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METZEN Case Study: Klärschlammverbrennung

Eines unserer anspruchsvolleren Projekte im Bereich Klärschlamm war unsere Arbeit für einen der größten kommunalen Betriebe Österreichs und Europas. Im Zuge der rechtlichen Bestimmungen, Klärschlamm nicht mehr lagern zu dürfen, sondern zu verbrennen, wurde eine komplette Neuanlage benötigt.

Die Anforderungen waren durch die Größe des Werks, bei dem pro Stunde bis zu 5,1 Tonnen Klärschlamm verarbeitet wird, hochkomplex und beinhalteten das Zusammenspiel von vielen Komponenten, die sich reibungslos in räumlich sehr beengte Platzverhältnisse einfügen mussten. Um alle Aggregate unterzubringen, wurde eine lösungsorientierte Herangehensweise benötigt. Mit maximal 25m Spielraum wurden die Konstruktionstalente des METZEN Teams stark auf die Probe gestellt.

Die von METZEN konzipierte, direkte Verbindung zwischen Klärschlammgewinnung, -aufbereitung und Verbrennung hatte eine Effizienzsteigerung der gesamten Kläranlage zur Folge.

Die besonderen Begebenheiten der Klärschlammverarbeitung und die unmittelbare Nähe zu einer Sondermüllanlage, waren Herausforderungen, die es zu meistern galt. Hier bestand, durch die hohe Temperatur des Klärschlammes (100 Grad Celsius) und der Staubbildung (APEX) eine Explosionsgefahr.

Die METZEN Lösung musste hohen Sicherheitsanforderungen standhalten und effizient den getrockneten Klärschlamm zuerst auf 40 Grad Celsius abkühlen, dann fördern, zwischenlagern und dann an Wirbelschichtöfen weiter transportieren. Dazu mussten unter anderem eine Zellradschleuse, eine Rohrkühlschnecke, Muldenbänder und Elevatoren, Windsichter, Trockengutsilos, Z-Trogkettenförderer und weitere Komponenten zum Einbau in die Sendeleitung der pneumatischen Förderung projektiert, konzipiert, gebaut und montiert werden. Auch musste ein alternativer Ort für die Berstscheibe gefunden werden, da durch Brandgefahr die konventionelle Anbringung auf dem Dach ausgeschlossen war. Ein großes Projekt mit komplexesten Abläufen!

Trotz des Abkühlprozesses kann es im seltensten Fall zu Glutnestern und dadurch zu Explosionen kommen, weshalb zusätzlich zu einer Inertisierung ein konstruktiver Explosionsschutz erforderlich ist. Auch für den unwahrscheinlichen Fall einer Explosion musste die Konstruktion derart ausgeführt werden, dass die austretenden Flammen keine Brände in Menschennähe auslösen.

Dies war bei dieser Großanlage einer der größeren Herausforderungen, da im Bereich der Sondermüllverbrennung eine enge Bebauung vorliegt. Zudem gab es statische Randbedingungen einzuhalten. Eine weitere Auflage war, die Teilanlage so langlebig und wartungsfrei wie möglich zu konzipieren. Die von METZEN entwickelte Lösung konnte sicherstellen, dass die Bildung von Glutnestern auf das geringstmögliche Maß reduziert wurde und ein Flammenaustritt unmöglich wurde.  Nach umfangreichen Tests und Simulationen entsprach das Endergebnis allen Anforderungen, sowohl in der Ausführung als auch in der Langlebigkeit und Wartungsfreundlichkeit.

Dieser optimierte Prozess trägt dazu bei, dass der österreichische Kommunalbetrieb, umweltfreundlich und wirtschaftlich betrieben werden kann.

METZEN, wenn’s drauf ankommt.

 

METZEN Waschlinie Kunststoffrecycling

HC Plastics GmbH läutet eine neue Ära des Kunststoffrecyclings ein

Am Standort Swisttal-Ollheim ist eins der modernsten Recyclingwerke Europas entstanden. Die HC Plastics GmbH ist ein Joint Venture der W. Classen GmbH & Co. KG, führender Hersteller von Laminatböden sowie PVC-freier, recyclingfähiger Kunststoffböden, und Hündgen Entsorgungs GmbH & Co. KG, Betreiber eines Recyclingparks mit technischen Anlagen zur Rückgewinnung von Wertstoffen. Die Anlage wird zukünftig 15.000 Tonnen Kunststoffabfälle – hauptsächlich PP-Verpackungsfolie – pro Jahr aufbereiten, die unter anderem als Basis für die Produktion der PVC-freien, extrem robusten CERAMIN® Wand- und Bodenbeläge von Classen dienen.

Wir von METZEN sind stolz mit unserer Waschlinie zu diesem großartigen Projekt beigetragen zu haben und mit nachhaltigen und energieeffizienten Lösungen die Kreislaufwirtschaft zu unterstützen!

METZEN, wenn’s drauf ankommt.

METZEN_Traktor_Dünger

Düngemittel: Wieviel Bio kann Ihre Anlage?

Die Preise für anorganische Düngemittel sind in Europa rapide gestiegen. Disruption, hervorgerufen durch die Corona-Pandemie, den Klimawandel und geopolitische Instabilität setzen die Landwirtschaft unter großen Druck mit signifikant gestiegenen Energie- und Düngemittelkosten.

Die dunklen Wolken am Horizont scheinen einfach nicht abziehen zu wollen. Jedoch wer genau hinsieht, kann durchaus Lichtblicke entdecken. Einer dieser Lichtblicke ist die seit dem 16. Juli 2022 bestehende neue EU-Verordnung für Düngemittel bekannt unter der Abkürzung „CMC14“, die den EU-Binnenmarkt für organische und abfallbasierte Düngeprodukte öffnen. Darunter fallen zum Beispiel organische und organisch-mineralische Düngemittel, Bodenverbesserungsmittel, Hemmstoffe, Pflanzen-Biostimulanzien, Kultursubstrate oder Mischungen. 

Mit den neuen Regeln sollen die Risiken für Umwelt und Gesundheit sowie die Abhängigkeit von Importen verringert werden. Düngemittel aus organischen Abfällen könnten laut Expertenschätzungen mindestens 30 Prozent der anorganischen Düngemittel ersetzen. Nach den alten Vorschriften konnten jedoch nur konventionelle, nicht-organische Düngemittel, die in der Regel aus Bergwerken gewonnen oder chemisch hergestellt werden, in der EU frei gehandelt werden. Innovative Düngemittel, die aus organischem Material hergestellt werden, konnten bisher nur auf der Grundlage des Prinzips der gegenseitigen Anerkennung zwischen den Mitgliedstaaten in den Binnenmarkt gelangen, was durch die verschiedenen nationalen Regularien meist schwierig war. Der dadurch entstandene Wettbewerbsnachteil verhinderte Innovationen und Investitionen in die Kreislaufwirtschaft sowohl in der Landwirtschaft als auch bei den Düngemittelherstellern.

Dabei ist es besonders die Kreislaufwirtschaft innerhalb des Landwirtschaftssektors, die die ohnehin gebeutelten Landwirte entlasten könnte. Seit Jahrzehnten von Demeter-Bauern im kleinen Stil vorgelebt, kommen jetzt auch die traditionell arbeitenden Landwirte auf den Geschmack, denn, von vielen positiven Faktoren für Boden, Pflanzen und Gesundheit abgesehen, ist die Aufbewahrung von Bio-Düngemitteln auch erheblich günstiger und benötigt wenig zusätzliches Investment, ist resistent bei Turbulenzen am Markt und vermindert die Abhängigkeit von teuren Importen. Warum also werden organisch-basierte Düngemitteln nicht schon flächendeckend eingesetzt? Preis, Qualität, Verfügbarkeit und mangelnde Kenntnisse bzw. Informationsmangel sind hier wohl die größten Fallstricke.

Besonders die Verfügbarkeit wirft hier Fragen auf, denn die herstellenden Unternehmen hatten drei Jahre Zeit, ihre Herstellungsverfahren anzupassen und die neuen Vorschriften einzuhalten. Wo kein Absatzmarkt, da auch kein Herstellungsverfahren? Sarkasmus beiseite, die Anpassung von Herstellungsverfahren bedeutet auch neue Anlagen oder die Erweiterung bestehender Anlagen. Die Düngemittelhersteller sind durch die Energiekrise, insbesondere durch den hohen Gaspreis, ebenfalls schwer in Bedrängnis geraten. Werkschließungen und Kurzarbeit sind Alltag geworden. Großinvestitionen. Momentan. Schwierig.

Von wenigen Megaprojekten abgesehen, könnte das Nachrüsten bestehender Anlagen und Maschinen die Lösung für viele Hersteller sein, besonders im Mittelstand. Ob Gülle, Klärschlamm oder organische Pellets, das Nachrüsten stellt eine kostenfreundliche Alternative dar und kann sogar die Produktionsmenge steigern, vor allem bei Pelletmaschinen- und Mühlen. Dies ist abhängig von der Fertigung der Einzelkomponenten und der Materialkenntnis des Herstellers. Extrusionsbereiche, Formmaschinen, Bindemittelversorgungssysteme, Mischkammern, Trichter, Tropfsysteme und Pelletier-Einheiten können alle an bereits vorhandenen Maschinen und Anlagen, die zuvor Kunstdünger hergestellt haben, angepasst werden. Dazu benötigen Hersteller einen verlässlichen Partner mit Expertise in der Fertigung von hochanspruchsvollen Komponenten und der Projektierung von Anlagen. METZEN ist ein solcher Partner. Unsere Expertise umfasst die Beratung und Projektierung von Maschinen und Anlagen in enger Zusammenarbeit mit unseren Kunden, um deren Bedürfnisse punktgenau zu erfassen. Unser Team vereinigt Fachexperten aus den Bereichen des Mühlen- und Silobaus, Fördertechnik bis hin zur innovativen Konstruktion von Behältern, Maschinen- und Apparaten, auch unter Verwendung von Sondermaterialien. Zusammen stellen wir sicher, dass Ihre Anlagen auf dem neusten Stand sind und wir Ihre Produktion an die Bedürfnisse eines sich wandelnden Marktes anpassen. Effizient und nachhaltig, damit Sie den Anschluss nicht verpassen.

METZEN, wenn‘s drauf ankommt.

Chemiewerk

Die Schlüsselrolle der Chemie in der zirkulären Wirtschaft

Ein paar Zahlen vorneweg:

Deutschland ist der viertgrößte Chemieproduzent der Welt und mit einem Exportvolumen von 237 Milliarden US-Dollar für 2020 führen deutsche Chemiekonzerne noch immer den Weltmarkt an. In Deutschland arbeiten 473.000 Beschäftigte in der Chemieindustrie mit einem Umsatz von 168 Milliarden Euro.

Kurz gesagt: Die Chemieindustrie ist eine der Kernindustrien hierzulande und ein Spitzenreiter weltweit. Das darf allerdings nicht darüber hinwegtäuschen, dass die Herausforderungen für die Unternehmen größer geworden sind. Neue Wettbewerber, vor allem aus Südostasien, aber auch Osteuropa und Lateinamerika drängen auf die Bühne. Sie profitieren von niedrigen Arbeitskosten und einem günstigeren Zugang zu Rohstoffen. Darüber hinaus entdecken Produzenten in Schwellen- und rohstoffreichen Ländern vermehrt die Spezialchemie, bisher ein Exportschlager der Deutschen.

Für die heimische Chemieindustrie bedeuten diese Veränderungen eine Steigerung der Wettbewerbsintensität sowohl in Europa als auch in den Exportmärkten.

Wer das Rennen um Marktanteile, Patente und neue Technologien nicht verlieren will, muss kreativer, innovativer und produktiver werden. Anstatt sich über die Umstände und Hindernisse zu beklagen, sind traditionelle Unternehmen gut beraten wieder mehr Freude am Wettbewerb zu entwickeln. Der Schlüssel zum Erfolg sind auch hier die frischen Ideen und deren Umsetzung in marktfähige Produkte, besonders für den rohstoffarmen Standort Deutschland.

Innovationsförderung und Regulierungsabbau

In den letzten zwanzig Jahren hat die europäische Industrie ihre Investitionen nur um 7% auf 22,8 Milliarden Euro* erhöht. Im gleichen Zeitraum schraubten  China die Investitionen auf 174% und die USA auf 112% auf 30,6 Milliarden Euro* hoch (*Handelsblatt). Die alteingesessenen Chemiegrößen haben sich lange auf ihren Lorbeeren ausgeruht und müssen schnell die Weichen für die Zukunft zu stellen. Das Marktfeld ist durch neue Player, den gesellschaftlichen Wandel und die fortschreitende Digitalisierung dynamischer geworden, aber die Altchemie kann durchaus davon profitieren.

Auch gefragt ist die Politik. Fördermaßnahmen und Investitionen sollten in Form einer offenen Forschungsförderung allen Unternehmen zugänglich sein. Auch Startfinanzierungen neuer Projekte im Bereich der Kreislaufwirtschaft, der Zugang zu Venture Capital und die Förderung von Start-Ups würden dem neuen dynamischen Geschäftsumfeld Rechnung tragen.

Die Entwicklungen in der digitalen und zirkulären Wirtschaft sind zukunftsweisend, daher muss der Gesetzgeber die Rahmenbedingungen für die Entfaltung schaffen. Gesetze und Regelwerke müssen europaweit harmonisiert werden, widersprüchliche Vorschriften abgebaut und regulatorische Unsicherheiten durch eine konsistente, ganzheitliche Gesetzgebung ersetzt werden. Zudem braucht es eine zuverlässige Energiepolitik, die Ökologie und Versorgungssicherheit miteinander vereint.

Der (End)kunde zeigt den Weg

Der Paradigmenwechsel der Nachfragestrukturen und gesellschaftlichen Zielsetzungen ist eine große Chance für die deutsche Chemieindustrie. Der gesellschaftliche Wertewandel zu nachhaltigem Wirtschaften und Konsumieren erfordert es, neue Produkte und Geschäftsmodelle zu entwickeln.

Neue Strategien müssen her, um die neuen Kundenbedürfnisse zu bedienen und gleichzeitig Beiträge zur Erreichung der Nachhaltigkeitsziele der EU zu leisten.

Die Chemie kann in einer zirkulären Wirtschaft Wachstumspotenziale erschließen indem sie die Nachhaltigkeitsziele ihrer Kunden unterstützt oder indem sie das Geschäft um zirkuläre Geschäftsmodelle erweitert, wie etwa Chemical Leasing, ein Geschäftsmodell, in dem ein Chemieunternehmen eine Chemikalie für einen bestimmten Service liefert, aber das Eigentum daran behält.

Die Kreislaufwirtschaft erfordert ein Umdenken: Der Fokus auf das Produktionsvolumen steht weniger im Mittelpunkt als der Anwendungsnutzen und die wertbasierte Preissetzung.

Zentrales Thema ist die Ressourceneffizienz in allen Stufen der Wertschöpfungskette und die Erhöhung des Produktlebenszyklus sowie die Reduktion des Ressourcenverbrauchs bei der Produktion. Ein weiterer Aspekt ist die Schließung von Kreisläufen durch Wiederverwendung, biologischen Abbau sowie die möglichst weitreichende Verwertung von Reststoffen.

Aspekte der Nachhaltigkeit und der zirkulären Wirtschaft haben inzwischen Einzug in die Unternehmensstrategie der deutschen Großindustrie gefunden. Doch auch der Mittelstand* zieht nach: mehr als 20% der Unternehmen geben an, sich mit den Auswirkungen einer zirkulären Wirtschaft auf ihr Unternehmen zu befassen, 40% der Unternehmen haben bereits eine Nachhaltigkeitsstrategie und weitere knapp 25% planen, eine solche in den kommenden Jahren einzuführen. (*Deloitte)

METZEN ist ein langjähriger Partner der deutschen Chemieindustrie mit Expertise in Nachhaltigkeit und energieeffizientem Anlagebau. Wir sehen diese Herausforderungen als Chancen, um zu zeigen, worauf es in der Wirtschaft ankommt: Auf Erfindungsreichtum, gepaart mit unternehmerischem Denken. Wir unterstützen Sie bei diesen Herausforderungen mit der einzigartigen Lösungskompetenz unserer Teams aus erfahrenen Fachexperten. Komplexe Rahmenbedingungen, hohe Sicherheitsanforderungen und eine fortlaufende Begleitung in Bezug auf Änderungen und Anpassungen kennzeichnen unsere Projekte, die oft eng an den prozess- oder verfahrenstechnischen Industrieanlagenbau gekoppelt sind. Wir besitzen die Leidenschaft, innovative Ideen zu Ergebnissen umzuwandeln, die allen nützen.

METZEN, wenn’s drauf ankommt.

 

 

 

 

 

 

Sammelbecken_Abwasser

Kläranlagenbetreiber und Kunststoffrecycler müssen aufrüsten

In Deutschland müssen Anlagen, die nicht an die zentrale Abwasserbeseitigung angeschlossen sind, das anfallende Abwasser entweder in einer Sammelgrube auffangen und danach durch den Abwasserbeseitigungspflichtigen abtransportieren lassen oder über eine eigene (Klein)kläranlage behandeln lassen, um es dann direkt in ein Gewässer einleiten oder versickern oder verrieseln lassen zu können. Jedoch kommt es durchaus vor, dass selbst Unternehmen, die an die kommunale Abwasserversorgung angeschlossen sind, sich überlegen müssen, ob sich die Investition in eine hauseigene Kläranlage lohnt. Diese Frage stellt sich momentan Betreibern von Kunststoffrecylinganlagen.

Kunststoffrecycling ist ein Wachstumsmarkt, der, getrieben durch neue Umweltgesetze wie dem Green Deal und nationalen Verordnungen weltweit an Bedeutung gewinnt. Beim Recyclingprozess fällt jedoch je nach Sorte des recycelten Kunststoffs, Anlagengröße oder Waschverfahren dabei unterschiedliche Mengen Abwasser an – bis zu 2 m³ pro recycelter Tonne Kunststoff. Der Einsatz von Waschwasser ist ein wichtiger Bestandteil der Recyclatherstellung. Nicht selten wird das verwendete Material vorgewaschen, bevor es in die Verarbeitung kommt. Nachdem der Kunststoff zu Flakes oder Granulat verarbeitet wird, ist ein weiterer Waschgang von Nöten.

Möchte ein Recyclingunternehmen seine Kapazitäten erweitern, um der Nachfrage gerecht zu werden, fällt mehr Abwasser an. Genau hier fangen die Herausforderungen für Unternehmer an: sollte nämlich die kommunale Kläranlage ausgelastet sein, ist die Abwasserbehandlung im eigenen Unternehmen notwendig. Nur hat nicht jedes Reyclingunternehmen eine eigene Kläranlage. Hier muss genau geprüft, welche Form der Abwasserverwertung sich für den Betreiber langfristig lohnt.

Möglichkeiten der Abwasserverwertung

Indirekte Einleitung: Die kommunale Kläranlage reinigt das anfallende Abwasser und leitet es anschließend in ein stehendes oder fließendes öffentliches Gewässer ein. Eine Wiederverwendung des Abwassers im eigenen Kreislauf ist dadurch ausgeschlossen. Eine Kapazitätserweiterung ist dabei nicht immer möglich. Zwar sind einige Kommunalanlagen großzügig ausgelegt und können daher einen größeren Abwasserzustrom aufnehmen, der Großteil ist jedoch bereits jetzt an den jeweiligen Belastungsgrenzen, weswegen den Recyclingunternehmen zum Teil ein Verbot vorliegt, mehr Abwasser indirekt einzuleiten.

Direkte Einleitung: Hierbei leitet das Recyclingunternehmen das selbstständig gereinigte Abwasser in öffentliche Gewässer ein. Die Einleitbestimmungen und Reinheitsgrenzen legen dabei die regionalen Behörden und Kommunen auf Basis der erforderlichen Abwasserreinheit fest. Hierbei entfallen die Kosten für das Recyclingunternehmen, die bei einer direkten Einleitung anfallen

Wiederverwendung im Recyclingprozess: Trotz moderner Behandlungslösungen ist eine 100-prozentige Wiederverwendung des Abwassers derzeit nicht möglich. Hauptgrund dafür ist die Konzentration der gelösten und nicht gelösten Stoffe. Daher ist eine Frischwasserzufuhr von mindestens 10 % nötig, um den reibungslosen Waschprozess aufrecht zu erhalten. Je nach Kläranlagentyp eignen sich rund 50 bis 90 % des behandelten Abwassers für die Wiederverwendung.

Leihen, kaufen oder bauen?

Sieht ein Unternehmen den Benefit einer langfristigen und steigenden Kapazitätserhöhung, muss es die Möglichkeit einer eigenen Abwasservorrichtung abwägen. Hier muss genau geprüft, welche Form von Kläranlage sich für den Betreiber langfristig lohnt. Ja, es gibt sie: die Kläranlage von der Stange und auch die Leasingkläranlage, die für Industrieunternehmen eine schnelle Entlastung sein kann. Jedoch ist das oft eine störungsanfällige Lösung, da diese Anlagen nicht 100% auf das Unternehmen und seine speziellen Bedürfnisse angelegt sind. Auch muss der Unternehmer bedenken, dass er seine Produktpalette eventuell der Nachfrage des Kunden anpassen muss und andere Sorten von Kunststoffen wiederverwertet werden, die wiederum eine höhere Verschmutzung des Abwassers mit sich führen. Industrieunternehmen sind an genaue Werte gebunden, bevor das Abwasser eingeleitet oder wiederverwertet werden kann. Kann die Kläranlage das nicht leisten oder fällt häufiger aus, kann dies zu Produktionsstopp und somit zu hohen wirtschaftlichen Schäden für das Unternehmen führen.

In der Kläranlagentechnik, wie auch im Anlagenbau für Kunststoffrecyclinganlagen und Expertise in der Wasserwirtschaft, hilft METZEN dabei, dass solche Probleme gar nicht erst auftauchen. Wir leisten hier, was kaum ein anderes Unternehmen, bieten kann: Wir identifizieren ihre genauen Bedürfnisse im Hinblick auf ihre Ziele und finden mit Ihnen die passgenaue Lösung für ihre Anlage. Mit unseren erfahrenen Teams in der Kläranlagentechnik, des Kunststoffrecyclings und der Wasserwirtschaft gibt es keinen kompetenteren Ansprechpartner, um Ihre Anlage auf den neusten und effizientesten Stand zu bringen. Wir unterstützen Recyclingunternehmen, Kläranlagenbetreibern und kommunalen Klärwerken ihre Kapazitäten den zukünftigen Bedürfnissen anzupassen. Kein Hin-und Her zwischen verschiedenen Anbietern, alles aus einer Hand.

METZEN, wenn’s drauf ankommt.

 

Plastikflaschen Recyling

Kunststoffrezyklate: Der Preis ist heiß!

In den letzten Jahren haben sich Kunden bei Kaufentscheidungen im Rezyklatbereich schwer getan. Die starken Schwankungen des Ölpreises haben die Rentabilität beim Einkauf von recycletem Kunststoff aus Kundensicht sehr beeinflusst und was sich durchgesetzt hat, ist die Discounter-Mentalität: gekauft wird, was günstig ist. Kaum fällt der Ölpreis, kaufen Kunden Primärkunststoff, kaum steigt er wieder, erhöhen sie ihre Nachfrage nach PP (Polypropylen) und PE (Polyethylen) Rezyklat, so dass Hersteller nicht mehr hinterherkommen.  Und jetzt? Cool ist, wer nachhaltig ist. Aber: der Preis ist heiß!

Spaß beiseite, tatsächlich ist die hohe Nachfrage nach hochwertigen Rezyklaten eine ernsthafte Herausforderung für kunststoffverarbeitende Betriebe. Und vor Herausforderungen kann sich die Recyclingwirtschaft momentan kaum retten: unzureichende Produktstandardisierungen und ineffiziente Sortierprozesse erschweren die Produktion. Gebrauchter Kunststoff muss zunächst sortenrein aufgeteilt werden. Dann wird der Altkunststoff verpresst, zerkleinert, gewaschen und von Fremdmaterialien befreit. Der weitere Vorgang ist von der Art und der späteren Anwendung abhängig. Häufig ist es nötig, aus dem Altkunststoff Regranulat herzustellen, das anschließend mittels Extrudierens, Spritzgießen oder Umformen zu neuen Produkten verarbeitet wird. Recycling ist ein sehr energieaufwendiger Prozess und die weltweit gestiegenen Energiepreise und unzuverlässigen Lieferketten sind u.a. verantwortlich für große Preissteigerungen und Knappheit der Materialien. Ein weiteres Hindernis sind fehlende Investitionen und Fördergelder. Die teilweise widersprüchlichen Meinungen innerhalb der EU-Kommission zur Bevorteilung von mechanischen oder chemischen Recyclingmethoden blockieren wichtige Innovationen in Technologien, die notwendig sind, um konstant Rezyklate mit hoher Qualität zu liefern. Kurz gesagt, der Weg ist steinig.

Ein Lichtblick ist die konstant steigende Nachfrage nach hochqualitativen PP, PE oder auch PET Rezyklaten, besonders bei den Herstellern von Konsumgütern, die ihre Nachhaltigkeitsziele der EU-Gesetzgebung erreichen wollen.

Die EU-Gesetzgebung fordert, dass bis 2030 55% der Kunststoffverpackungen recycelt werden müssen. Jedes Unternehmen hat deshalb ein großes Interesse daran, dass Rezyklate aus PP / PP / PET kontinuierlich zur Verfügung stehen und zuverlässig verarbeitet werden können. Das funktioniert jedoch nur durch eine bessere Erfassung der Materialien und eine intelligente Prozessüberwachung, um schwankende Materialeigenschaften zu stabilisieren. Die Leistung und möglichen Einsatzgebiete von Rezyklaten sind immer noch von der Materialreinheit abhängig.

Im PP / PE Bereich ist die Lage noch vergleichbar gut, da Polypropylen und Polyethylen mit hoher Sortenreinheit von anderen Materialien getrennt und hervorragend weiterverarbeitet werden kann.

Polypropylen und Polyethylen werden insbesondere in der Automobil- und Möbelbranche verwendet. Beispiele für Erzeugnisse aus Polypropylen sind Folien, Innenausstattungen von Autos, Kabelummantelungen, Sportbekleidung, Produkte im Bauwesen sowie im Modellbau und in der Medizintechnik. Aufgrund der vielfältigen Einsatzgebiete ist PP / PE zudem häufig in privaten Haushalten zu finden. Getrieben durch EU-Vorgaben und eigene Nachhaltigkeitsprogramme fordern europäische Automobilhersteller zunehmend den Einsatz von Polymeren mit Rezyklatanteil. Ein gutes Beispiel ist Volvo: Der schwedische OEM plant ab 2025 mindestens 25 % der Kunstoffe durch Rezyklate in ihren Fahrzeugen zu ersetzen. 

Generell steht Rezyklat in größeren Mengen zur Verfügung, problematisch ist jedoch häufig die Qualität. Damit aus Kunststoffabfällen sortenreines Rezyklat mit bekannten Eigenschaften gewonnen werden kann, ist es unabdingbar eine gute Abfallsortieranlage einzusetzen, damit es nicht zum Downcycling kommt.

Bei METZEN optimieren wir seit Jahrzehnten das mechanische Recycling. Unsere Expertise und unsere Beratung helfen unseren Kunden anspruchsvolle Ziele zu erreichen und wettbewerbsfähig zu bleiben. Ob Gesamtanlage, individuelle Sortieranlagen mit modernster Sensortechnik, Shreddertechnik, eine optimale Reinigung verschmutzter Kunststoffe oder die Trennung vermischter Kunststoffe: Wir liefern die Ideen, Know-How und passen Anlagen und Einzelkomponenten den Voraussetzungen an.

Wir bieten Technologie, deren Entwicklung stetig verbessert wird und der Industrie wertvolle Materialien zur Verfügung stellt: energiesparend, ressourcenschonend und umweltfreundlich. Die Ökobilanz des mechanischen Recyclings spricht für sich und unterstützt die Kreislaufwirtschaft, die gesetzlichen Klimaziele zu erreichen.

METZEN: wenn’s drauf ankommt

 

Die ökologische Kläranlage

Nachhaltige Konzepte für Kläranlagen und Regenüberlaufbecken

Wasser ist eine lebenswichtige und begrenzte Ressource. Weltweit haben 2 Mrd. Menschen keinen Zugang zu sauberem Wasser und fast 4 Mrd. Menschen leiden temporär unter Wasserknappheit. Um die Wasserversorgung in Deutschland und Europa auch in Zukunft zu garantieren, spielt das Thema Wasseraufbereitung eine entscheidende Rolle.

METZEN Industries besitzt bereits langjährige Erfahrung in der Entwicklung und Umsetzung nachhaltiger Konzepte, welche sämtliche Anforderungen an Kläranlagen oder Regenüberlaufbecken im europäischen Raum erfüllen.

Die ökologische Optimierung der Klärwerksanlagen

Über 95 Prozent der deutschen Bevölkerung ist an die öffentliche Kanalisation angeschlossen. Insgesamt werden mehr als 10.000 Mrd. Liter Abwasser in über 10.000 Kläranlagen mit einem rund 515.000 Kilometer langen Kanalnetz gereinigt.

Die Ansprüche an den Gesundheits-, Gewässer- und Ressourcenschutz sind in den letzten Jahren gestiegen. Als zukünftiger „Wasser- und Ressourcendienstleister“ sollen Kläranlagen die hygienischen Erfordernisse im Blick behalten und hygienisch unbedenkliches Wasser zur Wiederverwendung produzieren. Das bedeutet unter anderem, dass sowohl Legionellen als auch antibiotikaresistente Keime, welche regelmäßig in deutschen Abwässern zu finden sind, aus dem Wasser entfernt werden müssen.

Um die Gewässer nach Vorgabe des deutschen Wasserhaushaltsgesetzes und der europäischen Wasserrahmenrichtlinien zu schützen, empfehlen Wissenschaftler Nährstoffe wie Phosphor und Stickstoff sowie biologisch schlecht abbaubare Mikroschadstoffe, Mikroplastik und Nanopartikel aus dem Abwasser herauszufiltern. Im Sinne des Ressourcenschutzes sollen dabei der Verbrauch von Energie und Betriebsstoffen reduziert und die im Abwasser enthaltenen Ressourcen (Wasser, Nährstoffe und Energie) genutzt werden.

Die zur METZEN Gruppe gehörende Korzonek Klärwerkstechnik ist seit mehr als 50 Jahren erfahren im Bereich der Maschinentechnik von Kläranlagen. und steht Ihnen mit ihrem Team für die nachhaltige Optimierung und Sanierung Ihrer Anlage jederzeit zur Seite.

Neben der Produktion bedarfsgerechter Spezialersatzteile für alle Räumermaschinen werden Längs- oder Rundräumer komplett ausgetauscht oder saniert, wodurch eine hohe Verfügbarkeit der Anlagen sichergestellt wird. Somit leistet auch METZEN im Bereich Umwelttechnik einen Beitrag für die nachhaltige Trinkwasserversorgung.

METZEN in der Kreislaufwirtschaft

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.

Umwelttechnik: Die große Bedeutung von Überlaufbecken und Klärwerken

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/

 

Die industrielle Klärschlamm-Aufbereitung als Chance

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.