Solare Klärschlammtrocknung

Klärschlamm im Bundesabfallwirtschaftsplan 2017
Das erklärte Ziel des aktuellen Bundesabfallwirtschaftsplans 2017 (BAWP2017) hinsichtlich der zukünftigen Klärschlammbewirtschaftung ist es, bis zum Zieljahr 2030 zwischen 65 und 85 % des in Österreich anfallenden kommunalen Klärschlamms einer Phosphorrückgewinnung zuzuführen und die weitgehende Zerstörung bzw. Reduzierung der im Klärschlamm enthaltenen Schadstoffe zu erreichen. Als derzeit vielversprechendste Technologie wird die Monoverbrennung des Klärschlamms und anschließende Phosphorrückgewinnung aus der Asche angesehen. Kläranlagen ab 20.000 bzw. 50.000 EW₆₀ sollen in einer Studie untersucht werden und die Ergebnisse in einer bundesweiten Klärschlammstrategie Berücksichtigung finden.

Ausgangslage in Österreich und Oberösterreich
In Österreich werden derzeit rund 633 kommunale Kläranlagen mit mehr als 2.000 EW₆₀ betrieben. Diese arbeiten eine Abwasserbelastung von 13,9 Mio. EW₆₀ (Einwohner und Gewerbe) ab und produzieren rund 235.000 Tonnen Trockensubstanz (TS) an Klärschlamm pro Jahr. Das entspricht einem Mengenpotential in der Größenordnung von ca. 6.000 Tonnen Phosphor pro Jahr.
In Oberösterreich fielen beispielsweise im Jahr 2015 aus 114 kommunalen Kläranlagen ab 2.000 EW₆₀ rund 36.200 Tonnen TS Klärschlamm an. Das entspricht einem österreichweiten Anteil von 15,4 %. Davon wurden ca. 52 % (rd. 18.900 Tonnen TS) landwirtschaftlich verwertet und 39 % verbrannt. Im Vergleich dazu werden im Bundesdurchschnitt (ohne Wien) ca. 34 % und inklusive Wien bereits jetzt 50 % des kommunalen Klärschlammes thermisch verwertet.

Aus der Grafik ist die räumliche Verteilung der 28 kommunalen Kläranlagen ab 20.000 EW₆₀ in Oberösterreich ersichtlich, die etwa 80 % des Klärschlammaufkommens im Bundesland verursachen.

Anlagen mit landwirtschaftlicher Klärschlammverwertung verfügen über Klärschlammentwässerungen unterschiedlicher Bauart, deren entwässerter Klärschlamm einen Trockensubstanzgehalt von 25 bis 35 % erreicht.
Die thermische Verwertung kommunaler Klärschlämme erfolgt derzeit in Oberösterreich durch Mitverbrennung in drei Großverbrennungsanlagen an den Standorten Linz, Wels und Lenzing.

Eine mittelfristige Umstellung der Klärschlammentsorgung im Sinne des BAWP2017 hat auf Grund der vorhandenen Quoten der landwirtschaftlichen Verwertung und der Mitverbrennung des Klärschlamms in Oberösterreich jedenfalls weitreichende Konsequenzen.

Oberösterreichweit sind weitere 86 kommunale Kläranlagen der Größenordnung von 2.000 bis 20.000 EW₆₀ in Betrieb und verursachen rund 12 % des jährlichen Klärschlammaufkommens im Bundesland. Etwa ein Drittel dieser Anlagen verfügt über Klärschlammentwässerungssysteme.

Die Arten der Klärschlammentwässerung reichen von mechanischen Entwässerungssystemen wie Zentrifugen, Schnecken-, Siebband- oder Kammerfilterpressen bis hin zu Vererdungsanlagen und der solaren Trocknung.

Als Beispiel wird das Grundkonzept der solaren Klärschlammtrocknung vorgestellt. Ein wichtiger Aspekt solarer Klärschlammtrocknungsanlagen ist das Erreichen höherer Entwässerungsgrade, die eine direkte Verbrennung des getrockneten Klärschlamms ermöglichen und bei längeren Beförderungsstrecken den Transportaufwand klein halten.

Nach der Abwasserreinigung ist der Wasseranteil im Klärschlamm ca. 97 %. Das entspricht 3 % Trockensubstanz (TS). Durch konventionelle maschinelle Entwässerung kann der Wasseranteil auf 75-80 % reduziert werden (entspricht 20-25 % TS). Mit der Solar-Technologie kann der Wasseranteil im Klärschlamm auf 10-20 % (entspricht 80-90 % TS) reduziert werden. Die Bandbreite für den Flächenbedarf einer Solar- Trocknungshalle liegt üblicherweise in unseren Breiten bei 0,8-1,2 m² pro Tonne maschinell vorentwässertem Klärschlamm (ca. 20 % TS).

Klärschlamm wird auf einer ebenen Fläche ausgebreitet. Diese ist mit einer transparenten Gebäudehülle vor Regen geschützt. Die kostenlose Sonnenenergie lässt das Wasser im Klärschlamm verdampfen. Der Klärschlamm wird mit maschineller Technologie verteilt, bearbeitet, durchlüftet und belüftet, um ein verwertbares Trockengranulat zu erhalten. Für die Verdunstung von 1.000 Liter Wasser werden 20-25 kWh elektrische Energie benötigt.

Der Schlamm wird beispielsweise mittels patentierter maschineller Anlagen in einem ersten Schritt mit Hilfe der natürlichen Schwerkraft entwässert und in einem zweiten Schritt solar getrocknet. Solche Verfahren finden vor allem auf Kläranlagen unter 10.000 EW₆₀ Anwendung und wurden in Oberösterreich erstmals an jener in Gurten angewendet.