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Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, 2009 - Seite 1 4 Schlammbehandlung 4.1 Übersicht 4.2 Eindickung 4.3 Biologische Schlammstabilisierung.

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1 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 1 4 Schlammbehandlung 4.1 Übersicht 4.2 Eindickung 4.3 Biologische Schlammstabilisierung 4.4 Entwässerung und Trocknung 4.5 Entsorgung Peter Krebs Grundlagen der Abwassersysteme

2 Kap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 2 4 Schlammbehandlung 4.1 Übersicht 4.2 Eindickung 4.3 Biologische Schlammstabilisierung 4.4 Entwässerung und Trocknung 4.5 Entsorgung Peter Krebs Grundlagen der Abwassersysteme

3 Kap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 3 Die aus dem Abwasser entnommenen Stoffe, die nicht abgebaut werden, finden sich im Klärschlamm wieder Mikroorganismen Viren, Krankheitserreger, allg. Keime Organische Feststoffe, die sich biologisch verändern lassen Organische Verbindungen, die sich im Schlamm einlagern Schwermetalle Mikroverunreinigungen, Arzneimittelrückstände, endokrin wirksame Substanzen Vorwiegend Wasser Zusammensetzung des Klärschlamms

4 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 4 Volumenreduktion Abtöten pathogener Keime Stabilisierung organi- scher Substanzen Rückgewinnung von Wertstoffen Eindickung Entwässerung Bei Verwendung in der Landwirtschaft oder als Kompost Gasproduktion Verringerung der Trockensubstanz Verbesserung der Entwässerung Reduktion der Geruchsentwicklung Nährstoffe, Dünger Humus Biogas Ziele der Schlammbehandlung

5 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 5 Eindickung Eindickung, Stapelung Hygienisierung Stabilisierung Entwässerung Trocknung Verbrennung Rückbelastung Biogas Energie Landwirtschaft Deponie Atmosphäre Abwasserreinigung Primär-, Sekundär-, Tertiärschlamm Bauindustrie Übersicht über die Verfahren aus Gujer (1999)

6 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 6 4 Schlammbehandlung 4.1 Übersicht 4.2 Eindickung 4.3 Biologische Schlammstabilisierung 4.4 Entwässerung und Trocknung 4.5 Entsorgung Peter Krebs Grundlagen der Abwassersysteme

7 Kap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 7 gravitative Trennung ähnlich einem Absetzbecken Trübstoffarmes Schlammwasser wird vor dem Vorklärbecken - oder bei hohem Schwimmstoff- oder Fettanteil vor dem Sandfang - in die Abwasserreinigung zurückgeführt zusätzlich Krälwerk zur Förderung der Flockung und zur Abführung von Schlammwasser und Gasblasen nach oben eingedickter Schlamm wird aus dem Trichter in die Schlammbehandlung geleitet zur effizienten Eindickung sollte Gasblasenbildung vermieden werden Methoden der Eindickung

8 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 8 Eingedickter Schlamm Krählwerk Schwimmschlamm- räumer Zulauf Trüb- wasser Erreichbarer TR: 5-10% Schwerkraft-Eindicker

9 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 9 Feststoff- Flächenbeschickung Übliche Werte für q TS,Eind und erzielbare Feststoffkonzentrationen q TS,Eind TS Eind,ab Primärschlamm Primär- und Sekundärschlamm 80 – q TS,Eind Feststoff-Flächenbeschickung (kg TS / (m 2 d)) Q ÜS Zufluss zum Eindicker (m 3 /d) TS Eind,zu Trockensubstanzgehalt im Zufluss zum Eindicker (kg TS / m 3 ) A E Oberfläche des Eindickers (m 3 ) Sekundärschlamm Dimensionierung der Eindicker-Oberfläche

10 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 10 Scheibeneindicker Erreichbarer TR: 6-8% Maschinelle Schlammeindickung

11 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 11 Drainbelt Fa. Huber erreichbarer TR: 6-8% Twinbelt Fa. Huber erreichbarer TR: 6-8% Maschinelle Schlammeindickung

12 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 12 Schneckeneindicker Maschinelle Schlammeindickung

13 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 13 4 Schlammbehandlung 4.1 Übersicht 4.2 Eindickung 4.3 Biologische Schlammstabilisierung 4.4 Entwässerung und Trocknung 4.5 Entsorgung Peter Krebs Grundlagen der Abwassersysteme

14 Kap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 14 Inhalt des Faulreaktors wird umgewälzt Schlamm und Wasser haben eine ähnliche Aufenthaltszeit Stapelbehälter nicht geheizt wenig biologische Prozesse Erwärmung auf 33 – 37°C Prozesse laufen schneller ab Faulreaktor nicht umgewälzt Trennung von Schlamm und Faulwasser, das in die Abwasserreinigung geleitet wird Eindickung aufgepasst mit Steuerung der Rückbelastung, Größenordnung 10% der N-Belastung Anaerobe mesophile Schlammstabilisierung

15 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 15 Biogasproduktion: 63% CH 4 (Methan) 35% CO 2 2% andere Gase (N 2, H 2, H 2 S) Verstromung für Prozesswärme Anaerober Abbauprozess Organisch gebundener Stickstoff wird in NH 4 + umgewandelt N-Rückbelastung der Abwassereinigungsanlage Abbau organischer Substanz um ca. 50% Prozesse im Faulbehälter

16 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 16 Mittlere Verweilzeit des Schlammes Kleine Anlagen, schlecht durchmischt Mittlere Anlagen mit Umwälzung Große Anlagen mit Umwälzung < 30 d 20 d 12 – 16 d Biogasprod. bez. Abbau org. Substanz0,9 m 3 / kg GV abgeb Abbau org. Substanz40 – 55% Kennwerte des Faulbehälters

17 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 17 Schema eines Faulbehälters (Ei-Form)

18 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 18 Bauliche Ausführung des Faulbehälters

19 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 19

20 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 20 Das Belebungsbecken wird wesentlich größer als bei einer Anlage mit anaerober Schlammstabilisierung Keine Biogasproduktion Hohes Schlammalter X ca. 25 d Keine Vorklärung kein Primärschlamm Zusätzlich ev. Stapelbehälter oder Trockenbeete, die zur Eindickung genutzt werden können Stabiler, einfacher Betrieb Aerobe simultane Schlammstabilisierung

21 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 21 4 Schlammbehandlung 4.1 Übersicht 4.2 Eindickung 4.3 Biologische Schlammstabilisierung 4.4 Entwässerung und Trocknung 4.5 Entsorgung Peter Krebs Grundlagen der Abwassersysteme

22 Kap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 22 Wassergehalt im ausgefaulten Schlamm > 95% ! Verminderung des Wassergehaltes und des Volumens Schlammvolumen mit Wassergehalt Kein linearer Zusammenhang ! Volumenreduktion

23 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 23 Konditionierung mit Flockungshilfsmitteln (Polyelektrolyte) zur effizienteren Entwässerung DekanterKontinuierlich Kammerfilter- presse (große Anlagen) Batch-weise Bandfilterpresse (kleine Anlagen) Kontinuierlich Zentrifuge Hydraulische Pressen bringen Druck auf VerfahrenBetriebMethode Zuerst Unterdruck, dann kneten über Umlenkrollen W TS > 0,7< 0,3 bis 0,6bis 0,4 bis 0,7bis 0,3 Entwässerung

24 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 24 DekanterzentrifugeErreichbarer TR: 25 – 35 % kontinuierliche Beschickung möglich Maschinelle Schlammentwässerung

25 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 25 KammerfilterpresseErreichbarer TR: 25 – 40 % diskontinuierliche Beschickung Maschinelle Schlammentwässerung

26 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 26 Siebbandpresse Erreichbarer TR: bis 30% Kontinuierliche Beschickung möglich Relativ wartungsarm und robust Maschinelle Schlammentwässerung

27 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 27 Dünne Schlammschicht (< 20 cm) Sandschicht mit Drainage als Filterschicht Schlamm wirdzuerst drainiert dann luftgetrocknet durch Verdunstung Für kleine Anlagen geeignet AnlageSpezifischer Flächenbedarf Nur mechanische Reinigung13 EW/m 2 Tropfkörper6 EW/m 2 Belebungsanlage4 EW/m 2 Auslegung W 0,55 (Imhoff, 1990) Trockenbeet

28 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 28 Verdampfung des Wassergehaltes Teiltrocknung W 0,3 bis 0,4 Volltrocknung W bis < 0,1 Kontakttrocknung durch beheizte Flächen Konvektionstrocknung durch heiße Luft im Gegenstrom Zuluft ca. 600°C, Abluft ca. 300°C (Imhoff, 1999) Einsatz nur für große Kläranlagen wirtschaftlich Lagerung ist kritisch: Brand, Staubexplosion In Granulatform als Dünger einsetzbar Trocknung

29 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 29 CSB = 70 mg l -1 TS ÜS_ED = 3% TS PS_ED = 6% TS MS = 28% TS Tr = 90% CSB = 2500 mg l -1 3,5 kg t TS -1 TS ÜS = 0,65% TS PS_ED = 1,4% Schema Schlammbehandlung DD-Kaditz

30 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 30 4 Schlammbehandlung 4.1 Übersicht 4.2 Eindickung 4.3 Biologische Schlammstabilisierung 4.4 Entwässerung und Trocknung 4.5 Entsorgung Peter Krebs Grundlagen der Abwassersysteme

31 Kap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 31 Recycling der Nährstoffe, aus ausgefaultem Schlamm Probleme Generell Akzeptanz Schwermetalle Mikroschadstoffe: Arzneimittelrückstände, endokrin wirksame Substanzen Flüssiger Klärschlamm Entwässerter Klärschlamm Getrockneter Klärschlamm P- und N-Dünger P-Dünger, N als Depot P-Dünger SchlammbehandlungDüngerart * * Beschränkung der Überdüngung durch Vorgabe 5 (t mT /3a) Verwertung in der Landwirtschaft

32 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 32 Aerober biologischer Abbau organischer Inhaltsstoffe VoraussetzungenStabilisierung Entwässerung Hygienisierung Verfahren Strukturmittel: gehäckselter(s) Strauchschnitt, Stroh, Holz Sägemehl, -späne Mischung ca. 1:1 Wassergehalt des Rottegemisches ca. 0,65 Anforderungen sind höher als an Klärschlammausbringung ! Kompostierung

33 Grundlagen der AbwassersystemeKap. 4 Schlammbehandlung© PK, JT, Seite 33 Nutzung des Energieinhalts, aber nicht der Nährstoffe Monoverbrennungsanlagen (d.h. ohne Zuschlagsstoffe) Mitverbrennung in Müllverbrennungsanlagen in Zementwerken, Asche wird in den Werkstoff eingebunden bei ausreichend hohem Heizwert des Schlamms höherer Heizwert, wenn dem Schlamm kein Biogas entzogen wurde bei ausreichendem Wassergehalt (keine Volltrocknung) Wirbelschichtofen Verbrennung bei 800 – 950°C im in Schwebe gehaltenen Sandbett teuer! in Kohlekraftwerken Verbrennung


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