Weltweit größte solarthermische Klärschlammtrocknungsanlage

Typisch dafür: die Anbindung der vielen Hundert Heizregister in den 32 Trocknungshallen. Sie müssen gleichermaßen gegen beträchtliche thermische und korrosive, aber auch mechanische Einflüsse langzeitbeständig sein, denn die Hallen stehen auf schwankendem Grund. Zum Einsatz kam deswegen, fast schon konventionell, dickwandiges Stahlrohr in den Dimensionen 1 ¼ bis 4 Zoll (DN 32 bis DN 100). Aber in Kombination mit Verbindern der Systeme „Megapress“ (3/8 bis 2 Zoll) und „Megapress S XL“ (2 1/2 bis 4 Zoll) von Viega, die nicht geschweißt, sondern Viega-typisch „kalt“ verpresst wurden.

Zielsetzung: Energieeinsparung

Die Kläranlage in Bottrop ist eine der größten in ganz Deutschland: Hier werden nicht nur die Abwässer von rund 5 Millionen Menschen aus dem gesamten Einzugsgebiet der Emscher, sondern auch zugelieferte Fremdschlämme gereinigt und aufbereitet bzw. verbrannt. Ein aufwändiger und zugleich energieintensiver Prozess, denn um die 120.000 Tonnen Schlamm pro Jahr in den zwei Öfen des benachbarten Heizkraftwerks bei etwa 450 °C verbrennen zu können, muss der Schlamm einen definierten Trocknungsgrad haben. 60 bis 70 Prozent Trockensubstanzgehalt sind optimal. Bisher wurde der über den Zusatz von etwa 20.000 Tonnen Steinkohle während des Verbrennungsprozesses erreicht. Durch die solarthermische Trocknungsanlage (STT), als Teil des Gesamtpakets „Hybridkraftwerk Emscher“, soll diese Menge zukünftig weitestgehend reduziert werden – mit entsprechender Entlastung der Umwelt und Schonung der Ressourcen.

Um das zu erreichen, wird der Klärschlamm künftig in 32 Hallen vorgetrocknet. Die wie Gewächshäuser aufgebauten Hallen stehen dabei auf einer rund 61.000 Quadratmeter großen, stabilisierten Fläche, wo sich bislang ehemalige Klärschlammteiche befanden. Per Radlader werden die Schlämme künftig auf Basis einer umfassenden Stoffstromanalyse über einen zentralen Mittelgang in die Glashallen verteilt. Dort trocknen sie – regelmäßig automatisiert umgewälzt – etwa 10 bis 14 Tage ökologisch vorbildlich unter Sonneneinfluss. Sollte die solare Einstrahlung nicht ausreichen, wird über Heizregister unter der Hallendecke Wärme aus dem Heizkraftwerk selbst bzw. einem vierzügig kaskadierend aufgebauten Block-Heizkraftwerk mit 10 Megawatt Heizleistung nachgeführt.

Über welche Dimensionen dabei gesprochen wird, macht eine Zahl besonders deutlich: Pro Jahr werden aus dem Klärschlamm bei Vollbetrieb der Trocknungsanlage rund 100.000 Kubikmeter Wasser verdunsten. Also rein rechnerisch in etwa so viel wie der tägliche Trinkwasserverbrauch in der Metropole Frankfurt am Main!

Leichtbauhallen mit „Bewegungsdrang“

„In dieser Größenordnung ist die Klärschlammtrocknung deswegen auch im Vergleich zu allen bisherigen Anwendungen ein gewaltiger Quantensprung, denn da wurden maximal zehn Prozent der hier notwendigen Leistung erzielt“, so der Projektleiter des Generalplaners Norbert Schepers von der Emscher Wassertechnik GmbH. Mit den daraus resultierenden Detailfragen an das Engineering, wie beispielsweise die beträchtlichen thermischen Ausdehnungen der in Leichtbauweise errichteten Gebäude und damit natürlich auch die der Rohrleitungen bei Hallendimensionen von mehr als 160, im Mittelgang sogar mehr als 200 Meter Länge abgefangen werden können. Vor allem, wenn diese Ausdehnungen aufgrund der Witterungseinflüsse im Mikroklima vielleicht sogar „gegenläufig“ oder zumindest stark differierend sind ...

Mittlerweile konnten dafür aber mehr als 12 Kilometer Stahlrohrleitung mit dem Viega-System „Megapress“ erfolgreich installiert werden. Auf den langen Geraden natürlich mit entsprechenden Kompensatoren oder bemerkenswert weiten Dehnungsbögen – an jedem Abgang der Hauptverteilleitung in die einzelnen Hallen und am Anschluss der Heizregister aber mit einer Besonderheit: flexible „Schlauchanschlüsse“. Der Hintergrund: Neben den erwähnten thermischen Einflüssen belasten baudynamische Bewegungen der Leichtbau-Konstruktionen die Installationen. Feste Rohrverbindungen würden also extremsten Belastungen ausgesetzt. Dank der flexiblen Anbindungen besteht jedoch eine konstruktive Entkopplung, die alle Scherbewegungen ausgleicht.