Сушка илового осадка — эффективно, с низким уровнем выбросов и с учетом будущих нормативных требований

С 1 января 2029 года использование осадка сточных вод в сельском хозяйстве (на почве) запрещено для очистных сооружений мощностью от 100 000 эквивалентных жителей (ЭЖ) – с 2032 года это также будет касаться сооружений мощностью от 50 000 ЭЖ. Очистные сооружения мощностью менее 50 000 ЭЖ могут продолжать использовать осадок в сельском хозяйстве.

Параллельно с этим вступает в силу самостоятельное обязательство по рекуперации фосфора: очистные сооружения мощностью от 100 000 ЭЖ должны начать рекуперацию фосфора с 2029 года, сооружения от 50 000 ЭЖ – с 2032 года. Для новых сооружений мощностью от 10 000 ЭЖ обязательство по фосфору также действует с 2029 года. Сушка осадка сточных вод является здесь ключевым этапом: она является необходимым условием для термической утилизации, из золы сжигания которой можно извлечь фосфор. Для многих операторов термическая утилизация в будущем станет основным способом удаления отходов – даже если закон формально допускает другие методы рекуперации.

Дать однозначный ответ без конкретных данных проекта невозможно – размер установки, пропускная способность, доступный источник тепла и желаемое целевое содержание сухого вещества (СВ) являются решающими параметрами. Для ориентира: термическая утилизация осадка сточных вод сегодня обычно обходится операторам в 370–470 евро за тонну сухого вещества – расходы, которые можно частично сэкономить с помощью собственной сушильной установки или снизить в ходе переговоров с мусоросжигательными заводами, поскольку высушенный осадок имеет значительно более высокую теплотворную способность и позволяет получить более выгодные условия. Кроме того, снижаются транспортные расходы благодаря значительно меньшему весу после сушки. В рамках консультаций по проекту компания STELA составляет индивидуальный расчет экономической эффективности – на основе фактического количества осадка, доступного сбросного тепла и местных затрат на утилизацию.

Благодаря своей модульной конструкции STELA BTS может быть спроектирован для очистных сооружений разного размера – от небольших муниципальных объектов до крупных промышленных предприятий. Важное условие: осадок сточных вод должен быть сброженным, т.е. перед сушкой он должен пройти процесс анаэробного сбраживания. Сброженный осадок больше не выделяет значимых газов, что значительно упрощает взрывозащиту. 

Входное содержание сухого вещества зависит от системы подачи: сушка путем обратного смешивания возможна уже при содержании СВ около 10%; после механического обезвоживания содержание СВ обычно составляет от 20 до 30%, после чего он подается через насос с матрицей («STELA Matrix Feed»). Что экономичнее – собственная установка или совместное решение с соседними очистными сооружениями – зависит от объема образующегося осадка и местной инфраструктуры. Компания STELA консультирует операторов уже на этой ранней стадии планирования.

Целевое содержание СВ напрямую зависит от планируемого способа утилизации: для совместного сжигания на угольных или цементных электростанциях, как правило, требуется содержание СВ не менее 60–70%. Для моно-сжигания в печах с кипящим слоем – предпочтительного в Германии метода, который позволяет целенаправленно извлекать фосфор из золы – обычно стремятся к содержанию СВ от 80 до 95%. Для пиролиза действуют специфические требования в зависимости от производителя установки. Совместное сжигание на угольных электростанциях в среднесрочной перспективе ограничено как постоянный способ утилизации. Компания STELA проектирует сушильную установку на согласованное целевое содержание СВ и обеспечивает его соблюдение с помощью автоматического контроля влажности.

BTS модульно адаптируется к различной консистенции осадка: жидкие осадки можно перерабатывать уже при содержании СВ около 10% путем обратного смешивания, перекачиваемые и формуемые осадки – от 20% через насос с матрицей («STELA Matrix Feed»), твердые и комковатые осадки – от 40% через двойной распределительный шнек. Содержание СВ показывает, какой процент осадка фактически является твердым веществом; остальное – вода. Целевую влажность после сушки можно индивидуально настроить в зависимости от способа утилизации. Для термической утилизации путем сжигания или пиролиза обычно стремятся к содержанию сухого вещества от 80 до 95%.

Низкотемпературные ленточные сушилки, такие как STELA BTS, работают при температурах процесса ниже 120 °C. Это дает два существенных преимущества по сравнению с высокотемпературными методами: выбросы значительно ниже, а риск взрыва из-за летучих газов в процессе сушки значительно снижается. Барабанные сушилки требуют значительно более высоких температур, что увеличивает энергозатраты и делает очистку отходящего воздуха технически более сложной и дорогостоящей.

Поскольку BTS работает при низких температурах и с минимальными объемами отходящего воздуха, необходимая очистка отходящего воздуха изначально оказывается меньшей по объему, чем при высокотемпературных методах. В зависимости от требований площадки и условий разрешения используются многоступенчатые скрубберы для отходящего воздуха, биофильтры или комбинированные решения. Значительно уменьшенный объем отходящего воздуха снижает как капитальные затраты, так и текущие эксплуатационные расходы на очистку отходящего воздуха.

Компания STELA Laxhuber исходит из того, что сушке подлежит исключительно сброженный осадок сточных вод. Сброженный осадок больше не выделяет значимых газов, поэтому основное внимание при взрывозащите уделяется выбросам пыли. Поэтому BTS проектируется и изготавливается в соответствии с комплексной концепцией взрывозащиты, отвечающей требованиям по защите от взрывов пыли. Сушилка в целом не сертифицируется отдельно; риски взрыва оцениваются в рамках оценки рисков CE и учитываются в концепции защиты.

Да. Промышленные шламы из бумажной, пищевой или химической промышленности могут иметь сильно различающиеся значения pH, состав твердых веществ и содержание загрязняющих веществ. Эти свойства влияют на выбор материалов, конструкцию технологических лент и необходимую обработку отработанного воздуха. Для каждого случая применения STELA проводит индивидуальные испытания сушки и целенаправленно проектирует установку с учетом специфических свойств шлама.

Модульная конструкция BTS позволяет точно адаптировать установку к фактической потребности в производительности — от компактных отдельных установок для небольших очистных сооружений до многоступенчатых систем с высокой мощностью для крупных промышленных операторов. Последующее увеличение мощности принципиально возможно, что повышает инвестиционную безопасность и позволяет осуществлять поэтапное масштабирование.

Фосфор — это ограниченный, незаменимый для сельского хозяйства ресурс. При термической утилизации высушенного осадка сточных вод фосфор концентрируется в золе от сжигания, откуда его можно целенаправленно извлечь. Таким образом, сушка является технической предпосылкой для создания замкнутых циклов фосфора. В Германии Постановление об осадке сточных вод (AbfKlärV) обязывает операторов крупных очистных сооружений с 2029 или 2032 года осуществлять рекуперацию фосфора — поэтому инвестиции в сушильную установку являются также регуляторно перспективным решением.