Aktivkohle: Geruchsneutralisierung bei Klärschlammtrocknung

Getrockneter Klärschlamm hat sich in den letzten Jahren als erneuerbarer Brennstoff für die Strom- und Wärmeversorgung etabliert. Während des Trocknungsprozesses entstehen jedoch geruchsintensive Abgase, die die Umwelt belasten. Aktivkohlefilter bieten hier eine wirksame Lösung, indem sie störende Gerüche zuverlässig binden und eine sichere Abgabe der Trocknungsabluft gewährleisten.

 

Klärschlammtrocknung: Nachhaltige Entsorgung und Energiegewinnung

In den letzten Jahren hat sich die Entsorgung von Klärschlamm grundlegend gewandelt. Strengere Grenzwerte und Ausbringungsbeschränkungen machen es zunehmend schwieriger, Klärschlamm auf landwirtschaftlichen Flächen auszubringen. Stattdessen rückt die thermische Verwertung als nachhaltige Alternative immer stärker in den Vordergrund. Sie ermöglicht die Rückgewinnung von Energie aus dem organischen Material des Klärschlamms und reduziert gleichzeitig die Umweltbelastung.

 

Vorteile der Klärschlammtrocknung

Bevor Klärschlamm jedoch in industriellen Anlagen verbrannt oder mitverbrannt werden kann, muss er zunächst vorbehandelt werden. Die Klärschlammtrocknung spielt dabei eine zentrale Rolle. Sie reduziert Menge und Gewicht, verbessert Lagerung und Transport, sowie Förder- und Dosierbarkeit. Zudem hemmt die Trocknung mikrobiologische Prozesse und erhöht die hygienische Unbedenklichkeit.

Doch das ist noch nicht alles: Getrockneter Klärschlamm ist auch ein CO₂-neutrales Brennstoffsubstitut mit hohem Heizwert. Tatsächlich hat er einen ähnlichen Heizwert wie Braunkohle und bietet somit eine attraktive Alternative zu fossilen Brennstoffen wie Öl, Gas und Kohle. Unter dem Aspekt der Ressourcenschonung leistet die thermische Verwertung von Klärschlamm somit einen doppelten Beitrag: Sie senkt den CO₂-Ausstoß und eröffnet neue, nachhaltige Energiequellen.



Abbildung 1: Klärschlammtrocknungsanlage mit angeschlossenem Silo zur sicheren Lagerung des getrockneten Schlamms, der für den späteren Einsatz als Brennstoff zwischengespeichert wird. 

 

Vom Nassschlamm zum Energieträger: Der Weg des Klärschlamms

Üblicherweise wird Nassschlamm, der direkt aus dem Klärprozess kommt, zunächst vorentwässert. Dabei kommen mechanische Entwässerungsverfahren wie Dekanter, Zentrifugen und Pressen zum Einsatz, um einen Trockensubstanzgehalt (TR) von etwa 20 bis 40 % zu erreichen.

Anschließend folgt die Trocknung, bei der durch Zufuhr thermischer Energie der Wassergehalt weiter reduziert wird. Das Ergebnis ist ein energiereicher Brennstoff, der vielseitig zur Energieerzeugung genutzt werden kann. Vor allem in energieintensiven Industrien wie Kraftwerken und Zementwerken kommt getrockneter Klärschlamm als Sekundärbrennstoff zum Einsatz.
 
 

Klärschlammtrocknung: Teiltrocknung vs. Volltrocknung

In der Klärschlammtrocknung unterscheidet man zwischen der Teiltrocknung, die einen Trockensubstanzgehalt von etwa 50 bis 55 % erreicht, und der Volltrocknung, bei der der TR-Wert über 90 % liegt. Für die thermische Behandlung in speziellen Klärschlamm-Monoverbrennungsanlagen ist in der Regel eine Teiltrocknung vorteilhaft, während bei der Mitverbrennung, zum Beispiel in Zementwerken, eine vollständige Trocknung erforderlich ist.
 
 

Verfahren der Klärschlammtrocknung: Kontakt, Heißluft und Strahlung

In der Klärschlammtrocknung kommen unterschiedliche Trocknungstechniken zum Einsatz, die sich in der Art der Energiezufuhr unterscheiden:  
 
 

1. Kontakttrocknung

Bei diesem Verfahren wird die Energie über eine beheizte Oberfläche auf den Schlamm übertragen. Der direkte Kontakt ermöglicht eine effiziente Wärmeübertragung und eine gleichmäßige Trocknung des Schlamms. Dünnschichttrockner haben sich hier besonders bewährt, da sie problemlos mit der kritischen Leimphase des Klärschlamms während der Trocknung umgehen können.
 
 

2. Konvektionstrocknung

Hier erfolgt die Trocknung durch den Einsatz von Heißluft (z. B. Bandtrocknung). Das Verfahren kann sowohl im Niedertemperaturbereich als auch im Hochtemperaturbereich angewendet werden. Eine spezielle Form der Konvektionstrocknung ist die Trocknung in einer Wirbelschicht, bei der der Schlamm durch die Luft in Bewegung gehalten wird, wodurch eine gleichmäßige und schnelle Trocknung erreicht wird.
 
 

3. Strahlungstrocknung

Bei der Strahlungstrocknung wird die benötigte Wärme durch Strahlungsenergie zugeführt. Ein bekanntes Beispiel ist die solare Klärschlammtrocknung, bei der Sonnenenergie genutzt wird, um den Schlamm zu trocknen. Mit der Solar-Technologie kann der Wasseranteil im Klärschlamm auf 10–20 % (entspricht 80–90 % TS) reduziert werden. 

 

Abluftreinigung: Gerüche mit Aktivkohle binden

Die Trocknung von Klärschlamm führt zur Freisetzung stark geruchsbelasteter Abgase, die durch flüchtige organische Kohlenwasserstoffe (VOCs), Ammoniak (NH₃) und Schwefelverbindungen wie Schwefelwasserstoff (H₂S) und Mercaptane (Thiole) verursacht werden. Um diese Gerüche effektiv zu binden und zu neutralisieren, kommen häufig Aktivkohlefilter zum Einsatz, die eine schadlose Abgabe der Trocknungsabluft auch in Siedlungsnähe ermöglichen.

Die Donau Carbon liefert hierfür hochleistungsfähige Aktivkohlen, die auf die spezifischen Geruchsstoffe und Prozessbedingungen abgestimmt sind. Die Aktivkohle kann in leicht handhabbaren, mobilen Filtern bereitgestellt werden, die nach Gebrauch unkompliziert ausgetauscht werden.

 

Aktivkohle-Optionen: Welche Variante für welche Schadstoffe?

Je nach Art der Geruchsstoffe kommen Kokoskohle, Steinkohle sowie imprägnierte und dotierte Spezialvarianten zur Anwendung:  

1. Für die Entfernung flüchtiger Kohlenwasserstoffe stellt eine unbehandelte Aktivkohle die ökonomischste Lösung dar.
2. Wenn auch Schwefelwasserstoff, Mercaptane und Ammoniak aus dem Gas abgeschieden werden sollen, muss eine spezielle Aktivkohle ausgewählt werden.

 

1. Steinkohle vs. Kokoskohle

Steinkohle verfügt über eine ausgewogene Porenstruktur aus Mikro- und Mesoporen sowie hohe mechanische Stabilität und Temperaturbeständigkeit. Aufgrund dieser Eigenschaften ist sie universell einsetzbar und für der Adsorption einer breiten Palette von organischen und anorganischen Geruchsstoffen geeignet.

Kokoskohle hingegen zeichnet sich durch ihre hohe Härte und ein großes Mikroporenvolumen aus, weshalb sie besonders effektiv bei der Adsorption flüchtiger Verbindungen ist. Sie zeigt zudem eine hohe Beständigkeit gegenüber aggressiven Medien und ist umweltfreundlich in der Herstellung.

Lesen Sie auch: Gas- und Luftreinigung: Kokosnuss oder Steinkohle? Kokosnuss!
 
 

2. Imprägnierte und dotierte Aktivkohlen

Imprägnierte Aktivkohle wird mit chemischen Reagenzien behandelt, wodurch ihre Fähigkeit zur gezielten Abscheidung bestimmter Geruchsstoffe erhöht wird. Sie ist sehr effektiv bei der Entfernung schwer zu adsorbierender Verbindungen. Ein weiterer Aspekt der Leistungsfähigkeit von Aktivkohle zeigt sich in der dotierten Variante, die nicht nur selektive Adsorption bietet, sondern auch den chemischen Abbau von Geruchsstoffen fördert. Die Dotierung erfolgt durch die Zugabe von Metalloxiden oder anderen chemischen Gruppen, um die katalytischen Eigenschaften der Aktivkohle zu verbessern.

 

Beispiel: Desorex® PI 50 K

In der Abluftreinigung eignet sich beispielsweise die dotierte Aktivkohle Desorex® PI 50 K besonders gut zur Entfernung von geruchsverursachenden Schwefelverbindungen. Für eine effektive Nutzung dieser Aktivkohle muss Sauerstoff im Gasstrom vorhanden sein, da Schwefelwasserstoff durch Oxidation in Schwefelsäure (H₂SO₄) umgewandelt wird. Die Gasfeuchte darf bis zu 90 % betragen. Nach der Regeneration durch Auswaschen kann die Aktivkohle wiederverwendet werden.

Lesen Sie auch: Auswahl der richtigen Aktivkohle
 
 

Fazit: Abluftreinigung in der Klärschlammtrocknung

Aktivkohlefilter sind eine erprobte Lösung zur wirkungsvollen Bekämpfung und Neutralisierung der unangenehmen Gerüche, die im Trocknungsprozess entstehen. Betreiber von Klärschlammverbrennungsanlagen können mit individuell abgestimmten Aktivkohlen die Abluftreinigung optimal an ihre spezifischen Anforderungen anpassen und so eine schadlose Freisetzung der Trocknungsabluft gewährleisten.

Bei der Auswahl der für Ihre Anwendung am besten geeignete Aktivkohle berät Sie gerne unsere Anwendungstechnik, die über jahrzehntelange Erfahrung auf diesem Gebiet verfügt.

Kontaktieren Sie uns gerne unter www.donau-carbon.com.