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.
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