Die Abgasreinigung einer thermischen Bodenbehandlungsanlage funktioniert mehrstufig: Aus dem Drehrohrofen austretende Rohgase durchlaufen nacheinander eine thermische Nachverbrennung, eine Entstaubung, eine Rauchgaswäsche und eine Aktivkohlefilterstufe, bevor das gereinigte Gas in die Atmosphäre abgegeben wird. Jede Stufe ist auf bestimmte Schadstoffgruppen ausgelegt und ergänzt die vorherigen Reinigungsschritte. Die folgenden Abschnitte erklären die einzelnen Prozessschritte und die gesetzlichen Anforderungen, die dabei eingehalten werden müssen.
Welche Schadstoffe entstehen beim thermischen Desorptionsprozess?
Beim thermischen Desorptionsprozess werden organische Schadstoffe aus dem Boden in den Gasaggregatzustand überführt. Im Rohgas befinden sich dann flüchtige organische Verbindungen wie BTEX, MKW, PAK und Phenole, außerdem Schwermetallverbindungen, Stäube, Chlorwasserstoff, Schwefeloxide sowie im Fall besonders komplexer Kontaminationen auch Dioxine, Furane und PCB.
Die genaue Zusammensetzung des Rohgases hängt von der Art der eingesetzten Materialien ab. Böden von stillgelegten Gaswerken enthalten typischerweise hohe PAK- und Cyanidkonzentrationen, während Böden aus chemischen Anlagen oder Militärstandorten mit chlorierten Kohlenwasserstoffen, Nitroaromaten oder PFAS belastet sein können. Quecksilber (Hg) stellt eine eigene Herausforderung dar, weil es bereits bei niedrigen Temperaturen flüchtig ist und deshalb besondere Abscheideeinheiten erfordert. Die Abgasreinigung einer thermischen Bodenbehandlungsanlage muss daher flexibel auf diese unterschiedlichen Schadstoffprofile ausgelegt sein. Welche Schadstoffkonzentrationen und Abfallarten für die thermische Behandlung zulässig sind, ist in den Annahmegrenzwerten und genehmigten AVV-Abfallschlüsseln der ARE Deutzen geregelt.
Wie ist eine mehrstufige Abgasreinigungsanlage aufgebaut?
Eine mehrstufige Abgasreinigungsanlage für die thermische Desorption besteht typischerweise aus vier aufeinanderfolgenden Hauptstufen: der thermischen Nachverbrennung, der Entstaubung, der Rauchgaswäsche und dem Aktivkohlefilter. Jede Stufe übernimmt eine spezifische Reinigungsaufgabe und schützt gleichzeitig die nachfolgende Stufe vor Überlastung.
Das aus dem Drehrohrofen austretende Rohgas wird zunächst in die Nachbrennkammer geleitet. Danach folgen Wärmetauscher zur Abkühlung, Gewebefilter oder Elektrofilter zur Staubabscheidung, ein mehrstufiger Nassabscheider beziehungsweise Rauchgaswäscher für saure Gaskomponenten und Schwermetalle sowie abschließend ein Aktivkohlefilter zur Adsorption von Restschadstoffen wie Quecksilber, Dioxinen und Furanen. Thermische Bodenbehandlung auf diesem technischen Niveau erfordert eine präzise Abstimmung aller Stufen aufeinander, damit die gesetzlichen Emissionsgrenzwerte zuverlässig eingehalten werden.
Was passiert in der Nachbrennkammer mit den Schadstoffen?
In der Nachbrennkammer werden die aus dem Drehrohrofen stammenden organischen Schadstoffe durch Hochtemperaturverbrennung zerstört. Die Rohgase werden dabei auf Temperaturen von mindestens 850 °C erhitzt und für eine Mindestverweildauer von zwei Sekunden auf diesem Temperaturniveau gehalten. Unter diesen Bedingungen werden organische Verbindungen vollständig oxidiert.
Diese Bedingungen sind gesetzlich vorgeschrieben und stellen sicher, dass selbst schwer abbaubare Verbindungen wie PCDD/PCDF (Dioxine und Furane) thermisch zerstört werden. Die Nachbrennkammer ist damit das Herzstück der Abgasbehandlung: Sie wandelt das schadstoffreiche Rohgas in ein Rauchgas um, das zwar noch Staub, Schwermetalle und saure Gaskomponenten enthält, aber frei von organischen Schadstoffen ist. Erst nach dieser Stufe beginnen die mechanischen und chemischen Reinigungsschritte.
Wie werden Staub und Schwermetalle aus dem Abgas entfernt?
Staub und Schwermetalle werden nach der Nachverbrennung durch eine Kombination aus Gewebefiltern und Nassabscheidern aus dem Abgas entfernt. Gewebefilter scheiden Feinstaub und staubgebundene Schwermetallverbindungen physikalisch ab, während die anschließende Rauchgaswäsche lösliche Schwermetalle sowie saure Gaskomponenten wie Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid herauswäscht.
Entstaubung durch Gewebefilter
Gewebefilter sind besonders effektiv bei der Abscheidung von Feinstäuben und partikelgebundenen Schadstoffen. Das Abgas durchströmt ein feinmaschiges Filtergewebe, an dem die Partikel haften bleiben. Der abgeschiedene Staub wird periodisch abgereinigt und als Rückstand separat entsorgt.
Schwermetallabscheidung in der Rauchgaswäsche
In der Rauchgaswäsche wird das Abgas mit Waschflüssigkeit in Kontakt gebracht. Lösliche Schwermetallverbindungen und saure Gase gehen dabei in die wässrige Phase über und können gezielt aus dem Prozess ausgeschleust werden. Quecksilber, das aufgrund seiner Flüchtigkeit besondere Anforderungen stellt, wird anschließend im Aktivkohlefilter adsorbiert. Das Stoffstrommanagement der anfallenden Rückstände aus diesen Stufen ist ein wesentlicher Bestandteil des Gesamtprozesses.
Welche gesetzlichen Grenzwerte gelten für die Abgasemissionen?
Für die Abgasemissionen thermischer Bodenbehandlungsanlagen gelten in Deutschland die Grenzwerte der 17. Bundes-Immissionsschutzverordnung (17. BImSchV), die für Anlagen zur Verbrennung und Mitverbrennung von Abfällen maßgeblich ist. Sie legt unter anderem Grenzwerte für Gesamtstaub, Schwermetalle, Kohlenmonoxid, Stickoxide, Schwefeldioxid, Chlorwasserstoff, organische Verbindungen sowie für Dioxine und Furane fest.
Die Grenzwerte für Dioxine und Furane sind dabei besonders streng: Sie liegen im Bereich von 0,1 Nanogramm Toxizitätsäquivalent pro Kubikmeter Abgas. Für Quecksilber gelten ebenfalls sehr niedrige Grenzwerte. Die Einhaltung dieser Vorgaben wird durch kontinuierliche Messung bestimmter Parameter sowie durch regelmäßige Einzelmessungen durch zugelassene Messinstitutionen überwacht. Betreiber thermischer Anlagen sind verpflichtet, die Messergebnisse zu dokumentieren und den Behörden zugänglich zu machen. Das Qualitätsmanagement umfasst dabei nicht nur die technische Überwachung, sondern auch die lückenlose Dokumentation aller emissionsrelevanten Prozessparameter.
Wie wird sichergestellt, dass die gereinigten Abgase sicher sind?
Die Sicherheit der gereinigten Abgase wird durch ein mehrstufiges Kontrollsystem gewährleistet: kontinuierliche Online-Messung relevanter Emissionsparameter, regelmäßige externe Einzelmessungen durch akkreditierte Prüfinstitute und eine behördlich überwachte Dokumentationspflicht. Überschreitet ein Parameter den Grenzwert, wird der Anlagenbetrieb automatisch angepasst oder unterbrochen.
Zu den kontinuierlich gemessenen Parametern zählen in der Regel Kohlenmonoxid, Gesamtstaub, Schwefeldioxid, Chlorwasserstoff, Stickoxide und die Abgastemperatur in der Nachbrennkammer. Diese Messwerte werden in Echtzeit erfasst und gespeichert. Ergänzend finden in festgelegten Intervallen Einzelmessungen für Schwermetalle, Dioxine, Furane und organische Verbindungen statt, die von unabhängigen Messinstituten durchgeführt werden. Die Kombination aus technischer Anlagenzuverlässigkeit, lückenloser Messtechnik und externen Kontrollen bildet die Grundlage für einen sicheren und rechtssicheren Anlagenbetrieb. Einen Überblick über die Zertifikate und technischen Dokumente der ARE Deutzen bietet die Downloadseite.
Wie die ARE Deutzen GmbH die sichere Abgasreinigung in der Praxis umsetzt
Die ARE Deutzen GmbH betreibt seit 1994 am Standort Deutzen in Westsachsen eine thermische Bodenbehandlungsanlage mit einem Drehrohrofen und einer vollständig integrierten, mehrstufigen Abgasreinigung. Die Anlage ist nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz genehmigt und nach ISO 9001, 14001, 50001 und 18001 zertifiziert. In über 30 Betriebsjahren wurden mehr als 2,5 Millionen Tonnen mineralischer Stoffe behandelt.
Konkret bietet die ARE Deutzen folgende Leistungen rund um die thermische Bodenbehandlung und Abgasreinigung:
- Behandlung von Böden mit komplexen Kontaminationen, darunter MKW, BTEX, PAK, PCB, PFAS/PFOS, PCDD/PCDF, Cyanide, Nitroaromaten und chlorierte Kohlenwasserstoffe
- Thermische Desorption im Drehrohrofen bei Temperaturen bis etwa 600 °C, abhängig von Material und Schadstoffbelastung
- Mehrstufige Abgasbehandlung mit thermischer Nachverbrennung, Entstaubung, Rauchgaswäsche und Aktivkohlefilter
- Kontinuierliche Emissionsüberwachung und externe Einzelmessungen durch akkreditierte Institute
- Übernahme und Entsorgung von Prozessrückständen wie Schlacken, Aschen und Stäuben
- Zertifizierter Entsorgungsfachbetrieb (EfB) nach § 52 Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz
Wenn Sie ein Sanierungsprojekt mit belasteten Böden oder mineralischen Abfällen planen und eine rechtssichere, technisch fundierte Lösung benötigen, sprechen Sie die ARE Deutzen direkt an. Jetzt Kontakt aufnehmen und gemeinsam die passende Entsorgungslösung entwickeln.