NEUE BEHANDLUNGSANLAGE FÜR HOLZASCHE – WENIGER CHROM

Heinz Schaub, Amt für Industrielle Betriebe Dominic Utinger, Amt für Umweltschutz und Energie

IN HOLZFEUERUNGEN UND HOLZKRAFTWERKEN ENTSTEHT DURCH DIE VERBRENNUNG VON HOLZ UMWELTFREUNDLICHE ENERGIE. BEI DER VERBRENNUNG BLEIBT JEDOCH ASCHE ALS VERBRENNUNGSRÜCKSTAND ZURÜCK. DIESE ASCHE MUSS VORBEHANDELT WERDEN, SODASS SIE UMWELTGERECHT DEPONIERT WERDEN KANN. SEIT EINIGEN MONATEN WIRD IM KANTON BASEL-LANDSCHAFT ERFOLGREICH EINE NEUARTIGE BEHANDLUNGSANLAGE FÜR HOLZASCHE BETRIEBEN.

Holz zählt zu den erneuerbaren Energieträgern und ist CO2-neutral. Die thermische Nutzung von Holz als Energieträger ist energie- und klimapolitisch erwünscht und dient als Ziel für die Energiewende. Bei der Verbrennung von Energieholz und Holzabfällen in Holzfeuerungen entstehen die Reststoffe Bett- und Filterasche. Schon seit einiger Zeit ist bekannt, dass diese Rückstände durch Schadstoffe belastet sind. Der Schadstoffgehalt dieser Reststoffe ist vom Brennstoffmix (unbehandeltes Waldholz, Abfallholz) und dem Ofentyp abhängig. Bettasche wird auf Deponien im Inland abgelagert. Filterasche muss in Abhängigkeit der Schadstoffbelastung teilweise in Untertagedeponien im Ausland abgelagert werden.

Analysenergebnisse von unbehandelter Holzasche auf Chrom(VI). Alle Proben überschreiten den Grenzwert, die Probe 7 um mehr als den Faktor 100. (Quelle: AIB)

Mit der zunehmenden Bedeutung von privaten und gewerblichen Holzfeuerungen gelangen immer mehr Aschen zur Ablagerung auf die kantonale Deponieanlage Elbisgraben bei Liestal. In diesem Zusammenhang wurde die Schadstoffbelastung der Aschen systematisch untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Aschen nahezu aller Feuerungsanlagen – losgelöst vom Brennstoffmix und dem Ofentyp – die Grenzwerte für Chrom(VI) massiv überschreiten (siehe untenstehende Grafik). Bei Chrom(VI) handelt es sich um die oxidierte Form des chemischen Elements Chrom. Chrom(VI) ist giftig und gut wasserlöslich und muss somit als sehr umweltschädlich eingestuft werden.

In den Baselbieter Waldböden liegt der Chromgehalt zwischen 15 und 40 Milligramm pro Kilogramm trockenem Boden. Pflanzen nehmen Chrom in Spuren auf und lagern es in der Biomasse ein. Die Aufnahmerate bzw. Konzentration in der Pflanze sind abhängig vom Boden bzw. von dessen Chromgehalt, der Witterung (Wasserhaushalt) und der Pflanzen- bzw. Baumart. Typischerweise liegt die Chromkonzentration in naturbelassenem Waldholz im Bereich von 0.5 bis 5 Milligramm pro Kilogramm trockenem Holz.

Endprodukt: Wegen der hohen Chrom(VI)-Belastung von Holzasche ist eine Behandlung der Asche notwendig. (Quelle: AIB)

Im Vergleich zu naturbelassenem Holz ist die Chrombelastung von Rest- und Altholz in aller Regel deutlich höher. Die Belastung stammt dabei beispielsweise aus Holzschutzmitteln und Farbanstrichen. Bei Rest- und Altholz handelt es sich um Holzabfälle und diese dürfen nur in bewilligten Anlagen mit einer speziellen Rauchgasreinigung verbrannt werden. Durch die Verbrennung des Holzes wird Chrom teilweise zu Chrom(VI) oxidiert und zudem kommt es aufgrund der Massenreduktion zu einer Aufkonzentrierung.

Aufgrund der mehrheitlich hohen Chrom(VI)-Belastung von Holzasche ist eine Behandlung der Asche notwendig, sodass eine gesetzeskonforme Deponierung unter Einhaltung aller Grenzwerte möglich ist. Ziel der Behandlung ist die chemische Reduktion des giftigen Chrom(VI) zum unkritischen Chrom(III) und elementaren Chrom. Ein entsprechendes Behandlungsverfahren musste aber zuerst entwickelt, etabliert und getestet werden. Schnell war klar, dass zur Behandlung der Aschen grössere Mengen Wasser erforderlich sind. Da die Deponieanlage Elbisgraben nicht über eine Wasserversorgung verfügt, konnte die Anlage nicht direkt auf der Deponie errichtet werden

Eine renommierte und im Abfallbereich tätige Logistikfirma aus der Region war bereit, in eine entsprechende Behandlungsanlage zu investieren und diese auf ihrem Betriebsareal zu errichten. Seit einigen Monaten ist die in der Region einzigartige Anlage in Betrieb.

Anlage zur Behandlung von Holzasche. (Quelle: AIB)

Die Holzasche wird mit geeigneten Lastwagen bei den Holzfeuerungen und Holzkraftwerken abgeholt und bei der Behandlungsanlage in ein grosses Stahlsilo eingeblasen. Von da aus gelangt die Asche unter Zugabe eines Reduktionsmittels und Wasser in einen Zwangsmischer. Eine chemische Reaktion führt dabei zur Reduktion des gefährlichen Chrom(VI) zum unkritischen Chrom(III) bzw. elementaren Chrom. Eine analytische Qualitätskontrolle hat gezeigt, dass die geforderten Grenzwerte zur Ablagerung auf der Deponieanlage Elbisgraben nach der Behandlung problemlos eingehalten werden können.

Das Behandlungsverfahren wurde durch den Logistikpartner unter enger Begleitung durch das Amt für Industrielle Betriebe (AIB) und das Amt für Umweltschutz und Energie (AUE) entwickelt.