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Energie aus Klärschlamm

Die Probleme der Klärschlammbehandlung und -entsorgung sind so alt wie die Abwasserreinigung selbst. Üblicherweise wird der Klärschlamm ausgefault und landwirtschaftlich verwertet oder deponiert.

Da Frankfurt jedoch über kein ausreichend großes landwirtschaftlich genutztes Hinterland verfügt um in den Abwasserreinigungsanlagen anfallenden Schlammmengen als Dünger unter zu bringen und Deponieraum nicht zur Verfügung steht, fiel im Jahr 1973 die Entscheidung zum Bau einer zentralen Schlamm-Entwässerungs- und Verbrennungs- Analage (SEVA). Die Frischschlammverbrennung war für Frankfurter Verhältnisse das umweltschonendste und gleichzeitig kostengünstigste Verfahren, den anfallenden Klärschlamm zu entsorgen.

Am 4. Juni 1981 wird die SEVA mit drei Verbrennungslinien in Betrieb genommen. Jede Ofenstrasse ist für die Verbrennung von je zwei Tonnen Feststoff pro Stunde ausgelegt. Der Schlamm aus der ARA Niederrad/Griesheim wird über eine 11,5 km lange Schlammdruckleitung zur SEVA gepumpt und dort gemeinsam mit dem Schlamm der ARA Sindlingen behandelt.

Nach einer Komplettsanierung und Erweiterung ist die SEVA seit März 1997 mit vier Verbrennungslinien, von denen maximal drei gleichzeitig betrieben werden dürfen, sowie einer Kraft-Wärme-Kopplung zur effizienten Energienutzung wieder in Betrieb und entspricht dem heutigen Stand der Technik.



Schematischer Verlauf: Von der Entwässerung bis zur Waschwasserreinigung

Schematischer Verlauf: Von der Entwässerung bis zur Waschwasserreinigung

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  1. Entwässerung
    Der dünnflüssige Schlamm aus den Frischschlammspeichern wird in den Zentrifugen mit einem Flockungshilfsmittel vermischt und zentrifugiert. Die Zentrifuge trennt feste und flüssige Bestandteile des Schlammgemischs. Der Austrag hat die Konsistenz krümeliger Gartenerde bei einem Feststoffgehalt von ca. 30%. Das abgeschiedene Wasser (Zentrat) wird in die ARA zurück geführt.
  2. Schlammverbrennung
    Die Verbrennung des entwässerten Klärschlamms erfolgt in Etagen-Wirbelschicht öfen. Der Schlamm wandert, durch Rühr arme gefördert, über die drei Trocken eta gen des Ofens nach unten zur Brennkam mer. Dabei wird er im Gegenstrom von den heißen Rauchgasen getrock net und anschließend in der Brenn kam - mer bei ca. 830° C verbrannt. Über den Düsenboden des Ofens wird die auf 600° C vorerhitzte Ver brennungs luft eingeblasen. Diese wirbelt ein Sand bett auf und bildet so die Wirbelschicht. Durch die Verbrennungswärme entzünden sich die Schlammpartikel auf dieser Wir belschicht und liefern so die Wärme - energie zur Aufrechterhal tung der weitestgehend selbstgängigen Verbrennung. Bei Störun - gen und für den An- bzw. Abfahr be trieb steht eine mit Leichtöl betriebene Stützfeuerung zur Verfügung.
  3. Abhitzenutzung
    Die bei der Ver bren nung des Schlamms entstehenden Rauchgase werden zunächst durch den Abhitzekessel geleitet. Im oberen, heißes ten Bereich des Kessels wird bei ca. 830° C Dampf überhitzt, der mit 400° C und 38 bar Druck über einen Dampf-Turbo generator im Durch schnitt 2,5 MW Strom erzeugt. So werden etwa 45% des Energiebedarfs von ARA Sindlingen und SEVA bereit gestellt. Über einen Wärmetauscher im 700° C-Bereich des Abhitzekessels wird vorgewärmte Frischluft erhitzt, die zur Verbrennung des Schlamms im Etagen-Wirbelschichtofen benötigt wird. Eine Nutzung der Restwärme erfolgt nach der Entstaubung.
  4. Entstaubung
    Die auf 250° C abgekühlten Rauchgase erreichen die Elektrofilter-Anlage, wo sie durch ein Spannungsfeld mit einem Potentialunterschied von 60.000 Volt geleitet werden. In diesem elektrischen Feld werden die Ascheteil chen elektrisch geladen, von den „Nieder schlags elektroden“ angezogen und durch Inter vall-Hammerwerke abgeklopft. Die Asche wird in Silos gestapelt und zur Wiederverwertung abgegeben.
  5. Rauchgaswäsche
    Die Rauchgase werden auf 40 -50° C abgekühlt, der enthaltene Wasser dampf kondensiert. Anteile von Reststäuben, Schwer me tal len und sonstigen Schad stoffen werden in drei Stufen ausgewaschen. Ein Aktivkohlefilter entfernt Quecksilber aus dem Rauch gas. Bevor es die An lage durch den Kamin verlässt, durchläuft es eine Emissionsmessstrecke.
  6. Waschwasserreinigung
    Das Waschwasser mit den Abschlämmungen aus den drei Stufen der Rauchgas wäsche wird in der Wasch was serreinigungsan lage gereinigt. Der Filterkuchen wird zusammen mit der Asche wiederverwertet. Das gereinigte Abwasser fließt erneut in die ARA.