Neubau der Klärschlammverbrennungsanlage

Eckdaten

Die wichtigsten Informationen zur Planung auf einen Blick
(Stand: Ende Entwurfsplanung)

Standort
Areal des Klärwerks Gut Großlappen, im Flächennutzungsplan als Ver- und Entsorgungsfläche ausgewiesen

Anzahl der Verbrennungslinien
2 Verbrennungslinien (keine parallele Verbrennung von Klärschlamm.)

Gesamtkapazität
ca. 35.000–40.000 t Trockenrückstand pro Jahr

Durchsatz
bis zu 4,8 t Trockenrückstand pro Stunde und Linie

Klärschlammentwässerung
Zentrifugen, Entwässerung auf rund 24% Trockenrückstand

Klärschlammtrocknung
Scheibentrockner, Trocknung auf rund 40% Trockenrückstand

Verbrennung
Wirbelschichtofen

Durchschnittliche Verbrennungstemperatur
≥ 850° C

Prozessdampferzeugung
Einzug-Vertikalkessel, 460 °C / 70 bar

Rauchgasreinigung
Elektrofilter
Sprühtrockner
Flugstromreaktor
Gewebefilter
Rauchgaswäsche zweistufig
Speichervolumen des Klärschlammbunkers
8.200 m³ entwässerter Klärschlamm mit 24% Trockenrückstand

Geplante Inbetriebnahme
2028

Wertvoller Rohstoff und Energieträger

Durchschnittlich werden in Deutschland pro Einwohner und Tag rund 120 Liter Trinkwasser verbraucht. Es gelangt als Abwasser in die Kanalisation und von dort in die angeschlossenen Kläranlagen. Dort wird es in verschiedenen Reinigungsstufen mechanisch und biologisch behandelt, ehe es wieder in die Gewässer abgeleitet wird. Neben Rechengut und Sand bleibt auch der sogenannte Klärschlamm zurück.

Klärschlamm besteht zum Großteil aus Wasser sowie organischen und mineralischen Stoffen. Da er wichtige Pflanzennährstoffe wie Stickstoff und Phosphor enthält, wird er seit Jahrzehnten als Dünger in der Landwirtschaft genutzt. Da er trotz Vorbehandlung auch Schadstoffe wie Schwermetalle enthält, ist die Ausbringung auf Felder zum Schutz unserer Böden und Gewässer für Großkläranlagen ab 2029 nicht mehr erlaubt. So soll der Eintrag von Schadstoffen in den Stoffkreislauf verhindert werden – ein Ansatz, den die MSE schon seit 1998 mit der Inbetriebnahme der bestehenden Klärschlammverbrennungsanlage verfolgt. Gleichzeitig hat der Gesetzgeber eine Pflicht zur Rückgewinnung des im Klärschlamm enthaltenen Phosphors beschlossen.

Die unterschiedlichen Klärschlammarten
Klärschlämme können sich in ihren physikalischen Eigenschaften sowie in ihren chemischen und mikrobiologischen Zusammensetzungen stark unterscheiden.

Primärschlamm entsteht in den Vorklärbecken, wo sich die im Abwasser enthaltenen organischen Feinstteilchen am Boden des Klärbeckens absetzen. Die Konsistenz ist flüssig, seine Farbe reicht von grauschwarz über graubraun bis gelb.

In den biologischen Reinigungsstufen des Klärwerks ernähren sich die in den Belebungsbecken gezüchteten Mikroorganismen von den im Abwasser verbliebenen gelösten Stoffen. Dabei bilden sich Schlammflocken, die sich als Sekundärschlamm absetzen. Er ist meist bräunlich und viel homogener als der Primärschlamm. Ohne weitere Behandlung gingen sowohl Primär- als auch Sekundärschlämme unter entsprechender Geruchsintensität in Fäulnis über.

Der Schlamm aus der Phosphatfällung wird als Tertiärschlamm bezeichnet. Das im Abwasser gelöste Phosphat wird durch Zugabe einer Aluminium-Eisen-Salzlösung chemisch ausgefällt. Da die Phosphatfällung im Klärwerk Gut Großlappen nicht separat, sondern in der biologischen Reinigungsstufe durchgeführt wird, fällt der Tertiärschlamm dort als Gemisch mit dem Sekundärschlamm an. Die dabei entstehenden Flocken werden zusammen mit den Bakterienschlamm-Flocken in den Nachklärbecken abgesetzt und gesammelt. Tertiärschlämme sind in der Regel stabil und haben keine besondere geruchliche Intensität.

Die Klärschlammbehandlung und thermische Verwertung
Der bei der Abwasserreinigung angefallene Klärschlamm besteht nur zu 0,5 bis 1,0 Prozent aus Feststoffen, der Rest ist Wasser. Um das Volumen des Schlamms zu reduzieren, wird er durch Absetzen eingedickt und anschließend in den Faultürmen des Klärwerks etwa 20 Tage bei 37°C unter Luftabschluss bakteriell ausgefault. Dabei entsteht methanhaltiges und brennbares Biogas, das Faulgas.

Ehe der Klärschlamm thermisch verwertet werden kann, muss er weiter entwässert und getrocknet werden. Mit Hilfe von Zentrifugen wird der Feststoffanteil zunächst auf etwa 25 Prozent erhöht und anschließend weiter auf etwa 40 Prozent getrocknet. Dazu wird Dampf aus dem Abhitzekessel genutzt, der bei der Klärschlammverbrennung entsteht. Der getrocknete Klärschlamm hat eine Konsistenz vergleichbar mit feuchter Erde.

Zur thermischen Verwertung wird der getrocknete Schlamm in den Wirbelschichtofen gefördert. Das im Ofen wirbelnde heiße Sandbett zerkleinert den Klärschlamm und sorgt für eine gleichmäßige Verteilung. Die Schlammpartikel entzünden sich auf der Wirbelschicht, wobei die organischen Stoffe bei Temperaturen über 850 °C sauber und vollständig verbrennen. Ab Erreichen der Betriebstemperatur ist der Verbrennungsprozess selbstgängig, es muss keine zusätzliche Energie mehr zugeführt werden. Die anorganischen Stoffe werden zerrieben und strömen mit dem heißen Rauchgas weiter.

Das heiße Rauchgas strömt in einen Abhitzekessel, wo es Hochdruck-Wasserdampf erzeugt. Mit diesem Dampf wird eine Turbine betrieben, die Strom erzeugt. Insgesamt erzeugt die KVA so mehr Energie, als sie benötigt. Der für die Klärschlammtrocknung benötigte Mitteldruckdampf wird der Turbine entnommen. Überschüssige elektrische Energie und Wärmeenergie kann zur Nutzung ausgespeist werden.

Die bei der Verbrennung entstehenden Rauchgase werden mit Hilfe modernster Technik in mehreren Stufen gereinigt. Dabei wird die phosphorhaltige Klärschlammasche abgeschieden und der Phosphorrückgewinnung zugeführt bzw. zu diesem Zweck deponiert. Das in der Rauchgasreinigung entstehende Abwasser wird in der Anlage verdampft oder nach einer Vorreinigung dem Klärwerk zugeführt. Als festen Reststoff erhält man Gips, der in der Bauindustrie verwendet werden kann. Weitere, mit Schwermetallen und Salzen beladene Reststoffe, werden im Bergversatz deponiert.

Da sich Alternativen zur thermischen Behandlung noch in der Entwicklung befinden, ist die Klärschlammverbrennung derzeit die nachhaltigste, sicherste und wirtschaftlichste Verwertungsmöglichkeit.

Die Etappen von der Planung bis zur Baureife

• Der Grundsatzbeschluss zur Klärschlammbehandlung wurde am 28. Juni 2016 im Stadtentwässerungsausschuss und am 20. Juli 2016 in der Vollversammlung des Münchner Stadtrats gefasst.
• Die Vorplanung mit Variantenuntersuchung für die Anlagenkonzeption sowie die anschließende Entwurfsplanung wurden im Frühjahr 2020 abgeschlossen.
• Im Stadtentwässerungsausschuss (SEA) wurde am 30. Juni 2020 u. a. beschlossen, dass ein Verfahren zur Gewinnung eines Generalunternehmers (GU) durchgeführt und die Genehmigung nach Bundes-Immissionsschutzgesetz eingeholt werden soll.
• Die genehmigungsrelevanten Unterlagen werden zusammen mit dem Bericht zur Umweltverträglichkeit bei der Regierung von Oberbayern (ROB) zur Prüfung vorgelegt.
• Die ROB legt den Antrag zur öffentlichen Einsicht aus. Einwendungen gegen den Antrag können eingereicht werden, diese werden geprüft und anschließend bei einem öffentlichen Termin erörtert.
• Mit den weiteren Planungsschritten zur Bauausführung und letztendlich dem Bau der Anlage, wird begonnen, nachdem der Genehmigungsbescheid vorliegt und der SEA der Beauftragung des GU mit Erteilung der Projektgenehmigung zustimmt.
• Mit dem Bau der Anlage kann voraussichtlich 2024/25 begonnen werden.
• Die Inbetriebnahme ist für 2028 – in jedem Fall aber vor der Frist aus der Klärschlammverordnung am 1. Januar 2029 – geplant. Sobald die neue Anlage betriebssicher läuft, kann mit der Stilllegung der Bestandsanlage begonnen werden.

So läuft der Planungs- und Genehmigungsprozess ab

Um die Nachhaltigkeitsziele der Klärschlammverordnung (AbfKlärV) zu erreichen und die Entsorgungssicherheit für die Stadt München und die angeschlossenen Gemeinden zu gewährleisten, hat die MSE, auf Beschluss der Vollversammlung des Münchner Stadtrats vom 20. Juli 2016, mit der Durchführung der notwendigen Planungen für den Ersatzneubau der Klärschlammverbrennungsanlage des Klärwerks Gut Großlappen begonnen.

In einem Anlagencheck wurden zuvor mögliche Sanierungsvarianten untersucht und anschließend Strategien für die künftige Klärschlammentsorgung entwickelt.

Als wirtschaftlichste und den Anspruch an die Nachhaltigkeit erfüllende Lösung wurde der Neubau einer Mono-Klärschlammverbrennungsanlage empfohlen.

Die Entwurfsplanung für den KVA-Ersatzneubau wurde im Frühjahr 2020 abgeschlossen. Die Genehmigungsplanung sowie die in dem UVP-Bericht zusammengefassten Ergebnisse der Untersuchungen zur Umweltverträglichkeit sowie diverse Fachgutachten werden als Genehmigungsantrag bei der zuständigen prüfenden Behörde eingereicht.

Das Genehmigungsverfahren
Alle Vorhaben mit potenziellen Umwelteinwirkungen sind nach § 4 Abs. 1 des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG) genehmigungspflichtig. Der Ablauf des Genehmigungsverfahrens wird durch § 10 BImSchG sowie die Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (9. BImSchV) geregelt. Inhalt und Umfang des Genehmigungsantrages ergeben sich aus §§ 3–4e 9. BImSchV.
Bei der Neugenehmigung eines Vorhabens wie dem KVA-Ersatzneubau müssen umfangreiche Unterlagen wie Baupläne, Nachweise zur Standsicherheit, Schall- und Brandschutz, zum Schutz vor Luftverunreinigungen und sonstigen Emissionen sowie der UVP-Bericht und Fachgutachten (u. a. zur Luftreinhaltung, zum Lärmschutz, zur Anlagensicherheit und zur Naturschutzverträglichkeit) eingereicht werden. Die rechtlichen Rahmenbedingungen des Genehmigungsantrages und der benötigten Gutachten werden mit den zu beteiligenden Behörden abgestimmt.
Die Genehmigungsbehörde – die Regierung von Oberbayern – prüft und verschickt die Unterlagen an alle zu beteiligenden Träger öffentlicher Belange. Dazu zählen beispielsweise Fachbehörden, Umweltverbände und die betroffenen Gemeinden. Bei Bedarf wird eine Antragskonferenz durchgeführt, bei der das Vorhaben erörtert wird.

Die Umweltverträglichkeitsprüfung
Mit Hilfe der Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) sollen die Auswirkungen eines Vorhabens wie des KVA-Ersatzneubaus auf Mensch, Umwelt, Kultur- und Sachgüter sowie Wechselwirkungen zwischen den Schutzgütern untersucht und bewerten werden. Die Ergebnisse der UVP sind eine wichtige Entscheidungsgrundlage für die Genehmigung eines Vorhabens. Der Untersuchungsrahmen ergibt sich aus dem Gesetz über die Umweltverträglichkeitsprüfung (UVPG) sowie weiterer relevanter Vorschriften, wie z. B. der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft). Die genauen Anforderungen an den UVP-Bericht werden mit der Genehmigungsbehörde und den Trägern öffentlicher Belange (z. B. Fachbehörden und Umweltverbände) beim »Scoping« erörtert. Wesentliche Aspekte des UVP-Berichts sind beispielsweise die Auswirkungen von Emissionen luftgetragener Schadstoffe und Gerüche, von Lärm und Erschütterungen bei Bau und Betrieb der Anlage, auf Böden sowie Grund- und Oberflächengewässer sowie auf Tiere und Pflanzen bzw. Schutzgebiete.

Die Fachgutachten, der UVP-Bericht und weitere Untersuchungen werden im Rahmen der Auslegung des Genehmigungsantrags veröffentlicht. Unter www.uvp-verbund.de kann man sich über aktuelle Verfahren sowie die jeweiligen Beteiligungsmöglichkeiten informieren und die Unterlagen einsehen.
Die Genehmigungsbehörde bewertet die Ergebnisse der UVP und berücksichtigt diese bei ihrer Entscheidung über die Genehmigung des Vorhabens.

Die Öffentlichkeitsbeteiligung
Auch die Öffentlichkeit wird im Rahmen des Genehmigungsverfahrens beteiligt (vgl. § 10 Abs. 2–4 und 6–9 BImSchG sowie §§ 8–10, 12 und 14–19 9. BImSchV). Nach der öffentlichen Bekanntmachung (z. B. über das amtliche Veröffentlichungsblatt, Tageszeitung und Internet) durch die Genehmigungsbehörde, liegen die Genehmigungsunterlagen einen Monat lang für die Öffentlichkeit zur Einsicht aus. Bis einen Monat nach Auslegungsende können alle, die sich betroffen fühlen, ihre Einwendungen schriftlich bei der Genehmigungsbehörde vorbringen. Diese werden bei einem öffentlichen Erörterungstermin diskutiert und fließen in die Entscheidung über den Genehmigungsantrag mit ein.
Für umfassende Informationen über das Projekt finden sie seit 2020 unseren Flyer und unsere Broschüre unten im Bereich Download.

Die Genehmigung
Das Genehmigungsverfahren endet mit der Entscheidung der Genehmigungsbehörde. Der Genehmigungsbescheid ist schriftlich zu erlassen und zu begründen (§ 10 Abs. 7 BImSchG). Nach Erteilung der Genehmigung können diejenigen, die im Verfahren Einwendungen erhoben haben, Rechtsbehelfe innerhalb einer Frist von 30 Tagen nach Zustellung des Genehmigungsbescheids einlegen.
 

Höhere Effizienz, mehr Umwelt- und Ressourcenschutz

Der geplante Ersatzneubau der Klärschlammverbrennungs- anlage leistet nicht nur einen wichtigen Beitrag zur Entsorgungssicherheit für München, sondern auch zum Schutz von Mensch, Umwelt und Ressourcen.

Boden- und Gewässerschutz
Da Klärschlamm wichtige Pflanzennährstoffe wie Stickstoff und Phosphor enthält, wird er seit Jahrzehnten als Dünger in der Landwirtschaft genutzt, was jedoch zunehmend als kritisch bewertet wird. Denn trotz Vorbehandlung enthält er auch Schadstoffe wie Schwermetalle. Mit der Nutzung als Dünger gelangen diese Schadstoffe in unsere Böden und Gewässer und so letztendlich auch in unsere Nahrungskette. Mit der Novellierung der Klärschlammverordnung ist daher die Ausbringung von Klärschlamm aus Großkläranlagen auf Felder zum Schutz unserer Böden und Gewässer zukünftig nicht mehr erlaubt. Ziel der Verbrennung ist es, Schadstoffe aus dem Stoffkreislauf zu entfernen. Ein Ansatz, den die MSE schon seit 1998 mit der Inbetriebnahme der bestehenden KVA umsetzt.

Phosphorrückgewinnung
Mit der Novellierung der Abfallklärschlammverordnung (AbfKlärV) wird zudem die Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm bzw. Klärschlammaschen ab 2029 zur Pflicht. Aufgrund seiner Bedeutung für die Nahrungsmittelproduktion zählt Phosphor zu den wichtigsten mineralischen Rohstoffen. Da Phosphor nicht erneuerbar ist, gilt er aufgrund seiner Knappheit als »kritischer Rohstoff«. So werden Rohstoffe bezeichnet, die eine besondere wirtschaftliche Relevanz haben und bei denen sich ein Großteil der weltweiten Produktion auf nur wenige Länder konzentriert. Aufgrund fehlender Phosphor-Lagerstätten ist die EU zu fast 100 Prozent von ausländischen Importen abhängig. Um sich vor politischen Unwägbarkeiten und starken Preisschwankungen zu schützen, gewinnt die Sicherung des wertvollen Rohstoffs zunehmend an Bedeutung. Allein der in Deutschland jährlich anfallende Klärschlamm enthält rund 60.000 Tonnen Phosphor. Nach aktuellem Stand der Forschung werden bei der Phosphorrückgewinnung aus Klärschlammaschen von Monoverbrennungsanlagen, also Anlagen, in denen ausschließlich Klärschlamm verbrannt wird, die höchsten Rückgewinnungsraten für Phosphor erzielt. Die Münchner Stadtentwässerung beschäftigt sich intensiv mit der Phosphorrückgewinnung, um für die phosphorreiche Asche der Münchner Anlage die nachhaltigste und wirtschaftlichste Lösung zur Phosphorrückgewinnung zu finden.

Mit der Pflicht zur Phosphorrückgewinnung entfällt auch die Möglichkeit der Mitverbrennung von Klärschlamm in Kohlekraftwerken, Abfallverbrennungsanlagen oder Zementwerken.

Emissionsschutz
Die Rauchgasreinigung des KVA-Ersatzneubaus wird ein hochmodernes technisches und ökologisches Niveau mit hoher Betriebssicherheit aufweisen. Die bei der Verbrennung entstehenden Rauchgase werden mit Hilfe modernster Technik in mehreren Stufen gereinigt. So wird sichergestellt, dass die gesetzlich vorgegebenen Grenzwerte des Bundes-Immissionsschutzgesetzes und der europaweit geltenden Richtlinien zum Einsatz der besten verfügbaren Techniken zur Emissionsminderung in Industrieanlagen eingehalten werden.

Durch die gewählten Verfahren kann der Anteil der Stickoxide (NO_x) wesentlich reduziert und die Entstehung von Distickstoffmonoxid (N₂O / Lachgas), einem hochwirksamen Treibhausgas, deutlich reduziert werden. Die Anlage wird mit mehreren Wäschern und Filtern ausgerüstet, wodurch Emissionen wie beispielsweise Salzsäure (HCl) und Schwefeldioxid (SO₂) gemindert werden.

Die jeweils zulässigen Emissionsgrenzwerte sind in der Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (17. BImSchV) geregelt. Der KVA-Ersatzneubau ist so ausgelegt, dass die Grenzwerte der sogenannten BVT-Schlussfolgerungen eingehalten werden. Mit BVT-Schlussfolgerungen werden Dokumente bezeichnet, welche die besten verfügbaren Techniken (BVT) zur Emissionsminderung in Industrieanlagen beschreiben. Sie basieren auf den Regelungen der europäischen Industrieemissionsrichtlinie (Richtlinie 2010/75/EU).