close

Anmelden

Neues Passwort anfordern?

Anmeldung mit OpenID

15 Jahre Betriebserfahrung mit KVA-Hydroxidschlamm - ZAR

EinbettenHerunterladen
„14 Jahre Hydroxidschlamm“ – ein Erfahrungsbericht
Referent:
Walter Furgler
Geschäftsführer KVA Linth
ZAR Informationsveranstaltung «Erfolgreiche Ressourcenstrategie» 24. Oktober 2014, Solothurn / Zuchwil
Standortinformationen
26/10/2014
Präsentation kva linth
2
Standortinformationen
112’094 Tonnen Kehricht
82’659 MWh Elektrische Energie
2’040 MWh Fernwärmeabgabe
2’700 Tonnen Eisenschrott
616 Tonnen NE-Metalle
20’530 Tonnen Schlacke
2’500 Tonnen gewaschene Flugasche
1’000 Tonnen Hydroxidschlamm
26/10/2014
Präsentation kva linth
3
FLUWA – die Flugaschenwäsche
Ziele:
► Entgiftung der Flugasche -> gewaschene Asche wird als «schlackeähnlicher» Reststoff deponiert
► Aufkonzentrierung der Schwermetalle im Schlamm der Abwasseranlage («Hydroxidschlamm»)
Voraussetzungen:
► Nasse Rauchgasreinigung inkl. Quecksilberabscheidung aus dem Quenchwasser
► Abwasserbehandlungsanlage und leistungsfähiger Vorfluter
Technische Voraussetzungen waren nach Umbau der KVA Linthgebiet
in den Jahren 1996 - 2000 erfüllt
-> Inbetriebnahme der FLUWA im Jahr 2000
26/10/2014
Präsentation kva linth
5
FLUWA – Verfahrensschritte
► Schritt 1: Extraktion der im sauren Milieu mobilisierbaren Metalle
•
•
•
•
Flugasche wird mit saurem und basischem
Wasser aufgeschlämmt (vermischt)
Rührkesselkaskade führt zu optimaler
Verweilzeit und Reaktionsbedingungen
Die Säure aus dem Wäscherabstoss
ermöglicht Extraktion der Schwermetalle
(Blei, Cadmium, Kupfer, Zink) in der Flugasche
Calcium aus der Flugasche und das Sulfat aus
dem Wäscherabstoss reagiert zu Gips
Suspension
26/10/2014
Präsentation kva linth
7
FLUWA – Verfahrensschritte
► Schritt 2: Trennung von metallentfrachtetem Feststoff (ca. 60% TS ab VBF) und
metallhaltigem Filtrat
Suspension
enthärtetes
Tuchwäsche
3 m3/h
SM-armer
Filterkuchen
Vakuumpumpe
Filtrat
10-14 m3/h
c[Zn] = 3 -12 g/L
26/10/2014
Präsentation kva linth
8
FLUWA-Verfahrensschritte
► Schritt 3: Abwasserbehandlung
Ausfällung von Schwermetallhydroxiden und Gips in der Fällungsstufe
Neutralisationsfällung
Wasserpegel
•
Filtrat wird im Neutralisationsbehälter mit
Zugabe von Kalkmilch auf den optimalen
Fällungs- ph-Wert angehoben.
Schwermetalle werden als Metallhydroxide
ausgefällt
Schlammpegel
•
Sedimentationsbehälter
Abwasser  Membranfiltration,
Endneutralisation, Ionentauscher, Vorfluter
Hydroxidschlamm-Gips-Gemisch
2-3 g Feststoff / Liter
26/10/2014
Präsentation kva linth
9
FLUWA Verfahrensschritte
► Schritt4: Entwässerung des schwermetallhaltigen Dünnschlamms in der Filterpresse
26/10/2014
Präsentation kva linth
11
FLUWA – Massen- und Stoffflüsse
► 50% der Abschlämmung aus der Rauchgasreinigung -> FLUWA
Gips
Gewaschene Asche
Flugasche
2’500 t/a
FLUWA
Hydroxidschlamm
Filtrat
Kalkmilch
Gips
Saurer Wäscherabstoss
10’500 m3/a
Neutralisation/ABA
Basischer Wäscherabstoss
7’000 m3/a
26/10/2014
Präsentation kva linth
12
Neutralisation – Massen- und Stoffflüsse
► 50% der Abschlämmung aus der RGR -> Neutralisation
Flugasche
2’500 t/a
Kalkmilch
Saurer Wäscherabstoss
10’500 m3/a
Neutralisation/ABA
Gips
Basischer Wäscherabstoss
7’000 m3/a
26/10/2014
Hydroxidschlamm
Präsentation kva linth
13
Gesamtprozess – Massen- und Stoffflüsse
► 50% der Abschlämmung aus der Rauchgasreinigung -> FLUWA
► 50% der Abschlämmung aus der RGR -> Neutralisation
► Überschuss an (saurem) Wasser im Verhältnis zum Feststoff!
Gips
Gewaschene Asche
Flugasche
2’500 t/a
FLUWA
Hydroxidschlamm
Gips
Filtrat
Kalkmilch
Saurer Wäscherabstoss
10’500 m3/a
Neutralisation/ABA
Gips
Basischer Wäscherabstoss
7’000 m3/a
26/10/2014
Hydroxidschlamm
Präsentation kva linth
14
Hydroxidschlamm Inhaltsstoffe*
* Analysenresultate der Spaltag / Alab AG
► Weiss bis gelblich gefärbter Feststoff, nach Entwässerung an Filterpresse ca. 28-35 % TS
«Metallhydroxid-Probe»
26/10/2014
«Gips-Probe»
Hydroxidschlamm, ein Sekundärrohstoff mit stark schwankender Zusammensetzung!
Präsentation kva linth
15
Alternative 1: Der SAM*-Prozess
*SAM = Selektive Abscheidung von Metallen
► Wertschöpfung durch Gewinnung von Zinksulfatlösung aus
dem Filtrat der Flugaschenwäsche
► Entsorgung von Gips gemeinsam mit der gewaschenen Flugasche bzw. Schlacke
Gips
Gewaschene Asche
Flugasche
2’500 t/a
FLUWA
Kalkmilch / TMT 15
Saurer Wäscherabstoss
12’000 m3/a
Basischer Wäscherabstoss
7’500 m3/a
26/10/2014
Filtrat
SAM-Anlage*
Präsentation kva linth
Neutralisation/ABA
Hydroxidschlamm
Gips
Zinksulfat
16
Selektive Abscheidung von Metallen (SAM)
2001 – 2008: Anteilige Aufbereitung von FLUWA-Filtrat mit dem SAM-Verfahren
Beispiel Verfahrensstufe «SAM 2»: Konzentrierungsstufe am Kationenaustauscher
Aber überaus komplexe Verfahrenstechnik!
26/10/2014
Präsentation kva linth
17
Selektive Abscheidung von Metallen (SAM)
Fazit aus dem Betrieb des SAM-Verfahrens
Komplexe Verfahrenstechnik: keine Abwassertechnik, sondern (chemische) Produktion
Hoher Personal- und Analysenaufwand (Prozessanalytik, Qualitätskontrolle)
Keine Verwertungsmöglichkeit in CH
Hohe Transportkosten (ca. 12 Gew.-% Zink, 88 Gew.-% verdünnte Schwefelsäure)
Verwaltungsaufwand (Notifizierung + Sicherheitsleistungen), da Sonderabfall
Keine Wertschöpfung, stattdessen Entsorgungskosten zwischen 85.- und 110.- SFr./t
Kaum Einfluss auf Reststoffmengen, da nur anteilige Aufbereitung des FLUWA-Filtrats
Geringe Akzeptanz bei Geschäftsleitung und Personal
-> Stilllegung des Verfahrens im Jahr 2008
Positiv:
Anstoss zu weiteren F&E-Aktivitäten
Pilotierung der Zink-Elektrolyse in einer KVA
Pilotversuche zur Solventextraktion von Zink (Forschungsprojekt E101*)
Vorstufe zur Flurec-Anlage in der KVA Zuchwil
* Forschungsprojekt E101 gefördert vom Bayerischen Staatsministerium für Landesentwicklung und Umweltfragen sowie der Techform Engineering AG, Embrach
26/10/2014
Präsentation kva linth
19
Alternative 2: Umlufttrocknung
Gips
Gewaschene Asche
Flugasche
2’500 t/a
FLUWA
Hydroxidschlamm
Gips
Filtrat
Kalkmilch
Saurer Wäscherabstoss
10’000 m3/a
Neutralisation/ABA
Gips
Basischer Wäscherabstoss
10’000 m3/a
26/10/2014
Hydroxidschlamm
Präsentation kva linth
20
Alternative 2: Umlufttrocknung
Gips
Gewaschene Asche
Flugasche
2’500 t/a
FLUWA
Hydroxidschlamm
Gips
Filtrat
Kalkmilch
Saurer Wäscherabstoss
10’000 m3/a
Neutralisation/ABA
Hydroxidschlamm
Gips
Basischer Wäscherabstoss
10’000 m3/a
Reduktion der Reststoffmenge durch Umlufttrocknung
26/10/2014
Präsentation kva linth
21
Alternative 2: Umlufttrocknung
► 2008
Inbetriebnahme der Umlufttrocknung
Abwurfschacht mit Ableitblechen unter Filterpresse
Abluftkanal
Trocknungsmulde mit
Lochboden
Zuluftkanal
Trockner mit Kondensationsund Heizstufe
26/10/2014
Präsentation kva linth
22
Alternative 2: Umlufttrocknung
► Fazit aus dem Betrieb der Umlufttrocknung
Hoher Unterhaltsaufwand: Staubproblematik, häufige Filterwechsel
Ungleichmässige Trocknung: Restfeuchte abhängig von gleichmässiger Befüllung der Mulde
Logistikeinfluss: Effektive Trockenzeit von externen Faktoren (Abholung) abhängig
Erhöhter Transportaufwand: Mehr Transporte, da kleinere Trocknungsmulden (20 <-> 40 m3)
26/10/2014
Präsentation kva linth
25
Auswirkung der Massnahmen zur Schlammreduktion
Schlammmenge
in kg/t Kehricht
Schlammmenge
[t/Jahr]
20
1400
1200
18
16
«FLUWA»
«SAM»
14
1000
Schlammtrocknung
800
12
10
600
8
6
400
4
200
2
0
0
2000-2001
26/10/2014
2002-2008
2008-2014
SAM: Minimaler Einfluss
Trocknung: Verringerung der jährlichen Schlammmenge um ca. 20 %
Präsentation kva linth
26
Hydroxidschlamm - weitere Inhaltsstoffe
► Chloridgehalt als Kriterium für Verwertung im Hüttenbetrieb
26/10/2014
Präsentation kva linth
27
Hydroxidschlammaufbereitung – Alternativen?
Voraussetzungen für optimale Verwertung von Hydroxidschlamm:
Optionen:
Verfahren zur
Schlammbehandlung
Reduktion der
Reststoffmenge (TS)
Erhöhung
Zinkgehalt
Reduktion
Chloridgehalt
Reduktion
Sulfatgehalt
Kerzenfiltration
-
-
-
-
(Optimierte) Muldentrocknung
+
-
-
-
Schneckenpresse / Bandtrocknung
+
-
-
-
Trommeltrocknung
+
-
-
-
+
-
+
-
Verdünnungsschritt vor Filtration
-
-
+
-
Separation von Gips- und
Hydroxidschlamm in der ABA
+
+
-
+
+/-
+
-
+
Rollfit (Heisse Filterpresse +
Waschschritt)
Prozessführung
Annahme von Fremdasche
Weitere Bewertungskriterien sind Investition, Techn. Komplexität, Unterhaltsaufwand sowie Risiken
26/10/2014
Präsentation kva linth
28
Pilotierung Rollfit®
Mögliche Prozessparameter auf Grundlage der Pilotierung:
Plattentyp
PP-Membranplatten, Kuchendicke 30 mm
PP-Membranplatten, Al-Heizplatten, Kuchendicke 25mm
Trocknungszeit
6h
4h
End-TS
60 %
75 %
Beeinflussung des Chloridgehalts im Hydroxidschlamm durch Kuchenwäsche:
Probe
Filtration
Filtration / Trocknung / Waschen
TS [Gew.-%]
33,7
76,7
Chlorid [Gew.-%]
6,0
2,9
Chloridgehalt
[g/L]
2.5
2
1.5
1
0.5
0
Ablauf t=0
min
26/10/2014
Ablauf t=1
min
Ablauf t=2
min
Ablauf t=4
min
Ablauf t=5
min
Präsentation kva linth
Spülzeit
30
Ausblick
Beitritt als Donator zum ZAR aus folgenden Überlegungen:
► Angestrebte Entsorgungskosten von 250 SFr. pro Tonne Hydroxidschlamm
► Wertschöpfung in der Schweiz
► Langfristige Entsorgungssicherheit für KVA-Betreiber
26/10/2014
Präsentation kva linth
32
Document
Kategorie
Gesundheitswesen
Seitenansichten
25
Dateigröße
4 058 KB
Tags
1/--Seiten
melden