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Monoverbrennung

Unter Monoverbrennung versteht man die Verbrennung eines Materials ohne Zusatz eines anderen Brennstoffs. Bei den meisten Verbrennungsprozessen ist dies der Fall, jedoch spricht man ausdrücklich von Monoverbrennung in Fällen, wo die Mitverbrennung eine andere mögliche Variante wäre. Dies ist häufig der Fall bei Reststoffen (Abfällen), die entweder in speziell dafür entwickelten Anlagen alleine verbrannt werden können (Monoverbrennung) oder als Zugabe zu regulären Brennstoffen (Mitverbrennung). Beide Ansätze können ihre spezifischen Vor- und Nachteile haben.

Es gibt auch Mischformen, bei denen im Prinzip eine Monoverbrennung angestrebt wird, bei zu geringem Heizwert aber ggf. ein zusätzlicher Brennstoff wie z. B. Erdgas oder Heizöl zugegeben wird, z. B. für ein Stützfeuer.

Monoverbrennung von Klärschlamm

Klärschlamm ist eine Substanz, die als Abfall in Kläranlagen anfällt und einen erheblichen Anteil an organischen (brennbaren) Stoffen enthalten kann. Die Ausbringung von Klärschlamm auf Äcker bietet zwar die Vorteile, dass dies kostengünstig möglich ist und noch einen Nutzeffekt hat, nämlich die Düngung der Böden. Jedoch werden dadurch auch viele Schadstoffe (z. B. Schwermetalle und giftige organische Substanzen) auf Äckern verteilt, die somit in die Nahrungskette gelangen. Deswegen wird zunehmend die Verbrennung (thermische Verwertung oder Thermobehandlung) als Methode zur Entsorgung von Klärschlamm gewählt. Beispielsweise wird in Deutschland bereits mehr Klärschlamm verbrannt als landwirtschaftlich verwertet.

Der wohl geringste technische Aufwand entsteht durch die Mitverbrennung von Klärschlamm in Müllverbrennungsanlagen oder Kohlekraftwerken. Dies hat allerdings den Nachteil, dass in Klärschlamm enthaltene Nährstoffe wie Phosphor dann nicht mehr genutzt werden können. Insofern ist die Monoverbrennung von Interesse; hier fallen Nährstoffe wie Phosphor in relativ konzentrierter Form in der Asche an, was die Möglichkeit einer Rückgewinnung und Wiederverwertung bietet. Ein weiterer Vorteil der Monoverbrennung ist, dass sie am Standort einer Kläranlage erfolgen kann, was den Transportaufwand massiv reduziert. Allerdings erfordert die Monoverbrennung von Klärschlamm speziell entwickelte, relativ aufwendige Anlagen, da die Verbrennung aufgrund des geringen Heizwerts nicht so einfach durchführbar ist wie z. B. bei hochwertigen fossilen Brennstoffen und außerdem die Abgasnachbehandlung ebenfalls nicht ganz einfach ist. Es kommen verschiedene Verbrennungstechniken infrage, beispielsweise Wirbelschichtanlagen und Rostfeuerungen.

Die stoffliche Zusammensetzung des Klärschlamms ist für die Verbrennung natürlich von großer Bedeutung. Vor der Verbrennung muss der Wassergehalt des Klärschlamms in ausreichendem Maße vermindert werden, um eine Verbrennung erst zu ermöglichen. In manchen Fällen genügt eine mechanische Entwässerung, während in anderen nur teilgetrockneter oder vollgetrockneter Klärschlamm verbrannt werden kann. Die Trocknung kann je nach gewähltem Verfahren einen wesentlichen Energieverbrauch verursachen. Bei der Monoverbrennung ist der Aufwand für die Trocknung tendenziell höher.

In Deutschland erfolgt die Monoverbrennung von Klärschlamm bereits seit den späten 1970er Jahren in zunehmendem Umfang (allerdings in der Regel ohne Rückgewinnung von Nährstoffen). Seit den späten 1990er Jahren wird allerdings zusätzlich die meist kostengünstigere Mitverbrennung praktiziert, inzwischen sogar in größerem Umfang. Zum Teil kommen auch alternative Verfahren zum Einsatz, beispielsweise die Klärschlammvergasung (siehe auch Biomassevergasung). In Zukunft dürfte die Phosphor-Rückgewinnung wichtiger werden, was voraussichtlich den Anteil der Anlagen mit Monoverbrennung wieder erhöhen wird. (Durch konsequente Verwendung der Monoverbrennung mit Phosphor-Rückgewinnung könnte zukünftig ein wesentlicher Teil des Phosphor-Verbrauchs der deutschen Landwirtschaft gedeckt werden.) Gleichzeitig wird auch die landwirtschaftliche Verwertung wegen der kaum lösbaren Schadstoffproblematik immer weiter zurückgedrängt werden.

Siehe auch: Verbrennung, Mitverbrennung