DE4301091C1 - Utilisation of clarifier sludge for energy prodn. - by using sludge as fertiliser for growing sustainable cpds. which can be burnt to produce heat - Google Patents

Utilisation of clarifier sludge for energy prodn. - by using sludge as fertiliser for growing sustainable cpds. which can be burnt to produce heat

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Abstract

Material and energetic utilisation of clarifier sludge comprising using the sludge as fertiliser for agricultural growth of plants which can be burned to produce heat for drying the clarifier sludge. In a typical system, clarifier sludge is used as fertiliser for agricultural cultivation of renewable plants which are burned in a boiler unit together with any other organic waste to produce heat, part of which is used to dry the clarifier sludge and e.g. for district heating and part of which is converted into electricity which is used to operate the clarifier plant and excess current which is fed into the grid. Ash from the boiler is mixed with the dried clarifier sludge, and flue gas from the boiler is scrubbed to remove dust and then used to aerate the clarifier. USE/ADVANTAGE - Provides a self-supporting system for environmentally friendly disposal of clarifier sludge with prodn. of sufficient energy to operate the clarifier unit and excess energy e.g. as electricity which can be fed into the grid. Process avoids problems of disposal of clarifier sludge; is environmentally friendly; saves energy and the burning of fossil fuels; and is self-supporting w.r.t. energy and material input.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung ist ein Entsorgungsverfahren für Klärschlamm und stützt sich auf biologische, chemische und thermische Zusammenhänge. Durch das Verfahren werden auch Bereiche der Abwasserreinigung, Energieerzeugung und Landwirtschaft berührt.The invention is a disposal process for sewage sludge and relies on biological, chemical and thermal Connections. The procedure also covers areas of Wastewater treatment, energy production and agriculture touched.

Verwirklicht wird eine autark arbeitende Kläranlage, die sich auf indirektem Wege energetisch selbstversorgt. Die Stoff- und Energieströme einer Verbrennungsanlage und eines biologischen Klärwerks werden miteinander verknüpft.A self-sufficient wastewater treatment plant is being implemented self-sufficient in an indirect way. The material and energy flows of an incinerator and of a biological sewage treatment plant are linked together.

Stand der TechnikState of the art

Zum Stand der Technik sind Verfahren älterer Patentanmeldungen bekannt, die weiterentwickelt werden.The prior art includes processes for older patent applications known that will be further developed.

Die nachveröffentlichte DE 41 33 211 C1 beschreibt eine Methode zur Verwertung von kommunalem und industriellem Klärschlamm für die Rekultivierung stillgelegter landwirtschaftlich und/oder industriell genutzter Flächen bzw. zur Erzeugung von Blumenerde. Der Klärschlamm wird dazu mechanisch entwässert, mit organischen Additiven (z. B. Enzymen, Bakterien, Membraneffektoren) versetzt, aerob mikrobiell verrottet und aerob nachgerottet. Aufgrund der biologischen Trocknung entsteht ein erdähnliches Substrat, das in Anpassung an den Verwendungszweck mit weiteren Zusätzen (Mineralstoffen, Quellsubstanzen oder anderen) versetzt werden kann. Als ein Anwendungsfall für das Substrat, ist der Anbau schnellwachsender bzw. immer wieder nachwachsender Rohstoffe auf stillgelegten landwirtschaftlich und/oder industriell genutzten Flächen genannt.The post-published DE 41 33 211 C1 describes a method for recycling of municipal and industrial sewage sludge for recultivation decommissioned agricultural and / or industrial used areas or for the production of potting soil. The sewage sludge is mechanically dewatered with organic additives (e.g. enzymes, bacteria, membrane effectors) spiked, aerobically microbially rotten and aerobic reretted. Due to the biological drying arises an earth-like substrate that adapts to its intended use with other additives (minerals, source substances or other) can be moved. As a use case for the substrate, growing is faster growing or always renewable raw materials on decommissioned agricultural and / or industrial areas called.

Die DE 41 09 759 C1 beschreibt ein Verfahren zur Integrierung des Dekontaminierungsprozesses von Klärschlamm in seine Trocknung. Als Vorteile werden die hohe Energie- und Anlagennutzung genannt. Unter Beimischung von Säuren, werden Rauchgase und Brüden aus der Trocknungseinrichtung der Dekontaminierungsanlage dem mechanisch (Zentrifuge, Dekanter) vorentwässerten Rohschlamm zugesetzt. Die Vermischung und Erhitzung der Masse auf 70-75°C erfolgt in einer Umwälzanlage. Danach wird das Stoffgemenge mit einer Zentrifuge gefiltert, in einem Mischer mit staubartigen Abfallstoffen vermengt und das so erhaltene Granulat in einer auf 115°C temperierten Trocknungseinrichtung getrocknet. In Lösung gegangene Schwermetalle werden mit dem Filtrat abgezogen und in einem gesonderten Arbeitsgang unter Einsatz von Calciumhydroxid ausgefällt. Als Anwendungfall für den so aufbereiteten Klärschlamm wird die Rekultivierung von bergbaulichen Abraumhalden genannt.DE 41 09 759 C1 describes a method for integration the decontamination process of sewage sludge in its drying. The advantages are the high energy and Plant use called. With the addition of acids Flue gases and vapors from the drying facility of the Mechanical decontamination system (centrifuge, decanter) added pre-dewatered raw sludge. The mixing and the mass is heated to 70-75 ° C in a circulation system. Then the batch is mixed with a centrifuge filtered, in a mixer with dust-like waste materials mixed and the resulting granules in one Dried 115 ° C drying device. In Heavy metals that have dissolved are removed with the filtrate and used in a separate operation precipitated by calcium hydroxide. As an application for the sewage sludge prepared in this way is the recultivation of called mining tailings.

ProblembereicheProblem areas Proben - KlärschlammentsorgungSamples - sewage sludge disposal

Die landwirtschaftliche Verwertung kommunaler Klärschlämme ist eine seit langem übliche Entsorgungsmethode. Klärschlamm wird dabei als Dünger für Pflanzen verwendet und so in den Naturkreislauf zurückgeführt.The agricultural utilization of municipal sewage sludge has been a common disposal method for a long time. Sewage sludge is used as a fertilizer for plants and so returned to the natural cycle.

Seit einigen Jahren hat eine heftige Diskussion über die Folgen der landwirtschaftlichen Klärschlammverwertung eingesetzt. Die Anreicherung des Bodens mit Schwermetallen und organischen Giften wird befürchtet. Unklar ist, ob derartige Schadstoffe auch über die Pflanzen in die Nahrungskette gelangen können. Mit Klärschlamm gedüngte Nahrungs- und Futtermittel sind heute kaum noch absetzbar. Aufgrund dieser Problematik ist der relative Anteil landwirtschaftlich verwerteter Klärschlämme an der Gesamtanfallmenge rückläufig. Übliche Entsorgungsalternativen sind zur Zeit die Deponierung und die Verbrennung von Klärschlamm. Diese Methoden sind wesentlich teurer als die landwirtschaftliche Verwertung. Langfristige Folgewirkungen sind nur schwer kalkulierbar. Nach Inkrafttreten der neuen TA-Siedlungsabfall ist eine Klärschlammdeponierung praktisch nicht mehr möglich.For some years there has been a fierce discussion about the Consequences of agricultural sewage sludge recycling used.  Enrichment of the soil with heavy metals and organic poisons are feared. It is unclear whether such Pollutants also via the plants in the food chain can reach. Food fertilized with sewage sludge and feed is hardly deductible today. Because of The relative proportion of this problem is agricultural recycled sewage sludge in the total amount produced declining. Usual disposal alternatives are currently landfill and incineration of sewage sludge. This Methods are much more expensive than agricultural ones Recovery. Long-term effects are difficult calculable. After the new TA municipal waste comes into force is practically no longer a disposal of sewage sludge possible.

Zu beachten ist, daß weitergehende Abwasserreinigungsverfahren, wie die chemische Phosphatfällung, den Schlammanfall künftig ansteigen lassen werden. Problemträger sind in erster Linie die Kommunen als Besitzer von Klärwerken. Die Entsorgung von Klärschlämmen wird immer aufwendiger und teurer, Abwassergebühren steigen.It should be noted that further wastewater treatment processes, like chemical phosphate precipitation, sludge will increase in the future. Problem carriers are in primarily the municipalities as owners of wastewater treatment plants. The Disposal of sewage sludge is becoming more and more complex more expensive, wastewater fees rise.

Problem - Umstrukturierung der LandwirtschaftProblem - agricultural restructuring

Auf dem europäischen Markt besteht ein chronisches Überangebot an Nahrungsmitteln. Die Gemeinschaft muß eingreifen, um die Vorräte von Fleisch, Getreide, Wein und anderen Landwirtschaftsprodukten nicht unkontrolliert anwachsen zu lassen.There is a chronic oversupply on the European market of food. The community must intervene the stocks of meat, cereals, wine and others Agricultural products do not grow uncontrollably to let.

Eine wichtige Methode ist dabei die Stillegung landwirtschaftlicher Anbauflächen. Das ist aber nur zu erreichen, wenn viele bäuerliche Wirtschaften durch Steuergelder subventioniert werden, um so die gewollten Verkaufsverluste finanziell abzufangen.An important method is the decommissioning of agricultural ones Acreage. But this can only be achieved when many farms are subsidized by taxpayers' money the desired sales losses to intercept financially.

Die Einstellung des Ackerbaus entbindet Bauern nicht von ihrem Auftrag zur Landschaftspflege. Im Rahmen von Flächenstillegungsprogrammen ist die Begründung brachliegender Äcker ausdrücklich geboten. The cessation of agriculture does not release farmers from your order to maintain the landscape. As part of set-aside programs is the reason for fallow fields expressly required.  

Nur durch geeignete Umstrukturierungsmaßnahmen kann der Landwirtschaft langfristig eine Neuorientierung gegeben werden. Gesellschaftliche Aufwertung erreicht die Landwirtschaft erst wieder, wenn es gelingt, Subventionen abzubauen.Only through suitable restructuring measures can the Agriculture reoriented in the long term become. Agriculture is gaining social value only when subsidies can be reduced.

Problem - EnergieerzeugungProblem - power generation

Der Wärme- und Strombedarf in Industrieländern ist hoch. Er wird im wesentlichen aus der Verbrennung fossiler Energieträger in Großkraftwerken abgedeckt. Der Wirkungsgrad solcher Anlagen sinkt vor allem bei Energieumwandlungsprozessen und nachgeordnetem Transport durch lange Netze.The demand for heat and electricity in industrialized countries is high. He is essentially the combustion of fossil fuels covered in large power plants. The efficiency of such Plants decrease especially in energy conversion processes and downstream transport through long networks.

Die Abluft aus Verbrennungsprozessen muß in der Regel vor ihrem Eintritt in die Atmosphäre behandelt werden. Oft teure Rauchgaswäscher, Filter oder andersartige Staubabscheider sind deshalb einer Verbrennungsanlage nachzuschalten.The exhaust air from combustion processes usually has to be their entry into the atmosphere. Often expensive flue gas scrubbers, filters or other types of dust separators are therefore to be connected to an incinerator.

Staub, freiwerdende Kohlen-, Schwefel- und Stickoxide belasten die Umwelt. Verbrennungsanlagen arbeiten unter hohen Wärmeverlusten an die Atmosphäre.Dust, released carbon, sulfur and nitrogen oxides pollute the environment. Incinerators work under high heat losses to the atmosphere.

Aschen und Filterabscheidungen können in Abhängigkeit vom Energieträger toxische Stoffe enthalten. Sie müssen im Einzelfall kostenaufwendig deponiert werden.Ashes and filter deposits can depend on Contain energy toxic substances. You must in individual cases be deposited in a costly manner.

Problem - Abnehmende Naturressourcen bei steigender UmweltbelastungProblem - Decreasing natural resources with increasing environmental pollution

Der Industriegüterbedarf hat in den wirtschaftlich entwickelten Staaten ein hohes Niveau erreicht. Entsprechend angestiegen ist der Verbrauch an Rohstoffen und fossilen Energieträgern. In kurzen Zeiträumen werden Reserven aufgebraucht, die als Kohle, Erdöl, Erdgas oder Erz über Jahrmillionen natürlich gewachsen sind. Unser wirtschaftlicher Fortschritt ist davon in dramatischer Weise bedroht.The industrial goods need has developed in the economically States reached a high level. Risen accordingly is the consumption of raw materials and fossil Energy sources. Reserves are used up in short periods,  that as coal, oil, natural gas or ore over millions of years have grown naturally. Our economic Progress is threatened dramatically.

Eine besonders problematische Folgeerscheinung des Raubbaus an Naturrohstoffen sind steigende Umweltbelastungen. Schwer zu entsorgende Abfälle gefährden Boden und Grundwasser; Kohlen-, Schwefel- und Stickoxide sowie freiwerdende Wärmeenergie belasten untere Atmosphäre. Die Folge ist der "Treibhauseffekt".A particularly problematic consequence of overexploitation natural raw materials are increasing environmental pollution. Waste that is difficult to dispose endangers soil and groundwater; Carbon, sulfur and nitrogen oxides as well as released Thermal energy pollutes the lower atmosphere. The consequence is that "Greenhouse effect".

VerfahrensbeschreibungProcess description

Das nachfolgend dargestellte Verfahren beansprucht das Patent für eine weitreichende Lösung der geschilderten Probleme (s. oben).The method described below claims the patent for a far-reaching solution to the problems described (see above).

Ausgangspunkt ist Klärschlamm, der einer landwirtschaftlichen Verwertung zugeführt wird.The starting point is sewage sludge, that of an agricultural one Recovery is supplied.

Landwirtschaftliche KlärschlammverwertungAgricultural sewage sludge utilization

Klärschlamm wird gemäß den gesetzlichen Bestimmungen auf Ackerflächen gebracht, die mit nachwachsenden Rohstoffen (Industriepflanzen) bestellt sind. Beansprucht werden in erster Linie Brachen aus der Flächenstillegung und Grenzertragsböden.Sewage sludge is broken down in accordance with legal requirements Arable land brought with renewable raw materials (Industrial plants) are ordered. Be claimed in primarily fallow land from set-aside and marginal yield soils.

Die Pflanzen bauem im Klärschlamm enthaltene organische und mineralische Nährstoffe, zusammen mit atmosphärischem Kohlendioxid, in Biomasse um. Energiequelle ist das Sonnenlicht. Es entstehen energiereiche organische Verbindungen, wie Proteine, Fette und Kohlenhydrate. The plants build organic and mineral nutrients, together with atmospheric carbon dioxide, to biomass. The energy source is sunlight. There are high-energy organic compounds like proteins, fats and carbohydrates.  

Energieerzeugung aus PflanzenEnergy generation from plants

Die nachwachsenden Rohstoffe werden geerntet, aufbereitet und dann energetisch verwertet. Verbrennung oder Pyrolyse sind dabei die üblichen Verfahren. Die Energieerzeugung durch Verwertung von pflanzlicher Biomasse ist ein bekanntes Verfahren. Als praktizierte Beispiele sind ein städtisches Strohverbrennungskraftwerk in Slagelse (Dänemark) und ein Wärmekraftwerk zur Holzresteverbrennung der Fa. Heinrich Fahlenkamp oHG in Bruchhausen-Vilsen (Deutschland) zu nennen.The renewable raw materials are harvested and processed and then used energetically. Incineration or pyrolysis are the usual procedures. Power generation through the utilization of plant biomass is a well-known Method. As practiced examples are an urban one Straw incineration plant in Slagelse (Denmark) and a thermal power plant for burning wood residues from Heinrich Fahlenkamp oHG in Bruchhausen-Vilsen (Germany) call.

Als Energieanlage wird ein Blockheizkraftwerk zur Stromerzeugung mit Wärmeauskopplung verwendet. Strom und Wärme werden in der Kläranlage verbraucht und ggf. über verhältnismäßig kurze Wege abgeleitet. Die gewonnene Energie kann genutzt werden als:A combined heat and power plant to generate electricity is used as an energy system used with heat extraction. Electricity and heat are consumed in the wastewater treatment plant and possibly over proportionately short ways derived. The energy gained can be used as:

  • a) Wärme und Fernwärme zur
    • - Beheizung der Kläranlage und anderer Gebäude,
    • - Abgabe an ein öffentliches oder privates Netz,
    • - Klärschlammtrocknung,
    a) Heat and district heating
    • - heating the sewage treatment plant and other buildings,
    • - delivery to a public or private network,
    • - sewage sludge drying,
  • b) elektrischer Strom (Kraft-Wärme Kopplung) zur
    • - energetischen Versorgung der Kläranlage,
    • - Abgabe an ein öffentliches oder privates Netz.
    b) electrical current (cogeneration) for
    • - energetic supply of the sewage treatment plant,
    • - Delivery to a public or private network.
Behandlung der VerbrennungsabluftTreatment of combustion exhaust air

Der Abgasstrom der Verbrennungsanlage wird stofflich und energetisch genutzt. Zugleich wird die Reinigung der Abluft von Staub und schädlichen Gasen, gemäß den gesetzlichen Anforderungen, erreicht. Dabei kommen, in Abhängigkeit vom Reinigungsziel und unter Beachtung ökonomischer Verhältnisse, Trocken- und/oder Naßverfahren zur Anwendung. The exhaust gas flow from the incinerator becomes material and used energetically. At the same time, the cleaning of the exhaust air of dust and harmful gases, in accordance with legal requirements, reached. Here, depending on Cleaning objective and taking into account economic conditions, Dry and / or wet processes for use.  

Bei der Energieerzeugung aus nachwachsenden Rohstoffen genügt im Normalfall bereits eine Staubabscheidung.When generating energy from renewable raw materials, it is sufficient normally a dust separation.

Abluftreinigung durch FeststoffabtrennungExhaust air purification by separating solids

Aus dem Abluftstrom (Aerosuspension) wird Staub mechanisch oder elektrostatisch abgetrennt. Die gebräuchlichsten Anlagen sind bei trockenen Verfahren Zentrifugalkraftabscheider (Zyklone) und Filter (Elektro-, Schüttschicht- und Faserfilter). Auch nasse Abscheideverfahren sind anwendbar und gerade im Zusammenhang mit dem vorgesehenen Verfahren zu bevorzugen. Methoden sind das Besprühen des Abluftstroms mit Flüssigkeit (Heterokoagulationstrennung) oder noch besser eine Wirbelwäsche direkt in der Kläranlage.Dust becomes mechanical from the exhaust air flow (aerosuspension) or electrostatically separated. The most common systems are centrifugal force separators for dry processes (Cyclones) and filters (electrical, packed bed and fiber filters). Wet deposition processes can also be used and especially in connection with the proposed procedure prefer. Methods are spraying the exhaust air flow with liquid (heterocoagulation separation) or even better a vortex wash directly in the sewage treatment plant.

Bei der Verbrennung pflanzlicher Biomasse besteht die Flugasche des Abgases im wesentlichen aus oxydischen Verbindungen von Eisen, Mangan, Kalium, Calcium, Natrium und Magnesium sowie Phosphor, Schwefel und Stickstoff. Diese ungiftigen Stoffe können nach der Abscheidung als Staub (Trockenentstaubung bzw. Abgaswäsche in der Kläranlage) oder Schlamm (bei Naßentstaubung) in die Kläranlage gebracht und hier mechanisch-biologisch behandelt werden. Bei kontrollierter Zugabe tragen sie als Mineralien und Spurenelemente zur Entwicklung und Vermehrung von abbaufähigen Mikroorganismen bei. Der Austrag erfolgt im Klärschlamm.With the combustion of plant biomass there is Fly ash of the exhaust gas essentially from oxidic compounds of iron, manganese, potassium, calcium, sodium and magnesium as well as phosphorus, sulfur and nitrogen. These non-toxic After separation, substances can become dust (Dry dedusting or exhaust gas scrubbing in the sewage treatment plant) or sludge (with wet dedusting) brought to the sewage treatment plant and be treated here mechanically and biologically. At Controlled addition they carry as minerals and trace elements for the development and propagation of degradable Microorganisms. The discharge takes place in the sewage sludge.

Bei Trockenabscheidung kann der abgetrennte Staub, aufgrund seiner hygroskopischen Eigenschaften und stofflichen Zusammensetzung, auch zur Klärschlammkonditionierung verwertet werden.With dry separation, the separated dust can be due to its hygroscopic properties and material composition, also used for sewage sludge conditioning become.

Bei allen geschilderten Entsorgungswegen ist die Beprobung der Flugasche durch die landwirtschaftliche Klärschlammentsorgung gesichert. Sampling is required for all the disposal methods described fly ash from agricultural sewage sludge disposal secured.  

Abluftreinigung durch GaswäscheExhaust air cleaning by gas scrubbing

Wenn erforderlich, kann zusätzlich eine basische Naßwäsche der Verbrennungsabluft erfolgen. Das alkalische Additiv (z. B. Kalkmilch, Natronlauge) adsorbiert umweltschädigende Gase, wie Schwefel- und Kohlenoxide, flüchtige Chlor- und Fluorwasserstoffsäure. Es erfolgt dabei eine chemische Umsetzung.If necessary, a basic wet wash can also be used the combustion exhaust air. The alkaline additive (e.g. milk of lime, caustic soda) adsorbs environmentally harmful Gases such as sulfur and carbon oxides, volatile chlorine and Hydrofluoric acid. There is a chemical conversion.

Übliche Anlagen sind Waschtürme und Sprühreaktoren. Als Reststoff entsteht, in Abhängigkeit von der gewählten Waschlösung, Abwasser oder Schlamm mit gelösten bzw. ausgefallenen Salzen, wie Gips, Kalk, Calciumchlorid u. a. Das Abwasser wird in der angeschlossenen biologischen Kläranlage kostengünstig behandelt. Anfallende Salze sind in der Regel nichttoxisch und können umweltfreundlich entsorgt, teilweise auch in der Kläranlage verwertet werden. Kalk kann z. B. zur pH-Wert-Regulierung oder bei der chemischen Phosphateliminierung genutzt werden. Der Austrag und die Beprobung der Reststoffe erfolgt dann über den Klärschlamm.Common systems are wash towers and spray reactors. When Residual material arises, depending on the selected one Washing solution, waste water or sludge with dissolved or precipitated Salts such as gypsum, lime, calcium chloride and the like. a. The Waste water is in the connected biological treatment plant treated inexpensively. Salts are usually non-toxic and can be disposed of in an environmentally friendly way, partly can also be recycled in the sewage treatment plant. Lime can e.g. B. for pH regulation or chemical phosphate elimination be used. The discharge and sampling the residues then take place in the sewage sludge.

Beide Abluftreinigungsverfahren - Feststoffabscheidung und Gaswäsche - können parallel, einzeln oder nacheinander angeordnet werden. Weitergehende Abluftreinigungsverfahren, wie z. B. die Reduktion von NOx, sind nicht erforderlich, prinzipiell aber einzuordnen.Both exhaust air purification processes - solids separation and gas scrubbing - can be arranged in parallel, individually or in succession. Further exhaust air purification processes, such as B. the reduction of NO x , are not necessary, but in principle can be classified.

Sauerstoffeintrag im KlärbeckenOxygenation in the clarifier

Die Verbrennungsabluft enthält noch ca. 10-15% Luftsauerstoff. Sie wird komplett oder als Teilstrom in das Klärbecken geleitet um aerobe Abbauprozesse zu fördern. Zu nennen sind vor allemThe combustion exhaust air still contains approx. 10-15% atmospheric oxygen. It is either completely or as a partial flow in the clarifier directed to promote aerobic degradation processes. To call are especially

  • - Nitrifikation und- nitrification and
  • - Abbau organischer Kohlenstoffverbindungen.- Degradation of organic carbon compounds.

Die Ablufteinleitung ist damit ein künstliches Belüftungsverfahren. The exhaust air discharge is therefore an artificial ventilation process.  

Erwärmung des AbwassersWastewater heating

Abluftwärme aus dem Verbrennungsprozeß wird direkt oder indirekt (z. B. in geschlossenen Wärmeleitungen) in die Klärbecken geleitet. Darüber hinaus kann zusätzlich Wärme, die bei der Verbrennung nachwachsender Rohstoffe entsteht, über Wärmetauscher in die Klärbecken geführt werden. Eine Erhöhung des Energieinhalts und damit der Temperatur des Abwassers wird erreicht. Technisch kann ein energetisches Optimum eingefahren werden, das endotherm-biologische Abbauprozesse, wieExhaust air heat from the combustion process is direct or indirect (e.g. in closed heat pipes) into the clarifier headed. In addition, additional heat can arises from the burning of renewable raw materials Heat exchangers are led into the clarifier. An increase the energy content and thus the temperature of the wastewater is achieved. Technically, an energetic optimum are brought in, the endothermic biological degradation processes, as

  • - aerober Abbau von organischen Kohlenstoffverbindungen,- aerobic degradation of organic carbon compounds,
  • - biologischer Phosphatabbau,- biological phosphate degradation,
  • - Nitrifikation und Denitrifikation,- nitrification and denitrification,
  • - Desulphurikation- desulphurication

begünstigt.favored.

Verwertung der VerbrennungsascheRecovery of the combustion ash KlärschlammkonditionierungSewage sludge conditioning

Die bei Verbrennung von Pflanzen entstehende Asche wird benutzt, um den Klärschlamm zu entwässern. Aufgrund ihrer hygroskopischen Eigenschaften ist die Asche hierfür besonders geeignet. Herkömmliche Konditionierungsmittel, wie z. B. Kalk, können samt Transportkosten eingespart werden, eine Deponierung der Asche ist nicht erforderlich.The ashes generated by burning plants are used to drain the sewage sludge. Because of their hygroscopic The ash is special for this suitable. Conventional conditioning agents, such as. B. Lime, including transportation costs, can be saved Landfilling of the ashes is not necessary.

Landwirtschaftliche VerwertungAgricultural recycling

Aschen, die durch Verbrennung pflanzlicher Biomasse entstehen, sind ungiftig. Werden sie zusammen mit Klärschlamm auf landwirtschaftliche Flächen gebracht, so wirken sie aufgrund ihres hohen Gehaltes an lebensnotwendigen Mineralien und Spurenelementen außerordentlich günstig auf das Pflanzenwachstum. Holzasche enthält bspw. ca. 30% basisch wirksame Bestandteile als Calciumoxid (CaO), das entspricht genau der erforderlichen kalkvergleichbaren Zusammensetzung nach dem Düngemittelgesetzt. Mit 10 dt/ha Holzasche werden Pflanzen z. B. weiterhin 43 kg/ha Kaliumoxid (K₂O) und 12 kg/ha Phosphorpentoxid (P₂O₅) zur Verfügung gestellt. Kalk, Phosphor- und Kalidünger kann durch die landwirtschaftliche Verwertung von Verbrennungsasche gespart werden.Ashes created by burning plant biomass are non-toxic. They are put up with sewage sludge brought agricultural land, so they work due to their high content of essential minerals  and trace elements extremely cheap on the Plant growth. Wood ash, for example, contains approximately 30% basic effective components as calcium oxide (CaO), which corresponds exactly the required lime-comparable composition put after the fertilizer. With 10 dt / ha wood ash Plants z. B. still 43 kg / ha of potassium oxide (K₂O) and 12th kg / ha of phosphorus pentoxide (P₂O₅) provided. Lime, Phosphorus and potash fertilizers can be obtained from agricultural Recycling combustion ash can be saved.

Das gesamte Verfahren ist anhand eines Blockbildes dargestellt (s. Zeichnungen, Fig. 1).The entire process is illustrated using a block diagram (see drawings, Fig. 1).

ProblemlösungenProblem solving Problemlösung - KlärschlammentsorgungProblem solving - sewage sludge disposal

Das Verfahren sichert für Klärschlamm langfristig den landwirtschaftlichen Entsorgungspfad.The process secures the agricultural for sewage sludge in the long term Disposal path.

Deponierraum für Klärschlamm und -verbrennungsasche wird gespart. Bei einer thermischen Klärschlammverwertung eintretende Schadstoffemission und Wärmeabgaben an die Atmosphäre werden vermieden.Saving space for sewage sludge and incineration ash is saved. In the case of thermal sewage sludge recycling Pollutant emissions and heat emissions to the atmosphere are avoided.

Der ausschließliche Anbau nachwachsender Rohstoffe auf klärschlammgedüngten Feldern sichert, daß Schadstoffe, wie Schwermetalle und organische Gifte, nicht in die Nahrungskette von Mensch und Tier gelangen.The exclusive cultivation of renewable raw materials sludge-fertilized fields ensures that pollutants, such as Heavy metals and organic poisons, not in the food chain from humans and animals.

Problemlösung - Umstrukturierung der LandwirtschaftProblem solving - agriculture restructuring

Landwirtschaftliche Flächen werden durch den Anbau nachwachsender Rohstoffe weiter begrünt und gepflegt. Die Flächenstillegungsprämie bleibt in voller Höhe erhalten. Agricultural land becomes more renewable due to the cultivation Raw materials continue to be greened and maintained. The set-aside premium remains in full.  

Das Verfahren sichert, daß viele landwirtschaftsbetriebe erhalten bleiben, Arbeitsplätze bewahrt und staatliche Subventionen abgebaut werden.The process ensures that many farms remain intact, jobs are preserved and government subsidies be dismantled.

Problemlösung - EnergieerzeugungProblem solving - power generation

Als Energieanlage wird ein Blockheizkraftwerk verwendet. Durch Stromerzeugung mit Wärmeauskopplung liegt der Wirkungsgrad dieser Anlage bei etwa 90% und damit wesentlich höher als bei Kondensationskraftwerken (Wirkungsgrad ca. 38%). Strom und Wärme werden in der Kläranlage verbraucht oder über verhältnismäßig kurze Wege abgeleitet, so daß Transportverluste niedrig gehalten werden. Die Kläranlage arbeitet ohne Fremdenergie.A combined heat and power plant is used as the energy system. The efficiency lies through electricity generation with heat extraction this system at about 90% and therefore essential higher than with condensation power plants (efficiency approx. 38%). Electricity and heat are consumed in the sewage treatment plant or derived over relatively short distances, so that Transport losses can be kept low. The sewage treatment plant works without external energy.

Durch das Verfahren wird eine besonders kostengünstige und umweltfreundliche Behandlung von Verbrennungsabluft erreicht.The method is a particularly inexpensive and achieved environmentally friendly treatment of combustion exhaust air.

Die Abgabe von Kohlen-, Schwefeloxiden, Staub und anderen umweltschädigenden Emissionen an die Atmosphäre wird deutlich gemindert. Zum einen durch den Energieträger, der im Gegensatz zu fossilen Stoffen nur einen geringen Schwefelanteil enthält und CO₂ freisetzt, das durch sein Wachstum biochemisch gebunden wurde, zum anderen durch die Elimination von Abgasfraktionen über geeignete Abscheideverfahren. Flugasche wird in der Kläranlage mechanisch-biologisch behandelt und über den Klärschlamm ausgetragen bzw. direkt bei der Klärschlammkonditionierung verwertet.The release of carbon, sulfur oxides, dust and others environmentally harmful emissions to the atmosphere become clear diminished. On the one hand by the energy source, which in the In contrast to fossil substances only a small amount of sulfur contains and releases CO₂ through its growth was biochemically bound, on the other hand by elimination of exhaust gas fractions using suitable separation processes. Fly ash is treated mechanically and biologically in the sewage treatment plant and discharged over the sewage sludge or directly used in sewage sludge conditioning.

Durch die Wärme des Abluftstroms und erzeugte Verbrennungswärme werden Klärbecken, zur Förderung endothermer Abbauprozesse beheizt. Der Energieverlust an die Atmosphäre ist dadurch erheblich gemindert.By the heat of the exhaust air flow and the heat of combustion generated become clarifiers, to promote endothermic degradation processes heated. The energy loss to the atmosphere is thereby significantly reduced.

Verbrennungsasche wird kostengünstig bei der Klärschlammkonditionierung eingesetzt und schließlich als landwirtschaftlicher Dünger verwertet. Combustion ash becomes inexpensive when sewage sludge is conditioned used and finally as an agricultural Fertilizer used.  

Problemlösung - Abnehmende Naturressourcen bei steigender UmweltbelastungProblem solving - Decreasing natural resources with increasing Ecological damage

Die energetische Pflanzenverwertung erreicht langfristig, daß der menschliche Bedarf an Energie und Rohstoffen wieder in das Naturgleichgewicht von stofflichem Aufbau, Verbrauch und Abbau eingebunden wird.The energetic use of plants achieves long-term that human need for energy and raw materials again in the natural balance of material structure, consumption and degradation is involved.

Durch bakterielle Abbau- und Umsetzungsprozesse in der Kläranlage entstehen energiearme anorganische Ausgangsstoffe. Sie stehen den Pflanzen als Ammonium, Nitrat und Phosphat im Klärschlamm oder als Kohlendioxid der Luft zur Verfügung. Aus diesen Ausgangsstoffen werden in der Pflanze energiereiche organische Verbindungen wie Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße aufgebaut. Sauerstoff wird frei.Through bacterial degradation and implementation processes in the Wastewater treatment plants produce low-energy inorganic raw materials. They are available to plants as ammonium, nitrate and Phosphate in sewage sludge or as carbon dioxide in the air Available. These raw materials are used in the plant high-energy organic compounds such as carbohydrates, Fats and proteins built up. Oxygen is released.

Nach Aufbereitung der Ernte liegen die pflanzlichen Stoffwechselprodukte als Brennmaterial vor; ein Rohstoff, der im Gegensatz zu fossilen Energieträgern ständig erneuert werden kann.After the harvest has been processed, the plant metabolic products are in place as fuel before; a raw material that Contrary to fossil fuels are constantly renewed can.

Wichtig ist, daß natürlich vorhandene Stoff- und Energiegleichgewichte erhalten bleiben. Das betrifft die Stickstoff-, Schwefel- und Phosphorkreisläufe, besonders aber das Verhältnis Sauerstoff/Kohlendioxid in der atmosphärischen Luft. Im Gegensatz zur Verbrennung fossiler Energieträger sind also keine negativen Beeinträchtigungen von Klima und Umwelt zu erwarten.It is important that naturally existing material and energy balances remain. This affects the nitrogen, Sulfur and phosphorus cycles, but especially the ratio of oxygen / carbon dioxide in the atmospheric Air. In contrast to burning fossil fuels are therefore not negative effects of Climate and environment to be expected.

ZusatzeffekteAdditional effects

Als positive Zusatzeffekte fallen bei dem Verfahren an:The process has positive additional effects:

  • 1. Alle Abprodukte der Verbrennungsanlage werden innerhalb der Kläranlage festgehalten und über den Klärschlamm entsorgt. Bei der Kontrolle des Klärschlammms vor seiner landwirtschaftlichen Verwertung werden damit zugleich die Verbrennungs- und die Flugasche beprobt. 1. All waste products from the incinerator are inside the sewage treatment plant and the sewage sludge disposed of. When checking the sewage sludge before it agricultural recycling will be at the same time sampled the combustion and fly ash.  
  • 2. Das Verfahren verbessert die Abbauleistung von biologischen Klärwerken; genutzt wird die Abluft aus Energieerzeugungsanlagen. Wirkungsmechanismen sind
    • - Nutzung von Abluftwärme zur Beheizung von Klärbecken,
    • - Eintrag von Mineralstoffen und Spurenelementen in Klärbecken durch Naßwäsche von Verbrennungsabluft oder Behandlung von Staubabscheidungen,
    • - künstliche Belüftung von Klärbecken durch den Eintrag von sauerstoffhaltigen Verbrennungsabluft.
    2. The process improves the degradation performance of biological sewage treatment plants; The exhaust air from energy generation plants is used. Mechanisms of action are
    • - Use of exhaust air heat for heating clarifiers,
    • - Entry of minerals and trace elements in clarifiers by wet washing of combustion exhaust air or treatment of dust deposits,
    • - Artificial aeration of clarifiers through the entry of oxygen-containing combustion exhaust air.
  • 3. Die Verbrennungsasche wird landwirtschaftlich im Klärschlamm verwertet. Sie wirkt dabei als mineralischer Dünger auf die Pflanzenentwicklung.3. The combustion ash becomes agricultural in the sewage sludge recycled. It acts as a mineral Fertilizer on plant development.
  • 4. In Blockheizkraftwerken können, zusammen mit nachwachsenden Rohstoffen, andere organische Energieträger verbrannt werden, z. B. Holzabfälle, ausgewählte Müllfraktionen u.a.m. Organische Abfallmengen werden zurückgedrängt. Hierzu bedarf es allerdings einer entsprechenden Genehmigung.4. In combined heat and power plants, together with renewable ones Raw materials, other organic energy sources burned be, e.g. B. wood waste, selected waste fractions etc. Organic waste volumes are pushed back. However, this requires a corresponding one Approval.
Nachweis der ProblemlösungenEvidence of problem solutions

Anhand eines Ausführungsbeispiels werden die Problemlösungen nachgewiesen.The problem solutions are illustrated using an exemplary embodiment proven.

Die folgenden Nachweisrechungen stützen sich auf statistische Angaben zur Bundesrepublik Deutschland, alte Länder aus dem Jahhr 1986 (Quelle: Statistisches Bundesamt: "Statistisches Jahrbuch 1988", Verlag W. Kohlhammer GmbH Stuttgart und Mainz (1988)), wenn nicht anderweitig angegeben.The following evidence calculations are based on statistical Information on the Federal Republic of Germany, old countries from 1986 (Source: Federal Statistical Office: "Statistical Yearbook 1988", published by W. Kohlhammer GmbH Stuttgart and Mainz (1988)) unless otherwise stated.

In Deutschland (alte Bundesländer) werden im Jahr 2000 voraussichtlich 65 Mio m³/a Klärschlamm anfallen. Das entspricht 3,25 Mio tTR/a (TR - Trockenrückstand). Es ist davon auszugehen, daß bis zum Jahr 2000 ein bis drei Mio ha an landwirtschaftlicher Nutzfläche stillgelegt werden. Für die Berechnung wird angenommen, daß 1,5 Mio ha Stillegungsfläche zur Erzeugung energieliefernder Pflanzen genutzt werden. In Germany (old federal states), 65 million m³ / a of sewage sludge are expected to be generated in 2000. This corresponds to 3.25 million t TR / a ( TR - dry residue). It can be assumed that one to three million hectares of agricultural land will be closed by the year 2000. For the calculation it is assumed that 1.5 million hectares of set-aside area are used to produce energy-producing plants.

Nachweisproof Problemlösung - KlärschlammentsorgungProblem solving - sewage sludge disposal

Zur Zeit ist von folgenden durchschnittlichen Entsorgungskosten auszugehen (Quelle: Witte, H.: "Argumente zur Klärschlammverwertung", Korrespondenz Abwasser (1990) 9, S. 1021-1029):Currently is of the following average disposal costs to go out (Source: Witte, H .: "Arguments for sewage sludge utilization", Correspondence sewage (1990) 9, Pp. 1021-1029):

  • - landw. Entsorgung: bis 300 DM/tTR - agricultural Disposal: up to 300 DM / t TR
  • - Deponierung: 400 bis 600 DM/tTR - Deposit: 400 to 600 DM / t TR
  • - Verbrennung: 600 bis 1200 DM/tTR - Combustion: 600 to 1200 DM / t TR

Um den Nutzen des Verfahrens zu berechnen, wird ein Klärschlammaustrag von 1 tTR/(ha * a) angesetztIn order to calculate the benefit of the process, a sewage sludge discharge of 1 t TR / (ha * a) is used

1 tTR/(ha * a) * 1,5 Mio ha = 1,5 Mio tTR/a.1 t TR / (ha * a) * 1.5 million ha = 1.5 million t TR / a.

Daraus ergibt sich als GewinnThis results in a profit

  • a) gegenüber Deponierung (Durchschnittswert) 1,5 Mio tTR/a * 200 DM/tTR = 300 Mio DM/a,a) compared to landfill (average value) 1.5 million t TR / a * 200 DM / t TR = 300 million DM / a,
  • b) gegenüber Verbrennung (Durchschnittswert) 1,5 Mio tTR/a * 600 DM/tTR = 900 Mio DM/a.b) compared to incineration (average value) 1.5 million t TR / a * 600 DM / t TR = 900 million DM / a.

1,5 Mio tTR/a Klärschlamm könnten beim Anbau nachwachsender Rohstoffe kostengünstig verwertet werden. Das entspricht ca. 45% des Gesamtanfalls im Jahr 2000. Der Gewinn liegt nach heutigen Kosten zwischen 300 und 900 Mio DM/a je nach Entsorgungsalternative (Deponieren oder Verbrennen).1.5 million tonnes of TR / a sewage sludge could be used inexpensively when growing renewable raw materials. This corresponds to approx. 45% of the total volume incurred in 2000. The profit today is between 300 and 900 million DM / a depending on the alternative disposal method (landfill or incineration).

Positive ökologische Auswirkungen wiePositive ecological effects like

  • - Einsparung von Deponierraum,- saving of landfill space,
  • - verminderte Schadstoffemission,- reduced pollutant emissions,
  • - weniger Bauwerke- fewer buildings

sind dabei nicht beachtet. are ignored.  

Nachweisproof Problemlösung - Umstrukturierung der LandwirtschaftProblem solving - agriculture restructuring

Derzeit besteht in Deutschland (alte Bundesländer) eine Ackerfläche von etwa 7,3 Mio ha. Bei der Berechnung des Subventionsabbaus wird davon ausgegangen, daß im Jahr 2000 1,5 Mio ha Stillegungsfläche für den Anbau nachwachsender Rohstoffe zur Verfügung stehen. Nach dem Kostenbeispiel - schnellwachsende Gehölze (s. o.) - berechnen sichThere is currently arable land in Germany (old federal states) of around 7.3 million hectares. When calculating the reduction in subsidies it is assumed that in 2000 1.5 Million ha of set-aside area for the cultivation of renewable raw materials be available. After the cost example - fast growing trees (see above) - calculate themselves

1125 DM/(ha * a) * 1,5 Mio ha = 1687,5 Mio DM/a.DM 1125 / (ha * a) * 1.5 million ha = DM 1687.5 million / a.

Wird der bereits im Nachweis zu Problemlösung 1 berechnete Anteil für die landwirtschaftliche Klärschlammentsorgung (Variante b) Verbrennung) abgezogen, dann ergeben sichIs that already calculated in the proof of problem solution 1 Share for agricultural sewage sludge disposal (Variant b) combustion) deducted, then result

(1125 - 600) DM/(ha * a) * 1,5 Mio ha = 787,5 Mio DM/a.(1125 - 600) DM / (ha * a) * 1.5 million ha = 787.5 million DM / a.

Zieht man davon die durchschnittliche Stillegungsprämie von angenommenen 600 DM/(ha *a) ab, so bleibt noch ein jährlicher Subventionsbedarf vonIf you deduct the average set-aside premium of 600 DM / (ha * a), there is still an annual subsidy requirement

(1125 - 600 - 600) DM/(ha * a) * 1,5 Mio ha = -112,5 Mio DM/a.(1125 - 600 - 600) DM / (ha * a) * 1.5 million ha = -112.5 million DM / a.

Analog dazu müßten, ohne den Anbau nachwachsender Rohstoffe, für diese Stillegungsflächen aufgewendet werdenAnalogously, without the cultivation of renewable raw materials, be used for these set-aside areas

- 600 DM/(ha * a) * 1,5 Mio ha = -900 Mio DM/a.- 600 DM / (ha * a) * 1.5 million ha = -900 million DM / a.

Daraus folgt, daß durch das Verfahren Subventionen umIt follows that the procedure subsidies

-112,5 Mio DM/a - (-900 Mio DM/a) = +787,5 Mio DM/a-112.5 million DM / a - (-900 million DM / a) = +787.5 million DM / a

abgebaut werden. Mit diesem Geld können zahlreiche Landwirtschaftsbetriebe umstrukturiert und erhalten werden. be dismantled. Numerous farms can use this money restructured and preserved.  

Nachweis - Problemlösung - EnergieerzeugungEvidence - problem solving - energy generation

Auf einer Stillegungsfläche von 1,5 Mio ha könnte nach dem oben gewählten Beispiel jährlichOn a set-aside area of 1.5 million ha, according to Example chosen above annually

25 t (ha * a) * 1,5 Mio ha = 37,5 Mio t/a25 t (ha * a) * 1.5 million ha = 37.5 million t / a

Biomasse erzeugt werden. Das entspricht bei einem Heizwert von etwa 15 MJ/kg-HolzBiomass are generated. This corresponds to a heating value of about 15 MJ / kg wood

37,5 Mio t * 15 MJ/kg = 5625 * 10⁸ MJ.37.5 mt * 15 MJ / kg = 5625 * 10⁸ MJ.

Diese Energiemenge deckt 38,3% der gesamten Elektrizität (einschl. Leitungsverluste), die 1986 in Kraftwerken deutscher Elektrizitätsversorgungsunternehmen erzeugt wurde.This amount of energy covers 38.3% of the total electricity (including line losses) that occurred in 1986 in German power plants Electricity supply company was generated.

AbluftreinigungExhaust air cleaning

Bei den Nachweisrechnungen wird von einer 100%igen Reinigungsleistung ausgegangen. Dabei wird der ungünstigste Fall angesetzt. Das heißt der Flugasche- und Schwefeldioxidanfall wird ebenso hoch veranschlagt, wie bei der Verbrennung einer äquivalenten Menge an fossilen Energieträgern.The proof calculations are based on a 100% cleaning performance went out. The most unfavorable Case scheduled. That means the fly ash and sulfur dioxide accumulation is estimated as high as for the combustion an equivalent amount of fossil fuels.

60,8% des Schwefeldioxidausstoßes von 2,2 Mio t/a in Deutschland gehen zu Lasten von Kraft- und Fernheizwerken. Mit dem Verfahren können durch Substitution schwefelhaltiger fossiler Energieträger und bei Abluftreinigung im basischen Milieu60.8% of the sulfur dioxide emissions of 2.2 million t / a in Germany is at the expense of power and district heating plants. The process can be replaced by sulfur containing substitution fossil fuels and waste air purification in alkaline milieu

2,2 Mio t/a * 0,608 * 0,383 = 0,512 Mio t/a,2.2 million t / a * 0.608 * 0.383 = 0.512 million t / a,

das entspricht 23,3% der Gesamtmenge an SO₂, zurückgehalten werden. Bei Verwendung von Kalkmilch entsteht eine im stöchiometrischen Verhältnis zum ausgestoßenen Schwefeloxid stehende REA-Gipsmenge. this corresponds to 23.3% of the total amount of SO₂, withheld become. When using lime milk, an im stoichiometric ratio to the expelled sulfur oxide standing amount of REA gypsum.  

15,2% der Staubemissionen von 0,55 Mio t/a in Deutschland gehen zu Lasten von Kraft- und Fernheizwerken. Durch das Verfahren können bei Abluftwäsche im Klärbecken15.2% of the dust emissions of 0.55 million t / a in Germany are at the expense of power and district heating plants. By the Procedures can be used for exhaust air washing in the clarifier

0,55 Mio t/a * 0,152 * 0,428 = 0,036 Mio t/a,0.55 mt / a * 0.152 * 0.428 = 0.036 mt / a,

das entspricht 6,5% der Gesamtmenge an Staub im Klärschlamm zurückgehalten und dann landwirtschaftlich entsorgt werden.this corresponds to 6.5% of the total amount of dust in the sewage sludge held back and then disposed of agriculturally become.

Die Kohlendioxidbilanz ist ausgeglichen. Es wird nur die CO₂-Menge freigesetzt, die im Verlaufe des Wachstums von den Pflanzen durch Photosynthese gebunden wurde. Eine gleichwertige Energieerzeugung aus Fossilbrennstoffen setzt in kurzen Zeiträumen CO₂ frei, das durch Lebewesen in Jahrmillionen der Atmosphäre entzogen wurde.The carbon dioxide balance is balanced. It will only be Liberated amount of CO₂, which in the course of growth of the Plants were bound by photosynthesis. An equivalent Energy generation from fossil fuels continues short periods of CO₂ free that by living beings in millions of years was removed from the atmosphere.

Entsorgung von VerbrennungsascheDisposal of incineration ash

In Deutschland (alte Länder) fallen jährlich 8,915 Mio t Asche, Schlacke und Ruß bei der Erzeugung von Fernwärme und Strom an. Durch das Verfahren werden etwa 38,3% oderIn Germany (old countries) 8.915 million tons fall annually Ash, slag and soot in the production of district heating and Power on. Through the process, about 38.3% or

8,915 Mio t/a * 0,383 = 3,414 Mio t/a8.915 mt / a * 0.383 = 3.414 mt / a

dieser Asche zu Verbrennungsrückstand von nachwachsenden Rohstoffen. Für diesen ungiftigen Abfall (z. B. Holzasche) ist kostenaufwendiges Deponieren nicht erforderlich.this ashes to combustion residue from renewable Raw materials. For this non-toxic waste (e.g. wood ash) costly depositing is not necessary.

Nicht beachtet ist, daß nachwachsende Rohstoffe oft einen geringeren Ascheanteil (ca. 0,5-2% bei Holz) als Kohle und Koks (3-18%) haben. It is not taken into account that renewable raw materials often have one lower ash content (approx. 0.5-2% for wood) than coal and have coke (3-18%).  

Nachweisproof Problemlösung - Abnehmende Naturressourcen bei steigender UmweltbelastungProblem Solving - Decreasing Natural Resources at increasing environmental pollution

Werden 37,5 Mio t/a nachwachsende Gehölze mit einem Energieinhalt von 5625 * 10⁸ MJ erzeugt (siehe Nachweis: Problemlösung - Energieerzeugung), so bleiben jährlichIf 37.5 million t / a of renewable trees with an energy content of 5625 * 10⁸ MJ are produced (see evidence: problem solving - energy generation), they remain annually

5625 * 10⁸ MJ : 42,705 MJ/l Heizöl = 13,17 Mrd. l5625 * 10⁸ MJ: 42.705 MJ / l heating oil = 13.17 billion l

an leichtem Heizöl erhalten. Unter den derzeitigen Preisbedingungen von 0,4 DM/l-Heizöl in Deutschland, entspricht diese Menge einem finanziellen Umfang vonobtained with light heating oil. Under the current price conditions of 0.4 DM / l heating oil in Germany this amount a financial amount of

13,17 Mrd l/a * 0,40 DM/l = 5,268 Mrd. DM/a13.17 billion l / a * 0.40 DM / l = 5.268 billion DM / a

Die bewahrte Heizölmenge deckt etwa 27% der deutschen Inlandversorgung eines Jahres (alte Länder, Stand 1987). Bei Verbrennung nachwachsender Rohstoffe sind im Gegensatz zu fossilen Energieträgern die Stoffbilanzen ausgeglichen. Es werden Äquivalente zu Stoff- und Energiemengen freigesetzt, die durch die Pflanze in Assimilationsprozesse gebildet worden sind. Eine erhebliche Verminderung des Schadstoffausstoßes wird erreicht (vgl. Nachweis zu Problemlösung 4 - Energieerzeugung).The preserved amount of heating oil covers about 27% of the German one Domestic supply for one year (old countries, as of 1987). When burning renewable raw materials are in contrast balanced the balance of materials for fossil fuels. Equivalents to amounts of substance and energy are released, which are formed by the plant in assimilation processes have been. A significant reduction in the Pollutant emissions are achieved (see proof of problem solving 4 - power generation).

Claims (16)

1. Verfahren zur stofflichen und energetischen Klärschlammverwertung über die Erzeugung nachwachsender Rohstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß auf klärschlammgedüngten Feldern Pflanzen angebaut und zur Energieerzeugung verwendet werden, wobei die dabei erzeugte Wärme zur Klärschlammtrocknung eingesetzt wird.1. Process for the material and energy recovery of sewage sludge via the production of renewable raw materials, characterized in that plants are grown on sewage sludge-fertilized fields and used for energy generation, the heat generated thereby being used for sewage sludge drying. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Wärme zur Beheizung von Gebäuden, Klärbecken oder Anlagen erzeugt wird.2. The method according to claim 1, characterized, that heat for heating buildings, clarifiers or Plants is generated. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Fernwärme erzeugt wird.3. The method according to claim 1, characterized, that district heating is generated. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Elektroenergie zur Eigenversorgung der Kläranlage erzeugt wird. 4. The method according to claim 1, characterized, that electrical energy for self-supply of the sewage treatment plant is produced.   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Elektroenergie zur Einspeisung in ein Netz erzeugt wird.5. The method according to claim 1, characterized, that generates electrical energy for feeding into a network becomes. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abluftstrom aus der Energieerzeugung zur Beheizung von Klärbecken eingesetzt wird.6. The method according to claim 1, characterized, that the exhaust air flow from energy generation for Heating of clarifiers is used. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abluftstrom aus der Energieerzeugung zur künstlichen Belüftung von Klärbecken eingesetzt wird.7. The method according to claim 1, characterized, that the exhaust air flow from energy generation for artificial ventilation of clarifiers is used. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abluftstrom aus der Energieerzeugung in der Kläranlage gewaschen wird. 8. The method according to claim 1, characterized, that the exhaust air flow from energy generation in the Sewage treatment plant is washed.   9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß abgetrennter Staub aus dem Abluftstrom der Energieerzeugung in der Kläranlage mechanisch-biologisch behandelt und über den Klärschlamm ausgetragen wird.9. The method according to claim 1, characterized, that separated dust from the exhaust stream of power generation mechanical-biological in the sewage treatment plant treated and discharged over the sewage sludge. 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß abgetrennter Staub aus dem Abluftstrom der Energieerzeugung in die Kläranlage als Mineralstoff- und Spurenelementeträger gegeben wird.10. The method according to claim 1, characterized, that separated dust from the exhaust stream of power generation in the sewage plant as mineral and Trace element carrier is given. 11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß abgetrennter Staub aus dem Abluftstrom der Energieerzeugung zur Konditionierung von Klärschlamm eingesetzt wird.11. The method according to claim 1, characterized, that separated dust from the exhaust stream of power generation for conditioning sewage sludge is used. 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß abgetrennter Staub aus dem Abluftstrom der Energieerzeugung zusammen mit Klärschlamm landwirtschaftlich verwertet wird. 12. The method according to claim 1, characterized, that separated dust from the exhaust stream of power generation agricultural together with sewage sludge is used.   13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Asche aus der Energieerzeugung zur Konditionierung von Klärschlamm eingesetzt wird.13. The method according to claim 1, characterized, that ashes from energy generation for conditioning of sewage sludge is used. 14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Asche aus der Energieerzeugung zusammen mit Klärschlamm landwirtschaftlich verwertet wird.14. The method according to claim 1, characterized, that ashes from energy production along with Sewage sludge is used for agriculture. 15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Abwasser aus der Abgasreinigung der Energieerzeugung in der angeschlossenen Kläranlage behandelt wird.15. The method according to claim 1, characterized, that wastewater from exhaust gas purification for energy generation treated in the connected wastewater treatment plant becomes. 16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit nachwachsenden Rohstoffen andere organische Stoffe und Abfälle in der Energieanlage verwertet werden.16. The method according to claim 1, characterized, that along with renewable raw materials others organic substances and waste in the energy system be used.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0736739A2 (en) * 1995-04-04 1996-10-09 Deutag Ag Process for valorization of sludges and aqueous residues containing a high amount of organic matter
DE19700434C1 (en) * 1997-01-10 1998-07-16 Joachim Dipl Ing Pabsch Sewage sludge soil
EP0860402A2 (en) * 1997-02-21 1998-08-26 Bernhard Zinke Raw sludge treatment process
RU2769496C1 (en) * 2021-06-30 2022-04-01 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" Method for preventing the formation of acidic effluents from mining dumps

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4109759C1 (en) * 1990-11-14 1992-05-07 Heinrich Dr. 8227 Siegsdorf De Thiele Sewage sludge decontamination treatment - involves drying in centrifuge and heating in flue gases
DE4133211C1 (en) * 1991-10-07 1993-04-15 Allied Colloids Gmbh, 2000 Hamburg, De

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4109759C1 (en) * 1990-11-14 1992-05-07 Heinrich Dr. 8227 Siegsdorf De Thiele Sewage sludge decontamination treatment - involves drying in centrifuge and heating in flue gases
DE4133211C1 (en) * 1991-10-07 1993-04-15 Allied Colloids Gmbh, 2000 Hamburg, De

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0736739A2 (en) * 1995-04-04 1996-10-09 Deutag Ag Process for valorization of sludges and aqueous residues containing a high amount of organic matter
DE19512563A1 (en) * 1995-04-04 1996-10-10 Deutag Ag Process for recycling sludge and water-containing residues with a high proportion of organic substances
EP0736739A3 (en) * 1995-04-04 1997-05-07 Deutag Ag Process for valorization of sludges and aqueous residues containing a high amount of organic matter
DE19700434C1 (en) * 1997-01-10 1998-07-16 Joachim Dipl Ing Pabsch Sewage sludge soil
EP0860402A2 (en) * 1997-02-21 1998-08-26 Bernhard Zinke Raw sludge treatment process
DE19707036A1 (en) * 1997-02-21 1998-08-27 Bernhard Dipl Ing Zinke Process for processing raw sludge
EP0860402A3 (en) * 1997-02-21 1998-11-25 Bernhard Zinke Raw sludge treatment process
DE19707036C2 (en) * 1997-02-21 2000-01-20 Bernhard Zinke Process for processing raw sludge
RU2769496C1 (en) * 2021-06-30 2022-04-01 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" Method for preventing the formation of acidic effluents from mining dumps

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