DE3733532C2 - - Google Patents

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DE3733532C2
DE3733532C2 DE3733532A DE3733532A DE3733532C2 DE 3733532 C2 DE3733532 C2 DE 3733532C2 DE 3733532 A DE3733532 A DE 3733532A DE 3733532 A DE3733532 A DE 3733532A DE 3733532 C2 DE3733532 C2 DE 3733532C2
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entsorgung eines bei der Abwasserreinigung anfallenden Klärschlamms.
In bekannten Abwasserreinigungsanlagen fallen große Mengen an Klärschlamm an, deren Trockensubstanz-Anteil in der Regel zwischen 4 und 6 Gew.-% liegt, teilweise auch darunter. Da der Klärschlamm so nicht handhabbar ist, werden dem Klärschlamm zur chemischen Schlammkonditionierung chemische Reagenzien, insbesondere anorganische Zusatzstoffe, beigemischt. Diese haben die Aufgabe, feinste und kolloidale Trübstoffe zu koagulieren, zu flocken und zu dehydratisieren. Typische derartige Konditionierungsmittel sind beispielsweise Eisensalze sowie Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid. Diese wirken als Gerüstbildner und fördern die anschließende mechanische Entwässerungsleistung, zum Beispiel über Kammerfilterpressen.
Durch die mechanische Entwässerung wird ein stichfester, transportabler Filterkuchen erzeugt, der anschließend deponiert wird.
Nachteilig dabei ist, daß hierfür erhebliche Deponievolumina zur Verfügung gestellt werden müssen. Außerdem sind die Stoffe zur Konditionierung (Feststoffbindung) des Klärschlamms zusätzliche (unerwünschte) Kostenträger.
Es ist auch bereits bekannt, den bei der Abwasserreinigung anfallenden Klärschlamm nach erfolgter Konditionierung als Brennstoff in einer Müllverbrennungsanlage zu verwerten. Dabei wird der Klärschlamm unter Vermeidung einer Deponierung entsorgt und gleichzeitig auch zur SO₂-Emissionsminderung in der Müllverbrennungsanlage genutzt. Bei den zur Konditionierung des Klärschlamms verwendeten kalkhaltigen Materialien handelt es sich jedoch ausschließlich um natürliche Rohstoffe.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung einer Deponierung ein Verfahren zur Entsorgung eines bei der Abwasserreinigung anfallenden Klärschlamms vorzuschlagen, bei dem der Klärschlamm nicht nur umweltfreundlich entsorgt wird, sondern auch kostengünstig und umweltfreundlich unter Reduzierung des Einsatzes von Naturstoffen konditioniert wird.
Obige Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Entsorgung eines bei der Abwasserreinigung anfallenden Klärschlamms mit folgenden Merkmalen gelöst:
  • 1.1 Dem Klärschlamm wird vor oder in einer Konditioniereinrichtung ein bei einer Trocken- oder Quasi-Trockenentschwefelung der Rauchgase eines Kraftwerkes anfallendes Abfallprodukt mit Anteilen an Calciumsulfat und/oder Calciumsulfit, Calciumoxid und Flugasche beigemischt.
  • 1.2 der so kontitionierte Klärschlamm wird anschließend bis zu einem Mindest-Trockensubstanz Gehalt von 30 Gew.-% entwässert, und
  • 1.3 anschließend als Brennstoff dem Brennaggregat einer Müllverbrennungsanlage zugeführt und dort verbrannt.
Vorteilhaft wird zur Konditionierung des Klärschlamms ein Abfallprodukt mit Anteilen an Calciumsulfat und/oder Calciumsulfit, Calciumoxid und Flugasche verwendet, welches bei der Trocken- oder Quasi-Trockenentschwefelung der Rauchgase eines Kraftwerkes anfällt.
Während dieses Abfallprodukt bisher in Silofahrzeugen abtransportiert und deponiert oder als Zuschlag bei der Baustoffherstellung verwendet wurde, wird nun erfindungsgemäß dieses Abfallprodukt dem Klärschlamm vor oder in einer Konditioniereinrichtung als Koagulationsstoff beigemischt.
Hiermit sind verschiedene wesentliche Vorteile verbunden, insbesondere:
Eine umweltbelastende Deponierung dieses Abfallstoffes wird vermieden.
Der freie Kalk bindet Wasser unter Bildung von Calciumhydroxid und ersetzt das Calciumhydroxid, was sonst zur Schlammkonditionierung eingesetzt werden muß.
Das Calciumsulfat (Anhydrit) bindet ebenfalls Wasser unter Bildung von Calciumsulfathydraten, insbesondere Gips (Calciumsulfatdihydrat).
Auf diese Weise wird der Gehalt an Trockensubstanz schon vor der mechanischen Entwässerung deutlich erhöht und die beiden Komponenten wirken damit als eine Art Filterhilfsmittel.
Einen ähnlichen Einfluß nimmt die Flugasche, die Wasser aufnimmt und ggf. teilhydratisiert.
Auf diese Weise läßt sich ohne weiteres ein Mindest- Trockensubstanz-Gehalt von 30 Gew.-% erreichen. Hierdurch wird das Volumen des als Brennstoff verwendeten teilentwässerten Klärschlamms vermindert und der Heizwert erhöht.
Wie vorhergehend ausgeführt, kann das Abfallprodukt ein solches aus der Trockenentschwefelung, ebenso aber auch ein Produkt aus einer Sprühabsorption sein.
Durch die Erfindung wird somit nicht nur der in einer Abwasserreinigungsanlage anfallende Klärschlamm entsorgt, sondern gleichzeitig auch der aus einer Entschwefelung eines Heizkraftwerks anfallende Reststoff, wobei sich beide Maßnahmen, wie beschrieben, zusätzlich positiv ergänzen.
Vor allem das Calciumhydroxid wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mehrfach genutzt, nämlich zunächst als Absorptionsmittel im Heizkraftwerk, anschließend als Koagulationsmittel in der Abwasserreinigungsanlage und schließlich wieder als Absorptionsmittel in einer Müllverbrennungsanlage.
Einer abschließenden Entsorgung muß danach nur noch das am Ende der Müllverbrennungsanlage anfallende Flugasche/ Reaktionsproduktgemisch zugeführt werden.
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verfahrensführung gehen aus den Unteransprüchen hervor. So wird vorzugsweise der Klärschlamm vor dem Einsatz im Brennaggregat auf einen Feststoffgehalt von mindestens 40 Gew.-% entwässert. Hierzu dienen auch die mechanischen Entwässerungsaggregate.
Vorzugsweise wird der Klärschlamm über eine Filterpresse zu einem Filterkuchen entwässert. Dieser Filterkuchen ist stichfest und transportabel.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Klärschlamm in einem Kessel verbrannt wird. Der Klärschlamm kann aber auch in einer Wirbelschichtfeuerung verbrannt werden.
Bei noch einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verfahrensführung wird als Abfallprodukt ein bei der Direktentschwefelung der Rauchgase eines Heizkraftwerkes anfallender Reststoff eingesetzt.
Bei der Direktentschwefelung der Rauchgase eines Heizkraftwerkes wird Calciumhydroxid oder Calciumkarbonat als Absorptionsmittel eingesetzt und das nach einer Entwässerung bzw. Entsäuerung gebildete Calciumoxid bindet im Rauchgas vorhandenes SO₂, das zu Calciumsulfit reagiert bzw. nach Sauerstoffaufnahme zu Calciumsulfat oxidiert wird.
Als Abfallprodukt enthält neben Calciumsulfat (Anhydrit) einen erheblichen Anteil an freiem CaO (aufgrund eines überstöchiometrischen Einsatzes des Absorptionsmittels) und Flugasche. Eine typische Zusammensetzung des Abfallproduktes lautet dabei:
CaSO₄
circa 21 Gew.-%
CaO circa 39 Gew.-%
Flugasche circa 40 Gew.-%
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei Bezug auf die beiliegende Zeichnung genommen wird.
In einem Heizkraftwerk, das mit einer Kohle mit einem Schwefel-Gehalt von weniger als einem Prozent gefeuert wird, erfolgt eine Direkt-Trockenentschwefelung unter Einsatz von Calciumhydroxid auf an sich bekannte Weise in einem Temperaturbereich zwischen 800°C und 1000°C.
Der dabei gebildete Anhydrit (CaSO4) und der aus dem Absorptionsmittel gebildete Kalk (CaO) werden gemeinsam mit der Flugasche in einem Elektrofilter abgeschieden und dann abgezogen.
An Stelle einer Deponierung, wie sie der Stand der Tech­ nik vorsieht, wird dieses Reststoffgemisch nun einem in einer Abwasserreinigungsanlage anfallenden Klärschlamm mit einem Trockensubstanz-Gehalt von typischerweise 2 bis 6 Gew.-% in einer Konditioniereinrichtung (Misch­ einrichtung) zugegeben. Wie die Zeichnung zeigt, wird in der Mischanlage Eisenchlorid als weiteres Koagulations­ mittel eingestreut.
Hierbei nehmen sämtliche Zusatzstoffe Wasser aus dem Klärschlamm auf und die feinen, zum Teil kolloidalen Trübstoffe des Klärschlamms werden koaguliert.
Der so schon zu einem erheblichen Teil von freiem Wasser befreite Klärschlamm wird anschließend in einer Kammer­ filterpresse mechanisch entwässert.
Während das Wasser abgezogen wird, wird der Filterkuchen zur Müllverbrennungsanlage transportiert. Der Filter­ kuchen ist dabei stichfest und - in Abhängigkeit von der Zusammensetzung und Menge der Koagulationsstoffe - bleibt er beim Transport als Filterkuchen erhalten oder zerbröselt. Im Ausführungsbeispiel beträgt der Feststoff­ anteil des Klärschlamms 45 Gew.-%.
In den Kessel der Müllverbrennungsanlage wird neben dem Müll nun der teilentwässerte Klärschlamm als Brenn­ stoff aufgegeben. Aufgrund seines erheblichen Feststoff­ anteiles besitzt der Klärschlamm einen günstigen Heiz­ wert und dient - wie oben beschrieben - gleichzeitig zur Bindung von SO2 aus dem Verbrennungsgas.
An die Kesselfeuerung schließt sich dann eine aus dem Stand der Technik bekannte Reaktorstufe an, in der unter Einsatz von weiterem Calciumhydroxid die Rauchgase weiter entschwefelt werden, wobei die hier eingesetzte Menge an Absorptionsmittel jedoch aufgrund der zuvor bereits erfolgten Teilentschwefelung vermindert ist.
An den Reaktor schließen sich Gewebefilter an, aus denen zum einen das gereinigte Rauchgas, zum anderen der aus Flugasche und verbliebenem Reaktionsprodukt bestehende Reststoff abgezogen werden, wobei nunmehr nur noch dieses eine Abfallprodukt entsorgt, zum Beispiel deponiert werden muß.
Nachstehend sind zur Vervollständigung noch die Zusammen­ setzungen des hier eingesetzten Abfallproduktes aus der Direktentschwefelung sowie des dem Kessel der Müll­ verbrennungsanlage zugeführten Klärschlamms angegeben.
Reststoff aus der Direktentschwefelung: 40 Gew.-% Flug­ asche, 39 Gew.-% CaO und 21 Gew.-% CaSO4.
Klärschlamm (Brennstoff): 10 Gew.-%, gegebenenfalls teilhydratisierte Flugasche, 13 Gew.-% Calciumhydroxid, 7 Gew.-% Calciumsulfathydrat (insbesondere Gips), son­ stige Feststoffe 15 Gew.-%, Rest Wasser.

Claims (6)

1. Verfahren zur Entsorgung eines bei der Abwasserreinigung anfallenden Klärschlamms mit folgenden Merkmalen:
  • 1.1 dem Klärschlamm wird vor oder in einer Konditioniereinrichtung ein bei einer Trocken- oder Quasi-Trockenentschwefelung der Rauchgase eines Kraftwerkes anfallendes Abfallprodukt mit Anteilen an Calciumsulfat und/oder Calciumsulfit, Calciumoxid und Flugasche beigemischt,
  • 1.2 der so konditionierte Klärschlamm wird anschließend bis zu einem Mindest-Trockensubstanz-Gehalt von 30 Gew.-% entwässert, und
  • 1.3 anschließend als Brennstoff dem Brennaggregat einer Müllverbrennungsanlage zugeführt und dort verbrannt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Klärschlamm vor dem Einsatz im Brennaggregat auf einen Feststoffgehalt von mindestens 40 Gew.-% entwässert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Klärschlamm über eine Filterpresse zu einem Filterkuchen entwässert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, bei dem der Klärschlamm in einem Kessel verbrannt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, bei dem der Klärschlamm in einer Wirbelschichtfeuerung verbrannt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, bei dem als Abfallprodukt ein bei der Direktentschwefelung der Rauchgase eines Heizkraftwerkes anfallender Reststoff eingesetzt wird.
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