Das FLUWA- Verfahren (saure Flugaschenwäsche), das bereits zu Beginn der 90er Jahre entwickelt wurde, ist optimal auf die nasse Abgasbehandlung abgestimmt, ermöglicht ein Recycling von Schwermetallen und minimiert die zu deponierende Reststoffmenge.
Das Verfahren der sauren Flugaschenwäsche nutzt die in der Abschlämmung der nassen Abgasreinigung vorhandene Säure, um die mobilisierbaren Metalle aus den Aschen zu extrahieren. In einem ersten Schritt wird das im Wäscherwasser enthaltene Quecksilber durch eine Adsorption an einem Selektiv-Ionentauscher abgetrennt und gleichzeitig aufkonzentriert. (AIK- Mercury- Ion- Verfahren)
Zur Erzielung einer möglichst hohen Beladung des Ionentauscherharzes wird das Wäscherwasser filtriert und damit von den noch vorhandenen Feststoffen befreit.
Die Extraktion der Schwermetalle aus der Flugasche erfolgt in einer Rührkesselkaskade, wobei die Asche im Waschwasser suspendiert wird. Der pH-Wert wird auf 3,8 eingestellt.
Bei diesem pH-Wert gehen die Schwermetalle weitgehend in Lösung, währenddem Matrixelemente (Aluminiumoxid, Eisenoxid, Siliciumoxid) überwiegend im Feststoff verbleiben. Zudem wird durch die Reaktion des sulfathaltigen Wäscherwassers mit dem Calcium der Flugasche und der zur pH- Regelung zugesetzten Kalkmilch Gips gebildet und ausgefällt.
Die entfrachteten Feststoffe werden auf einem Vakuumbandfilter entwässert und im Gegenstrom nachgespült. Dieser Rückstand erfüllt in der Schweiz die Richtlinie zur Ablagerung von Reststoffen (Eluattest) und kann zusammen mit Schlacke deponiert werden.
Die schwermetallhaltige Lösung wird der Abwasserbehandlung zugeführt.
Der Hydroxidschlamm wird in einem Kerzenfilter entwässert, gespült und thermisch nachgetrocknet. Dank der hohen Konzentration an Zink und der weitgehenden Vor-Abtrennung von störenden Begleitstoffen (Calciumsulfat, Quecksilber, Chloride) eignet sich dieses Material als Sekundärrohstoff der Zinkgewinnung.
Verfahrenstechnik und Ablauf
Derzeit werden mit dem FLUWA-Verfahren mehr als 50% der schweizweit anfallenden Filteraschenfracht behandelt. Nach dem Motto «Verwertung vor Deponierung» ermöglicht das FLUWA-Verfahren ein Recycling von Schwermetallen und minimiert die zu deponierende Rückstandsmenge.
Schritt 1: Selektive Quecksilberabscheidung
Der im Wäscherwasser noch enthaltene Feststoff wird über rückspülbare Kerzenfilter abfiltriert um in den nachfolgenden Ionentauschern möglichst hohe Beladungsdichten für das Quecksilber zu erreichen. Das ionisch im Wäscherwasser gelöste Quecksilber wird in seriell geschalteten Selektiv-Ionentauschern vollständig abgetrennt und der Rückgewinnung zugeführt.
Schritt 2: Extraktion der Flugstäube in einer Rührkesselkaskade
Die alkalische Flugasche wird mit dem säurehaltigen Wäscherwasser suspendiert
Die mobilisierbaren Schwermetalle der Flugasche werden in Lösung gebracht. Durch Zugabe einer geringen Menge eines Oxidationsmittels (z.B. H2O2) wird eine optimale Löslichkeit der relevanten Schwermetalle erreicht und somit eine hohe Extraktionsausbeute erzielt.
Schritt 3: Entwässerung und Nachbehandlung der entfrachteten Rückstände
Die Suspension aus dem letzten Extraktionsbehälter fliesst direkt auf ein Vakuumbandfilter. Dieses Filter bewirkt eine mechanische Flüssigkeitsabtrennung aus der Suspensionsphase. Unter dem Einfluss von Vakuum trennt sich die Flüssigphase weitgehend von der Festphase. Es entsteht ein stichfester Aschekuchen. Dieser enthält in der Restfeuchte gelöste Salze und Schwermetalle, die durch eine Gegenstromwäsche ausgewaschen werden. Das anfallende Waschfiltrat wird im Filtratabscheider gesammelt und zur weiteren Behandlung in die nachfolgende Abwasserbehandlungsanalge (ABA) zur Restneutralisation und Schwermetallfällung geleitet.
Die Flugasche kann nun mit der Schlacke in einer Deponie in der Schweiz geliefert werden.
Schritt 4: Abwasserreinigung und Abtrennung des Hydroxidschlammes
Das schwermetallhaltige Abwasser wird durch eine Hydroxidfällung gereinigt.
Diese erfolgt meistens mit Kalkmilch. Der Hydroxidschlamm wird über ein Kerzenfilter entwässert, nachgespült und wenn gewünscht thermisch nachgetrocknet. Die Nachtrocknung ist wirtschaftlich interessant, um Transport- und Energiekosten (Transport und thermische Verwertung in einem Zinkrecycling-Prozess) zu sparen. Aus dem Filtrat werden letzte Spuren an Schwermetallen durch nachgeschaltete Selektiv-Ionentauscher entfernt.
Nachhaltige Abfallpolitik und Empfehlungen der AIK Technik AG
Die Matrixelemente der Flugstäube werden mit der Schlacke zusammen deponiert.
Durch die Abtrennung der wasserlöslichen Salze und der Schwermetalle wird die Menge (als Trockensubstanz) und das umweltgefährdende Potential reduziert.
Lediglich rund 2% des Quecksilbers gelangen über den Kamin in die Umwelt; weitere rund 7% (6% Schlacke, 1% gewaschene Asche) gelangen auf die Deponie, 91% des gesamten Inputs können der Wiederverwertung zugeführt werden. Auch kann die Emission von Zink in die Umwelt praktisch vernachlässigt werden; aus den Flugstäuben wird der überwiegende Anteil extrahiert und der Wiederverwertung zugeführt. Der mengenmässig grösste Anteil findet sich in der Schlacke.
Ebenfalls sind aufgrund seiner Flüchtigkeit sind rund 75% des Cadmiums in den Flugstäuben zu finden. Davon kann der überwiegende Anteil zusammen mit dem Zink der Wiederverwertung zugeführt werden.
In der gesamten Stoffbilanz urbaner Gebiete sind es vor allem die stark toxischen Schwermetalle Quecksilber und Cadmium, welche zu einem grossen Anteil den Weg über den Abfall und damit in die Müllverbrennung finden. Es sind gerade diese 2 Elemente welche bei einer Müllverbrennung mit integriertem FLUWA-Verfahren die grösste Recylingrate erzielen.
Umgerechnet Mengenanteile im Abfall können mit dem FLUWA- Verfahren ca. 40 % des gesamten Quecksilbers, ca. 30 % des gesamten Cadmiums und ca. 6% des gesamten Zinks einer Wiederverwertung zugeführt werden. Das FLUWA-Verfahren ist ein effektives und kosteneffizientes Verfahren zur Behandlung von Reststoffen. Die Anwendung der Technik empfiehlt sich besonders für Kehrichtverbrennungsanlagen. Durch die Behandlung wird die Asche der Reststoffe mit Säure gewaschen und so entfernt.
In der Schweiz werden im Jahr ca. 4 Tonnen Abfall verwertet. Davon fallen im Schnitt gut 20 kg Flugasche an. Seit 2015 müssen KVA‘s die Flugasche, sauer Waschen damit Sie die Auflagen für die Deponierung auf der Deponie D erfüllen.
