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Herstellung von Leichtzuschlagstoffen aus Klärschlamm

Herstellung von Leichtzuschlagstoffen aus Klärschlamm
Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. J. Kraus

Kurzfassung

In der Bundesrepublik fallen jährlich ca. 2,5-3 Mio. Tonnen Trockenrückstand (TR) kommunale Klärschlämme an. Diese werden momentan überwiegend als Dünger in der Landwirtschaft (ca. 45%) bzw. zur Rekultivierung und im Landschaftsbau eingesetzt (12%); etwa 10 % werden kompostiert, 19% verbrannt und ca. 11% deponiert. Ein bisher wichtiger Entsorgungsweg - die Deponierung - entfällt gemäß den Bestimmungen der TA Siedlungsabfall ab 2005. Der landwirtschaftlichen Nutzung (einschließlich Kompostierung bzw. Rekultivierung) stehen aufgrund des Schadstoffpotentials Akzeptanzprobleme sowohl von Seiten der Landwirte als auch der Konsumenten landwirtschaftlicher Produkte entgegen. Es gilt daher nach Alternativen zu suchen, welche sowohl wirtschaftlich als auch umweltverträglich realisierbar sind.
Am Institut für Wasser und Gewässerentwicklung, Bereich Siedlungswasserwirtschaft und Wassergütewirtschaft der TH Karlsruhe wird hierzu ein Verwertungskonzept untersucht, um aus dem unvermeidlichen Abfallstoff Klärschlamm einen hochwertigen Baustoff in Form von Leichtzuschlagstoffen herzustellen. Hierzu wird der Klärschlamm pelletiert oder granuliert, getrocknet und zunächst pyrolysiert. Der Pyrolysekoks wird anschließend einem Sinterprozeß zugeführt und dort gebläht, während die fluiden Pyrolyseprodukte zur Beheizung des Blähofens bzw. der Pyrolyse und Trocknung zu Verfügung stehen. Der somit erhaltene Leichtzuschlag ähnelt in Aussehen und Eigenschaft konventionell hergestelltem Blähton.
Nachdem grundlegende Arbeiten die Eignung von Klärschlamm als Rohstoff zur Leichtzuschlagherstellung gezeigt haben, werden diese qualitativen Ergebnisse in einem nun laufenden Forschungsvorhaben quantifiziert, um so den Grundstein für eine angenähert technische Produktion zu legen. Die Untersuchungen umfassen hierbei eine geeignete Formgebung des Schlammes, um daraus thermostabile Pellets zu erzeugen, welche den nachfolgenden mechanischen Beanspruchungen (Förderung, Umwälzung) und thermischen Belastungen (Pyrolyse, Blähen) genügen.
Das Brennen findet in einem speziellen Ofen statt, welcher eine maximale Flexibilität hinsichtlich verschiedener Brennkurven (Aufheizcharakteristik, Haltezeiten) erlaubt und darüber hinaus auch eine Rotationsbewegung ermöglicht, wie sie in Drehrohröfen bei der Herstellung von konventionellem Blähton auftritt. Durch eine separate Gaszufuhr ist es möglich, verschiedene Ofenatmosphären einzustellen, was sich sowohl in eigenen Versuchen, als auch bei der Literaturrecherche als weitere wesentliche Einflußgröße in der keramischen Industrie herauskristallisiert hat.