planung einer thermischen klärschlammverwertungsanlage ......wirbelschichtofen ausmauerung cio...
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Planung einer Thermischen
Klärschlammverwertungsanlage
auf Rügenauf Rügen
Dr. Born - Dr. Ermel GmbH
Sebastian Strebe
06. Februar 2018
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Inhalt
� Vorstellung Dr. Born – Dr. Ermel Ingenieure
� Problematik Klärschlammbehandlung
� Anlagenaufbau der Klärschlammverbrennungsanlage Rügen
2CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
� Anlagenaufbau der Klärschlammverbrennungsanlage Rügen
� Projektrealisierung – Bau und Inbetriebnahme
� Zusammenfassung und Ausblick
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Wer wir sind …
� Private geführte Ingenieurgesellschaft
• Gegründet 1972 von Dr. Born als Ing. Büro für Verfahrenstechnik
• Tätig für öffentliche und private / industrielle Kunden
• Unabhängig
3CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
� Beratung
� Konzepte, Studien
� Planung (HOAI)
� Bauleitung
� Projektsteuerung
� Gutachten
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Regionalbüros
Büro
IPU - Dresden
Büro
Ostfriesland
Geschäftsführer:
Dr. Michael Werner
Hauptsitz Achim Büro Ostfriesland Büro Rhein/Main Büro Süd Büro IPU-Dresden
4CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
Geschäftsführer:
Hans-Dieter Matthias
Büroleiter
Sebastian StrebeBüro
Rhein/Main
Geschäftsführer:
H.-D. Matthias
Büroleiter:
Florian Herbert
Büro
Süd
Geschäftsführer:
Henry Och
Büroleiter:
Christof Barthel
Dr. Michael Werner
Büroleiter:
Adelbert Lühring
Büro
Hong Kong
Geschäftsführer:
Holger Schröder
Büroleiter:
Markus Klemmer
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Leistungsspektrum und Arbeitsfelder
� Wasser
� Abwasser
� Schlamm
� Industrie
� Bauwesen
� Infrastruktur
5CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
� Abfall
� Energie
� Elektrotechnik
� Projektmanagement
� Altlasten/Deponien
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Leistungsvermögen
Unsere Stärke: Zusammenarbeit aller Fachingenieure in interdisziplinären
Teams. aktuell 190 Mitarbeiter
6CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
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Inhalt
� Vorstellung Dr. Born – Dr. Ermel Ingenieure
� Problematik Klärschlammbehandlung
� Anlagenaufbau der Klärschlammverbrennungsanlage Rügen
7CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
� Anlagenaufbau der Klärschlammverbrennungsanlage Rügen
� Projektrealisierung – Bau und Inbetriebnahme
� Zusammenfassung und Ausblick
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� Gesamtaufkommen aus der
kommunalen Abwasser-
behandlung 2013:
ca. 1,9 Mio. MgTS
� Gesamtaufkommen aus der
nicht-öffentlichen Abwasser-
Klärschlammbehandlung in den
Bundesländern
8CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
Klärschlammverwertungswege in den BundesländernQuelle: Statistisches Bundesamt: Abwasser und Klärschlamm in
Deutschland – statistische Betrachtungen, Korrespondenz Abwasser,
Abfall 2014 (61) Nr. 12
nicht-öffentlichen Abwasser-
behandlung 2010:
ca. 1,7 Mio. MgTS
� Derzeitige Entsorgung:
• Ca. 40 % stoffl. Verwertung in der
Landwirtschaft
• Ca. 60 % therm. Verwertung in
Verbrennungsanlagen
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� Gesamtaufkommen
Klärschlamm aus der
kommunalen Abwasser-
behandlung 2013:
ca. 35.000 MgTS/a
� Davon in M-V
Abwasserbehandlung in Mecklenburg
9CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
Kommunale Abwasserbeseitigung in Mecklenburg Vorpommern,
Lagebericht 2015Quelle: Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie, Güstrow 7/2015
� Davon in M-V
landwirtschaftlich genutzt
ca. 32.000 MgTS/a
� Aus anderen Bundesländern
ca. 10.000 MgTS/a
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Veränderung der gesetzlichen
Rahmenbedingungen
� Düngeverordnung 2017
Obergrenze für organische und anorganische Düngemittel,
Sperrfristen….
→ Verdrängung der landw. KS-Verwertung durch Wirtschaftsdünger
� Klärschlammverordnung 2017
10CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
zusätzliche Grenzwerte
Verbot der landw. KS-Verwertung 2028 (100.000 EW) / 2034 (50.000 EW)
Pflicht zur P-Rückgewinnung (Konzepte bis 2023)
→ Monoverbrennung und P-Rückgewinnung aus der Asche
oder P-Rückgewinnung aus dem Schlamm und (Mit)-verbrennung
� Derzeit steigende Kosten für die KS-Entsorgung
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Zweckverband Wasserversorgung und
Abwasserbehandlung Rügen (ZWAR)
38 Kläranlagen
11CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
ZKW Bergen
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� Schlammaufbereitung
• Entwässerung teilweise dezentral durch Zentrifugen
• TS-Gehalte zwischen 21% und 25%
� Mengenströme und
Entsorgungswege
� Gutachten / Studien
• Verwertungsarten /-technik
• Entsorgungsgebiete
− Nur Rügen (2001)
− Region Vorpommern und Rügen
gemeinsam (2005)
− Nur Rügen (2006)
Klärschlammentsorgung ZWAR Rügen
12CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
Entsorgungswege
• Klärschlamm � Co-Vergärung in Biogasanlage, Landwirtschaftliche Verwertung des Gärrestes
• Rechengut � thermische Verwertung
• Strandgut � Kompostierung
� Gespräche mit Betreibern
• Mora, Bruneck, Bad Vösslau, Gifhorn und Balingen
• Test in KVA Neu-Ulm (Algen)
� „Insel-Lösung“
• Autarke Lösung zur thermischen Verwertung des Klärschlamms für und auf der Insel Rügen
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� Zukunftsorientierte Anlagenkonzeption
� Nutzung des Energieinhaltes der Schlämme
� Verwertung der in den Schlämmen
enthaltenen Wertstoffe
Zielsetzung
13CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
enthaltenen Wertstoffe
� Ausschleusung von Schadstoffen aus dem
Umweltkreislauf
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Inhalt
� Vorstellung Dr. Born – Dr. Ermel Ingenieure
� Problematik Klärschlammbehandlung
� Anlagenaufbau der Klärschlammverbrennungsanlage Rügen
14CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
� Anlagenaufbau der Klärschlammverbrennungsanlage Rügen
� Projektrealisierung – Bau und Inbetriebnahme
� Zusammenfassung und Ausblick
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� Kombiniertes Schlammbehandlungsverfahren
• Schlammfaulung mit Gasspeicher
• Schlammentwässerung und -trocknung
• Thermische Schlammbehandlung in stationärer Wirbelschicht
• Abgasreinigung im quasi-trocken Verfahren
� Energienutzung
Anlagenkonzept Rügen
15CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
� Energienutzung
• Faulgasnutzung in BHKW-Motor
− Strom und Wärme für KA Standort
• Wärme aus Klärschlammverbrennung
− Trocknung des KS für autotherme Verbrennung
� Reststoffe
• Asche aus Verbrennung für mögliches späteres P-Recycling
• Reststoffe aus Abgasreinigung zur externen Entsorgung
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� Klärschlamm vor Faulung 2.500 tTR/a
� Co-Substrate 365 t/a
Einsatzstoffe
16CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
� Rechengut 21 tTR/a
� Strandgut 300 tTR/a
� Sorbens(Rauchgasreinigung) 84 t/a
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Parameter Einheit Wert
Faulung
Durchsatzleistung m³/d 120
Gasmenge m³/h 110
Energieerzeugung (BHKW elektrisch) kWel. 330
Energieerzeugung (BHKW thermisch) kWth. 360
Anlageneckdaten
17CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
Energieerzeugung (BHKW thermisch) kWth. 360
Verbrennung
Brennstoffmenge (Klärschlamm, Rechengut, Strandgut) MgTS/a 2.000
Durchsatzleistung Ofen kgTS/h 180 - 270
TR-Gehalt, Mischung Ofeneintritt % ca. 55
Feuerungswärmeleistung MWth 0,900
Luftvorwärmung °C 245
Verbrennungsasche (P-Recycling) t/a ca. 780
Rückstandsmenge (Deponie) t/a ca.320
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Anlagenkonzept Faulung
Faulreaktor
Gasspeicher Notfackel
Co-Substrat
Dick-
Schlamm
18CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
BHKW
Entwässerung
Eindicker
Roh-
Schlamm
Schlamm
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Wärmeverlust
Abgas/ Abwärme
18 %
150 kW
Energiebilanz
19CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
840 kW
39 %
330 kW
43 %
360 kW
Strom Nutzwärme
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Anlagenkonzept Verbrennung
Trockner
Gewebefilter
20CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
OfenE-Filter
Kessel
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Wirbelschichtofen mit Anfahrbrennkammer
SekundärluftSekundärluft
FeuerraumFeuerraum
21CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
Anfahrbrenn-
kammer
Anfahrbrenn-
kammer
Frischluft
(Primärluft)
Frischluft
(Primärluft)
WindboxWindbox
WirbelschichtWirbelschicht
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Wirbelschichtofen, unterer Teil
Druck-
messungen
Druck-
messungen
WirbelschichtWirbelschicht
KonusKonus
Temperatur-
messungen
Temperatur-
messungen
22CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
Anfahrbrenn-
kammer
Anfahrbrenn-
kammer
messungenmessungen
GaslanzeGaslanze
WindboxWindbox
DüsenbodenDüsenboden
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Wirbelschichtofen, oberer Teil
Temperatur-
messungen
Temperatur-
messungen
Rauchgas-
austritt
Rauchgas-
austritt
Druck-Druck-
23CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
KonusKonus
MannlochMannloch
SekundärluftSekundärluft
Druck-
messungen
Druck-
messungen
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Aufbau der Kesselanlage
24CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018Erfahrungen vom Bau und Inbetriebnahme der MKVA Rügen | Franck/Rödiger | 14.09.2017
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Investitionskosten
25CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
Verwertungskonzept der Klärschlammkooperation MV GmbHQuelle: 16. Dialog Abfallwirtschaft MV, Rostock 4/2014
Verbrennung
Gesamtanlage
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Inhalt
� Vorstellung Dr. Born – Dr. Ermel Ingenieure
� Problematik Klärschlammbehandlung
� Anlagenaufbau der Klärschlammverbrennungsanlage Rügen
26CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
� Anlagenaufbau der Klärschlammverbrennungsanlage Rügen
� Projektrealisierung – Bau und Inbetriebnahme
� Zusammenfassung und Ausblick
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� Baufeldfreimachung 4 / 2015
�Grundsteinlegung 11 / 2015
� IBN Faulung 2 / 2017
Projektrealisierung
27CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
� IBN Faulung 2 / 2017
� IBN Gasstrecke + BHKW 4 / 2017
� IBN Thermische Verwertung 6 / 2017
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Faulturm Rührwerk
28CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
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Gasspeicher und BHKW
29CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
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Wirbelschichtofen
30CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
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Wirbelschichtofen Düsenboden
31CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
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Wirbelschichtofen Ausmauerung
32CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
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Los
Nr.
Los / Titel Abfrage Angebote Preisspanne
[Mio. € gerundet,
netto]
1 Bautechnik 12 3 3,3 – 3,9
2 Maschinentechnik
Faulung inkl.
19 6 2,4 – 3,7
Ausschreibungsverfahren
33CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
Faulung inkl.
Entwässerung und
Trocknung
3 BHKW-Motorenanlage 18 4 0,39 – 0,48
4 Klärschlammverbrennung
inkl. Abgasreinigung
16 5 4,3 – 7,2
5 EMSR-Technik 5 4 0,92 – 1,34
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� Beendigung der landwirtschaftlichen Klärschlammverwertung
erfordert neue Kapazitäten an thermischen Behandlungsanlagen.
� Klärschlammentsorgungskosten steigen derzeit.
� Stationäre Wirbelschicht war und ist dominierendes großtechnisch
erprobte Verfahren für die thermische Mono-
Klärschlammbehandlung.
Zusammenfassung und Ausblick
34CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
Klärschlammbehandlung.
� Verbrennung ist die priorisierte Vorbehandlung für ein effektives P-
Recycling aus der Klärschlammasche.
� Kleinere Klärschlammverbrennungen (ab 2.000 MgTR/a) entsprechen
dem Stand der Technik von Großanlagen und rücken in
wirtschaftlich attraktive Positionen.
� Der Ausbaustandard von Mono-KVAs ist individuell festzulegen -
eine Faulung vor der Verbrennung kann im Rahmen eines
optimierten Gesamtkonzeptes oftmals energetisch sinnvoll sein.
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Vielen Dank für Ihr Interesse
• Weltgrößte Anlage Hong Kong
• Entwässerter Klärschlamm
• 4x 45.000 MgTS/a• Klein(st)e kommunale Anlage
• Entwässerter und getrockneter
Klärschlamm
• 1x 2.000 MgTS/a
35CIO Netzwerktag | Thermische KS-Verwertung Rügen | 7. Februar 2018
http://www.born-ermel.eu