Projekt 04401/01

Solare Trocknung von Klärschlamm

Projektdurchführung

IST EnergiePlan GmbH
Werderstr. 34
79379 Müllheim

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Ziel des Vorhabens ist es, den Betreibern von kleineren Kläranlagen ein Verfahren anzubieten, mit dem Klärschlamm sicher, umweltneutral und kostengünstig getrocknet werden kann. Die Zielgruppe sind Kläranlagen unter 20.000 EGW - prinzipiell auch bis ca. 50.000 EGW -, sofern genügend Platz vorhanden ist. Mit dieser Art der Trocknung soll das Volumen und die Masse reduziert und die Akzeptanz von Abnehmern in der Landwirtschaft erhöht werden. Das System soll vermarktet werden, wobei nicht nur Klärschlamm, sondern alle Arten von Schüttgütern getrocknet werden können.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm wesentlichen handelt es sich um den Bau einer transparent überdachten Halle in Art eines Gewächshauses, welches auf einer geteerten, straßenähnlichen Fläche errichtet wurde.
Eingebaut ist eine Wendehaspel, die auf seitlichen Rollen läuft und das Trockengut wendet und pro Wendevorgang zum Tunnelende transportiert. Durch Wechseln der Drehrichtung läßt sich die Schütthöhe und damit die Verweildauer des Schlammes im Trockner verändern.
Da die Trocknungsleistung über das Jahr von den Wetterbedingungen abhängt, wird der Solartrockner auch gleichzeitig als Zwischenlager für den Klärschlamm ausgelegt. Beispielsweise wird bei einer Schütthöhe von 40 cm die Schlammenge ca. 5 Monate zwischengelagert. Die Wende- und Fördermaschine ist automatisiert und wird so parametriert, daß ein Wochenprogramm abgearbeitet wird. Die Betreuung beschränkt sich auf Überprüfung der Funktion und auf Abschmierarbeiten. Während des ersten Betriebsjahres wurde die Anlage kontinuierlich energetisch vermessen. Die Universität Stuttgart-Hohenheim hat 1996 hygienische Untersuchungen durchgeführt.


Ergebnisse und Diskussion

Die Meßergebnisse zeigen, daß pro m² Trocknergrundfläche zwischen 600 und 700 kg Wasser pro Jahr verdunstet werden können. In Hammerstein wird der getrocknete Schlamm in der Halle zwischengelagert, so daß im Sommer Teilflächen nicht zur Trocknung beitragen. Im Winter sind Lagerzeiten bis 6 Monate ohne Geruchsbelästigung möglich.
Es war notwendig, zusätzlich zur Schwerkraftentlüftung Ventilatoren einzubauen, die eine elektrische Anschlußleistung von 3 x 650 W besitzen. Der elektrische Jahresverbrauch liegt um 6.000 kWh. Umgerechnet auf den Wasserentzug bedeutet dies ca. 25 kWhel. pro Tonne Wasser. Es entsteht ein Granulat, welches vergleichsweise geruchsfrei ist und mit marktgängigen Methoden in der Landwirtschaft ausgebracht werden kann.
Die interne Luftbelastung ist gering und erfordert keine Arbeitsschutzmaßnahmen. Eine Belastung der Umgebung durch Austrag von Keimen konnte nicht festgestellt werden. Eine Hygienisierung des Rohschlammes tritt nur teilweise ein. Die Universität Hohenheim schlägt vor, durch gezielte Zugabe von Kohlenstoffträgern - wie Sägemehl und einer Anhebung des pH-Wertes durch Kalk - gezielt eine Selbsterwärmung durch Komposteffekte zu bewirken und damit eine Hygienisierung zu erreichen.
Das Verfahren wurde unter der Nummer P 43 15 321 erfolgreich patentiert.
Die Kostenseite zeigt, daß die Finanzierungskosten im wesentlichen die Trocknungskosten beeinflussen. Werden Abschreibungszeiten nach der VDI-Richtlinie 2067 zugrunde gelegt, belaufen sich die Kosten pro Tonne Massenreduzierung auf 120,- bis 190,- DM/t. Damit ist das Verfahren sehr konkurrenzfähig zu industriellen Großanlagen.
Betreffend der Vermarktung der Trocknungsanlage hat es sich gezeigt, daß ein Großteil der Klärschlämme zur Rekultivierung in die neuen Bundesländer transportiert wird und die Kläranlagenbetreiber deshalb wenig Anlaß sehen, sich eigene Trocknungsanlagen anzuschaffen.
Inwiefern das neue Kreislaufwirtschaftsgesetz sich auf die Verbreitung des Verfahrens auswirkt, ist abzuwarten. Großes Interesse besteht in Spanien. Es wird 1997 ein gemeinsames EU-Verbreitungsprojekt mit einer spanischen Firma beantragt.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Anlage wurde in allen bekannten Fachzeitschriften vorgestellt. Auf der Mustermesse in Basel MUT 1995 war die IST Anlagenbau GmbH mit dem Verfahren selbst vertreten. Bislang haben etwa 40 Gemeinden, Planungsbüros und Industrievertreter aus dem In- und Ausland die Anlage besichtigt. Eine weitere Anlage wurde verkauft und wird im Frühjahr 1997 in Iffezheim bei Baden-Baden gebaut.


Fazit

Das Verfahren hat sich bewährt. Die austreibbare Wassermenge pro m² Grundfläche liegt in der Anlage um 600 kg/m²/Jahr, dies entspricht einem Platzbedarf von ca. 1,0 - 1,2 m² pro Tonne Rohschlamm. Eine Zwischenlagerung über 6 Monate ist auch im Winter problemlos und ohne Geruchsbelastung erfolgreich praktiziert worden. Pro Tonne Wasserentzug müssen 20 bis 30 kWh elektrische Antriebsenergie aufgebracht werden. Die Kosten für die Massenreduzierung liegen in Hammerstein bei 188,- DM/t, bei größeren Anlagen kann dieser Betrag auf 120,- DM/t gesenkt werden. Damit ist die solare Klärschlammtrocknung nach dem Verfahren IST konkurrenzfähig zu industriellen Großanlagen.
Besonders geeignet sind Kläranlagen bis ca. 3.000 t Schlamm pro Jahr. Die Vermarktung gestaltet sich schleppend, weil große Klärschlammengen in die neuen Bundesländer transportiert werden.