Recycling IT spart Energie bei der Klärschlammaufbereitung

In der niedersächsischen Provinz erlebt die Recycling-Branche aktuell einen kleinen Quantensprung. In Saterland steht auf zwei Hektar eine Anlage, die Klärschlamm veredelt und Phosphor extrahiert.

Der Clou daran: Die Maschine mit Trommeltrockner und Wirbelschicht kommt fast ohne fremde Energie aus. „Das ist ein Novum“, sagt ihr Entwickler, der Generalunternehmer Andreas Tiemann von der Biorganics GmbH. Tiemann ist auch Geschäftsführer und Gesellschafter der Firma Bioreformer, welche die Anlage baut und betreibt. Sie speist den Trocknungsprozess zu fast 90 Prozent durch Synthesegas. Das entsteht im Thermokonverter im eigentlichen Verfahren.

Möglich ist diese neuartige Technik, weil eine übergeordnete Leitsoftware einer Firma für Softwarevisualisierung alle Prozesse während der Klärschlammtrocknung überwacht und steuert. In der Folge arbeitet die Anlage deutlich effektiver und günstiger als herkömmliche Monoverbrenner wie sie etwa Müllheizkraftwerke einsetzen, um Klärschlämme zu verbrennen. „Das beinahe Perpetuum mobile spart damit seinen Zulieferern, wie den Zweckverbandskommunen Saterland, Friesoythe und Cloppenburg, Geld und ist zudem ökologischer“, wie Christoph Zimmermann erklärt. Der Forstassessor ist über die Firmengruppe „Du willkommen in der Umwelt“ in das Drei-Millionen-Projekt involviert und ebenfalls Bioreformer-Geschäftsführer.

Die Anlage verarbeitet aktuell 18.000 Tonnen kommunalen Klärschlamm, mit einem Trockenmasse-Gehalt (TS) von 23 Prozent und produziert daraus 1.800 Tonnen Klärasche, mit einem TS von bis zu 99 Prozent. Tiemann erklärt das Verfahren: „Nasser Klärschlamm trocknet in einer zigarrenförmigen Trommel und gibt gefilterten Wasserdampf an die Umwelt ab.“ Anschließend wird der trockene Schlamm bei bis zu 850°Celsius zu Klärasche veredelt. Alle organischen Stoffe sowie Arzneimittelrückstände und Pestizide verbrennen. Übrig bleibt Klärasche, die aus Mineralien besteht und in der die Schwermetallanteile deutlich unterhalb gesetzlicher Grenzwerte liegen. „Die Klärasche hat eine ‚Aufkonzentration‘ des Phosphorgehalts um das bis zu 15-fache des Ausgangsmaterials“, verdeutlicht Zimmermann. Die Anlage läuft mit geringen Betriebskosten, weil das Verfahren Synthesegas nicht ableitet, sondern in den Prozess zurückspeist. Externe Energie wird nur im geringen Umfang zur Stützfeuerung benötigt.

Steuerung per Fernwartung

Über die Software wird die Anlage per Fernwartung gesteuert. Sensoren und Kontrollmechanismen prüfen ständig die Wärmezufuhr und regeln automatisch, wie viel Erdgas zugeführt letztlich noch werden muss. Stehen an mehreren Standorten Anlagen, kann das Programm die gelieferten Daten vergleichen und feststellen, welche Prozesstechnik am besten läuft. „Unsere Ingenieure können dadurch für alle Anlagen optimale Bedingungen herstellen“, so Tiemann.

Eine andere Herausforderung, die mit Hilfe der IT gelöst wird, ist die unterschiedliche Qualität der von den Kommunen gelieferten Klärschlämme. Auch hier ermitteln Sensoren etwa die Feuchtigkeit des Ausgangsmaterials. Die Software optimiert dann automatisch den Trockenprozess – ohne menschlichen Einfluss. „Dadurch sind wir in der Lage, Ressourcen zu planen“, verdeutlicht Tiemann. Was auf die Dauer Betriebskosten senkt. Denn die Software greift auf gespeicherte Erfahrungswerte zurück und steuert so den Prozess.

Ziel der aufwändigen IT-Anbindung ist eine 95-prozentige Verfügbarkeit der Maschine, die über das Programm und die Standorte auch Vergleichszahlen ermitteln kann – und daher weiß, wie sich etwa Marktpreise entwickeln oder wie sich Klärschlamm-Qualität in Ost und West, Nord und Süd unterscheidet. Auch diese Datenverarbeitung helfe laut Tiemann letztlich, die Kosten jeder Anlage zu senken.

Alternative Verfahren sind übrigens in der Entwicklung, allerdings nicht viele im Betrieb. Klärschlamm wird immer noch entweder auf umliegenden Äckern ausgebracht oder thermisch verwertet. Mehrere Monoverbrennungsanlagen sind bundesweit in Planung. Diese Anlagen benötigen jedoch 80.000 Tonnen und mehr für ein wirtschaftliches Betreiben. Folglich sind die Transportwege für den Klärschlamm länger, die Umweltbelastung höher, besteht doch das transportierte Material zum größten Teil aus Wasser. Das Konzept der Bioreformer ist regional und nachhaltig: kurze Transportwege, genutzte Prozesswärme, Aufbereitung und damit Ressourcen schonen – ganz im Sinne der Kreislaufwirtschaft.

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