VERGLEICH UND OPTIMIERUNG VERSCHIEDENER VERFAHREN DER MECHANISCHEN KLÄRSCHLAMMDESINTEGRATION

Dipl.-Ing. G. Lehne , Dr.-Ing. J. Müller , Prof. Dr.-Ing. J. Schwedes

 

Institut für Mechanische Verfahrenstechnik

 

Kurzreferat:

Die Klärschlammdesintegration mit einer anschließenden anaeroben Behandlung stellt als neuer Verfahrensschritt der Schlammbehandlung eine Möglichkeit dar, die anfallenden Schlammengen zu reduzieren. Durch eine Desintegration des Klärschlammes werden die Zellwände von im Schlamm befindlichen Mikroorganismen aufgebrochen, die biologisch-chemische Hydrolyse unterstützt, ein sich anschließender anaerober Abbau beschleunigt und der Abbaugrad erhöht.

Um im anaeroben Prozeß hohe Abbauleistungen zu erzielen sind geeignete Geräte zur Desintegration auszuwählen und Zielgrößen für die Desintegration festzulegen. In den vorgestellten Versuchen wurden verschiedene mechanische Desintegrationsverfahren  (Rührwerkskugelmühle, Hochdruck-, Ultraschall- und  Scherspalthomogenisator) vergleichend untersucht. Als Meßgrößen wurden unter anderem die Partikelgröße, die Zellzerstörung über den Aufschlußgrad mittels der Sauerstoffzehrung und die Freisetzung der organischen Substanz über den Aufschlußgrad mittels des Chemischen Sauerstoffbedarfs bestimmt. Es standen Überschuß- und Faulschlämme verschiedener Kläranlagen als Versuchsmaterial zur Verfügung.

Dabei zeigten sich geräteabhängige Unterschiede bei der Nutzung der eingetragenen Energie. Das Prinzip des Scherspalt­homogenisators erwies sich als nicht geeignet für eine Klärschlamm­desintegration mit dem Ziel einer Verbesserung des anaeroben Abbaus. Sowohl mit dem Hochdruckhomogenisator als auch mit den Rührwerks­kugelmühlen konnten hohe Aufschlußgrade bei relativ geringen spezifischen Energien erzielt werden. Es konnten diejenigen Betriebs- und Schlammparameter ermittelt werden, bei denen ein effektiver Aufschluß mit einem Minimum an Energie erreicht wird.

Ein weiteres Ziel der Untersuchungen war es, die Geräte konstruktiv hinsichtlich des Einsatzes mit Klärschlamm zu optimieren. Bei den Rührwerkskugelmühlen konnte durch den Einsatz einer neuartigen Doppelringspaltmühle deutlich bessere Ergebnisse im Vergleich mit üblichen Vollraummühlen erreicht werden. Die Abtrennung der Mahlkugeln erfolgt dabei aufgrund von Zentrifugalkräften, so daß der Einsatz von Sieben und die damit verbundenen Verstopfungsprobleme vermieden werden konnten. Zusätzlich ließen sich mit der weiterentwickelten Rührwerkskugelmühle wesentlich größere Volumenströme bei gleichzeitig erhöhten Schlammfeststoffgehalten realisieren. Beim Einsatz der Ultraschalltechnik wurde die Energiedichte durch unterschiedliche Sonotroden variiert, um zu einer besseren Energieausnutzung zu gelangen.

Auf Grundlage der Meßergebnisse und der vorgenommenen konstruktiven Verbesserungen konnten Aufschlußgeräte ausgewählt und weiterentwickelt werden, die hinsichtlich Energieeintrag, Durchsatzleistung, Verschleißfestigkeit und Verstopfungssicherheit für den Schlammaufschluß auf Kläranlagen optimiert sind.

 

 

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Quelle:

G. Lehne, J. Müller, J. Schwedes (1999). Vergleich und Optimierung verschiedener Verfahren der mechanischen Klärschlammdesintegration, 4. GVC- Abwasser Kongress, 6.-8. Sept. in Bremen, Preprints Bd. 2, S. 817-821