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ORGANISCHE SCHLÄMME

 

1.        Entwässerung von Nass-Schlämmen

 

Die Einwellenschneckenpresse zur Entwässerung verschiedenster Substrate (Klärschlamm, Biomüll, Industrieschlämme, etc.)

 

 

1.1.     Einsatzbereiche

 

  • Abwasserreinigung in Schlachthöfen

  • Aufbereitung von Waschwassser

  • Treberentwässerung in Brauereien

  • Treberentwässerung

  • Flotatschlammentwässerung

  • Molkereiabwasser

  • Entwässerung von Stein-/ Schotterschlämmen, Beton-, Zement- und Schleifschlämmen

  • Entwässerung von Schlämmen aus der Alteisenaufbereitung und Autoschrottverwertung

  • Entwässerung von Brauereischlamm

  • Mischschlämme

  • Schlamm aus Kunststoffrecycling

  • Schlämme aus der Abwasserreinigung

  • Schlammentwässerung

  • Schlämme aus der Sandaufbereitung

  • Schlämme aus der Biomüllvergärung

  • Ölschlamm - ölbelastetes Sammelabwasser von Industrien

  • Ölschlamm - Abwasserreinigung einer Raffinerie

  • Hydroxidschlämme aus Wasserwerken

  • Preßentwässerung von Kompostrückständen

  • Gärsubstrat und Bioreststoff aus Fermentation

  • Flugasche aus Rauchgasreinigung

  • Stahlschrottaufbereitung - Schlackenrückstand- und Staubschlamm

  • Gülleseparierung in einer Schweinezuchtanlage

 

1.2.    Funktionsweise

 

Mit einer Schlammpumpe wird der zu entwässernde Schlamm aus einem Schlammspeicher oder direkt aus dem Faulturm in den Flockungsreaktor gefördert. Das erforderliche Flockungshilfsmittel wird in einer vollautomatischen Flockungshilfsmittel- Aufbereitungsanlage kontinuierlich angesetzt und dem Dünnschlamm in der Polymerimpfeinrichtung zugegeben. Das entstehende Gemisch wird anschließend in der verstellbaren Mischeinrichtung einer intensiven und turbulenten Vermischung unterzogen. Der mit Polymergebrauchslösung geimpfte Dünnschlamm bildet im Flockungsrohrreaktor Schlammflocken aus.

Über das am Einlauftrichter der Einwellenschneckenpresse integrierte Spaltsieb kann bereits freigesetztes Wasser ablaufen. Durch eine kontinuierliche Förderung vom Einlauf bis zum Abwurftrichter längs eines Spaltsiebes wird der ausgeflockte Schlamm gepresst, gewendet und das freigesetzte Wasser filtriert. Somit tritt immer neuer Dünnschlamm an die Oberfläche des Siebkorbes und der Aufbau eines großen Filterkuchenwiderstand durch entwässerten Filterkuchen wird verhindert.

Eines Teilstromes des Filtrates wird in die Dünnschlammleitung zurückgeführt, so dass die Filtratbelastung gering gehalten werden kann.

 

 

  

1.3.    Anwendungsprinzip

 

anhand der Planung einer Vergärungsanlage für Orangenschalen (Standort: Israel)

 

   Legende:

 

   1 Stahlsilo bauseits vorhanden

   2 Stachelwalzenmühle

   3 Gummizahnwalzenmühle

   4 Zwischenpufferbehälter

   5 Macerator

   6 Monopumpe

   7 Frischsubstratvorwärmung

   8 Gasfermenter

   9 Gaspuffer

   10 Kiesfilter

11 Überdruckfackel

12 Gaslagerblase

13 Blockheizkraftwerk

14 Thermoträgeröl-Abhitzekessel mit Stützfeuerung

15 Thermoträgerölpuffertank

16 Gasreformer

17 Entwässerungspresse

18 Fahrsilo

19 Eindicklagune

20 Sandfangentleerung

 

2.        Klärschlammreduzierung

Vorwort - Aus Abwasser wird hochwertiges Gas

Das Fermentations-System basiert auf einem neuen Zweistufen-Fermenter mit hohem Wirkungsgrad. Sie werden eingesetzt zur anaeroben Behandlung von hochbelasteten Abwässern und Schlämmen. Aus diesen entsteht dabei hochwertiges Gas, dass sich hervorragend für Heizzwecke und für die Stromerzeugung eignet.

 

2.1.    Verfahrensprinzip

 

Die konstruktiven Neuerungen unserer Technologie ermöglichen eine erhebliche Steigerung des Stoffumsatzes, vor allem aber auch eine wesentliche Verbesserung der Betriebssicherheit dieser Anlagen.

 

Die Hydraulik- und Hydrolysestufe ist – vollständig von der Methanstufe getrennt – innerhalb des Fermenters eingebaut und mit dem Hauptbehälter nur durch das patentierte, spezielle Eintragssystem verbunden.

Durch diese Hydraulik-Stufe, in der die ersten Umbauvorgänge (Hydrolyse) ablaufen, und gleichzeitig vorhandener Sauerstoff und entstehendes Kohlendioxid über ein spezielles Entlüftungssystem ausgetragen werden, erfolgt die Beschickung des Fermenters durch Eintrag des Substrates.

Weil die erste Stufe als Hydraulik-Stufe ausgelegt ist, wird durch den Aufbau eines hydraulischen Drucks auf das Rohrleitungssystem eine exakte Durchmischung und Substratführung innerhalb des Fermenters erreicht. Die Substratleitungen sind so angeordnet, dass der Zweistufen-Fermenter immer in vollständig gefülltem Zustand betrieben werden kann – damit ist eine optimale Volumenausnutzung gegeben.

 

Der Einbau eines speziellen Speichermediums dient der Rückhaltung aktiver Biomasse.

 

Zu diesem Konstruktionsprinzip kommen noch einige bautechnische Feinheiten. Denn die im Fermentermittelpunkt stehende zylindrische Hydraulikstufe dient gleichzeitig als statisches Auflageelement für die Deckenkonstruktion – aufwendige Bauarbeiten, wie sie bei freitragenden Konstruktionen notwendig sind, sind komplett überflüssig.

Ein weiteres Plus sind die gezielt isolierten Bakterienstämme, mit denen im Langzeit-Betrieb Abbaugrade von mehr als 90% der organischen Masse erreicht wurden.

Zur CO2-Reduktion wurde ein Gasreformer entwickelt, der dem Zweistufen-Fermenter nachgeschaltet wird. Dabei handelt es sich ebenfalls um einen isolierten Bakterienstamm, der mit Wasserstoff und Zugabe von Kohlendioxid Methangas produziert.

Bei Fermentern der herkömmlichen Konstruktion liegt die Gasqualität in der Regel bei einem Methangehalt von 58 – 68%.

Durch den Gasreformer wird eine Erhöhung des Methangehaltes von 10-15% erzielt, was den Wirkungsgrad bei der Verwertung enorm steigert. Der Gasreformer ist in dieses System als dritte Stufe nachgeschaltet bzw. integriert.

Die wichtigsten Vorteile des Systems:

  • Keine Schwimmdeckenbildung – ungestörter Gasaustritt, ohne technische Hilfsmittel

  • Gleichmäßige, kontrollierbare Substratdurchströmung des Fermenters – ohne zusätzliche Pumpen bzw. Rührwerke (ein Rührwerk Stufe 1)

  • Der Fermenter kann im Betriebszustand von Bodenablagerungen gereinigt werden

  • Austrag von Sauerstoff und Kohlendioxid aus der ersten Fermenterstufe – ungestörter Prozessablauf und Produktion eines qualitativ hochwertigen Gases

  • Sehr hoher Abbauwirkungsgrad – hohe Gasausbeute

  • Einfaches Konstruktionsprinzip – geringere Baukosten

  • Störungsfreier, bedienungsfreundlicher Anlagenbetrieb – hohe Wirtschaftlichkeit

 

 

2.2.    Funktionsweise des nachgeschalteten Gaseformers

 

 

 

1                   Gasentnahmekopf mit Schauglas

2                   Umpumpleitung

3                   Poröse Füllkörper

4                   Freiraum für Füllkörperbewegung

5                   Siebboden

6                   Eintrags- und Verteilersystem

7                   Eintragsdüsen

8                   Mischrohre

 

Das Methangas-Kohlendioxid-Wasserstoff Gemisch wird kontinuierlich über eine Kompressor-Station eingetragen. Die Anlage ist selbstverständlich vollautomatisch.

 

 

2.3.  Schlamm-Minimierung und Beschleunigung der Faulung

Die Schlammentsorgung stellt einen wesentlichen Faktor für die Betriebskosten einer Kläranlage dar. Diese Kosten können gesenkt werden, wenn es gelingt, den anfallenden Klärschlamm so zu behandeln, dass der zu entsorgende Rest minimiert wird. Die Klärschlammdesintegration kann dazu einen Beitrag leisten.
Üblicherweise werden die auf Kläranlagen anfallenden Rohschlämme aerob oder anaerob stabilisiert. Bei der biologischen Stabilisierung wird ein Teil der organischen Substanz mit Hilfe von Mikroorganismen abgebaut und somit die Schlammasse reduziert. Auf größeren Kläranlagen wird meist eine anaerobe Stabilisierung in Form einer mesophilen Klärschlammfaulung durchgeführt. Bei Faulzeiten, die üblicherweise zwischen 20 und 30 Tagen liegen, werden dabei 30 % bis 50 % der organischen Feststoffe  abgebaut.

 

Durch Anwendung der Klärschlammdesintegration kann die Schlammfaulung beschleunigt werden, d. h. die unten genannten Abbaugrade können in wesentlich verkürzten Verweilzeiten erreicht werden und der Abbaugrad und die Faulgasproduktion erhöht werden, d. h. bei gleichen Verweilzeiten findet ein weitergehender Abbau der organischen Feststoffe mit entsprechend höherer Faulgasproduktion statt.

 

 

2.4.   Anwendungsbereiche

 

Die mechanische Klärschlammdesintegration kann verschiedene Wirkungen auf die Schlammbehandlung und die Abwasserreinigung einer Kläranlage haben. Auf die wichtigsten Anwendungsmöglichkeiten und Einflussgrößen wird im folgenden eingegangen.
An jedem der vorgestellten Orte kann neben einer Behandlung des gesamten Volumenstroms auch eine Teilstrombehandlung vorgenommen werden. Dabei werden folgende Ziele verfolgt:

 

Optimierung der Faulung / Denitrifikation

Zerstörung von fädigen Organismenstrukturen zur Schwimmschlammbekämpfung         
Verminderung des Überschußschlammanfalles

Beeinflussung des Entwässerungsverhaltens

 

Nach den neuesten Ergebnissen aus der Forschung sollte der Schlamm entwässert, getrocknet und in der letzten Stufe über einen Ölreformer verwertet werden. Vorteil ist, dass sämtliche bis dahin noch nicht abgebauten organischen Materialien und Kunststoffpartikel, die nicht abbaubar sind, in dieser Weise im Ölreformer zu Öl umgesetzt werden.

 

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