Schlammentwässerungs- & Verbrennungsanlage Sindlingen
Die Probleme der Klärschlammbehandlung und -entsorgung sind so alt wie die Abwasserreinigung selbst und am Ende dieses Reinigungsprozesses steht nicht nur sauberes Wasser, sondern auch ein nicht unerheblicher Anteil an Feststoffen – der Klärschlamm.
Da wir in Frankfurt am Main die anfallenden Schlammmengen nicht – wie früher üblich – in der Landwirtschaft einsetzen können und auch nicht genug Deponieraum zur Verfügung steht, fiel im Jahr 1973 die Entscheidung zum Bau einer zentralen Schlamm-Entwässerungs- und Verbrennungs-Anlage (SEVA). Das war für Frankfurt zu diesem Zeitpunkt das umweltschonendste und gleichzeitig kostengünstigste Verfahren, den anfallenden Klärschlamm zu entsorgen.
Anfang der 80er Jahre wurde die SEVA mit drei Verbrennungslinien in Betrieb genommen. Jede Ofenstrasse war für die Verbrennung von je zwei Tonnen Feststoff pro Stunde ausgelegt. Der Schlamm aus der Abwasserreinigungsanlage (ARA) Niederrad/Griesheim wird über eine 11,5 km lange Schlammdruckleitung zur SEVA gepumpt und dort gemeinsam mit dem Schlamm der ARA Sindlingen behandelt.
Seit März 1997verfügt die SEVA über vier Verbrennungslinien, von denen maximal drei gleichzeitig betrieben werden dürfen, sowie über eine Kraft-Wärme-Kopplung zur effizienten Energienutzung. Trotz der steten Sanierungen und Instandhaltungsmaßnahmen entspricht die Anlage heute nicht mehr dem neuesten Stand der Technik. In einigen Jahren wird sie die dann gültigen Umweltauflagen nicht mehr erfüllen können. Deshalb planen wir eine neue Anlage auf dem gleichen Gelände. Informationen zu diesem Projekt finden Sie hier.
Zentrifuge (Entwässerung)
Der Schlamm wird zunächst aus den Frischschlammspeichern über die Schlammbelüftungsanlage zur Entwässerung gepumpt. In den Zentrifugen erfolgt die Trennung in feste und flüssige Schlammbestandteile. Ein beigemischtes Flockmittel baut schließlich aus vielen kleinen Schlammpartikeln großvolumige Flocken auf. Der so entwässerte Schlamm hat einen Trockensubstanzgehalt von ca. 30 % und die Konsistenz krümeliger Gartenerde.
Die abgeschiedene Flüssigkeit (Zentrat) wird in die Erste Biologische Stufe der ARA Sindlingen zurückgeleitet. Ein Trogkettenförderer fördert den entwässerten Schlamm in einen Vorlagebehälter, der den Schlamm gleichmäßig an den Etagen- Wirbelschichtofen abgibt.
Schlammverbrennung im Etagen- Wirbelschichtofen
Durch Rührarme gefördert wandert der Schlamm über drei Trockenetagen von oben nach unten zur Brennkammer. Dabei wird er im Gegenstrom von heißen Rauchgasen getrocknet und anschließend in der Brennkammer bei 830° C verbrannt.
Die auf 500° C vorerhitzte Verbrennungsluft wird über den Düsenboden des Ofens eingeblasen. Sie wirbelt ein Sandbett auf und bildet die Wirbelschicht. Durch die Verbrennungswärme entzünden sich die Schlamm- partikel auf der Wirbelschicht und liefern die Wärmeenergie zur Aufrechterhaltung der weitgehend selbstgängigen Verbrennung.
Bei Störungen sowie für den An- bzw. Abfahrbetrieb steht eine mit Heizöl betriebene Stützfeuerung zur Verfügung.
Abhitzekessel
Die bei der Verbrennung des Schlammes entstehenden Rauchgase werden hinter einer Nachbrennkammer zuerst durch den Abhitzekessel geleitet. Im oberen, heißesten Bereich des Abhitzekessels wird bei 830° C Dampf überhitzt, der, mit 400° C und 38 bar Druck, über eine Dampf- Turbine mit Generator im Durchschnitt 2,5 MW Strom erzeugt. Das zur Dampferzeugung benötigte Wasser lässt sich in einer separaten Vollentsalzungsanlage zu Kesselspeisewasser aufbereiten. Die zur Schlammverbrennung im Etagen-Wirbelschichtofen nötige Frischluft erhält ihre Temperatur durch Erhitzung über einen Wärmetauscher im 700° C Bereich des Abhitzekessels.
Der Abhitzekessel liefert auch für weitere Nutzungen die nötige Energie – wie etwa für die Gebäudeheizung.
Elektrofilter
Die auf 250° C abgekühlten Rauchgase passieren die Elektrofilter-Anlage mit einem Hochspannungsfeld von 60.000 V. In diesem elektrischen Feld werden die Ascheteilchen elektrisch geladen, von den „Niederschlagselektroden“ angezogen und durch Intervall-Hammerwerke abgeklopft. Über gasdichte Zellenradschleusen lässt sich die Asche ausschleusen und pneumatisch in die Aschesilos fördern. Da sie keine schädlichen Substanzen in auswaschbarer Form enthält, kann sie problemlos zur Wiederverwertung gehen.
Restwärmenutzung
Die Wärmeenergie aus dem noch 240° C heißen Rauchgas wird durch einen Heißwassererzeuger teilweise entnommen und dem feuchten, abgekühlten Rauchgas vor dem Aktivkoh- leadsorber erneut zugeführt, um die Rauchgase nach der Wäsche zu trocknen. Die restliche Wärmeenergie lässt sich zur Vorwärmung der Verbrennungsluft nutzen.
Rauchgasreinigung
Das Rauchgas erreicht mit 170° C die mehrstufige Wäsche und kühlt dort auf 50° C ab. Im Venturiwäscher werden schädliche Bestandteile wie Chlor und Fluor, der größte Teil des Staubes und die auswaschbaren Schwermetalle abgeschieden. Der Radialstromwäscher ist zweistufig:
In der 1. Stufe erfolgt die Abscheidung des feinen Staubes und, durch Zugabe von Natronlauge, ein Großteil des Schwefeldioxids. Die bis hierhin angefallenen Waschwässer werden in die Waschwasserreinigungsanlage geleitet.
Emissionsmessstrecke
Vor dem Eintritt in den Kamin passieren die Rauchgase eine Messstrecke. Hier erfolgt eine kontinuierliche Messung von Rauchgasmenge, -feuchte, - temperatur und -druck, Sauerstoff, Schwefeldioxid, Stickoxid, Kohlenmonoxid, Gesamtkohlenstoff, Quecksilber, Ammoniak, Salzsäure und Staub. Die protokollierten Werte dienen als Nachweis zum ordnungsgemäßen Betrieb der Anlage.
Waschwasserreinigung
In der Waschwasserreinigungsanlage wird das Abwasser aus der Rauchgasreinigung behandelt. Die Überführung von Quecksilber und anderen Schwermetallen in lösliche Verbindungen erfolgt durch Zugabe von Kalkmilch (zur Anhebung des pH-Wertes) sowie mittels schwefelorganischer Verbindungen. Fein verteilte Trübstoffe lassen sich in einem statischen Eindicker abscheiden. Der Überlauf des Eindickers wird nach einer Filtration zur Nachbehandlung in die ARA eingeleitet. Die abgesetzten Stoffe werden in einer Kammerfilterpresse entwässert und wie die Asche der Wiederverwertung zugeführt.