grenzwertverschärfungen wird Klärschlamm aktuell zunehmend verbrannt. Daher werden Prozesse zur Entwässerung und Trocknung des Klärschlamms immer wichtiger. Die Klärschlammtrocknung bietet dabei viele Vorteile: Getrockneter Klärschlamm  verfügt über einen Brennwert, der sogar mit jenem von Braunkohle mithalten kann, ist dabei aber CO2-neutral und zusätzlich einfach zu transportieren.    
 
Aus Klärschlamm wird Brennstoff    
Auf dem Aichaberg, nahe Hohenburg in ­der Oberpfalz, betreibt die E&T Aichaberg GmbH & Co. Trocknungs KG seit nunmehr dreizehn Jahren einen Klärschlammtrockner. Anfänglich wurden jährlich etwa 10.000 Tonnen Klärschlamm in der Anlage getrocknet. Nach umfangreichen Umbauten durch die Firma Burkhardt im Jahr 2018/19, sowie der Erweiterung der sieben bestehenden Holzvergasungs-i anlagen mit BHKW durch einen zusätzlichen Biomassekessel, konnte der Durchsatz auf etwa 17.000 Tonnen Klärschlamm jährlich gesteigert werden. Die Firma Burkhardt bietet als Systemlieferant die nötige Expertise für Klärschlamm-Trocknungsverfahren. Von der nötigen Wärmeerzeugung über den Band­trockner inklusive Abluftbehandlung bis hin zur Trockengutverladung, alles kommt aus einer Hand. Erfahrene Mitarbeiter planen, montieren und betreiben die Anlagen.    

Zweite Anlage in Betrieb genommen    
Die Erfahrungen aus dem langjährigen Betrieb der bestehenden Anlage und die am Markt stetig steigende Nachfrage an Trocknungskapazitäten haben dazu geführt, dass nun eine zweite, energetisch optimierte Klärschlammtrocknungsanlage von der Fa. Burkhardt in Eigenregie innerhalb nur eines Jahres geplant und errichtet wurde. Unterstützung bei der Planung und Genehmigung der Anlage kam von der eta Energieberatung GmbH. Im November 2021 wurde diese Klärschlammtrocknung auf dem Aichaberg schließlich erfolgreich in Betrieb genommen. Mit einer Kapazität von 50 Tagestonnen entwässerten Klärschlamms unterstützt sie die bereits seit 2008 arbeitende Trocknungsanlage. Zusammen trocknen die zwei voneinander unabhängigen Anlagen nun täglich ca. 100 Tonnen Klärschlamm. Die Kombination einer effizienten Wärmerückgewinnung mit dem reduzierten Abluftvolumenstrom macht die neu errichtete Klärschlammtrocknung zu einer der modernsten und ökonomischsten Trocknungen auf dem Markt. „Thermische Trocknungsanlagen arbeiten im Normalfall mit einem Energieeinsatz von 0,8 bis 0,9 kWh/kg Wasserverdampfung. Unsere Trocknung arbeitet bei 0,8 kWh/kg oder darunter“, betont Josef Dürr, Vertriebsingenieur bei Burkhardt.
    
Optimierte Luftführung    
Das erstmals eingesetzte optimierte Luftführungssystem reduziert den Abluftvolumenstrom von 80.000 m³/h auf unter 30.000 m³/h. „Je weniger Abluft der Trockner besitzt, desto weniger ‚Wärme‘ wird über die Abluft ausgetragen, desto effektiver die Trocknungsanlage“, erklärt der Vertriebsingenieur. Zur Effizienz tragen auch die schon in den letzten Jahren entwickelten Komponenten, wie Aufgabekopf, Wühler und Messer bei. Der vorentwässerte Klärschlamm wird der Band­trocknung über einen Schüttbunker just-in-time zugeführt. Zwei Fahrsilos mit je 340 m³ als Zwischenpuffer sorgen für Flexibilität. Die Beförderung des Klärschlamms zum Trockner erfolgt hier mittels eines von Burkhardt entwickelten Dosierkopfs mit automatischer Reinigung der Matrize. Durch die gezielte Schlamm­aufgabe und eine gleichmäßige Verteilung des ­Klärschlammes auf die Trocknungsbänder wird eine homogene Trocknung ermöglicht. Für die Klärschlammtrocknung kommt ein Niedertemperatur-­Bandtrockner zum Einsatz. Die Abluftmenge von etwa 30.000 m³/h wird anschließend in einer chemischen Wäsche mit Biostufe gereinigt. Das Ergebnis ist ein gut lagerfähiges, ­hygienisiert­- es Klärschlammgranulat von 90 Prozent TR mit hervorragenden Brennstoffeigenschaften. „Bei der Trocknungsanlage handelt es sich um ein ausgeklügeltes Gesamtsystem vom Nassschlammlager bis zur Abluftreini­gung“, erläutert Josef Dürr. Kurze Wege vom Nassschlammbunker zur Trockneraufgabe sowie der aus zwei Bändern / vier Lagen bestehenden Trockner tragen zusätzlich zur effektiveren Trocknung und Platzersparnis bei.     

17.000 Tonnen Klärschlamm verarbeitet    
Nach der Trocknung wird das Klärschlamm­-Granulat mit einer mechanischen Verladeeinheit auf die Lkws verladen, gewogen und ­abtransportiert. Die Verwertung des Klärschlamms ­findet in Zementwerken und Energieer­zeugungsanlagen statt. Zeitgleich zur Trocknungsanlage wurde ein 2 MW Hackschnitzel-Biomassekessel installiert, um die zur Trocknung benötigte Wärme regenerativ und umweltbewusst bereitzustellen. Die Trocknungsanlage soll zukünftig mehr als 8.000 Betriebsstunden pro Jahr in Betrieb sein, in denen – genau wie bei der ersten Anlage am Aichaberg – 17.000 Tonnen Klärschlamm verarbeitet werden.

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Mit Burkhardt DRYLINE einfach und effektiv trocknen: Zusammen trocknen die zwei unabhängigen Anlagen am Aichaberg nun täglich 100 Tonnen Klärschlamm.

Foto: Daniela Meyer / Burkhardt GmbH

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Das Lüftungskonzept von Burkhardt reduziert den Abluftvolumenstrom von 80.000 m3/h auf unter 30.000 m3/h.

Foto: Daniela Meyer / Burkhardt GmbH

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Aufgabe des Klärschlamms mittels Dosierkopf auf das Trocknungsband.

Foto: Daniela Meyer / Burkhardt GmbH

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Nicht nur der mechanische Aufbau der Anlage, sondern auch alle elektrischen Komponenten wurden im Hause Burkhardt detailliert geplant und umgesetzt. Die Mess- und Regelungstechnik wurde von den erfahrenen Mitarbeitern professionell aufgebaut. Die Burkhardt-Anlagensteuerung regelt die gesamte Verfahrenskette von der Klärschlammaufgabe über die Luftführung und Trocknung bis zur Ableitung der Abluft in die Abluftwäsche. Hauptregelparameter der Anlagensteuerung ist der Trockengehalt am Ende des Bandtrockners, der die Geschwindigkeit des Bandes beeinflusst. Alle Parameter wie Leistungen, TR-Gehalte, Feuchtigkeitsgehalte und Temperaturen werden in einem netzwerkfähigen Prozessleitsystem erfasst und visualisiert. Die Regeltechnik wird über das Netzwerk mit der Regelung der Energieerzeugungsanlagen verknüpft und in die erforderlichen Sicherheitsketten eingebunden. Die Bedienung kann im Regelbetrieb gemeinsam mit dem Betrieb der Energieerzeugungsanlagen mit einem geringen Personalbedarf über das Leit- und Bediensystem erfolgen. Benachrichtigungsfunktion aufs Handy und Fernzugriff mittels Visualisierung auf mobilen Endgeräten erleichtern die Bedienbarkeit. Die Trocknungsanlage läuft 24 Stunden vollautomatisch, sodass eine ständige Überwachung nicht notwendig ist. Das „Burkhardt-Anlagenportal“ erlaubt überall und zu jederzeit auf die Parameter der Anlage zuzugreifen. Durch die Programmierung der Steuerungssoftware im eigenen Haus ist es möglich, direkt auf Kundenwünsche und Bedürfnisse eingehen zu können.

Foto: Burkhardt