Heute, am 18.03.2022, ist Global Recycling Day. METZEN ist Spezialist im Bereich Umwelttechnik. Dabei spielt unter anderem auch die Klärschlammaufbereitung durch immer neue EU-Verfügungen eine große Rolle. Die von unseren Ingenieur.innen entworfenen Klärschlamm-Förderanlagen, kommen bei unseren Kunden erfolgreich zur Verwendung. Im weiteren Verlauf des Beitrags wird der Einsatz von unseren Lösungen bei Kunden beschrieben, sowie die einzelnen Schritte der Klärschlammverarbeitung.

Die Hauptkläranlage unseres Kunden befindet sich am tiefsten Punkt der Stadt. In der angrenzenden Verbrennungsanlage der Stadt werden der anfallende Klärschlamm, Hausmüll und gefährliche Abfälle thermisch verwertet. In unserem Beispiel können jährlich bis zu 160.000 t entwässerter Klärschlamm verbrannt werden. Insgesamt sollen durch die Verbrennung des Klärschlamms, sowie des Haus- und Sondermülls, 50 gWh elektrische Energie und 450 gWh thermische Energie erzeugt.

Bis der Klärschlamm in der Verbrennungsanlage ankommt, durchläuft er einen Prozess aus 5 Vorgängen:

1. Mechanische Reinigungsstufe

In der mechanischen reinigungsstufe werden Feststoffe bis zu Größen von kleinen Sandkörnern aus dem Abwasser entfernt.

2. Biologische Reinigungsstufe

Durch die Zugabe von Mikroorganismen und Sauerstoff findet der biologische Abbau von im Wasser gelösten Verunreinigungen (Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor) statt. In den Zwischenklär- und den Nachklärbecken sinkt der Belebtschlamm (oder Sekundärschlamm) zu Boden. Das gereinigte Abwasser bleibt an der Oberfläche und wird weitergeleitet.

3. Schlammeindickung

Der Primärschlamm aus der mechanischen Klärung und der Schlamm aus den biologischen reinigungsstufen gelangen in die Schlammeindicker, in denen der Klärschlamm durch Zentrifugieren bis zu einem Trockenschlammgehalt von ca. 30 % entwässert wird.

4. Schlammfaulung

Zur Gewinnung von Biogas für Energieerzeugung wird der entwässerte Klärschlamm in den Faultürmen für 25 Tage gelagert. Der Schlamm wird für die Faulung erwärmt. Ein geringerer Wasseranteil spart dabei Energie, zu dick darf der Schlamm aber auch nicht sein, da er sonst nicht mehr gepumpt werden kann. Das durch die Faulung entstehende Klärgas gelangt über Filteranlagen von den Faultürmen in Blockheizkraftwerke, in denen es verbrannt wird. Dabei entsteht nicht nur mechanische Energie, die mittels Generatoren in elektrischen Strom umgewandelt wird, sondern auch Wärme, die für Heizung und Warmwasserbereitung verwendet werden kann. Dadurch wird in den Blockheizkraftwerken ein gesamtwirkungsgrad von mehr als 80 Prozent erreicht. Dieses Verfahren ist dafür verantwortlich, dass die Kläranlage energiepositiv betrieben wird, wodurch der Ausstoß von CO2-Äquivalenten um rund 40.000 Tonnen pro Jahr sinkt.

 5. Klärschlammverbrennung

Der ausgefaulte Schlamm wird aus den Faulbehältern abgezogen und im Werk Simmeringer Haide verbrannt. Dafür wird ein Teilstrom zunächst in einem Trockner erhitzt, sodass eine restfeuchte von 10-15% erreicht wird. Der getrocknete Schlamm gelangt über einen Auslass von in die Förderanlage von METZEN, mit dem Ziel, den Trockenschlamm abzukühlen und in explosionssicheren Silos zwischenzulagern. Von hier aus kann der Klärschlamm entweder in LKWs verladen werden oder per Direkteinspeisung der Verbrennungsanlage zugeführt werden. Die beiden Teilströme werden unmittelbar vor der Verbrennung vermischt, sodass der Ofen mit einem Klärschlamm mit ca. 50 % Trockenschlammgehalt und einem Heizwert von 5,5-6 MJ beschickt wird. In der Verbrennungsanlage wird der Klärschlamm bei bis zu 850 °C in einem Wirbelschichtofen verbrannt. Die Verbrennung kann dabei entweder als Monoverbrennung stattfinden oder als Mitverbrennung mit Altkoks.

Bei METZEN steht die Klärschlammförderung im Fokus

In der Klärschlammverarbeitung des Klärwerks in der Stadt des Kunden kommt bis zu 5,1 t getrockneter Klärschlamm pro Stunde an, der in drei Linien zunächst durch Rohrkühlschnecken läuft und dann gemeinsam über 30 m lange Muldenbänder zu einem Becherwerk transportiert wird. Um den Trockenschlamm abzukühlen, wird 15 m³ Wasser pro Stunde bereitgestellt. Das Kühlwasser hat eine Temperatur von 20 °C und darf sich nicht stark  erwärmen. Mit den Becherwerken wird der Schlamm zu Windsichtern (Ausschleusung Feinanteil) und weiter in Lagersilos mit einem Volumen von 200 m³ gefördert. In den Behältern finden eine kontinuierliche Temperatur und CO-Messung statt. Trotz des Abkühlprozesses kann es im seltensten Fall zu Glutnestern kommen, weshalb zusätzlich zu einer Inertisierung ein konstruktiver Explosionsschutz (Berstscheiben) erforderlich ist. Für den unwahrscheinlichen Fall einer Explosion ist die Konstruktion derart ausgeführt, dass die dann austretenden kurzzeitigen Flammen nicht auf Flächen treffen können, auf denen sich Menschen befinden.

In der Klärschlammverarbeitung des Klärwerks in der Stadt des Kunden kommt bis zu 5,1 t getrockneter Klärschlamm pro Stunde an, der in drei Linien zunächst durch Rohrkühlschnecken läuft und dann gemeinsam über 30 m lange Muldenbänder zu einem Becherwerk transportiert wird. Um den Trockenschlamm von 100°C auf 40°C abzukühlen, wird 15 m³ Wasser pro Stunde bereitgestellt. Das Kühlwasser hat eine Temperatur von 20 °C und darf sich auf maximal 55 °C erwärmen. Mit den Becherwerken wird der Schlamm zu Windsichtern (Ausschleusung Feinanteil) und weiter in Lagersilos mit einem Volumen von 200 m³ gefördert. In den Behältern finden eine kontinuierliche Temperatur und CO-Messung statt. Trotz des Abkühlprozesses kann es im seltensten Fall zu Glutnestern kommen, weshalb zusätzlich zu einer Inertisierung ein konstruktiver Explosionsschutz (Berstscheiben) erforderlich ist. Für den unwahrscheinlichen Fall einer Explosion ist die Konstruktion derart ausgeführt, dass die dann austretenden kurzzeitigen Flammen nicht auf Flächen treffen können, auf denen sich Menschen befinden.

In dieser Anlage ist dies eine der größten Herausforderungen, da im Bereich der Sondermüllverbrennung eine enge Bebauung vorliegt. Zudem gab es statische Randbedingungen einzuhalten. Mit der von METZEN entwickelten Lösung konnten alle Anforderungen erfüllt werden. Diese entspricht den hohen Anforderungen, nicht nur in der Ausführung, sondern auch in Langlebigkeit, sowie Wartungsfreundlichkeit.

Die direkte Verbindung zwischen Klärschlammgewinnung, -aufbereitung und -verbrennung hat eine Effizienzsteigerung der gesamten Kläranlage zur Folge. Dieser optimierte Prozess trägt dazu bei, dass unsere Kläranlage, umweltfreundlich und wirtschaftlich betrieben werden kann.

METZEN – Wenn´s drauf ankommt.

Klärwerke und Regenüberlaufbecken sind ein wichtiger Teil der Umwelttechnik. Sie werden innerhalb Europas von Gemeinden betrieben. In den kommenden Jahren werden weiter erhebliche Summen in die Abwasserbeseitigung investiert werden, um unter anderem den guten Zustand entsprechend der Wasserrahmenrichtlinie zu erreichen. Mit fortschreitender Leistung der Kläranlagen rücken die Einleitungen aus Entlastungsanlagen im Mischsystem, zum Beispiel aus Regenüberlaufbecken, immer mehr in den Vordergrund.

Ein Regenüberlaufbecken ist ein Bauwerk zur Mischwasserbehandlung, dass sich bei Regen füllt und während und nach dem Regenereignis zur Kläranlage entleert wird. Man unterscheidet dabei zwischen Fangbecken, die nur einen Beckenüberlauf haben, und Durchlaufbecken, bei welchen das über den Klärüberlauf überlaufende Wasser vorher die Beckenkammer durchströmt und dort durch Absetzen gereinigt wird. Eine weiter Variante sind Verbundbecken, eine Kombination von Fangbecken und Durchlaufbecken. Die durchschnittliche Überlaufaktivität zeigt eine Überlaufhäufigkeit von 16-22 Kalendertagen pro Jahr mit einer Überlaufdauer von 42-81 Stunden pro Jahr. Diese Werte variieren allerdings je nach Einzugsgebiet und Beckengröße.

Es gibt verschiedene Formen von Überlaufbecken. Man unterscheidet zwischen Offenen oder Geschlossenen und zwischen Rund- oder Rechteckbecken. Es ist eine Anordnung des Beckenvolumens im Hauptschluss oder im Nebenschluss möglich.

Es ist eine Anordnung des Beckenvolumens im Hauptschluss oder im Nebenschluss möglich. Wichtige Ausrüstungskomponenten sind ein Abflussbegrenzer (Drossel) zur Limitierung des maximal zur Kläranlage abgegebenen Abflusses. Bei einigen Bauwerken werden am Beckenüberlauf selbstregulierende Entlastungsorgane (Klappen und Wehre) eingesetzt. Weitere Komponenten dienen zur Reinigung des Beckens während oder nach der Entleerung, etwa Rührwerke. Zum Schwimmstoffrückhalt dienen Tauchwände, sowie Rechen- und Siebanlagen.

Funktionsweise

Bei Trockenwetter und bei kleineren Regen wird der gesamte Zufluss aus dem Einzugsgebiet direkt zur Kläranlage weitergeleitet. Erst wenn bei Regenereignissen die Zuflüsse über ein bestimmtes Maß hinausgehen, werden die Regenüberlaufbecken gefüllt. Fangbecken speichern bei Regenbeginn den stark verschmutzen Spülstoß und die kurzen Starkregen. Der nicht mehr aufnehmbare Zufluss wird vor dem Becken in ein Gewässer eingeleitet. Durchlaufbecken werden auch nach der Füllung noch beschickt und durchströmt. Das Becken wirkt dann in der Regel als Absetzbecken. Größere Zuflüsse, welche zu einer starken Verdünnung führen, werden zum Teil auch schon vor dem Becken in ein Gewässer eingeleitet. Die Einleitung in ein Gewässer wird Mischwasserentlastung genannt. Nach Regenende wird der gesamte Inhalt des Beckens der Kläranlage zur Reinigung zugeführt.

Die Abwasserbeseitigung sowie die Abwasserbehandlung leisten einen wesentlichen Beitrag zum Umweltschutz und zur Reinhaltung unserer Gewässer. Die Abwasseranlagen, insbesondere die Abwasserkanäle und -leitungen sowie die Kläranlagen stellen in der Regel das größte Vermögen der Städte und Gemeinden dar. METZEN versorgt diese seit mehr als 30 Jahren mit der Konstruktion und dem Bau von Regenüberlaufbecken und als kompetenter und enger Partner im Bereich der Maschinentechnik von Kläranlagen in Gemeinden, Abwasserverbänden und Industrien in ganz Deutschland. Dabei konstruieren und produzieren wir Spezialersatzteile bedarfsgerecht für alle Räumermaschinen und sanieren Kläranlagen im Sinne einer langjährigen Verwendbarkeit. METZEN bietet Ihnen bei dieser wichtigen Aufgabe, unter Einsatz anspruchsvollster Technologie, die verfahrenstechnische Aufrüstung und betrieblichen Optimierung Ihrer Anlage.

Wir konstruieren und produzieren individuell angepasste Spezialersatzteile für alle Räumermaschinen, zum Beispiel Fahrwerke und Antriebe, Räumschilde für Längs- & Rundräumer und  Räder & Antriebssätze, und sanieren sie für eine langjährige Verwendbarkeit. Die Langlebigkeit unserer Produkte, sowie Nachhaltigkeit, stehen bei uns an höchster Stelle.

METZEN. Wenn´s drauf ankommt.

LFU (2021): https://www.lfu.bayern.de/wasser/regenbecken_mischwasserbehandlung/index.htmhtt

UFT (2021): https://www.uft.eu/uft-wiki/eintrag/regenueberlaufbecken/

Gesetze wie das Kreislaufwirtschaftsgesetz werden immer wieder aktualisiert und den aktuellen Begebenheiten angepasst. Durch die neue Klärschlammverordnung soll nachhaltiger Umwelt- und Klimaschutz, sowie Ressourceneffizienz in der Abfallwirtschaft durch Abfallvermeidung und Recycling geleistet werden. Die dazu 2020 beschlossene Düngeverordnung sorgt zusätzlich für Ausbringzeiten und Flächen, wann und wo gedüngt werden darf.

Seit 2017 sind die deutschen Kläranlagen dazu verpflichtet das im Klärschlamm enthaltene Phosphor zu recyclen. Dies gilt ab 2029 für alle Kläranlagen mit mindestens 100.000 Einwohnerwerten und ab 2032 für alle mit mindestens 50.000 Einwohnerwerten.

Wie funktioniert die Klärschlammverwertung?

Klärschlamm wird definiert als ein Vielstoffgemisch, welches am Ende der Klärkette entsteht. Es enthält neben Pflanzennährstoffen, wie Stickstoff und Phosphor, auch bedenkliche organische Substanzen, Schwermetalle, Krankheitserreger, sowie anthropogene Bestandteile. 2019 wurde ein Viertel des entstandenen Klärschlamms stofflich verwertet, davon 17% als Düngemittel in der Landwirtschaft. Um den Phosphor aus dem Klärschlamm rückzugewinnen, gibt es verschiedene Verfahren.

Kristallisationsverfahren- und Fällungsverfahren

Das Kristallisationsverfahren und Fällungsverfahren werden meist eingesetzt, um Phosphor aus der flüssigen Phase oder aus Klärschlamm zurückzugewinnen. Hierbei werden, laut Umweltbundesamt, Quoten von 5 bis 30% erreicht. Allerdings werden die Anforderungen der Klärschlammverordnung durch die alleinige Verwendung dieser Verfahren nicht erfüllt. Die Regelung sieht eine Reduzierung des Phosphorgehalts um mindestens 50% vor.

Thermochemischer Aufschluss

Das Verfahren des thermochemischen Aufschlusses ist technisch aufwändig und damit kostenintensiv. Allerdings wird eine Phosphorrückgewinnungsquote von mehr als 80% erreicht. Vorteilhaft ist zusätzlich die Zerstörung der organischen Schadstoffe und Krankheitserregern durch Verbrennung. Bei Klärschlammasche wird hierbei die Monoverbrennung verwendet. Mitverbrennungsaschen sind technisch möglich, aber unwirtschaftlich, da die Phosphorkonzentrationen in den Mitverbrennungsaschen im Vergleich zu den Monoverbrennungsaschen geringer ausfallen, aber die zu behandelnden Mengen wesentlich größer sind und somit auch kostenintensiver ist.

Thermische Klärschlammbehandlung

Thermische Klärschlammbehandlung umfasst allgemein die Entsorgung in Monoverbrennungsanlagen und die Mitverbrennung in Kraftwerken und Zementwerken. In Deutschland gibt es 20 Monoverbrennungsanlagen mit einer Gesamtkapazität von ungefähr 580.000 Tonnen getrockneten Klärschlamm pro Jahr. In den sogenannten Wirbelschichtanlagen wird der Klärschlamm, entwässert und vorgetrocknet, bei 850 bis 950°C verbrannt. Der Heizwert beträgt dabei 4000 bis 4500 kJ/kg.

METZEN Industries trägt durch Klärschlammförderanlagen einen großen Beitrag dazu bei. In unsere Klärschlammförderungsanlagen wird auf über bis zu 30 Meter langen Muldenbändern der Klärschlamm zu einem Becherwerk transportiert. Um den Trockenschlamm von 100°C auf 40°C abzukühlen, wird 15 m³ Wasser pro Stunde bereitgestellt. Das Kühlwasser hat eine Temperatur von 20 °C und darf sich auf maximal 55 °C erwärmen. Mit dem Becherwerk gelangt dieser zu WIndsichtern und Lagersilos mit einem Fassungsvermögen von bis zu 200m³.

Die Behandlung von Klärschlamm bietet viele Vorteile. Die wichtigsten sind hierbei das Einsparen von fossilen Brennstoffen und das Einsparen der damit verbundenen Kosten. Zusätzlich kann Co2 eingespart werden, da der Klärschlamm als klimaneutral betrachtet werden kann.

Die Knappheit von fossilem Brennstoff wächst von Jahr zu Jahr. Daher wird die Bedeutung der sogenannten Sekundärbrennstoffe in der Industrie immer größer. Nicht nur die Knappheit der fossilen Brennstoffe spielt dabei eine Rolle, sondern auch kreislaufwirtschaftliche Faktoren.  Sekundärbrennstoffe, auch bekannt als Ersatzbrennstoffe, werden aus Abfällen hergestellt. Sie können flüssig oder fest sein und sowohl aus Abfallgemischen von Haushalten als auch aus Gewerbe und Industrie gewonnen werden. Dabei handelt es sich um Abfälle, die anderweitig im Sinne des Recyclings nicht mehr verwertet werden können.

Sekundärbrennstoffe werden anstelle von fossilen Brennstoffen und überwiegend in Industrie- Heiz- und Zementkraftwerken genutzt. Entweder werden sie direkt verfeuert oder mitverbrannt. Hier werden diverse thermische Verfahren angewendet, zum Beispiel die Wirbelschichtfeuerung, die Rostfeuerung, die Mitverbrennung oder die Verwertung in Zementwerken. Um den verschiedenen thermischen Verfahren gerecht zu werden müssen unterschiedliche Parameter eingehalten werden. Darunter fallen der Heizwert, der Glührückstand, der Chlorgehalt und der Ascheanteil. Ebenfalls wichtig sind der Feuchtigkeitsgehalt und die Korngröße.

Ersatzbrennstoffe bringen gegenüber fossilen Brennstoffen einige Vorteile.

Durch sie kann der Heizwert erhöht werden und der Energiegehalt der Abfälle optimal ausgenutzt werden. Unsere KRÖGER Greifer eignen sich besonders wegen ihrer führenden Hebetechnik und Wartungsfreiheit für den Einsatz in Verbrennungsanlagen von Ersatzbrennstoffen. Sie sind kompakt und für enge Platzverhältnisse im Vollautomatikbetrieb entwickelt.

Durch die gleichbleibende Qualität der Sekundärbrennstoffe, kann ein planbarerer Verbrennungsprozess erfolgen. Sie bieten eine sichere thermische Verwertung von Abfällen durch Stör- und Schadstoffentfrachtung.

Auch in der ökologischen Betrachtung sind Ersatzbrennstoffe ein Gewinn für die Industrie.

Die thermische Verwertung ist laut Keislaufwirtschaftsgesetz und der darin festgelegten fünfstufigen Abfallhierarchie nach dem Recycling die effizienteste und umweltfreundlichste Abfallbehandlungsmethode. Durch sie wird nicht nur die Abfallentsorgung unterstützt, sondern bringt auch weiteren Nutzen in Form von zusätzlicher Energie, Dampf und Wärme. Natürliche Ressourcen werden geschont, indem Ersatzbrennstoffe primäre Energieträger ersetzen. Emissionsschutzrechtliche Auflagen sichern die Einhaltung wichtiger Umweltstandards beim Anlagenbetrieb.

In Deutschland dürfen keine Kunststoffe mehr deponiert werden. Daher ist Recycling wichtiger denn je. Besonders bei Kunstoffen stellt sich dies als schwierig heraus. 2019 wurden 99,4% der Kunststoffabfälle verwertet. Von den insgesamt 6,28 Millionen Tonnen wurden 2,93 Millionen Tonnen (46,6%) werk- und rohstofflich genutzt, 3,31 Millionen Tonnen (52,8%) energetisch verwertet, heißt in Müllverbrennungsanlagen verbrannt oder als Ersatzbrennstoff genutzt, und 40.000 Tonnen (0,6%) wurden beseitigt, also deponiert oder in Anlagen ohne hinreichende Auskopplung von Energie verbrannt.

Die Recyclingquote bei Abfällen aus der Kunststofferzeugung und Kunststoffverarbeitung liegt bei 82% beziehungsweise 94%. Kunststoffabfälle aus privaten Haushalten werden zu 33% stofflich verwertet und industrielle zu 47%. Die höhere Quote bei den Industriebabfällen kommt daher, dass diese meist sauberer sind.

Entwicklung der Verwertung der Kunststoffabfälle

Aufkommen und Verbleib von Kunststoffabfällen

Recycling ist mit hohen Investitionskosten verbunden. Der Verbrauch von Energie, Wasser und Betriebsmitteln muss ebenfalls effizienter und wirtschaftlicher gemacht werden. Diese Hürden müssen nach und nach überwunden werden.

Kunststoffrecycling ist ein komplexes Verfahren. Kunststoffe bestehen aus Molekülketten, auch Polymere genannt. Diese sind zusammengesetzt aus Kohlenstoff, Wasserstoff und zum Teil auch aus Sauerstoff und Stickstoff. Sie sind dafür zuständig, um die gewünschten Eigenschaften des Kunststoffes zu erzeugen, wie zum Beispiel Biegsamkeit, Dehnbarkeit oder Feuerbeständigkeit. Für die Feuerbeständigkeit werden Additive hinzugefügt, welche hochwertiges Recycling erschweren oder auch verhindern. Farbpigmente verschmelzen in recycelten Kunststoffen zu einem Grau. Chemikalien, wie Flammenhemmer, möchte man ebenfalls nicht in den Recyclingkreislauf einführen.

Die wesentlichen Problemfelder für Kunststoffrecycling sind also Störstoffe, eingeschränktes Farbspektrum, Geruch und mögliche Kontaminationen.

Ähnliche Probleme für mechanisches Recycling stellen dünne mehrschichtige Folien dar. Die unterschiedlichen Kunststoffschichten können nicht voneinander getrennt werden und werden daher zumeist verbrannt.

Als Spezialist für Wasch-, Trocken- und Trenntechnik im Kunststoff-Recycling unterstützt METZEN Betreiber von Recycling-Anlagen kompetent und zuverlässig beim Ausbau und der Optimierung bestehender Recycling-Anlagen als auch bei der Erstellung kompletter Neuanlagen zur Umsetzung nachhaltiger Wirtschaftskreisläufe und effizienterer, ressourcenschonender Wertstoffnutzung.

So entwickelt und baut METZEN beispielsweise Anlagen und Komponenten für das Kunststoffrecycling von Kunststoff-Folien, PET Flaschen und sonstigen Kunststoffen erarbeitet passgenaue Lösungen für typische Recycling-Prozesse wie etwa Trennen – Waschen – Fördern – Bunkern.

Wenn man von Kunststoffverwertung spricht, spricht man von drei verschiedene Arten:

1. Energetische Verwertung

Die energetische Verwertung wird als kein echtes Recycling angesehen. Stattdessen werden die Kunststoffe zur Energiegewinnung und fast ausschließlich verbrannt. Der Heizwert von Kunststoff entspricht dabei dem von Steinkohle.

2. Werkstoffliche Verwertung

Die werkstoffliche Verwertung ist ausschließlich für Thermoplaste geeignet. Diese lassen sich mehrfach einschmelzen. Wenn dieser Prozess zu oft wiederholt, wird, gibt es einen fortschreitenden Qualitätsverlust, daher auch Downcycling genannt. Noch schwieriger wird es, wenn verschiedene Kunststoffe vermischt werden. Hierbei entstehen ein starker Qualitätsverlust und schlechte mechanische Eigenschaften.

Werkstoffliche Verwertung wird nur dort eingesetzt, wo große Mengen sortenreiner Kunststoff vorhanden sind. Zum Beispiel werden aus Verpackungen wie Schaumstoff, auch Schaumpolystyrol genannt, Polystyrol-Beton hergestellt. 2010 wurde diese Kunststoffart zu 70% wiederverwertet.

3. Rohstoffliche Verwertung

Rohstoffliche Verwertung ist im Verhältnis sehr gering vertreten. Hierbei können Kunststoffe durch Pyrolyse wieder in ihre Ursprungs-Monomere oder andere petrochemisch verwertbare Stoffe (Methanol, Synthesegase) zerlegt werden. Monomere können dabei nur aus sortenreinen Kunststoffen erzeugt werden. Dabei gibt es zwei Verfahren, das Hamburger Verfahren, dass der Rückgewinnung von Monomeren sowie petrochemischen Rohstoffen dient, und degrative Extrusion, welche die Gewinnung von rohstofflich verwertbaren Gasen, Wachsen und Ölen aus vermischten Kunststoffabfällen ermöglicht.

Beide Verfahren sind vorwiegend für das Recycling gemischter Abfälle, welche schwer zu trennen sind, geeignet.

Mit steigenden Mengen des recycelten Kunststoffes wird die Effizients und die Wirtschaftlichkeit erhöht und Recyclinganlagen lohnen sich mehr.

Quellen:

https://www.maschinenbau-wissen.de/skript3/werkstofftechnik/kunststoffe/431-kunststoffrecycling

https://www.nabu.de/umwelt-und-ressourcen/abfall-und-recycling/recycling/27543.html

https://www.umweltbundesamt.de/daten/ressourcen-abfall/verwertung-entsorgung-ausgewaehlter-abfallarten/kunststoffabfaelle#kunststoffe-produktion-verwendung-und-verwertung

Vor hunderten Jahren im Mittelalter wurde der Müll der Menschen einfach auf die Straße gekippt. Heute im 21. Jahrhundert ist die Müllentsorgung ein komplexer Ablauf, in dem viele Stationen durchlaufen werden. Den wichtigsten Part in der Abfallentsorgung übernehmen dabei die Müllverbrennungsanlagen. Auf Haushaltsmüll bezogen produziert jeder Deutsche pro Jahr ungefähr 600kg Haushaltsmüll, Tendenz steigend. Dazu kommt der Industriemüll aus ganz Deutschland und den europäischen Nachbarländern. Um diese große Menge zu bewältigen gibt es in Deutschland 68 Müllverbrennungsanlagen mit einer Gesamtkapazität von 20,6 Tonnen. Seit 2005 dürfen Abfälle nicht mehr unbehandelt deponiert werden, was den Müllverbrennungsanlagen eine besonders hohe Bedeutung zukommen lässt.

Aufbau einer Müllverbrennungsanlage

In den Müllverbrennungsanlagen angekommen wird der Abfall zunächst mithilfe einer Brückenwaage gewogen um das genaue Abfallgewicht festzustellen, bevor er in der Müllentladehalle entladen wird und auf Rutschen, meist auch zusätzlich durch einen Zerkleinerer, in den Müllbunker befördert wird.

Durch einen Greifkran bestehend aus einem Kran und einen Greifer, wird der Abfall über einen Aufgabetrichter der Feuerung in der Verbrennungsanlage zugefügt. Charakteristisch für die Greifer, wie KRÖGER Greifertechnik sie herstellt, ist die Kapazität beziehungsweise das Fassungsvermögen, welches trotz des Gewichts des Greifers die maximale Hubkraft des Krans nicht übersteigt, sowie die Wartungsfreiheit die KRÖGER Greifertechnik gewährleistet. So kann die Feuerung konsequent weiter mit Abfall versorgt werden.

In der Verbrennungsanlage fällt die übrig gebliebene Schlacke in den Schlackebunker. Der heiße Rauch, der durch die Feuerung entsteht, wird verwendet um heißen Wasserdampf zu erzeugen, welcher Turbinen antreibt um Strom zu erzeugen oder als Fernwärme zum Heizen verwendet wird.

KRÖGER Greifertechnik Seilgreifer

In der Verbrennungsanlage fällt die übrig gebliebene Schlacke in den Schlackebunker. Der heiße Rauch, der durch die Feuerung entsteht, wird verwendet um heißen Wasserdampf zu erzeugen, welcher Turbinen antreibt um Strom zu erzeugen oder als Fernwärme zum Heizen verwendet wird.

Der eigentliche Rauch gelangt in eine Rauchgasreinigungsanlage. Dort wird er nach selektiver katalytischer Reduktion oder nach selektiver nicht katalytischer Reduktion in eine Filteranlage geleitet in der der Staub abgeschieden wird. Am Ende durchläuft er noch eine chemische/adsorptive und/oder katalytische Reinigung zum Abscheiden von Schadstoffen, wie HCI, SO2, Schwermetalle und Dioxine. Über den Schornstein gelangen die gereinigten Rauchgase dann an die Außenluft.

Grafik zum Aufbau einer Müllverbrennungsanlage

Ökologische Aspekte einer Müllverbrennungsanlage

Einer der wichtigsten Aspekte in der Müllverbrennung sind die Abgase. Dadurch dass unbekannte Inhaltsstoffe verbrannt werden, variiert die Zusammensetzung des Rauchgases. Man kann also nie sagen wie viel Kohlendioxid, Kohlenmonoxid oder Schwefeloxide im Rauchgas enthalten sind. Auch hochtoxische Stoffe wie polychlorierte Dibenzodioxine können in sehr geringen Konzentrationen vorkommen. In der Vergangenheit wurden für die Ausbreitung dieser Stoffe in der Umwelt die Müllverbrennungsanlagen verantwortlich gemacht. Dies wurde inzwischen jedoch widerlegt, da Dioxine hydrophob sind. Das heißt da viel Wasserdampf in den Abgasen ist, drängen die Dioxinmoleküle an die mitausgestoßenen Staubpartikel. Gemessen wurde aber nur die Dioxinkonzentration an der Luft, weshalb die Messwerte nicht dem Ausstoß der Müllverbrennungsanlagen entsprechen kann.

Nach der Verbrennung des Mülls bleiben feste Rückstände zurück. Ca. 30% dieser Rückstände sind Aschen und Schlacken. Schlacken werden deponiert, zum Abfüllen von stillgelegten Minen benutzt oder als Baustoffe für Dämme und Straßen recycelt. Filterstäube hingegen werden fast ausschließlich in Salzbergwerke eingelagert.

Größte Müllverbrennungsanlage der Welt in China

Alternativen zur Müllverbrennung

Die einfachste Methode weniger Müll zu verbrennen ist die Vermeidung von Müll, also weniger Müll zu produzieren. Ein weiterer Weg ist Recycling. Derzeit werden nur 16% des entstehenden Mülls recycelt. Es ist nur möglich sortenreine Kunststoffe zu gleichwertigen Kunstoffen zu recyclen. Eine weitere Alternative Müll zu verwerten ist Downcycling. Dabei werden nicht sortenreine Kunststoffe verwertet.

„Nach Unwetter – Müllverbrennungsanlagen stehen unter Druck“

Vor ein paar Wochen wurde Nordrheinwestfalen von großen Unwettern und Überschwemmungen überwältigt. Seit dem türmen sich die Müllberge in den von den Überschwemmungen betroffenen Gebieten. Diese Müllberge müssen schnellstmöglich beseitigt werden, auch aus hygienischen Gründen.

Die MVA in Bonn hat bereits 3000 Tonnen Müll angenommen. Dennoch müssen weitere Kapazitäten geschaffen werden. Aktuell können 200 Tonnen täglich angenommen werden. Schwierigkeit dabei ist, dass der durchnässte Müll zwischengelagert werden muss und nur nach und nach verbrannt werden kann. Der Grund hierfür ist die Feuchtigkeit des Abfalls. Nasser Abfall brennt sehr schlecht und muss mit brennbarem Müll gemischt werden.

Obwohl Deutschland Weltmeister im Mülltrennen ist, macht dies in dieser Situation keinen Sinn, da Sperrmüll und Holz sehr stark verunreinigt sind mit Schlamm.

Noch ist nicht klar wie viel Müll am Ende entsorgt werden muss. Durch optimierte Abläufe werden nach und nach mehr Kapazitäten geschaffen, um gegen die Müllberge anzukommen.

Quellen:

BMU (2021): https://www.bmu.de/themen/wasser-abfall-boden/abfallwirtschaft/abfallbehandlung-abfalltechnik/muellverbrennung

NABU (2021): https://www.nabu.de/umwelt-und-ressourcen/abfall-und-recycling/verbrennung/index.html

WDR (2021): https://www1.wdr.de/nachrichten/rheinland/hochwasserabfall-muss-schnell-entsorgt-werden-100.html

DW (2021): https://www.dw.com/de/m%C3%BCllverbrennung-in-deutschland-entsorgung-mit-risiken/a-50759483

Polis (2021): http://polis-magazin.com/2019/03/muellheizkraftwer-der-zukunft-aus-unbrauchbar-wird-wertvoll/