Welche Temperaturen werden bei der thermischen Desorption eingesetzt?

Bei der thermischen Desorption werden kontaminierte Böden und mineralische Abfälle typischerweise bei Temperaturen zwischen 250 und etwa 600 °C behandelt. Die genaue Desorptionstemperatur richtet sich nach der Art der Schadstoffe: Leichtflüchtige Verbindungen lassen sich bei niedrigeren Temperaturen austreiben, während schwerflüchtige oder persistente Schadstoffe höhere Temperaturen erfordern. Die folgenden Abschnitte erklären, wie das Verfahren funktioniert, warum die Temperaturwahl entscheidend ist und für welche Projekte es geeignet ist.

Bei welchen Temperaturen arbeitet eine thermische Desorptionsanlage?

Eine thermische Desorptionsanlage arbeitet je nach Schadstoffspektrum bei Temperaturen zwischen 250 und etwa 600 °C. Niedrigtemperaturanlagen behandeln leichtflüchtige Verbindungen bereits ab etwa 250 °C, während Hochtemperaturanlagen für schwerflüchtige oder persistente Schadstoffe Temperaturen von bis zu etwa 600 °C einsetzen. Die Behandlung erfolgt in einem Drehrohrofen unter Sauerstoffausschluss.

Der Temperaturbereich ist kein fester Wert, sondern wird auf den jeweiligen Schadstoff und die Abfallcharakteristik abgestimmt. Im Drehrohrofen rotiert das kontaminierte Material kontinuierlich, was eine gleichmäßige Wärmeübertragung sicherstellt und die Behandlungszeit optimiert. Der Sauerstoffausschluss ist dabei ein zentrales Merkmal: Er verhindert, dass organische Schadstoffe verbrennen, und stellt stattdessen sicher, dass sie verdampfen oder thermisch zerstört werden.

Die Drehrohrofen-Temperatur wird anlagenspezifisch geregelt und kontinuierlich überwacht. Abweichungen werden automatisch korrigiert, um sowohl die Behandlungsqualität als auch die Einhaltung der Emissionsgrenzwerte zu gewährleisten.

Warum bestimmt der Schadstoff die erforderliche Temperatur?

Jeder Schadstoff hat einen charakteristischen Siedepunkt oder eine Zersetzungstemperatur, ab der er aus dem Feststoff ausgetrieben oder zerstört wird. Die Desorptionstemperatur muss mindestens diesen Schwellenwert erreichen, damit die Behandlung wirksam ist. Zu niedrige Temperaturen führen dazu, dass Schadstoffe im Boden verbleiben und der behandelte Boden die Qualitätsanforderungen nicht erfüllt.

Leichtflüchtige Kohlenwasserstoffe wie Benzol oder Toluol (BTEX) verdampfen bereits bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen. Schwerflüchtige Verbindungen wie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), polychlorierte Biphenyle (PCB) oder PFAS/PFOS erfordern hingegen deutlich höhere Energieeinträge. Quecksilber (Hg) nimmt dabei eine Sonderstellung ein: Es ist zwar relativ leichtflüchtig, muss aber wegen seiner Toxizität mit besonderer Sorgfalt behandelt und aus dem Abgasstrom zuverlässig abgeschieden werden.

Neben dem Schadstoff beeinflusst auch die Bodenmatrix die erforderliche Temperatur. Feinkörnige, feuchte oder tonreiche Böden benötigen mehr Energie, um den Schadstoff aus den Bodenporen zu lösen und auszutreiben. Deshalb ist eine genaue Charakterisierung des Ausgangsmaterials vor der Behandlung unerlässlich.

Wie unterscheidet sich thermische Desorption von Verbrennung?

Der entscheidende Unterschied zwischen thermischer Desorption und Verbrennung liegt im Sauerstoffgehalt der Behandlungsatmosphäre. Bei der thermischen Desorption wird der Schadstoff unter weitgehendem Sauerstoffausschluss aus dem Feststoff ausgetrieben, ohne dass der Boden selbst verbrennt. Bei der Verbrennung hingegen wird das Material unter Sauerstoffzufuhr oxidiert und zerstört.

Diese Unterscheidung hat weitreichende praktische Konsequenzen:

• Erhalt der Bodenstruktur: Da der Boden nicht verbrennt, bleibt seine mineralische Struktur weitgehend erhalten. Das behandelte Material ist nach der Desorption grundsätzlich wiederverwendbar.
• Geringere Temperaturen: Weil keine Verbrennung stattfindet, reichen niedrigere Temperaturen aus, um die Schadstoffe auszutreiben. Das spart Energie und schont das Behandlungsgut.
• Kontrollierte Abgasbehandlung: Die ausgetriebenen Schadstoffe gelangen als Gase in eine nachgeschaltete Abgasreinigung. Dort werden sie durch thermische Nachverbrennung zerstört und die Verbrennungsprodukte durch Rauchgaswäsche und Aktivkohlefilter auf gesetzliche Grenzwerte reduziert.
• Kein Massenverlust durch Verbrennung: Der Feststoff bleibt erhalten, was die Rückführung des gereinigten Materials in den Stoffkreislauf ermöglicht.

Thermische Desorption ist damit kein Vernichtungsverfahren, sondern ein Trennverfahren: Der Schadstoff wird vom Feststoff getrennt und anschließend in der Abgasreinigung behandelt.

Welche Schadstoffe lassen sich im Drehrohrofen zerstören oder austreiben?

Bei einer Behandlungstemperatur von bis zu etwa 600 °C im Drehrohrofen – abhängig von Material und Schadstoffbelastung – lässt sich eine Vielzahl organischer und anorganischer Schadstoffe wirksam aus mineralischen Materialien austreiben oder zersetzen. Das Verfahren ist für folgende Schadstoffgruppen zugelassen und erprobt:

• Mineralölkohlenwasserstoffe (MKW)
• Benzol, Toluol, Ethylbenzol, Xylol (BTEX)
• Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)
• Polychlorierte Biphenyle (PCB)
• Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS/PFOS)
• Dioxine und Furane (PCDD/PCDF)
• Quecksilber (Hg)
• Phenole
• Cyanide
• Nitroaromaten
• Chlorierte Kohlenwasserstoffverbindungen (CKW) und weitere halogenierte Verbindungen

Besonders relevant ist das Verfahren für Schadstoffe, die durch biologische oder chemisch-physikalische Methoden nicht oder nur unvollständig behandelt werden können. PAK, PCB und PFAS/PFOS gelten als persistente Verbindungen, die sich in der Umwelt kaum abbauen. Die thermische Behandlung im Drehrohrofen ist eine der wenigen Methoden, die diese Stoffe zuverlässig aus dem Feststoff entfernt. Mehr über die zugelassenen Schadstoffgruppen und Annahmevoraussetzungen finden Sie auf der Seite zur thermischen Bodenbehandlung. Welche AVV-Abfallschlüssel und Annahmegrenzwerte dabei gelten, ist in der Übersicht der genehmigten Abfallarten und Annahmegrenzwerte zusammengefasst.

Was passiert mit dem behandelten Boden nach der Desorption?

Nach der thermischen Desorption liegt ein weitgehend schadstofffreier mineralischer Feststoff vor, der je nach Ausgangsqualität und Behandlungsergebnis einer Wiederverwendung zugeführt oder geordnet entsorgt werden kann. Der behandelte Boden verliert durch das Verfahren seine organischen Schadstoffe, behält aber seine mineralische Grundstruktur.

Ob das Material nach der Behandlung als Recyclingbaustoff eingesetzt werden kann, hängt von mehreren Faktoren ab: dem ursprünglichen Schadstoffspektrum, der Bodenart, den verbleibenden Schadstoffgehalten nach der Behandlung sowie den geltenden Verwertungsanforderungen. In vielen Fällen erfüllt der behandelte Boden die Anforderungen für einen Einsatz im Erdbau, als Verfüllmaterial oder in ähnlichen Anwendungen.

Das Konzept der Kreislaufführung ist dabei ein wichtiges Ziel: Statt kontaminierten Boden dauerhaft auf Deponien abzulagern, wird er durch die Behandlung wieder in den Stoffkreislauf zurückgeführt. Das schont Deponiekapazitäten und reduziert den Bedarf an Primärrohstoffen. Informationen zum weiterführenden Stoffstrommanagement zeigen, wie Abfallströme von der Annahme bis zur Verwertung oder Entsorgung koordiniert werden.

Für welche Projekte ist thermische Desorption die richtige Wahl?

Thermische Desorption eignet sich besonders für Projekte, bei denen stark oder komplex kontaminierte mineralische Materialien behandelt werden müssen und biologische oder chemisch-physikalische Verfahren nicht ausreichen. Typische Einsatzgebiete sind die Sanierung stillgelegter Industriestandorte, ehemaliger Gaswerke sowie militärischer oder chemischer Anlagen.

Konkret kommt das Verfahren in folgenden Situationen zum Einsatz:

• Altlastensanierung: Böden und Bauschutt von ehemaligen Produktionsstandorten mit komplexen Schadstoffgemischen aus MKW, PAK, PCB oder CKW.
• Gaswerkstandorte: Teerhaltige Böden mit hohen PAK-Konzentrationen, die für biologische Verfahren ungeeignet sind.
• Militärische Liegenschaften: Kontaminationen durch Treibstoffe, Nitroaromaten oder Sprengstoffrückstände.
• Chemische Anlagen: Böden mit persistenten organischen Schadstoffen wie Dioxinen, Furanen oder PFAS.
• Revitalisierung von Brachflächen: Wenn Flächen einer neuen Nutzung zugeführt werden sollen und eine vollständige Dekontamination erforderlich ist.

Das Verfahren ist immer dann die richtige Wahl, wenn Schadstoffe persistent sind, hohe Konzentrationen vorliegen oder gesetzliche Anforderungen eine vollständige Behandlung verlangen. Für Projekte mit gemischten Abfallströmen kann die thermische Desorption mit einer mechanisch-physikalischen Vorbehandlung kombiniert werden, um die Anlage optimal auszulasten und die Behandlungskosten zu senken.

Wie die ARE Deutzen GmbH bei der thermischen Bodenbehandlung unterstützt

Die ARE Deutzen GmbH betreibt seit 1994 eine der leistungsfähigsten thermischen Desorptionsanlagen in Deutschland. Mit mehr als 30 Jahren Erfahrung und über 2,5 Millionen Tonnen behandelter mineralischer Stoffe verfügt das Unternehmen über die technische Kompetenz und die Anlagenzuverlässigkeit, die anspruchsvolle Sanierungsprojekte erfordern. Das Leistungsangebot umfasst konkret:

• Thermische Behandlung kontaminierter Böden, Bauschutt und mineralischer Abfälle im Drehrohrofen bei 250 bis etwa 600 °C unter Sauerstoffausschluss, abhängig von Material und Schadstoffbelastung
• Zulassung für ein breites Schadstoffspektrum: MKW, BTEX, PAK, PCB, PFAS/PFOS, PCDD/PCDF, Hg, Cyanide, Nitroaromaten und chlorierte Kohlenwasserstoffe
• Mehrstufige Abgasreinigung mit thermischer Nachverbrennung, Rauchgaswäsche und Aktivkohlefilter zur sicheren Einhaltung gesetzlicher Emissionsgrenzwerte
• Übernahme des gesamten Stoffstrommanagements von der Annahme über die Zwischenlagerung bis zur Verwertung oder Entsorgung
• Zertifizierter Entsorgungsfachbetrieb (EfB) nach Kreislaufwirtschaftsgesetz, zertifiziert nach ISO 9001, 14001, 50001 und 18001
• Genehmigungen nach Bundesimmissionsschutzgesetz für einen rechtssicheren Anlagenbetrieb

Wenn Sie ein Sanierungsprojekt planen oder kontaminierte Materialien fachgerecht entsorgen müssen, sprechen Sie die ARE Deutzen direkt an. Auf der Seite Ansprechpartner finden Sie die richtigen Kontaktpersonen für Ihr Anliegen.