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Schlammbehandlung l Bedeutung von Klärschlamm l Herkunft und Anfall von Klärschlamm l Ziele und Aufgaben der Schlammbehandlung l Begriffe l Wichtigste.

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Präsentation zum Thema: "Schlammbehandlung l Bedeutung von Klärschlamm l Herkunft und Anfall von Klärschlamm l Ziele und Aufgaben der Schlammbehandlung l Begriffe l Wichtigste."—  Präsentation transkript:

1 Schlammbehandlung l Bedeutung von Klärschlamm l Herkunft und Anfall von Klärschlamm l Ziele und Aufgaben der Schlammbehandlung l Begriffe l Wichtigste Verfahren l Stoffflüsse und Volumenverminderung

2 Klärschlamm l Kann wertvoll sein: Nährstoffe, Stickstoff, Phosphor, organischer Dünger l Kann schädlich sein: Hygiene Schwermetalle nicht abbaubare organische Stoffe Weil Regenüberläufe und nicht angeschlossene Einwohner immer Schmutzstoffe in die Umwelt verlieren, muss Klärschlamm unbedenklich sein (werden).

3 Vorflut ARA Entlastung Schlammbehandlung AtmosphäreLandwirtschaftDeponie Produkte Nahrung Nicht angeschlossene Abwasserquellen Rück- belastung Kanalisation

4 Ziele der Schlammbehandlung l Hygienisieren: Vermeiden der Verbreitung von Krankheitskeimen und z.B. Wurmeiern l Stabilisieren: Vermeiden von schnellen mikrobiologischen Zersetzungsprozessen l Volumenverminderung: Minimieren von Stapel-, Transport- und Lagervolumen l Stapelung: Anfall und Nutzung zeitlich entkoppeln l Nutzung oder schadlose Endlagerung

5 Schlammbehandlung l Die Elimination von unerwünschten Stoffen aus dem Klärschlamm (z.B. Schwermetalle, unerwünschte organischen Verbindungen, etc.) ist kein Ziel der Schlammbehandlung auf kommunalen Anlagen. è Solche Stoffe sollen gar nicht ins Abwasser gelangen: Massnahmen an der Quelle, Anforderungen an Stoffe und Einleitungen ins Netz.

6 0 500 1000 1500 2000 198019821984198619881990 0 5 10 15 20 Jahr g Zink / t TSg Cadmium / t TS Zink Cadmium Schwermetalle im Klärschlamm der Stadt Zürich

7 Klärschlammentsorgung CH Klärschlamm in 10 6 m 3 0 1 2 3 4 5 1975198019851990 Klärschlammanfall Entsorgung über Verbrennung BUWAL 1992

8 Stickstoffbilanz Schweiz 1990 Mineraldünger 73 Klärschlamm 4.1 Kompost 0.84 Hofdünger 167 Einsatz total 245 Stickstoff in 1000 t a -1 Gesamtentzug 177 FAC Studie für BUWAL 1992 0100200300400

9 Phosphorbilanz Schweiz 1990 Mineraldünger 17 Klärschlamm 2.4 Kompost 0.2 Hofdünger 26.6 Einsatz total 46.2 Phosphor in 1000 t a -1 Gesamtentzug 27 FAC Studie für BUWAL 1992 0102030405060

10 Kalibilanz Schweiz 1990 Mineraldünger 58 Klärschlamm 0.2 Kompost 0.5 Hofdünger 187 Einsatz total 246 Kali in 1000 t a -1 Gesamtentzug 198 FAC Studie für BUWAL 1992 0100200300400

11 Schlammanfall: primär, sekundär, tertiärRückbelastung Eindicken Hygienisieren Stabilisieren Entwässern Trocknen Verbrennen Landwirtschaft Deponie Biogas Atmosphäre Systemgrenze Energie Nutzung der Energie Eindicken, Stapeln Abwasserreinigung

12 Stoffströme in der kommunalen Abwasserreinigung

13 Zulauf Schlammwasser- abzug Schlammabzug Schwimmschlammbeseitigung Krälwerk Schlammeindicker

14 Strömungen im Eindicker Kräl- stab

15 Eindicker Dimensionierung basierend auf einer Feststoffoberflächenbelastung: B A =Feststoffoberflächenbelastung in kg TSS m -2 d -1 Q =Zuflussmenge des Schlammes in m 3 d -1 TSS zu =Feststoffkonzentration im Zufluss in kg TSS m -3 A E =Oberfläche (Projektion) des Eindickers in m 2 Typische Werte: B A = 50 - 70 kg m -2 d -1 QTSS A B A Zu E

16 Thermische Hygienisierung, Pasteurisierung 70°C Wärmetauscher im Gegenstrom Dampf Reaktor 1: wird gefüllt Reaktor 2: wird entleert Frischschlamm 10°C Zum Faulturm 40°C 70°C 40°C 70°C

17 15°C 40°C 65°C 40°C 65°C Aerob thermophile Hygienisierung Temperatur- regelung Wärme- tauscher: Chargen- betrieb Luft Abluft

18 Aerob thermophile Hygienisierung Aerob:Sauerstoff Thermophil:45 - 75 °Ctypisch 60 - 65°C Nutzbare biogene Energie: 4 - 6 kcal g -1 VSS 3 - 4 kcal g -1 O 2 Erforderliche Schlammerwärmung (38°C 63°C): T = 25°C oder 25 kcal l -1 2.5 l E -1 d -1 = 63 kcal E -1 d -1 12 g VSS E -1 d -1 oder ca. 12 g VSS E -1 d -1 /30 g VSS abgebaut E -1 d -1 = 40% Gasverlust Restgas frei verfügbar, da Faulraumheizung gewährleistet

19 Schlammfaulung Anaerobe, mesophile Stabilisierung Anaerob:Kein Sauerstoff, kein Nitrat Mesophil:15 - 45°C typisch sind 33 - 37°C Stabilisierung: Hier: Mikrobiologischer Abbau der abbaubaren organischen Stoffe (VSS, GV) im Schlamm

20 Eindicker Trübwasser zurück zur ARA Hygienisierung oder Wärmetauscher Faulraum Nachfaulraum Eindicker Stapel Schlamm- abgabe Faulwasser zurück zur ARA Gasometer Biogas Frischschlamm von der ARA Anaerob-mesophile Schlammstabilisierung

21 Schlammfaulung Anaerobe, mesophile Stabilisierung Kohlenhydrate: 2 CH 2 O 4 CO Biogas 2 CH Eiweisse: H HCO NH 23 - 4 + OC 5 HNO 72 822 CO CH 24 Biogas 35 Fette: + 2 HO 2 3 2 CH CO + 2 CH Biogas 24 2

22 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 020406080100 30°C 20°C 15°C 10°C 25°C Übliche Faulzeit Faulzeit in Tagen Gasproduktion in m 3 kg -1 org. Feststoffe im Zulauf

23 Dimensionierung eines Faulturmes h =Hydraulische Aufenthaltszeit in d V FR =Volumen des Faulraumes Q=Schlammmenge im Zulauf in m 3 d -1 Typische Werte: h = 15 - 20 - 30 d bei 35 - 37°C h FR V Q Ziel: Abbau der organischen Stoffe (CSB, GV) 50%

24 Gasproduktion Ca. 0.5 m 3 Biogas / kg VSS oder GV im Zufluss Ca. 1.0 m 3 Biogas / kg VSS die abgebaut werden Zusammensetzung von Biogas (je nach Schlamm): Typisch: 64% CH 4 36% CO 2 5000 kcal m -3 60 g VSS E -1 d -1 0.03 m 3 Biogas E -1 d -1 150 kcal E -1 d -1 Schlamm: 2.5 E -1 d -1 = 60°C Abwasser: 350 E -1 d -1 = 0.4°C

25 Faulschlamm flüssig z.B. 20 cm Sandbett 30 cm für Drainage ev. Abdeckung Zufluss Drainage Steinplatten Schlamm- trockenbeete

26 Schlamm und Flockungsmittel Zulauf Austrag von Filterkuchen Ablauf von Filtrat Reinigung des Filtertuches Filtertuch Pressrollen Entwässerungs- walze

27 Antrieb: Trommel Schnecke Getriebe FeststoffaustragZentratablauf Schlamm- zulauf SchneckeTrommelWehr FlüssigzoneTrockenzone Dekanterzentrifuge

28 Träger Hydraulischer Zylinder: Druckkraft Filterkammern Austrag des Filterkuchens nach dem Öffnen der Presse Presskolben Kammerfilterpresse

29 Schlamm Filtrat Filtertuch mit Drainage-Membran als Unterlage Filterplatte Dichtung Druckkraft Filterkammer gefüllt mit Schlamm

30 Vorlauf heiss Scheibenelement beheizt Rücklauf kühler Knet- und Mischbarren bewegt Mantelrohr beheizt Trockenschlamm Gegenhaken fest Schlammtrockner

31 Zusatzbrenner Anfahrbrenner Wirbelluft Abgas und Asche 850°C Verbren- nungsraum 800 - 900°C Schlammzufuhr getrocknet Wirbelschicht (Sandwirbelbett) Düsenboden Schlammverbrennung: Wirbelschichtofen

32 Rauchgas und Asche Wäscher Asche zur Deponie Waschwasser zur Vorflut Waschwasser Kamin Stinkluft aus ARA 10°C Ofen 850°C Klärschlamm entwässert Wärmetauscher Schlammverbrennungsanlage Schlamm- trocknung Klärschlamm getrocknet

33 Kalibilanz Schweiz 1990 Mineraldünger 58 Klärschlamm 0.2 Kompost 0.5 Hofdünger 187 Einsatz total 246 Kali in 1000 t a -1 Gesamtentzug 198 FAC Studie für BUWAL 1992 0100200300400


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