ATV DWA M 381_Sludge Thickening

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DWARegelwerk Merkblatt DWA-M 381 Eindickung von Klärschlamm Oktober 2007 978-3-939057-86-4

Vorwort Die Eindickung von Klärschlämmen ist eine der wichtigsten Grundoperationen der gesamten Klärschlammbehandlung. Seit Jahrzehnten werden auf Kläranlagen zur Eindickung der Schlämme statische Verfahren im Eindicker oder in einer Flotationsstufe sowie maschinelle Verfahren betrieben. Die Flotation und die maschinellen Verfahren werden fast ausschließlich für die Überschussschlamm-Eindickung eingesetzt. Der frühere ATV-Fachausschuss 3.2 „Stabilisation, Entseuchung, Eindickung, Entwässerung und Konditionierung von Schlämmen“ hat 1998 den Arbeitsbericht „Eindickung von Klärschlamm“ [8] vorgelegt. Die verschiedenen Verfahren und deren Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit wurden aktualisiert und sind in diesem Merkblatt dargestellt. Der DWA-Fachausschuss AK-2 und seine Arbeitsgruppe AK-2.4 haben das vorliegende Merkblatt unter dem Gesichtspunkt des aktuellen Standes der Technik, der relevanten Gesetzgebung und der notwendigen betrieblichen Erfordernisse erarbeitet. Hiermit soll eine praxisbezogene Orientierungshilfe gegeben werden. Das DWA-Merkblatt richtet sich vor allem an den Praktiker auf der Kläranlage sowie an planende und ausführende Ingenieure und Techniker. Verfasser Dieses Merkblatt ist im Auftrag und unter Mitwirkung des DWA-Fachausschusses AK-2 „Stabilisierung, Entseuchung, Konditionierung, Eindickung und Entwässerung von Schlämmen“ von dessen Arbeitsgruppe AK-2.4 „Eindickung und Entwässerung “ erarbeitet worden. Mitglieder der Arbeitsgruppe AK-2.4: BISCHOF, Fredy BLEI, Peter DENKERT, Ralf WOLF, Siegfried

Dr.-Ing., Essen Dipl.-Ing., Ludwigshafen Dr.-Ing., Bochum (Sprecher) Dipl.-Ing., Ottobrunn

Mitglieder des Fachausschusses AK-2:

http://localhost:58091/RW/ShowDocument

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BISCHOF, Fredy BLEI, Peter DENKERT, Ralf EVERS, Peter GLASENAPP, Joachim KOPP, Julia LOLL, Ulrich MELSA , Armin WOLF, Siegfried

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Dr.-Ing., Essen Dipl.-Ing., Ludwigshafen Dr.-Ing., Bochum Dr.-Ing., Essen Dr.-Ing., Hamburg Dr.-Ing., Lengede Dr.-Ing., Darmstadt (Obmann) Prof. Dr.-Ing. E.h., Viersen (stellv. Obmann) Dipl.-Ing., Ottobrunn

Projektbetreuer in der DWA-Bundesgeschäftsstelle: REIFENSTUHL, Reinhard Dipl.-Ing., Hennef Abteilung Wasserwirtschaft, Wasserwirtschaft, Abfall und Boden 1

Anwendungsbereich

Die Eindickung von Klärschlämmen ist eine der wichtigsten Grundoperationen der Schlammbehandlung. Sie stellt die einfachste und kostengünstigste Art der Aufkonzentration der Feststoffe bzw. der Fest-/Flüssig-Trennung bei der Klärschlammbehandlung dar. Der Verfahrensschritt der Eindickung wird nahezu auf jeder Kläranlage praktiziert. Im Bereich der Schlammeindickung und der hieraus resultierenden Prozesswasserführung und -behandlung ist eine Zunahme des Interesses an einer Verfahrensoptimierung erkennbar. Dieses Interesse resultiert nicht zuletzt aus dem Kostendruck, der bei den Anlagenbetreibern besteht. Das vorliegende Merkblatt gibt den Betreibern von Kläranlagen und beratenden Ingenieuren Empfehlungen zur Bemessung, Ausführung und zum wirtschaftlichen Betrieb von Anlagen zur Eindickung kommunaler Klärschlämme. Es fasst hierzu den aktuellen Kenntnisstand über die Grundlagen und Techniken der verschiedenen Verfahren der Eindickung zusammen und gibt Hinweise zu Betriebserfahrungen sowie den Kosten der technisch etablierten Verfahren. Der Schwerpunkt liegt auf den Verfahren zur Eindickung, wie sie auf kommunalen Kläranlagen angewendet werden. Die Inhalte und Empfehlungen dieses Merkblattes lassen sich aber in großem Umfang analog auch auf andere Schlämme übertragen, z. B. Schlämme aus der Trinkwasseraufbereitung (siehe [20]) oder der Industrieabwasserreinigung. Es obliegt dann edoch in besonderer Weise dem Anwender, die Übertragbarkeit der hier gegebenen Empfehlungen zu prüfen, insbesondere hinsichtlich der im Einzelfall vorliegenden speziellen Eigenschaften des jeweiligen Schlammes und der Auswirkungen auf die Bemessung und den Betrieb der Anlagen. 2

Begriffe

Das vorliegende Merkblatt bezieht sich auf die Begriffsdefinitionen der DIN 4045 (August 2003), der DIN EN 1085 (Mai 2007), der DIN EN 12832 (November 1999) sowie der DIN EN 12255-8 (Oktober 2001). Die nachfolgenden, besonders relevanten Begriffe werden über den Hinweis zur Normung hinaus hier gesondert erläutert. 2.1 2.1

2.1.1

Defini Definition tion en und Grundlagen

Klärschlamm


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Bei der Behandlung von Abwasser anfallender a nfallender bzw. erzeugter Schlamm (DIN EN 12832 [3]). Hinweis: Klärschlämme Hinweis: Klärschlämme bestehen überwiegend aus einem flüssigen und einem festen Anteil und sind somit Suspensionen. 2.1.2

Schlamm

Gemisch von Wasser und Feststoffen, das durch natürliche oder künstliche Vorgänge von Wasserarten abtrennbar ist (DIN EN 1085 [2], DIN 4045 [1], DIN EN 12880 [5]). Hinweis: Ziel Hinweis: Ziel einer Eindickung ist die Anreicherung des festen Anteils (Volumenminderung durch Wasserentzug) im Schlamm. Im verfahrenstechnischen Sprachgebrauch werden die im festen Anteil enthaltenen Stoffe allgemein als Feststoffe, ungelöste Stoffe, Trockenstoffe oder Trockenrückstand bezeichnet 2.1.3

Mischschlamm

In der Vorklärung abgetrennter Schlamm, der mit anderen zurückgeführten Schlammarten, z. B. mit Überschussschlamm, vermischt ist (DIN EN 1085 [2]). 2.1.4

Rohschlamm

Nicht stabilisierter Schlamm (DIN EN 1085 [2]). 2.1.5

Dickschlamm

Eingedickter Schlamm nach Behandlung in einem Eindickverfahren. 2.1.6

Schlammwasser

Vom Schlamm abgetrennte Flüssigkeit (DIN EN 1085 [2]). Hinweis: Das Hinweis: Das abgetrennte Schlammwasser wird je nach Verfahren z. B. als Trübwasser oder Überstandswasser (Eindicker), Zentrat (Zentrifuge) oder Filtrat (Filter-Verfahren) bezeichnet. 2.1.7

Schlammkonditionierung

Physikalische, chemische, thermische oder andere Schlammbehandlungsverfahren zur Verbesserung der Eindickung bzw. der Entwässerbarkeit (DIN EN 1085 [2]). 2.1. 2.1.8 8

Flockungs Flocku ngshilf hilf smittel smit tel (Polym (Polym er)

In diesem Merkblatt wird der Begriff Polymer als Synonym für synthetische organische


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Flockungshilfsmittel (FHM) verwendet. Die Grundlagen zur Auswahl und zum Einsatz von organischen Flockungshilfsmitteln sind in [11] erläutert. 2.1.9

Feststoffgehalt

Zur Bestimmung des Feststoffgehalts wird die Analyse des Trockenrückstandes (% TR) und der Trockenmassekonzentration/Trockensubstanzgehalt (gTS/l) nach DIN EN 12880 [5] durchgeführt. Bei „dünnen“ Schlämmen (z. B. Belebtschlamm oder Überschussschlamm aus der Belebungsstufe) ist der Trockensubstanzgehalt (gTS/l) an der abfiltrierten Probe (Papierfilter – Fachbegriff Schwarzbandfilter) zu analysieren. Die gleiche Analyse wird üblicherweise für das Überstandswasser (Trübwasser) aus einem Eindicker oder das Zentrat oder Filtrat aus einer maschinellen Eindickung durchgeführt. In besonderen Fällen kann das da s Überstandswasser/ Filtrat/ Zentrat über einen 0,45 µm Filter abfiltriert werden, vergleichbar mit dem Parameter Abfiltrierbare Stoffe Stoffe (AFS). Die Ergebnisse Ergebnisse der TS- und AFS-Analysen sind nicht vergleichbar. Der Feststoffgehalt eines voreingedickten Schlammes (z. B. Primärschlamm aus der Vorklärung oder Faulschlamm aus einem Faulbehälter) oder im Austrag des statischen Eindickers oder einer Eindickmaschine wird als Trockenrückstand (% TR) an der nicht abfiltrierten Gesamtprobe nach DIN EN 12880 [5] analysiert. Bei sehr stark industriell beeinflussten Kläranlagen ist ein möglicherweise hoher gelöster Salzgehalt (z. B. Chlorid) zu berücksichtigen. Der Salzgehalt ist bei der gewichtsbezogenen Analyse des Trockenrückstands an der nicht abfiltrierten abfiltrierten Gesamtprobe enthalten, während der gelöste Salzgehalt bei der Analyse des Trockensubstanzgehaltes mit dem Wasser abfiltriert wird. Der Salzgehalt kann bei der Analyse des Trockensubstanzgehaltes und Trockenrückstands im Extremfall zu einer Differenz von 2 gTS/l bis 3 gTS/l führen. Diese Werte sind dann sowohl bei der Berechnung des feststoffbezogenen spezifischen Flockungshilfsmittelverbrauchs und des Abscheidegrades als auch bei der Analyse des organischen Feststoffgehalts und der entsprechenden feststoffbezogenen Bestimmung als Glühverlust zu berücksichtigen. Darüber hinaus kann ein hoher Salzgehalt die Wirksamkeit des Flockungshilfsmittels (FHM) zur Konditionierung des Klärschlammes signifikant beeinflussen und zu einem deutlichen Anstieg des FHM-Bedarfs führen. Der Salzgehalt kann in der Abwassertechnik über den Parameter elektrische Leitfähigkeit abgeschätzt werden. Die Analyseverfahren und die Bewertungen müssen vor Betriebsversuchen oder in Ausschreibungen zur Vermeidung von Streitigkeiten Streitigkeiten detailliert festgelegt festgelegt werden. 2.1.10

Abscheidegrad

Quotient aus der bei einem Trennvorgang abgeschiedenen abgesch iedenen und der zugeführten Masse eines Inhaltsstoffes (DIN EN 1085 [2]). Zur Berechnung des feststoffbezogenen Abscheidegrades eines Eindickers oder einer Maschine wird vereinfachend ohne Berücksichtigung der Dichteunterschiede der Trockenrückstand in % TR mit dem Faktor 10 in gTS/l (1 % TR = 10 gTS/l) umgerechnet. Berechnung feststoffbezogener Abscheidegrad:


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η

TS Zu TS Ze TS Aus

2.1.11

[%] [gTS/l] [gTS/l] [gTS/l]

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feststoffbezogener Abscheidegrad Zulauf Trockensubstanz Zentrat/Filtrat Trockensubstanz Austrag Feststoffgehalt

Wassergehalt

Vor der Eindickung weisen Klärschlämme je nach Herkunft unterschiedliche Wassergehalte zwischen ca. 96 % und 99,5 % auf. Die Ursache für den hohen Wassergehalt der Klärschlämme und dem damit zusammenhängenden technischen Aufwand bei der Schlammeindickung ist das große Wasserbindevermögen der Klärschlämme. Die verschiedenen Wasseranteile im Klärschlamm unterscheiden sich in Art und Stärke der Bindungskräfte zu den Feststoffen. In einer Klärschlammsuspension können fünf verschiedene Wasseranteile gemäß ihrer physikalischen Bindung an die Schlammpartikel unterschieden werden: 



Freies Wasser, das keine Bindung an die Schlammpartikel besitzt. Zwischenraumwasser, das durch Kapillarkräfte zwischen den Klärschlammpartikeln in der Flocke gehalten wird.



Oberflächenwasser, das durch Adhäsionskräfte gebunden ist.



Zellinnenwasser, das die Zellflüssigkeit und inneres Kapillarwasser umfasst.



Chemisch gebundenes Wasser, das auch als Kristallwasser (Hydratwasser) bezeichnet wird und durch Ionenbindungen gebunden ist.

Der freie Wasseranteil stellt den größten Wasseranteil in einer Klärschlammsuspension dar. Das freie Wasser bewegt sich zwischen den einzelnen Feststoffpartikeln, ist nicht an diese angelagert oder gebunden und wird nicht durch Kapillarkräfte beeinflusst. Dieser freie Wasseranteil ist durch statische Schwerkraft oder durch das Aufbringen mechanischer Kräfte, z. B. im Zentrifugalfeld oder durch Filtration, abtrennbar. Die weiteren Wasserarten sind in der Regel nur durch thermische Verfahren zu entfernen. Durch weitergehende Verfahren der Konditionierung oder Schlammstrukturveränderung (z. B. Desintegrations-Verfahren, chemische Säure/Base-Verfahren, Hydrolyse-Verfahren) kann es zu einer Veränderung/Verschiebung der Wasseranteile kommen. 2.1.12

Wasserbindevermögen

Nach neuen Untersuchungen und Beobachtungen muss möglicherweise davon ausgegangen werden, dass erhebliche Wassermengen in Klärschlämmen in Form von Gelen (sogenannte Hydrogele) gebunden sind [25]. Gelbildende Substanzen sind sowohl in aerob-, als auch anaerob produzierten Schlämmen vorhanden. Hierzu gehören insbesondere Kohlehydrate und Proteine. Diese Stoffe können durch das zugeführte Abwasser eingetragen werden, oder


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auch durch die Abwasserbakterien selbst produziert werden (EPS). Die Anwesenheit dieser Substanzen und die besonderen Eigenschaften in Bezug auf die Wasserbindung und damit auch auf die Eindickung und Entwässerung wurden in [31] nachgewiesen. Polysaccharide und Proteine besitzen in ihrer wasserlöslichen Form Hydrogelstrukturen, die ihre wasserbindenden Eigenschaften, z. B. unter folgenden Einflüssen, verändern können: pH- Wert, Temperatur, Salzgehalt. Genaue Aufklärung über diese Art der Wasserbindung und den damit verbundenen Einfluss auf die Eindick- und Entwässerbarkeit von Klärschlämmen muss durch künftige Forschungsarbeiten noch erbracht werden. Die hohen Wassergehalte und die sich daraus ergebenden großen Schlammvolumina führen bei den verschiedenen Prozessen der Schlammbehandlung zu Erschwernissen und technischen Problemen sowie zu einem teilweise erheblichen baulichen, maschinellen und betrieblichen Aufwand. Die jeweilige Menge des Wassers und insbesondere die Intensität der zwischenmolekularen Bindekräfte (elektrostatische und van-der-Waals-Kräfte) sind entscheidend von folgenden Faktoren abhängig: 









Der Partikelgrößenverteilung, wobei Kleinstpartikel eine sehr große spezifische Oberfläche und damit sehr große Bindungskräfte haben. Den organischen Inhaltsstoffen, die eine sehr große spezifische spe zifische Oberfläche haben. Den kolloidalen und gelartigen Bestandteilen, die besonders in organischen Überschussschlämmen und in Hydroxidschlämmen sowie in PhosphatFällungsschlämmen enthalten sind. Dem Anteil an fadenbildenden Mikroorganismen (z. B. Microthrix parvicella) infolge der hydrophoben (wasserabstoßenden) Eigenschaften. Dem Anteil an EPS (Extrazelluläre polymere Substanzen, überwiegend langkettige Polysaccharid- (Kohlenhydrat-) und Protein- (Eiweiß-) Verbindungen) infolge der schleimigen/viskosen Eigenschaften.

Bei der biologischen Abwasserreinigung und der Klärschlammstabilisierung vermindert sich durch den Abbau der organischen Substanz vor allem der Anteil der kolloidalen und gelartigen Inhaltsstoffe mit Ausnahme der EPS. Nach ihren Eigenschaften – besonders hinsichtlich ihres Wasserbindungsvermögens – werden die Schlämme üblicherweise in drei Gruppen eingeteilt: 1.

Gut eindick bare/entwässerbare bare/entwässerbare Schlämme

2.

Hierzu gehören Schlämme mit größeren Anteilen an mineralischen Stoffen (auch aus einer Mischkanalisation), wie z. B. Feinsanden. Mittelmäßig eind eindickb ickb are/entwässerbare are/entwässerbare Schlämme

3.

Typischer Vorklär- oder Faulschlamm ohne nennenswerte industrielle Anteile oder gelartigen Substanzen. eindickbare/entwässerbare Schlämme Belebter Schlamm aus biologischen Reinigungsstufen, Tropfkörperschlamm, Hydroxid-schlämme aus Galvaniken oder Beizereien, Phosphatfällungsschlämme, deren β-Wert (mol Fällmittel/mol Phosphor) erheblich über 1,5 liegen.

2.1.13

Klärschlammkennwerte


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Zur Beschreibung des Eindickungs- und Entwässerungsverhaltens eines Klärschlammes werden Klärschlammkennwerte genutzt. Es werden in der Literatur eine Vielzahl von Kennwerten beschrieben, die in dem ATV-Arbeitsbericht „Entwässerungskennwerte“ [9] veröffentlicht sind. In den letzten Jahren wurden Fortschritte zur praxisbezogenen Bearbeitung und Beschreibung von Schlammeigenschaften [27] erzielt, die von der im Jahr 2003 gegründeten DWA-Arbeitsgruppe AK/AG 1.4 „Klärschlammkennwerte“ in einem neuen n euen Merkblatt DWA-M 383 (noch nicht veröffentlicht) aktuell zusammengestellt und bewertet werden. Es wird empfohlen, die leistungsrelevanten Schlammkennwerte in Ausschreibungen oder zum Leistungsnachweis von Maschinen festzulegen und zu verwenden. 2.2 2.2 Abkü Ab kü rzung rzu ng ABA A

AFS

Abkü rzungen und Kurzzeichen Einheit m² kg/m³

Bedeutung Abwasserbehandlungsanlage Oberfläche Abfiltrierbare Stoffe Stoffe (mit Filterpapier Filterpapier 0,45 µm)

D

m

Durchmesser

E

-

Einwohner

EW

E

Einwohnerwert

EPS-Gehalt

mg/kg

Exopolymere Substanzen oder Extrazelluläre polymere Substanzen (Proteine, Polysaccharide)

F

-

Fracht

FHM

-

Flockungshilfsmittel

FM

-

Fällmittel

FS

-

Faulschlamm

GV

% m m m m

Glühverlust

H H R H H

ISV L LF oTR oTS

ml/g oder l/kg l/m³

Gesamthöhe des Durchlaufeindickers (H = H W + H S + H R) Höhe der Räumzone, des Räumschildes Höhe der Schlammzone Höhe der Schlammwasserzone Schlammindex Luftmenge

mS/cm oder Elektrische Leitfähigkeit S/m %

organischer Anteil des Trockenrückstands

kg/m³ oder organischer Anteil des Trockensubstanzgehaltes g/l

pH

-

pH-Wert

PS

-

Primärschlamm

q A

m³/(m²·h)

QS

m³/h

Oberflächenbeschickung Schlammmenge


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T

°C

Temperatur

t A

d

Aufenthaltszeit

TR

%

Trockenrückstand

kg/m³ oder Trockensubstanzgehalt (mit Filterpapier ca. 20 µm) g/l

TS TS A oder B A

kg TS/(m²·d) Oberflächenfeststoffbelastung

ÜS

-

Überschussschlamm

WS

-

Polymere Wirksubstanz zur Berechnung von Flockungshilfsmitteln

β -Wert

-

Spez. Phosphat-Fällmittelbedarf mol Metall/mol P

η* Δ

3

mPa·s -

Scheinbare Viskosität Differenz

Einsatzbereiche der Eindick ung

Der bei der Abwasserreinigung entstehende Klärschlamm ist in der Regel extrem wasserreich und feststoffarm. Für alle nachfolgenden Operationen der Schlammbehandlung ist daher eine Aufkonzentration der Feststoffe Feststoffe mit entsprechender Volumenverminderung Volumenverminderung sinnvoll. Ohne eine weitgehende Eindickung sind die weiteren Verfahrensschritte der Schlammbehandlung wirtschaftlich nicht sinnvoll zu betreiben. be treiben. Das Hauptziel der Klärschlammeindickung besteht in der Volumenverminderung der anfallenden Klärschlämme. Als Nebenziele ergeben sich dadurch positive Auswirkungen auf die nachfolgenden Behandlungsstufen durch eine Prozessstabilisierung. Die Volumenverminderung des Klärschlammes ermöglicht eine Optimierung der Bau- und Betriebskosten. Bei Betrieb einer statischen Eindickung sollten die Behälter nicht zur Zwischenspeicherung und Pufferung von Klärschlamm verwendet werden, da dadurch das Eindickergebnis stark beeinträchtigt werden kann. Das Haupteinsatzgebiet der Volumenverminderung ist die Eindickung von Primärschlamm und Sekundärschlamm vor der anschließenden Klärschlammstabilisierung. Die statische Nacheindickung von stabilisiertem Schlamm, z. B. aus einer Faulung, wird auf Kläranlagen praktiziert. Diese Verfahrenstechnik der statischen Eindickung ist nicht Schwerpunkt dieses Merkblattes, wird jedoch in einzelnen Gliederungspunkten erwähnt. Bei der Mischschlammeindickung werden durch die gemeinsame Eindickung von Primärschlamm und Überschussschlamm im Vorklärbecken oder in einem statischen Eindicker Feststoffgehalte erreicht, die häufig für eine optimierte Betriebsweise der nachfolgenden Behandlungsstufen zu niedrig sind. Darüber hinaus kommt es in der Regel bei Belebungsanlagen mit einer biologischen Phosphor-Elimination durch die Rückführung des Überschussschlammes in die Vorklärung oder in einen Eindicker zu einer signifikanten Rücklösung von Phosphor. Gleichfalls kann es zu einer Hydrolyse von Stickstoff- und Kohlenstoffverbindungen und zu einer Schwefelwasserstoff-Bildung kommen. Diese Faktoren können zu einer massenhaften Entwicklung von Fadenbakterien im Belebungsbecken führen. Daher wird wegen der unterschiedlichen Eindickeigenschaften und zur Vermeidung von Betriebsproblemen zunehmend eine getrennte statische Eindickung des Primärschlammes im Vorklärbecken oder einem Eindicker und die maschinelle Eindickung des Überschussschlammes durchgeführt. Maschinelle Verfahren können auch zur Eindickung von Mischschlamm eingesetzt werden. Der Feststoffgehalt im Dickschlamm sollte nur soweit erhöht werden, dass in der


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nachfolgenden Stabilisierungsstufe der Abbauprozess nicht behindert und die Förderung, Umwälzung und Beheizung nicht beeinträchtigt wird. 3.1 3.1

Statistisc he Auswertung Aus wertung zu Verfahren Verfahren der Eindickun Eindic kung g

Für das Jahr 2003 hat die DWA eine Datenerhebung zur Klärschlammsituation in Deutschland durchgeführt [18], [24]. Von den 10 188 kommunalen k ommunalen Kläranlagen, die gemäß der letzten Erhebung des Statistischen Bundesamtes 2001 in Deutschland existieren, wurden an etwa 6 600 Anlagen Fragebögen versandt. Etwa 3 100 Fragebögen, entsprechend ca. 47 %, wurden zurückgesendet und ausgewertet. Damit wurden insgesamt etwa ein Drittel aller Kläranlagen in Deutschland durch die Umfrage erfasst. In der Erhebung wurden von ca. 157 Mio. EW Behandlungskapazität Behandlungskapazität ca. 99 Mio. EW erfasst erfasst (alle EW -Angaben -Angaben beziehen sich auf die Ausbaugrößen gemäß Genehmigungsbescheid). Das entspricht etwa zwei Dritteln aller Einwohnerwerte. Aus diesen Verhältniszahlen ist zu folgern, dass der Erfassungsgrad großer Kläranlagen höher ist. Die Auswertung der einzelnen Fragestellungen erfolgte i. d. R. so wohl über die Anzahl der Abwasserbehandlungsanlagen (ABA) als auch über die Einwohnerwerte (EW ). ). Der Vergleich der Auswertungen über die Anzahl der Anlagen und die Kapazität ermöglicht u. a. Aussagen zum bevorzugten Einsatz bestimmter b estimmter Verfahren und Maschinen. Bei der Eindickung erfasst die Erhebung nur die Voreindickung des Überschussschlammes. Das Erhebungsergebnis bezogen auf die Anzahl der Abwasserbehandlungsanlagen ist in Bild 1 dargestellt. Bild 2 zeigt das Ergebnis bezogen bezog en auf die Behandlungskapazität (EW ). ). Danach betreiben von 2 843 Kläranlagen 926 – das sind 32,6 % – keine Eindickung, 44,1 % betreiben eine statische und ca. 20 % eine maschinelle Eindickung (Zentrifuge, Siebtrommel, Bandeindicker). Zur Anwendung von Polymeren zur Klärschlamm-Konditionierung bei der Eindickung ist der Erhebung die Aussage zu entnehmen, dass 40 % der Anlagen bzw. 59 % der Behandlungskapazität Polymere (Fest- und Flüssig-Produkte) einsetzen.

Bild 1: 1:

Voreindicku Voreindicku ng des des Überschusssch Überschusssch lammes, lammes, bezogen bezogen auf die Anzahl Anzahl der der


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Abwas Ab was serbeh ser beh and lu ngsan ng san lag en (ABA (A BA); ); Datenb Dat enb asi s: 2 843 ABA AB A [24] [ 24]

Bild 2: 2: Voreindicku Voreindicku ng des des Überschusssch Überschusssch lammes, lammes, bezogen bezogen auf Einwohnerwerte Einwohnerwerte ( EW) Datenbasis: 97 Mio. EW [24] 3.2 3.2

Veränderung Veränderung en der rheologisc rheolo gisc hen Schlammeigensc haften

Die rheologischen Eigenschaften (Fließeigenschaften) der Klärschlämme verändern sich bei der Eindickung. Sie werden mit dem Messwert der scheinbaren sc heinbaren Viskosität beschrieben. Dabei sind Rohschlämme und Faulschlämme als nicht-newton‘sche Flüssigkeiten einzustufen, da sich ihre Zähigkeit in Abhängigkeit von den de n auf die Flüssigkeit ausgeübten Kräften ändert. Bei der Beurteilung des Fließverhaltens sind die verschiedenen Schlammarten Primär- und Sekundärschlamm, Mischschlamm und stabilisierter Schlamm zu unterscheiden. Viskositätsuntersuchungen an belebten Schlämmen mit einem Feststoffgehalt von 2 gTS/l bis 8 gTS/l ergaben keine wesentlichen Abweichungen gegenüber gegenü ber Reinwasser. Ebenso wurden bei der konventionellen statischen Mischschlammeindickung auf einen Feststoffgehalt von 2 % bis 4 % TR keine signifikanten Einflüsse auf das Fließverhalten festgestellt [21]. Anders verhält es sich bei der maschinellen Eindickung von Überschussschlamm, insbesondere beim Betrieb von Zentrifugen ohne Zugabe von Flockungshilfsmittel, bei der sich die scheinbare Viskosität signifikant erhöht [22]. Die scheinbare sch einbare Viskosität für die getrennte statische Eindickung von Primärschlamm und die maschinelle Eindickung von vo n Überschussschlamm mit Zentrifugen sind in Abhängigkeit vom Feststoffgehalt und der Temperatur dargestellt (Bild 3) [21]. Die scheinbare Viskosität wird durch den Anteil und den Durchmesser der feinsten Feststoffpartikel beeinflusst. Insbesondere schnelllaufende Maschinen (z. B. Kreiselpumpen, Zentrifugen, Maceratoren, Desintegrations-Apparate) können den Feinstanteil im Schlamm maßgeblich erhöhen. Darüber hinaus wird in [28] nachgewiesen, dass d ass die scheinbare Viskosität auch signifikant vom Gehalt an extrazellulären polymeren Substanzen (EPS) beeinflusst wird. Es konnte jedoch keine signifikante Abhängigkeit zwischen den rheologischen Eigenschaften und dem organischen Feststoffgehalt (Glühverlust) sowie der


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Partikelgrößenverteilung festgestellt werden [28]. Die Viskosität muss bei den Rohrreibungsverlusten, bei der Auswahl von Pumpen zum Transport des Dickschlammes und der Konzeption von Umwälzeinrichtungen in Stabilisierungsanlagen zur Vermeidung von Betriebsproblemen berücksichtigt werden.

Bild 3 : Einfluss Einflus s des Fests Feststoff toffgehaltes gehaltes und der Temperatur Temperatur auf das Fließverhalten Fließverhalten (scheinbare Viskosität) von Primär- und Überschussschlamm [21] 4

4.1 4.1

Verfahren Verfahren der Eindickung Eindic kung

Statische Eindickun Eindic kung g

Die Betriebskosten der statischen Eindickung sind vergleichsweise gering. Durch die Wirkung der natürlichen Schwerkraft werden die Feststoffe, die eine höhere Dichte als Wasser haben, sedimentiert, konsolidiert und komprimiert. Bei der statischen s tatischen Eindickung – diskontinuierlich oder kontinuierlich betrieben – entstehen im Eindickerbauwerk zwei Phasen, eine feststoffreiche (eingedickter Schlamm) und eine feststoffarme (Schlammwasser/Trübwasser). Zu beachten ist, dass der Feststoffgehalt in der feststoffreichen Phase bzw. im eingedickten Schlamm über die Höhe dieser Phase nicht konstant ist. Die höchste Feststoffkonzentration wird in der untersten Schlammschicht an der Sohle des Eindickers erreicht. Im Mittel sind daher etwa 50 % bis 75 7 5 % des Maximalwertes anzusetzen. Eine gewisse Eindickung wird bereits in den Entnahmetrichtern der Vor- und Nachklärbecken erreicht. Diese wird im Rahmen dieses Merkblattes nicht weiter betrachtet, da die Entnahmetrichter in der Regel nicht für die Eindickung sondern für die Schlammspeicherung bemessen werden. Die Bauwerke für die statische Eindickung werden üblicherweise aus Stahlbeton oder Stahl hergestellt. Zur maschinentechnischen Einrichtung gehören Schlammpumpen, Räumer sowie


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Einrichtungen zum Trübwasserabzug. Die mess- und regeltechnischen Einrichtungen beschränken sich auf die Messung des Schlamminhaltes im Eindicker bzw. auf die Höhe des Schlammspiegels. Die Schlammzuführung kann sowohl durch seitliche Einläufe oder in der Beckenmitte erfolgen. Zur Reduzierung der Einströmgeschwindigkeit und zur gleichmäßigeren Verteilung des Zulaufs können Prallteller, Eintragszylinder oder andere Einlaufsysteme angeordnet werden. Das Schlammwasser wird entweder über feste Schwellen oder höhenregulierbare Abläufe abgezogen. Die Abzugseinrichtungen sind vorwiegend am Beckenrand. Um zu verhindern, dass auftreibender Schlamm in den de n Ablauf gelangt, werden in der Regel Tauchwände angeordnet. Zu den festen Abläufen gehören unter anderem umlaufende Überlaufwehre oder Überfalltöpfe, über die das Schlammwasser in eine Ablaufrinne oder eine Ablaufleitung Ablaufleitung fließt. Die statische Eindickung ist ein verfahrens- und betriebstechnisch relativ einfaches Verfahren im Grenzbereich zwischen Abwasser- und Klärschlammbehandlung. Die Ergebnisse sind edoch nicht gleich bleibend und nicht immer reproduzierbar. Dies liegt in der Regel daran, dass die Auslegung von Durchlauf-Eindickern nach recht groben Erfahrungswerten (Flächenbelastung) vorgenommen wird und bereits einsetzende Faulprozesse oder Wärmeströmungen die Eindickung stören. Mit Hilfe der numerischen Strömungssimulation [30] können Eindicker bei Bedarf erheblich genauer ausgelegt werden. Dazu stehen entsprechende Computerprogramme zur Verfügung. Jedoch ist der damit verbundene Aufwand beträchtlich, da u. a. die Raumgitternetze stets der Konstruktion angepasst werden müssen und für jeden Einzelfall geeignete Modellansätze auszuwählen sind. Das Verhältnis von Aufwand und Nutzen ist in jedem Einzelfall sorgfältig zu prüfen. 4.1.1

Standeindickung

Der Standeindicker ist ein einfaches, diskontinuierliches Verfahren zur Eindickung. Behälter geeigneter Größe und Konstruktion werden mit dem aus der Abwasseranlage abgezogenen Klärschlamm gefüllt. Anschließend beginnt der eigentliche Eindickvorgang, bei dem Sedimentation und Konsolidierung zur Feststoffanreicherung im unteren Teil des Eindickers führen. Grundsätzlich nimmt der Feststoffgehalt mit der Tiefe zu. Nach Abschluss dieser Vorgänge wird in der Regel zuerst das überstehende Schlammwasser und dann der eingedickte Klärschlamm abgezogen. Es gibt auch Anwendungsfälle, bei denen dieser Ablauf umgekehrt erfolgt (siehe unten). Bild 4 zeigt ein Beispiel für die Ausführung eines Standeindickers. Das Volumen eines Standeindickers entspricht meist dem Tagesanfall an Klärschlamm, zuzüglich Sicherheitsreserven. Nicht mit einem Räumer ausgestattete Eindicker werden in der Regel bei einer Sohlneigung ab 60 Grad ausreichend entleert. Einrichtungen zum Abzug des Schlammwassers müssen so ausgebildet sein, dass kein zu hoher Feststoffanteil mit dem Schlammwasser ausgetragen wird. Dazu sind Teleskoprohre, schwimmende Entnahmeeinrichtungen oder Stufenablässe geeignet. Mit einer Trübungsmessung im Schlammwasserablauf kann die Entnahme automatisiert werden. Die direkte Beobachtung durch das Betriebspersonal ist jedoch meist hinreichend. Da sich im Bereich der Eindickerspitze höhere Feststoffgehalte einstellen, kann eine Homogenisierung des eingedickten Schlammes durch einen Mischer oder durch Umpumpen sinnvoll sein.


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Bild 4 :

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Standeindick er (Beispiel)

Bei Einsatz von Trübungsmessgeräten zur Feststoffbestimmung kann die Entnahme des eingedickten Schlamms auch vor dem Ablassen des de s Schlammwassers vorgenommen werden. Dann ist keine Homogenisierung des eingedickten Schlammes mehr möglich und es besteht bei zu hohen Entleerungsgeschwindigkeiten die Gefahr des der d er Ausbildung von „Wassertrichtern oder Wasserlinsen". In der Regel werden Standeindicker nach folgenden Einflussgrößen bemessen: 



Schlammmenge pro Tag; die Anzahl der Standeindicker ergibt sich aus dem Betriebszyklus mit einer optimalen Anordnung im Tageswechsel Befüllen – Eindicken Eindicken – Weiterverarbeiten.

4.1.2

Durchlaufeindickung

Der Verfahrensschritt der statischen Eindickung kann auch kontinuierlich betrieben werden. Schlammzulauf, Schlammwasserablauf und Entnahme des eingedickten Klärschlammes erfolgen kontinuierlich, wobei die Entnahmestelle immer an der Stelle mit der höchsten Eindickung – der Trichterspitze – anzuordnen ist. Das ist vorteilhaft gegenüber der diskontinuierlich betriebenen Standeindickung, bei der die Eindickkonzentration nur die mittlere Feststoffkonzentration der Schlammzone erreichen kann.


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Der nicht vermeidbaren Schwimmschlammbildung ist durch geeignete Räum- oder Spüleinrichtungen zu begegnen oder es sollte auf a uf die Installation von Tauchwänden verzichtet werden. Der Schwimmschlamm ist zu einer geeigneten Stelle zurückzuführen, z. B. vor die Rechenanlage. Durchlaufeindicker sind mit einem Räumer einschließlich Krählwerk sowie den Einrichtungen/Aggregaten zur Schlammbeschickung, -entnahme und zum Schlammwasserabzug auszurüsten (Bild 5). Durchlaufeindicker mit maschinellen Schlammräumeinrichtungen haben, ähnlich den runden Absetzbecken, flachgeneigte Sohlen mit einer Neigung möglichst größer als 1,7 : 1 (nach DIN 19552 [6]) und zentrische Entnahmetrichter. Für die Eindickung von Überschussschlamm werden zumeist Räumerbrücken mit Außenantrieb und absenkbaren Bodenräumschilden, die auf Rollen laufen, eingesetzt. Zur flexiblen Nutzung, auch für stärker eindickende Schlämme, sind Räumer mit Zentralantrieb zu bevorzugen, die an einer das Becken überspannenden festen Brücke aus Beton oder Stahl aufgehängt werden. Zur Ausführung wird auf DIN 19552 [6] hingewiesen. In der Regel werden Durchlaufeindicker über ein zentrales Mittelbauwerk mit dem einzudickenden Klärschlamm beschickt. Der Schlamm sollte möglichst gleichmäßig verteilt und in der oberen Schlammwasserzone zugeführt werden. Die Feststoffteilchen sedimentieren im Becken, wobei das Schlammwasser nach oben steigt und – soweit vorhanden hinter vorgelagerten Tauchwänden – am Umfang des Eindickers über Abnahmerinnen abfließt.

Bild 5 :

Durchlaufeindick Durchlaufeindick er (Beispiel) (Beispiel)


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Bild 6 :

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Absetzz Abs etzzonen onen bei der Eindick ung [13]

Mit zunehmender Tiefe des Eindickers erfolgt ein kontinuierlicher Übergang von der Schlammwasser- zur Schlammzone, in der eine behinderte Sedimentation des Feststoffes stattfindet (siehe Bild 6). Höhere Feststoffkonzentrationen werden dann mit weiter zunehmender Tiefe erreicht, bis der Kompressionsdruck bei dieser Tiefe dem Porenwasserdruck entspricht. Ein Krählwerk, das in der Regel vertikale mit dem Räumer umlaufende Stäbe im Abstand von 30 bis 50 cm aufweist, kann dem Porenwasser nach oben führende Abflusskanäle schaffen und damit für eine Verbesserung des Eindickvorgangs sorgen. Dabei sollte eine ZeitPausenschaltung Anwendung finden, damit sich nicht der gesamte im Eindicker enthaltene Schlamm mitbewegt. In der Schlammzone, die in eine Sedimentations- und eine Kompressionszone aufgeteilt werden kann, befindet sich über der Sohle des Eindickers zusätzlich die Räumzone. Hier wird der eingedickte Schlamm mit einem Räumschild in den Abzugstrichter Abzugs trichter unterhalb des Mittelbauwerkes des Ein-dickers geschoben. Von dort wird er zur weiteren Behandlung entnommen. Anstellwinkel, Höhe und Anordnung der Schlammräumschilde sowie die die Räumergeschwindigkeit haben Einfluss auf den erreichbaren Feststoffgehalt des eingedickten Schlammes. Um das Anhaften von Feststoffen an den Wänden des Entnahmetrichters zu verhindern, kann der Räumer zusätzlich noch mit einem Schaber für den Schlammtrichter ausgerüstet werden. Bei vorgegebenen Schlammeigenschaften sind die erreichbaren Feststoffgehalte von nachfolgenden Faktoren abhängig: 

Aufenthaltszeit in der Schlammzone, wodurch die Sedimentations- und Kompressionszeit vorgegeben wird. Druckverhältnisse in der Schlammzone, die im Wesentlichen von der Dichte der Feststoffpartikeln und der Tiefe/Höhe der


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Schlammzone abhängig sind. 

Einsatz von Zuschlagstoffen/Hilfsmitteln, wie Kalk-/Eisenprodukte oder polymere Flockungshilfsmittel, wobei der Einfluss auf die nachfolgenden Behandlungsstufen, wie z. B. auf die Entwässerung, zu berücksichtigen ist.

In sehr tiefen Eindickern können sehr hohe hoh e Feststoffgehalte erzielt werden. Allerdings schränken andere Schlammeigenschaften (Anfaulen, Ausgasen usw.) diese Aussage für faulfähige Schlämme ein. In Tabelle 1 sind übliche Bemessungswerte für den Durchlaufeindicker angegeben. Bei der Bemessung von Durchlauf-Eindickern errechnet sich die erforderliche Oberfläche A E [m²] aus der zugeführten Schlammmenge Q S [m³/h], dem vorhandenen Zulauf-Feststoffgehalt TS zu [kgTS/m³] und der aus Tabelle Tab elle 1 gewählten Feststoff-Flächenbelastung TS A [kgTS/ (m²·d)].

Die Flächenbeschickung muss kleiner sein als die Sinkgeschwindigkeit der Schlammfeststoffe. Bei Einhaltung der Werte der Feststoff-Flächenbelastung aus Tabelle 1 ist dieses in der Regel gegeben. Tabelle Tabelle 1: Bemessun gsgrößen gsg rößen von Durchlaufeindic Durchl aufeindickern kern Schlamm Abset Ab set zeig ensch ens ch aften aft en schlecht

Feststoff-Flächenbelastung Schlamm-Art

TS

A

[ kgTS/(m²·d) ] Überschussschlamm Mischschlamm,

mittel

20 – 50 40 – 80

Faulschlamm Primärschlamm, gut

mineralische Schlämme,

bis 100

nicht faulfähige Schlämme Die Tiefe des Eindickers ergibt sich aus der Summe der Höhen von Räum-, Schlamm- und Schlammwasserzone. Besonders wichtig ist die Höhe der Schlammzone, da sie für die Aufenthaltszeit des Feststoffes maßgebend ist. Bei Rohschlämmen sollte eine Aufenthaltszeit bzw. mittlere Verweilzeit nicht über 1,5 Tagen gewählt werden, da ansonsten anso nsten Faulgasbildung die Sedimentation stört. Zur Bestimmung der Aufenthaltszeit und damit des Volumens der Schlammzone ist für diese Zone ein Feststoffmittelwert zu wählen, der häufig etwa 75 % des Dickschlamm-Endfeststoffgehaltes (am Abzugspunkt in der Trichterspitze) beträgt. Die Höhe der Schlammzone H S [m] wird aus der Feststoff-Flächenbelastung TS A [kgTS/(m2·d)], dem Feststoffgehalt im Dickschlamm TS ab [kgTS/m3] und der Aufenthaltszeit t A [d] des Schlammes in der Schlammzone berechnet:


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Für die Räumzone ist eine Höhe H R von mindestens 0,3 m bzw. der Höhe des Räumschildes und für die Schlammwasserzone eine Höhe H W von ca. 1,0 m anzusetzen. Die Gesamthöhe des Durchlaufeindickers ergibt sich somit zu H = = H W + H S + H R, gemessen am äußeren Umfang des Eindickers. Auch ungleichförmige Zulauf- und Abzugsströme sollten bei Durchlaufeindickern Durchlaufeindickern die gewählte Aufenthaltszeit in der Schlammzone Schlammzone nicht wesentlich verändern, da sonst der erreichbare Feststoffgehalt im Dickschlamm negativ beeinflusst wird. Die erreichbaren Feststoffgehalte der Durchlaufeindicker können bei Betriebsanlagen sehr unterschiedlich sein. Dies liegt an den Schlammeigenschaften, den tatsächlichen Klärschlammengen, die von der Bemessung abweichen können, und nicht zuletzt an der Betriebsweise. 4.1.2.1 Schlammspiegelmessung Für den Betrieb eines Durchlaufeindickers ist die Schlammspiegelhöhe der wichtigste Parameter. Er definiert die Aufenthaltszeit des Feststoffes in der Schlammzone und damit die erreichbare Trockenmassenkonzentration. Sinkt der Schlammspiegel zu weit ab, ist mit einem geringeren Feststoffgehalt im Dickschlamm zu rechnen. Steigt der Schlammspiegel, so dass die Aufenthaltszeit zum Anfaulen des Schlammes (Gasblasenbildung an der de r Eindickeroberfläche) führt, kann das bereits erreichte Eindickergebnis wieder verschlechtert werden. Gleichzeitig können Geruchsbelastungen auftreten. Zur Steuerung bzw. Regelung des Schlamm- oder Trübwasserabzuges aus dem Eindicker ist eine Schlammspiegel- oder Trennschichtmessung sinnvoll. Im Einsatz befinden sich Sonden-Messsysteme, die nach folgenden Verfahren den Schlammspiegel feststellen: Erzeugung, Aussendung und Empfang von Ultraschallwellen; gemessen wird die Dämpfung der Ultraschallwellen, die im Schlamm deutlich größer ist. Erzeugung, Aussendung und Empfang von sichtbarem Licht (Trübungsmessung) oder Infrarotlicht; gemessen wird die Lichtschwächung durch Absorption und Streuung, die im Schlamm bedeutend größer ist. Ein solches Sonden-Messsystem enthält Sender und Empfänger mit festem Abstand voneinander. Die Sonden werden unterhalb der Oberfläche des über dem Schlamm stehenden Wassers installiert. Danach ist der Feststoffgehalt des Schlammspiegels festzulegen und das Messsignal darauf zu eichen. Zum Einsatz kommen sowohl feststehende als auch nachfahrende Sonden. Das Prinzip des Nachfahrens besteht darin, dass eine an einem Seil befestigte Trübungs-Messsonde am Schlammspiegel gehalten wird. Steigt oder fällt der Schlammspiegel, wird die Sonde motorisch nachgeführt. Es sind Messsysteme mit einem Messbereich bis zu 30 m erhältlich. Die Messsignale können


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in einem Bereich von ca. 0,3 % bis zu ca. 10 % Feststoffanteil im Schlamm bzw. in der Suspension kalibriert werden. Die Betriebserfahrungen mit den verschiedenen Systemen sind nicht immer positiv, so dass empfohlen wird, vor einer Kaufentscheidung Betriebsversuche vor Ort durchzuführen. Bei den optischen Messverfahren ist entsprechend möglicher schlammspezifischer Störstoffe (z. B. Fett) auf gute Reinigungsmöglichkeit der Messsonde zu achten. 4.1. 4.1.3 3

Eindickun Eindic kung g mit dem Flotation sverfahren

Beim Flotationsverfahren werden kleine Gasbläschen erzeugt, die sich an den Feststoffpartikeln in einer Flüssigkeit anlagern und damit die Partikel in der Flüssigkeit zum Auftreiben an die Flüssigkeitsoberfläche Flüssigkeitsoberfläche bringen. Der Flotationsvorgang Flotationsvorgang zur Feststoffabscheidung ist deutlich schneller, als das Sedimentationsverfahren nach dem Schwerkraftprinzip. In der kommunalen Abwassertechnik wird die Entspannungsflotation eingesetzt. Vakuum-, Begasungs-, Elektro- und mechanische Begasungsflotation sind hier ungebräuchlich. Bei der Entspannungsflotation wird ein Wasserstrom, der bei höherem Druck mit Luft gesättigt wurde, entspannt. Dabei entstehen die Gasbläschen. Die Löslichkeit von Gas in Wasser in Abhängigkeit vom Druck ist bekannt. Sie ist gemäß dem Henry-Daltonschen Gesetz proportional zum Partialdruck des Gases über der Flüssigkeit (Bild 7). Bei der Entspannung entstehen spontan Mikroblasen, die einen Durchmesser von 30 µm bis 80 µm haben. Entspannungsflotationsanlagen können mit Rund- oder Rechteckbecken ausgebildet werden (siehe Bild 8). Die Hauptbestandteile sind: 

Begasungseinrichtung, in der die Flüssigkeit (z. B. Recyclewasser) unter Druck mit Luft gesättigt wird,



ein oder mehrere Entspannungsventile,



Flotationsbecken mit Flotaträumer und üblicherweise mit Bodenschlammräumer.


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Bild 7: 7: Rechnerisch Rechnerisch freiwerdende freiwerdende Luftmenge in Abhängigkeit Abhängigkeit von Tempe Temperatur ratur und Druckdifferenz Sowohl die Begasungseinrichtung als auch das Entspannungssystem sind entscheidend für die Blasenausbildung im Flotationsbecken. Übliche Drücke in der Begasungseinrichtung liegen zwischen 3 bar und 5 bar, früher waren es bis zu 6 bar. Energiesparende Flotationsanlagen arbeiten mit niedrigen Drücken, da der Energiebedarf mit dem Begasungsdruck steigt. Die Entspannungsventile sollten so angebracht werden, dass sie während des Betriebes einzeln gewechselt und leicht gereinigt werden können. Im Flotationsbecken ist für ein gutes Eindickergebnis die Verweilzeit des Flotats in der Flotatschicht entscheidend, da der Flotatschlamm hier bei ausreichend langen Verweilzeiten oberhalb des Wasserspiegels aus dem Wasser auftaucht und dadurch zusätzlich eindickt. Es ist daher von Vorteil, wenn die Flotaträumgeschwindigkeit und die Flotatschichthöhe über die Höhe des Wasserspiegels einstellbar sind. Flotationsanlagen sollten üblicherweise mit Bodenschlammräumern ausgerüstet sein, damit absinkende Feststoffe sicher ausgetragen werden können. Bei der Entspannungsflotation wird unterschieden zwischen: 

Fremdwasserverfahren,



Teilstrom- bzw. Vollstromverfahren,



Recycleverfahren.

Beim Fremdwasserverfahren wird der Begasungseinrichtung zusätzlich Wasser zugeführt. Hierdurch wird die Abwassermenge erhöht. Dieses Verfahren wird im Kläranlagenbereich normalerweise nicht angewendet. Beim Teil- bzw. Vollstromverfahren wird Abwasser oder


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Dünnschlamm bzw. ein Teil davon der Begasungseinrichtung zugeführt. Hierbei besteht bes teht die Gefahr der Verschmutzung der Begasungseinrichtung und der Entspannungsventile. Die Feststoffpartikel werden bei der Entspannung starken Scherkräften ausgesetzt, so dass die Flotationswirkung beeinträchtigt wird. Bewährt hat sich das Recycleverfahren, bei dem ein Teil des Klarwassers vom Ablauf zur Begasungseinrichtung zurückgeführt wird. Der erforderliche Recyclewasserstrom kann berechnet werden (siehe [16]). Des Weiteren kann es sinnvoll sein, zur Einstellung der Feststoffkonzentration im Zulauf der Flotationsanlage einen Teil des Recyclewassers als Verdünnungswasser zuzugeben. Der Gesamtrecyclestrom beträgt dann 50 % bis 200 % der Dünnschlammbeschickung. Zur Flotatförderung haben sich Verdrängerpumpen bewährt, die das mit Luft angereicherte Flotat problemlos abfördern können. Die Entspannungsflotation mit Druckbehälter ist verfahrenstechnisch und hinsichtlich der erforderlichen Automatisierungstechnik aufwendig. Zahlreiche Anlagenbaufirmen verwenden daher neu entwickelte Mehrphasenpumpen, in denen zugemischte Luft (Raumluft oder Druckluft) zu Blasen zerschlagen und im Wasser gelöst g elöst wird. Der Druckbehälter und dessen Peripherie sind mit dieser verfahrenstechnischen Lösung nicht mehr erforderlich. Weitere betriebliche Erfahrungen werden im Abschnitt 5.3 erläutert. In Tabelle 2 nach [12] sind Betriebs- und Auslegungsdaten ausgeführter Entspannungsflotationen zusammengestellt.

Bild 8: Prinzipsk izze Entspannu ngs-F ngs -Flotatio lotationsanlage nsanlage als Recht Rechteckbecken, eckbecken, Recycleverfahren Tabelle 2 : BetriebsBetriebs- und Auslegungsdaten Auslegungsdaten ausgeführter ausgeführter Entspannungsflotationsanlagen Entspannungsflotationsanlage n nach [12] [12] Parameter Flächenbeschickung


Zeichen

Dimension m3/(m2h)

Wert 1 – 7,5

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q A,

Feststoff-Flächenbelastung Spezifischer Lufteintrag Druckdifferenz bei der Entspannung mittlerer Luftblasendurchmesser Beckenlänge Beckentiefe Verhältnis Länge : Tiefe Beckendurchmesser Aufenthaltszeit in der Mischzone Aufenthaltszeit im Flotationsraum Flotationsraum Räumgeschwindigkeit Flotationsräumer

TS A oder B A L TS Δ p DL L FB h FB L : h D FB

kgTS/(m2h) gLuft/kgTS bar µm m m m min min cm/s

5 – 20 5 – 40 3–6 30 – 80 6 – 30 0,6 – 3,5 2–8 5 – 20 1–2 20 – 60 1–3

4.2 4.2 Maschinelle Maschinelle Eindickung unter Ausnutzung des natürlichen Schwerefeldes

4.2.1 4.2.1

Grundlag Grun dlagen, en, Bauarten Bauart en

Bei der maschinellen Eindickung unter Ausnutzung des natürlichen Schwerefeldes werden die Wasserbindungskräfte durch die Zugabe von Flockungshilfsmitteln vermindert. Physikalisch handelt es sich dabei um Seih- bzw. Siebungsvorgänge. Infolge der schlammspezifischen Intensität der Bindungskräfte und der Betriebsweise der Maschinen sind auch in Abhängigkeit der mechanischen Beanspruchung der Schlammflocken zum Erreichen eines guten Eindickgrades teilweise große Mengen an Flockungshilfsmitteln erforderlich. Bei diesen Maschinen ist in jedem Fall eine auf die Schlammeigenschaften angepasste Einmischstrecke für das Flockungshilfsmittel und ein Flockungsreaktor/Flockungskammer vorzuschalten. In diesem Reaktionsbehälter wird der mit Flockungshilfsmitteln vermischte Schlamm durch ein stufenlos regelbares Rührwerk flockenschonend umgewälzt, um möglichst eine erforderliche „Totalflockung“ zu erreichen. Diese optimale Ausnutzung des Flockungshilfsmittels ist für die Leistungsfähigkeit der nachfolgenden Eindickmaschine von entscheidender Bedeutung. In der Regel wird zur Konditionierung ein vernetztes FlüssigFlockungshilfsmittel oder ein Gemisch aus Flüssig- und Festprodukt Flockungshilfsmittel eingesetzt. Bei diesen Eindick-Maschinen ist die Aerosolbildung infolge der SpritzwasserVerdüsung zur Reinigung der Maschinen und der Filtereinrichtungen zu beachten. Entsprechende Vorkehrungen zum Schutz des Bedienungspersonals Bed ienungspersonals sind zu treffen. Zu den Maschinen, die das natürliche Schwerefeld zur Eindickung des Schlammes ausnutzen sind Trommeleindicker, Schneckeneindicker, Bandeindicker, Scheibeneindicker und Eindickungs-Pumpen zu zählen. 4.2. 4.2.2 2

Konstru Kon stru ktion, ktio n, Steuerungsmö glic hkeiten

4.2.2. 4.2.2.1 1 Tromm eleindic eleind icker ker (sog. (sog . Siebreakto r) Bei den seit Jahren von verschiedenen Maschinenlieferanten eingesetzten Trommeleindickern (Bild 9) handelt es sich um einen zylindrischen Trommelbehälter, der in der Regel außen mit


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einem Filtergewebe bespannt ist. Die Trommel kann horizontal oder mit einem geringen variablen Neigungswinkel aufgestellt sein. Der im Flockungsreaktor vorgeflockte Schlamm gelangt flockenschonend im freien Überlauf in die sich langsam drehende Trommel. Mit Hilfe einer eingebauten Schneckenwendel oder einem Schneckenwehr wird der Schlamm durch die Trommel transportiert. Durch das langsame Drehen der Trommel wird der Schlamm ständig umgeschichtet, wodurch die Wasserabgabe verbessert wird. Am Trommelende gelangt der eingedickte Schlamm über einen Trichter in ein Förderaggregat. Das freigesetzte Filtrat läuft durch das Filtergewebe in eine Auffangwanne und in die abführende Rohrleitung. Das Filtergewebe mit einer schlammspezifischen Maschenweite muss in der Regel von außen mit Spritzwasser kontinuierlich von Feinstpartikeln gereinigt werden. Zum Erhöhen der Durchsatzleistung der Siebtrommel wird von einigen Ausrüstern ein Bandfilter als Voreindickungsstufe vorgeschaltet. Steuermöglichkeiten im Betrieb von Trommeleindickern: 

Trommeldrehzahl,



Mischenergie im Flockungsreaktor,



Flockungshilfsmitteldosierung,



Schlammdurchsatz pro Zeiteinheit.

Die variablen Parameter werden unter Berücksichtigung der Eindickziele für die jeweiligen Klärschlammarten und -eigenschaften im Betrieb optimiert. Trommeleindicker werden von verschiedenen Herstellern in unterschiedlichen Größen angeboten.

Bild 9: 9:

Prinzipsk izze Trommeleindic ker (Roefilt, (Roefilt, Fa. Fa. Passavant-Noggerath) Passavant-Noggerath)


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Tabelle 3 : Größen Größen von Trommeleindi ckern Parameter Nenndurchsatz

Dimension m³/h

von vo n 3

bi s 100

Feststoffdurchsatz

kg/h

15

1 500

Trommeldurchmesser

mm

600

1 200

mm 1/min

1 500 2

3 500 30

Trommellänge Trommeldrehzahl 4.2.2.2 Schneckeneindicker

Bei dem Schneckeneindicker (Bild 10) fließt der in einem Flockungsreaktor konditionierte Schlamm im freien Überlauf in die Maschine. Die Füllhöhe ist unabhängig vom Zufluss und konstant. Der Schneckeneindicker besteht aus einer feststehenden, um ca. 30° geneigten, zylindrischen Spaltsieb-Trommel mit einer innen liegenden Schneckenwendel für den Schlammtransport. Infolge der variablen, schlammspezifischen, langsamen Schneckendrehzahl erfolgt eine kontinuierliche Anhebung und Umwälzung des Schlammes zur verbesserten Wasserabgabe. Verfahrenstechnisch handelt es sich nicht um einen Pressvorgang. Zum Vermeiden von Ablagerungen auf der Siebinnenfläche sind auf der Schneckenwendel Bürsten installiert. Zusätzlich ist ein rotierendes Spritzdüsensystem zum Reinigen der Spaltsieb-Trommel von außen vorhanden, das in schlammabhängig einstellbaren Zeitintervallen betrieben wird. Im Vergleich zu den anderen Eindickmaschinen unter Ausnutzung des natürlichen Schwerefeldes wird nur eine sehr geringe Menge an Spritzwasser verbraucht. Das freigesetzte Filtratwasser läuft durch das Spaltsieb in eine Auffangwanne und in eine abführende Rohrleitung. Rohrleitung. Am Ende des Schneckeneindickers gelangt der eingedickte Schlamm über einen Trichter in die Dickschlammpumpe. Steuermöglichkeiten im Betrieb der Schneckeneindicker: 

Drehzahl der Förderschnecke,









Schlammdurchsatz pro Zeiteinheit,



Häufigkeit der Spritzdüsenreinigung.

Die variablen Parameter werden unter Berücksichtigung der Eindickziele für die jeweiligen Klärschlammarten und -eigenschaften im Betrieb optimiert. Schneckeneindicker werden in unterschiedlichen Größen angeboten (siehe Tabelle Tab elle 4).


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Bild 10: Prinzipsk izze Schneckeneindi cker (Rotamat, (Rotamat, Fa. Fa. Huber) Tabelle Tabelle 4: Größen Größen von Schneckeneindi ckern

Nenndurchsatz Feststoffdurchsatz Siebtrommel-Durchmesser Sieblänge Drehzahl Förderschnecken

Dimension m³/h kg/h mm mm 1/min

vo n 8 40 300 1 200 1

bis bi s 90 750 1 200 1 900 12

4.2.2.3 Bandeindicker Bandeindicker (Bild 11) sind kontinuierlich arbeitende Maschinen, bei denen der konditionierte Schlamm gleichmäßig auf einem umlaufenden Filterband oder Siebband verteilt und durch die Wirkung der Schwerkraft eingedickt wird. Alle Bandeindicker arbeiten nach diesem Prinzip, wobei in modifizierten Bauweisen versucht wird, diesen Vorgang z. B. durch Pressen oder auch durch Unterdruck zu unterstützen. Bandeindicker können auch auc h zur Voreindickung vor einem Trommeleindicker oder einer Bandfilterpresse zur Schlammentwässerung eingesetzt werden. Der im Flockungsreaktor geflockte Schlamm wird gleichmäßig und turbulenzfrei auf dem Filterband verteilt. Bei Totalflockung des Schlammes mit Flockungshilfsmittel werden spontan


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erhebliche Wassermengen frei. Das Filtrat läuft in der waagerechten Seihzone durch das da s kontinuierlich umlaufende Filterband ab. Feststoffe werden auf dem Band zurückgehalten. Durch verschiedene Vorrichtungen (so genannte Schikanen) wird der Schlamm auf dem Band umgeschichtet und umgelagert. Damit wird erreicht, dass das durch die Flockung freigesetzte Wasser ablaufen kann und sich nicht auf der Filterband-Oberfläche oder im Inneren der Feststoffschicht sammelt und verbleibt. Der eingedickte Schlamm wird schließlich über eine einstellbare Staurampe und einen Abstreifer zur Weiterbehandlung ausgetragen. Der Bandlauf wird üblicherweise mit pneumatischen oder hydraulischen Spann- und Steuervorrichtungen reguliert. Der Geradeauslauf wird überwacht und erforderlichenfalls wird die Maschine automatisch abgeschaltet und eine Störmeldung ausgelöst. Bei verschiedenen Maschinentypen durchläuft das Filterband nach der Seihzone eine Unterdruckzone. Durch den Unterdruck wird zusätzlich zwischen den Schlammflocken befindliches Wasser abgesaugt. Weiterhin besteht die Möglichkeit, den zunächst allein durch die Schwerkraft voreingedickten Schlamm auf ein zweites Filterband umzuschichten, wo mit einer pneumatisch einstellbaren Pressplatte oder Druckwalzen leichter Druck auf den Schlamm aufgebracht werden kann, um das Eindickergebnis weiter zu verbessern. Im Verlauf der Bandrückführung sind Waschvorrichtungen angeordnet. Sie werden mit Wasserdrücken von bis zu 8 bar betrieben und reinigen das Filterband vor der erneuten Beschickung. Häufig wird in einer Auffangwanne gesammeltes Filtrat als Spritzwasser verwendet. Hierdurch kann der externe Wasserverbrauch für die Bandreinigung deutlich vermindert oder vermieden werden. Darüber hinaus kann feststoffbeladenes Bandreinigungswasser zum Zulauf zurückgeführt werden. Hierdurch wird eine Verbesserung des Abscheidegrades erreicht. Steuermöglichkeiten im Betrieb der Bandfilter : 

Bandgeschwindigkeit,






Dicke der Schlammschicht, gesteuert über die Wehrhöhe einer Staurampe am Austrag,



Schlammdurchsatz pro Zeiteinheit,



Flockungshilfsmitteldosierung.

Beim Bandeindicker ist im laufenden Betrieb eine optische Kontrolle des auf dem umlaufenden Band befindlichen Schlammes möglich, so dass die Qualität der Flockung und der Eindickgrad überwacht werden kann. Die Bandeindicker werden in unterschiedlichen Größen angeboten (siehe Tabelle 5).


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Bild 11: 11: Prinzipsk izze Bandeindicker Bandeindi cker (Turbo (Turbo drain, Fa. Fa. Bellmer) Tabelle Tabelle 5: Größen Größen von Bandeindickern Bandeindi ckern

Nenndurchsatz Feststoffdurchsatz Bandbreite Bandgeschwindigkeit

Dimension m³/h

von vo n 10

bis bi s 150

kg/h

50

2 250

mm m/min

800 7

2 700 30

4.2.2.4 Scheibeneindicker Scheibeneindicker (Bild 12) sind kontinuierlich arbeitende Eindickmaschinen, bei denen der konditionierte Schlamm gleichmäßig auf einer Filterscheibe verteilt wird und durch die Wirkung der Schwerkraft eindickt. Die Scheibe, die aus einer gelochten ge lochten Trägerscheibe mit Mikrosiebbespannung einer einheitlichen Maschenweite besteht, ist geneigt installiert und dreht sich langsam. Die Filterscheibe befindet sich in einem geschlossenen ges chlossenen Edelstahlbehälter und unterteilt diesen in die gegeneinander abgedichteten Bereiche für die Eindickung des Schlammes über die Scheibe und die Filtratsammelwanne unterhalb der Scheibe. Der im Flockungsreaktor geflockte Schlamm gelangt flockenschonend im freien Überlauf auf die Oberfläche der Filterscheibe. Auf der Filterscheibe sedimentiert der geflockte Schlamm. Das freie Schlammwasser fließt durch das Filtergewebe ab, sammelt sich in der Filtratwanne und verlässt den Behälter durch einen Ablauf am Boden. Der Feststoff wird durch die Drehbewegung der Scheibe vom Zulauf zu einer Austragsöffnung


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transportiert. Die Drehgeschwindigkeit des Scheibeneindickers kann im laufenden Betrieb variiert werden, der Neigungswinkel kann ebenfalls den Schlammeigenschaften des einzudickenden Schlammes angepasst werden. Durch Schikanen im Eindickungsbereich wird die Fest-/Flüssigtrennung weiter verbessert. Darüber hinaus ist über der Scheibe eine Räumvorrichtung angebracht, die den Austrag unterstützt und die Filterscheibe kontinuierlich von Feststoffen reinigt. Infolge der Neigung der Scheibe wird hoch eingedickter Feststoff als Dickschlamm ausgetragen. Zur Reinigung des Filtergewebes ist zwischen dem Austrag und dem Zulauf eine Spritzdüsenleiste vorhanden, die das Gewebe von unten abspritzt. Durch diese mit Filtratwasser zu betreibende Spritzreinigung von unten ist gewährleistet, dass keine Feststoffe in das Filtrat gespült werden. Das System weist konstruktionsbedingt sehr wenige Verschleißteile auf.

Bild 12: 12: Prinzipsk izze Scheibeneindick er (Fa. (Fa. Huber) Steuermöglichkeiten im Betrieb der Scheibeneindicker: 

Drehzahl der Scheibe,



Neigung der Scheibe,










Der Scheibeneindicker wird derzeit nur in zwei Baugrößen angeboten. Die Maschine ist auf kleineren Klärwerken im großtechnischen Betriebseinsatz, wobei bisher wenig veröffentlichtes Datenmaterial zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit vorliegt.


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Tabelle Tabelle 6: Größen Größen von Scheibeneindi Scheibeneindi ckern

Nenndurchsatz

Dimension m³/h

Feststoffdurchsatz

kg/h

Scheibendurchmesser

mm

Scheibendrehzahl

1/min

vo n 5

b is 40

25 350 1 500 bis 1 800 1,5 10

4.2.2.5 Eindickungs-Pumpe Eindickungs-Pumpen (Bild 13) sind kontinuierlich arbeitende Eindickmaschinen. Die Schlammeindickung und die Dickschlammförderung wird in einer Maschine durchgeführt. Grundsätzlich kann die Eindickungs-Pumpe als modifizierte Exzenterschneckenpumpe bezeichnet werden, bei der das Sauggehäuse Saug gehäuse durch ein rotierendes zylindrisches Filter-Sieb ersetzt ist. Der Filterzylinder besteht aus einem Edelstahlstützgerüst mit einem austauschbaren Synthetikfasergewebe und einer innenliegenden Förder-Schneckenwendel. Der im Flockungsreaktor optimal geflockte Schlamm gelangt in den rotierenden Filterzylinder und wird durch diesen in axialer Richtung zum Pumpenkopf gefördert. Der Schlammtransport durch den Filterzylinder erfolgt durch die Förder-Schneckenwendel. Der geflockte Schlamm wird durch das langsame Drehen des Filterzylinders ständig umgeschichtet, wodurch die Wasserabgabe verbessert wird. Das freigesetzte Schlammwasser läuft durch das Filtergewebe in eine Auffangwanne und eine abführende Rohrleitung. Das mit einer schlammspezifischen Maschenweite ausgerüstete Filtergewebe muss in der Regel von außen mit Spritzwasser kontinuierlich gereinigt werden. Am Ende des Filterzylinders gelangt der eingedickte Schlamm in den „Stopfraum“ der Pumpe. Dieser Raum hat denselben Durchmesser wie der rotierende Filterzylinder, während der Pumpenstator einen kleineren Durchmesser hat und mittig auf der Stirnseite des Stopfraumes montiert ist. Der eingedickte Schlamm wird von dem Stator/Rotor-System einer Exzenterschneckenpumpe zur Weiterbehandlung gepumpt. Der rotierende Filterzylinder ist auf der Welle des Rotorantriebes befestigt und hat damit die gleiche Drehzahl wie die Pumpe. Steuermöglichkeiten im Betrieb der Eindickungs-Pumpe: 

Drehzahl des Antriebsmotors,










Die Eindickpumpe wird aktuell nur in einer Baugröße angeboten (siehe Tabelle 7). Tabelle Tabelle 7: Größen Größen von Eindickung Eindic kung s-Pumpen

Nenndurchsatz Feststoffdurchsatz


Dimension m³/h kg/h

vo n 2 20

bis bi s 15 150

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Bild 13: 13: Prinzipsk izze Eindickun Eindic kungs-Pumpe gs-Pumpe (Decadrain, (Decadrain, Fa. Fa. Hiller) Die Maschine ist auf kleineren Klärwerken im großtechnischen g roßtechnischen Betriebseinsatz, wobei bisher wenig veröffentlichtes Datenmaterial zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit vorliegt. 4.3 4.3 Maschinelle Maschinelle Eindickung unter Ausnutzung eines eines künstli chen Schwerefeldes

4.3. 4.3.1 1

Zentri Zentrifugen fugen – Konstru Kon struktio ktio n und Steuerung Steuerung smög lich keiten

In Zentrifugen (Bild 14) wird ein maschinell erzeugtes Schwerefeld dazu benutzt, die „flüssige" Phase des Klärschlammes von der „festen" Phase Pha se zu trennen. Dabei werden unter Ausnutzung des künstlichen Schwerefeldes die Wasserbindungskräfte Wasserbindungskräfte als Folge der erzeugten Fliehkräfte überwunden. Zentrifugen können deshalb zum Erreichen des gewünschten Eindickgrades auch ohne Zugabe von Flockungshilfsmittel betrieben werden. Wenn sehr hohe Abscheidegrade gefordert werden, sind geringe Mengen an Flockungshilfsmittel einzusetzen. Wegen ihres kontinuierlichen Betriebes haben sich für die Klärschlammeindickung Vollmantelschneckenzentrifugen (Dekanter) durchgesetzt. Allerdings ist auf den relativ hohen Wartungs- und Überprüfungsaufwand (nach Unfallverhütungsvorschrift „Grundsätze der Prävention" BGV A1 vom 1. Januar 2004 mit Verweis auf die Betriebssicherheitsverordnung [33]) bei Zentrifugen hinzuweisen. Der einzudickende Schlamm wird durch ein Einlaufrohr in die umlaufende Zentrifugentrommel eingeführt. Die Zentrifugalkräfte bewirken das Absetzen der Feststoffe an der inneren Trommelwandung, während sich das Schlammwasser (Zentrat) als innenliegender Ring darüber ausbildet. Die Höhe der Teichtiefe (Tiefe der flüssigen und festen Phase) wird durch Wehrscheiben definiert. Die um die Differenzdrehzahl schneller bzw. langsamer als die Trommel rotierende Transport- und Austragsschnecke hat die Aufgabe, die auf den Trommelwandungen abgesetzten Feststoffe über den Konus zum Austrag zu transportieren.


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Verschiedene Zentrifugen-Hersteller bieten auch für die Überschussschlammeindickung die Prinzipien der Gegenstrom- oder Gleichstromzentrifuge an. Diese unterscheiden sich durch die Zugabestellen des Schlammes innerhalb der Zentrifugen und in der Transportrichtung der beiden Phasen Dickschlamm und Zentrat. Im Betrieb zeigt sich in der Regel kein signifikanter Unterschied der Leistungsfähigkeit. Steuermöglichkeiten im Betrieb der Zentrifugen: 

Trommeldrehzahl,



Differenzdrehzahl zwischen Schnecke und Trommel,



Teichtiefe,







Bild 14: 14: Prinzipsk izze einer Gegenstr Gegenstrom-Eindick om-Eindick zentri zentrifug fuge e (Fa. (Fa. Flottweg) Wenn zur Verbesserung des Abscheidegrades Flockungshilfsmittel (FHM) eingesetzt werden, müssen diese nach Art und Menge und den jeweiligen Schlammeigenschaften ausgewählt werden. Für Zentrifugen ist dann im Gegensatz zu den Maschinen unter Ausnutzung des natürlichen Schwerefeldes eine sehr geringe spez. FHM-Menge zur Konditionierung erforderlich und es kann auch ein kostengünstigeres Pulver-Flockungshilfsmittel eingesetzt werden. Die variablen Parameter werden unter Berücksichtigung der Eindickziele für die eweiligen Klärschlammarten und -eigenschaften im Betrieb optimiert. Im Hinblick auf die Zielsetzungen 





hohe Durchsatzleistung, hoher Eindickgrad unter Schlammbehandlungsschritte,

Berücksichtigung

der

nachfolgenden

hoher Abscheidegrad, eventuell auch ohne Zugabe von Flockungshilfsmitteln,

ist eine Steuerung oder Regelung der Differenzdrehzahl oder der Wehrhöhe sinnvoll, ebenso wie eine Überwachung der Zentratqualität. Wenn hier in Abhängigkeit von den Schlammeigenschaften oder des Auslastungsgrades der Maschine ein schlechter s chlechter Abscheidegrad (z. B. kleiner 80 %) %) vorhanden ist, muss eine Flockungshilfsmitteldosierung Flockungshilfsmitteldosierung


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vorgenommen werden. Bei relativ geringer Zugabe von Flockungshilfsmitteln erhöhen sich in der Regel der Abscheidegrad oder die mögliche Durchsatzmenge pro Zeiteinheit deutlich. Die Einsatzmöglichkeiten von Zentrifugen sind vielfältig. Sie eignen sich zur Eindickung und Entwässerung aller Klärschlammarten, wobei die Bauart und Ausrüstung mit verschiedenen Nebenaggregaten auf den jeweiligen Einsatzfall anzupassen ist. Zentrifugen werden von den verschiedenen Herstellern in unterschiedlichen Größen angeboten (siehe Tabelle 8). Tabelle Tabelle 8: Größen Größen von Eindick-Ze Eindic k-Zentri ntrifug fugen en Dimension m³/h

vo n 5

bi s 200

Feststoffdurchsatz

kg/h

20

3 000

Trommeldurchmesser Trommellänge einschließlich Konus Trommeldrehzahl

mm

250

1 400

mm

600

4 200

1/min

700

3 000

Nenndurchsatz

Bei der Eindickung ist die im Betrieb entsprechend der Schlammeigenschaften und der Maschinenauslastung zu optimierende Trommeldrehzahl in der Regel deutlich niedriger als in Entwässerungszentrifugen. Beim Betrieb von Eindickzentrifugen unter Zugabe von Flockungshilfsmittel kann in der Regel die Maschine mit einer wesentlich geringeren Trommeldrehzahl betrieben werden, wodurch der Energieverbrauch und der Verschleiß in der Zentrifuge deutlich vermindert werden. Bei der Überschussschlamm-Eindickung mit Zentrifugen ohne Zugabe von Flockungshilfsmitteln verändert sich in Abhängigkeit der Schlammeigenschaften und des Eindickgrades das Fließverhalten des Dickschlammes erheblich. Die Viskosität des Dickschlammes nimmt sehr stark zu und kann einen pastösen Zustand erreichen. Dieses ist bei der Planung und Auslegung der Gesamtanlage, insbesondere bei den Dickschlammpumpen und den Dickschlamm-Rohrleitungen, im besonderen Maße zu berücksichtigen. Die Betriebssicherheit und Verfügbarkeit von Zentrifugen kann durch den Einsatz hochlegierter Stähle für Rotor und Schnecke gesteigert werden. Insbesondere bei aggressiven Schlämmen und langen Stillstandszeiten bieten die genannten Materialien Vorteile. Die Wirtschaftlichkeit von Zentrifugen kann unter Umständen dadurch erhöht werden, dass die Eindickung und Entwässerung mit demselben Aggregat durchgeführt werden. Hierbei muss allerdings berücksichtigt werden, dass die maschinelle Eindickung in einer Entwässerungszentrifuge nicht mit optimaler Leistungsfähigkeit betrieben werden kann. Aufgrund der geometrischen Besonderheiten Besonderheiten ist möglicherweise insbesondere insbesondere mit einem erhöhten Verbrauch an Flockungshilfsmittel bei der Eindickung und mit einem unbefriedigenden Eindickgrad zu rechnen. Da in der Regel bei der Eindickung gegenüber der de r Entwässerung ein anders Flockungshilfsmittel eingesetzt werden muss, sind zwei Flockungshilfsmittel-Aufbereitungsanlagen Flockungshilfsmittel-Aufberei tungsanlagen erforderlich. Gleichzeitig sind zusätzliche Spül- und Einfahrzeiten zu berücksichtigen. Die Gesamtwirtschaftlichkeit dieser Verfahrensvariante ist projektbezogen zu prüfen. 4.3. 4.3.2 2

Weiterentwic Weiterentwic klung klu ng der Masch Maschinentechn inentechn ik


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Lysat-Zentrifuge Verschiedene Zentrifugen-Hersteller haben in den letzten Jahren ÜberschussschlammEindickzentrifugen (Lysat-Zentrifuge) mit einer Einrichtung zur mechanischen Zellzerstörung (Desintegration) entwickelt. Hierbei ist im Bereich des Austrags der Zentrifuge ein spezielles Schlagwerk in die Maschine integriert. Die Zentratqualität wird von der DesintegrationsEinrichtung in der Regel nicht beeinflusst. Die Lysiereinrichtung eines Herstellers ist auch in vorhandenen Eindick-Zentrifugen nachrüstbar. Das Ziel besteht darin, durch die Zerschlagung von Mikroorganismenzellen des in der Zentrifuge eingedickten Schlammes, einen Zellaufschluss zu erreichen und dadurch das Abbauverhalten bei der biologischen Stabilisierung Stabilisierung zu verbessern und zu beschleunigen. Der höhere Verschleiß in der Maschine und insbesondere die in der Regel negativen Auswirkungen auf die Schlammstruktur Schlammstruktur als Folge der Desintegrationseinrichtung, Desintegrationseinrichtung, die vergleichbar sind mit denen anderer bekannter Verfahrenstechniken zur Klärschlammdesintegration, sind zu bewerten. Es gibt nur eine geringe Anzahl Maschinen diesen Typs im großtechnischen Einsatz, wobei bisher wenig Datenmaterial zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit vorliegt. Eindick-Zentrifuge mit Varipond-System Ein Zentrifugen-Hersteller hat eine Überschussschlamm-Eindickzentrifuge mit einer Einrichtung zur Verstellung des Flüssigkeitsniveaus (Teichtiefe) in der Maschine mit Hilfe einer zusätzlichen axial beweglichen Drosselscheibe entwickelt (Varipond-System). Im Zusammenwirken mit den rotierenden Wehrscheiben kann hierdurch die Teichtiefe in der Zentrifuge bei laufender Maschine kontinuierlich den Schlammverhältnissen angepasst und optimiert werden. Beim Varipond-System kann die Zentrifuge mit einem kostengünstigen Keilriemen-Schneckenantrieb ausgerüstet werden. Wegen des geringen Schneckendrehmomentes in der Zentrifuge bei der Überschussschlamm-Eindickung ist kein elektrischer oder hydraulischer Schneckenantrieb erforderlich. Das Ziel besteht darin, bei einer konstanten Durchsatzmenge, trotz ungleichförmigem ZulaufFeststoffgehalt, einen konstanten Austrags-Feststoffgehalt zu erreichen. Die Drosselscheibe wird dabei in der Regel über eine kontinuierliche Streulicht-/Trübungsmessung zur Überwachung des Austrags-Dickschlamm-Feststoffgehalts gesteuert oder manuell verstellt. Dieser Maschinentyp ist seit mehreren Jahren im großtechnischen Einsatz, wobei hier gleichfalls bisher wenig veröffentlichtes Datenmaterial zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit vorliegt. 5

5.1

Betriebsergebn isse der versch iedenen Eindickverfahren Eindic kverfahren

Anwendungsmöglichkeiten

Für die statisch oft sehr schlecht eindickfähigen Überschussschlämme s ind verschiedene maschinelle Verfahren zur Aufkonzentrierung geeignet. Dies gilt sowohl bei Neuanlagen als auch für Sanierungsmaßnahmen bei Altanlagen. Da die Eindickleistung im Wesentlichen von den kläranlagenspezifischen Schlammeigenschaften abhängt, wird empfohlen,


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großtechnische Betriebsversuche vor Ort durchzuführen. Die meisten Maschinen-Hersteller verfügen über mobile Versuchsanlagen. Dadurch besteht in der Regel die Möglichkeit, verschiedene Aggregate vor Ort in direktem Vergleich zu testen. Neben dem Eindickgrad können hierbei auch für die Ermittlung der Betriebskosten notwendige Angaben zum Flockungshilfsmittel- und Energieverbrauch sowie zu weiteren betrieblichen Aufwendungen überprüft werden. Bei der maschinellen Eindickung gibt es praktisch keine Einschränkung hinsichtlich der minimalen Eingangsfeststoffkonzentration. Somit können auch sehr dünne Überschussschlämme mit weniger als 5 gTS/l eingedickt werden. 5.2 5.2

Eindickergebnis Eindic kergebnisse se und deren Abhängigk Abh ängigkeiten eiten

Die anlagenspezifischen Schlammeigenschaften haben einen wesentlichen Einfluss auf die Betriebsergebnisse. Sie können in Abhängigkeit vom Eingangsfeststoffgehalt, dem Glührückstand und weiteren Schlammkennwerten erheblich schwanken. Aber auch die Wahl des Konditionierungsmittels, die technischen Details der Maschine und der Flockungshilfsmittel-Verfahrenstechnik Flockungshilfsmittel-Verf ahrenstechnik sowie die Qualifikation des Betriebspersonals sind von besonderer Bedeutung. Unter sehr günstigen Voraussetzungen lassen sich kurzzeitig hohe Trockenrückstände erreichen, die jedoch nicht verallgemeinert werden dürfen. Unter Berücksichtigung der schlammspezifischen Eindickeigenschaften ist bei verschiedenen Schlammarten und Eindick-Systemen mit folgenden mittleren Ergebnissen in den Leistungsparametern Austrags-Feststoffgehalt, spezifischer Flockungshilfsmittelverbrauch und spezifischer Energieverbrauch zu rechnen (siehe Tabelle 9). Der in Tabelle 9 angegebene spezifische spez ifische Flockungshilfsmittelverbrauch bei der Überschussschlamm-Eindickung bezieht sich auf die polymere Wirksubstanz (WS) einer entsprechend aufbereiteten Lösungskonzentration. Die polymere Wirksubstanz (Polymergehalt) gibt den polymeren Anteil des Produktes an. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass der Begriff Wirksubstanz irreführend sein kann, da die Wirksamkeit des angelieferten Produktes insgesamt (einschließlich der Nebenanteile z. B. Wasser, paraffinisches Öl, Emulgator) zu bewerten ist. Die Wirksamkeit des Produktes ist für den jeweiligen konkreten Anwendungsfall unter Berücksichtigung des erzielbaren erzielbaren bzw. gewünschten Eindickergebnisses zu ermitteln (Preis-/ Leistungsvergleich) [11]. Bei ungünstiger Betriebsweise der Eindickmaschinen, nicht optimaler Konditionierung und ungünstigen Schlammeigenschaften kann der Feststoffgehalt im Austrag auch deutlich geringer und der spez. Flockungsmittelverbrauch höher sein. Der spezifische Energieverbrauch, der ohne Berücksichtigung der Flockungshilfsmittel-Menge zu berechnen ist, ist in Abhängigkeit von der Maschinengröße, dem Auslastungsgrad und der Betriebsweise der Maschine sowie dem gewünschten Abscheidegrad zu bewerten. Bei sehr guten Schlammeigenschaften kann eine Eindickmaschine häufig mit einer entsprechend hohen hydraulischen Durchsatzmenge betrieben werden, wodurch sich der mengenbezogene spezifische Energieverbrauch gegenüber den Werten in Tabelle 9 weiter vermindern kann. Der feststoffbezogene Abscheidegrad bei den verschiedenen Verfahren beträgt in Abhängigkeit der Schlammeigenschaften, des Eindickgrades und der spez. Flockungshilfsmittel-Mengen in der Regel ca. 92 % bis 96 %. Lediglich bei Betrieb der Eindickzentrifugen ohne Zugabe von Flockungshilfsmittel ist in Abhängigkeit des mengenbezogenen Auslastungsgrades der Maschine und der d er Trommeldrehzahl mit einem Abscheidegrad von 85 % bis 92 % zu rechnen.


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Bei der Beurteilung von Eindickverfahren und -ergebnissen ist neben nebe n dem erreichten Trockenrückstand im Austrag auch der Flockungshilfsmittelverbrauch, der Energieverbrauch, der Wasserverbrauch, die Durchsatzmenge sowie der Abscheidegrad als Gesamtleistung maßgebend. Bei Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen sind auch die weiteren Auswirkungen auf die vollständige Verfahrenskette der Abwasserreinigung und der Schlammbehandlung in ihren Einzelkosten zu berücksichtigen. Tabelle 9: Austrags-Feststoffgehalt [% TR], spez. Flockungshilfsmittelverbrauch und spez. Energieverbrauch von verschiedenen Eindick-Systemen

5.3 5.3

Erfahrungen Erfahrung en und Hinweise

Die statische Eindickung von Überschussschlämmen ist schwierig und führt häufig nur zu einem geringen Dickschlamm-Feststoffgehalt. Aufgrund des sehr geringen Dichteunterschiedes zwischen Feststoff und Wasser, kann es auch bei geringen Konvektionsströmungen/Dichteverlagerungen zu einem Auftreiben von Feststoffen (Schwimmschlamm) kommen. Eine Verbesserung der Fest-Flüssig-Trennung durch den Einsatz von Flockungshilfsmitteln ist nicht immer erfolgreich. Gegebenenfalls kann die Zugabe von geeigneten mineralischen Zuschlagstoffen zur Verbesserung des Betriebs führen. Die statische Nach-Eindickung von Faulschlämmen ist bei Betrieb einer maschinellen Überschussschlamm-Voreindickung häufig aufgrund des hohen Feststoffgehaltes und des bereits bei der Voreindickung abgetrennten freien Wasseranteils nicht möglich. Flotationsanlagen arbeiten besonders dann mit einem guten Eindickergebnis, wenn die Zulauf-Feststoffkonzentration im Bereich von ca. 3 kgTS/m³ liegt. Bei höheren Werten verschlechtert sich in der Regel der Eindick- und Abscheidegrad und es kann zu Flockenabtrieb im Klarwasser kommen. Aus diesem Grund wird bei höheren ZulaufFeststoffkonzentrationen, z. B. bei der Entnahme des Überschussschlammes aus dem Rücklaufschlamm-Kreislauf, dem Schlamm Verdünnungswasser zugegeben. Deshalb kann auch der Belebtschlamm direkt aus dem Ablauf des Belebungsbeckens zur Eindickung entnommen werden. Flotationsanlagen können ohne großen Bedienungsaufwand betrieben werden, wenn Eindickergebnisse von 4 % bis 4,5 % TR ausreichend sind. Geringfügig höhere


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Werte von 5,0 % bis 5,5 % TR sind nur durch eine sehr intensive Betreuung der Anlage z. B. durch Optimierung der Flotatschichthöhe und der Flotaträumgeschwindigkeit erreichbar. Der gezielte Abzug des Sediments ohne Klarwasseranteil ist auch wichtig, da dieses dem eingedickten Flotat-Schlamm beigemischt wird. Trübungsmesssonden haben sich bewährt, die den Sedimentabzug bei Unterschreitung einer festgelegten Feststoffkonzentration unterbrechen. Der Feststoffgehalt des Dickschlammes kann möglicherweise durch die Zugabe von Flockungshilfsmittel erhöht werden. Hierzu bedarf es in der Regel aber a ber einer besonders intensiven Betreuung der Anlage. Eindickmaschinen müssen sorgfältig in das Gesamtkonzept einer Schlammbehandlungsanlage integriert werden. Die gesamte Verfahrenskette ist zu betrachten und auf die vorhandenen Schlammeigenschaften und den mit Eindickmaschinen zu erreichenden Trockenrückstand abzustimmen. Da der Feststoffgehalt der Überschussschlämme infolge hydraulischer, verfahrenstechnischer und frachtabhängiger Schwankungen tageszeitlich sehr ungleichförmig (4 gTS/l bis 8 gTS/l) sein kann, ist eine Steuerung/Regelung der Zulaufschlammmenge oder der Flockungshilfsmittelmenge nach dem kontinuierlich gemessenen Feststoffgehalt und der daraus errechneten Feststofffracht zu empfehlen. Das gilt insbesondere unter dem Gesichtspunkt eines gleichmäßigen Eindickgrades im Austrag der Maschinen. Darüber hinaus ist eine Über- ‚oder Unterdosierung der Flockungshilfsmittel im Hinblick auf deren negative Auswirkungen auf die nachfolgenden Stufen Stufen der Schlammbehandlung und der Abwasserreinigung zu vermeiden. Bei einer sehr hohen Menge an Flockungshilfsmittel Flockungshilfsmittel zur Überschussschlammeindickung kann es in einer nachfolgenden Faulung (anaerobe Stabilisierung) zu einer Verminderung der Faulgasausbeute und/oder bei der FaulschlammEntwässerung zu einer verminderten Leistungsfähigkeit der Maschine mit geringerem Austrags-Feststoffgehalt und erhöhtem erhöhtem spez. Flockungshilfsmittelverbrauch Flockungshilfsmittelverbrauch kommen, voraussichtlich als Folge der veränderten Viskositätseigenschaften des Schlammes und des bei der Eindickung erfolgten Ladungsausgleiches. Für die Messung des Feststoffgehaltes von Überschussschlamm haben sich Trübungsmessgeräte im Betrieb bewährt. Bei einem geregelten Betrieb der Eindickmaschine sind die zusätzlichen Investitionskosten und der Bedienungs- und Wartungsaufwand zu berücksichtigen. Der Flockungshilfsmitteleinsatz ist wesentlicher Ansatzpunkt für Optimierungsaufgaben. Die Art des Flockungshilfsmittels, Flockungshilfsmittels, die optimale Flockungshilfsmittel-Aufbereitung, Flockungshilfsmittel-Aufbereitung, die gewählte gewählte Lösungskonzentration, die Zugabestelle und eine optimale Einmischenergie beeinflussen das Eindickergebnis erheblich. Häufig wird bei den Maschinen unter Ausnutzung des natürlichen Schwerefeldes Brauchwasser als Spritzwasser zur Filtermittelreinigung eingesetzt. Bei sehr hohem Abscheidegrad von über 95 % kann in der Regel das Filtratwasser als als Spritzwasser verwendet werden. Insbesondere bei einer ungeregelten Flockungsmitteldosierung ist sowohl eine Überals auch Unterdosierung wegen der Beeinträchtigung der Filtratqualität zu vermeiden. Durch den Einsatz qualifizierter Mitarbeiter können die Betriebsergebnisse verbessert und Kosten gespart werden. Für Investitionsentscheidungen sind die Betriebssicherheit und Verfügbarkeit der Maschinen ebenso wichtig wie die Investitions- und Betriebskosten. Wenn nicht Sachzwänge das Eindickverfahren von vornherein festlegen, wird empfohlen, Eindickversuche zur Aggregatauswahl durchzuführen. Aussagekräftige Ergebnisse werden mit großtechnischen Maschinen – am besten in der späteren Aggregatgröße – erreicht, die provisorisch am geplanten Einsatzort aufgestellt und erprobt werden. Eindickergebnisse und Kosten sind auch mit derartigen Versuchen nur in einer angemessenen Bandbreite abschätzbar, da sich die Schlammeigenschaften verändern können. Das gilt insbesondere für die Änderungen der Klärschlammeigenschaften nach einer Verfahrensumstellung in der Kläranlage, z. B. zur Nitrifikation, Denitrifikation und Phosphorelimination oder wenn zeitweise eine massenhafte Entwicklung von Fadenbakterien


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im Belebungsbecken vorhanden ist. 5.4 5.4

Weitere Weitere Entwick lung smög lich keiten

Nach den bisherigen Erfahrungen ist zu erwarten, dass weitere Verbesserungen der Eindickergebnisse durch maschinentechnische Verbesserungen nur in begrenztem Umfang möglich sind. Optimierungsmöglichkeiten bestehen jedoch in der weiteren Automatisierung der Aggregate mit dem Ziel, konstant gute Betriebsergebnisse zu erreichen. Verbesserungen sind zu erwarten bei der optimalen Flockungshilfsmittel-Aufbereitung und Dosierung und bei der Überwachung des Austrages mit Rückkopplung auf eine automatische Anlagensteuerung. Durch einen weitgehend automatisierten, sicheren und wartungsarmen Betrieb bei gleichzeitig hoher Leistungsfähigkeit können die Betriebskosten weiter gesenkt werden, so dass damit eine kostengünstige Alternative zur statischen Schlammeindickung mit kurzzeitiger Amortisation der Investition Investition zur Verfügung steht. 6

Einflüs se der versch iedenen Eindick verfahren auf andere Verfahrenss Verfahrenss tufen

Die Schlammeindickung beeinflusst andere Verfahrensstufen hydraulisch und stofflich. Die gewünschte Verminderung des Schlammvolumenstroms führt zu einer hydraulischen Entlastung nachgeschalteter Verfahrensstufen. Durch die Rückführung des abgetrennten Schlammwassers steht diese Entlastung in unmittelbarem Zusammenhang mit einer erhöhten Rückbelastung der vorgeschalteten Verfahrensstufen sowie des gesamtem Klärprozesses. Ein optimaler Eindickerfolg kann nur bei laufender Anpassung der Betriebsweise an veränderte Prozessbedingungen erreicht werden, wobei auf kurzzeitige Schwankungen in der Regel nicht zu reagieren ist. 6.1 6.1

Beeinflussun Beeinflus sung g nachgesch alteter Verfahrenss Verfahrenss tufen

Art und Leistungsfähigkeit der Eindickung beeinflussen nachgeschaltete Verfahrensstufen Verfahrensstufen direkt. Indirekte Einflüsse ergeben sich aus der Betriebsweise der verschiedenen EindickSysteme. 6.1. 6.1.1 1

Direkte Beeinflussun Beeinflus sung g

Durch eine Eindickung des Schlammes wird die Verringerung des Volumenstroms und damit die Entlastung nachfolgender Verfahrensstufen der Schlammbehandlung bezweckt. Dadurch werden Investitions- und Betriebskosten nachfolgender Behandlungsstufen gesenkt. Bei anschließender Stabilisierung kann der Schlamm so aufkonzentriert werden, dass die Abtrennung von Schlammwasser nach der Stabilisierungsstufe überflüssig wird. wird. Je höher der Eindickgrad ist, desto deutlicher ist der Entlastungseffekt und desto geringer ist der bau- und betriebstechnische Aufwand für die weitere Behandlung. Einen überwiegend positiven Einfluss hat die statische Eindickung ohne Zugabe von Flockungshilfsmittel auf eine nachfolgende maschinelle Entwässerung. Häufig kann hierdurch die Austrags-Feststoffkonzentration des entwässerten Schlammes und die Feststoffdurchsatzleistung verbessert werden [29]. Generell begrenzt jedoch die Forderung nach Pump- und Konditionierfähigkeit des Dickschlammes dessen Eindickungsgrad. 6.1. 6.1.2 2

Indirekte Beeinflussun Beeinflus sung g


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Damit der Vorteil der Investitionskostenersparnis im praktischen Betrieb nicht zu Lasten anderer Behandlungsschritte bzw. der Reinigungsleistung des Klärwerkes geht, müssen Schlammeindicker sorgfältig betrieben werden. Dabei ist insbesondere auf eine Optimierung der Betriebsparameter zu achten. Bei Schwerkrafteindickern ist die Aufenthaltszeit des Schlammes im Eindicker von entscheidender Bedeutung. Kommunale Rohschlämme bestehen zu einem hohen Anteil aus organischen Stoffen, die biologischen Prozessen unterworfen sind. Diese Umsetzungen sind zeitabhängig und beeinflussen das Eindickverhalten in der Regel negativ. Durch Abbau- oder Faulvorgänge entstehende Gasblasen lagern sich an den Feststoffen an und vermindern durch ihren Auftrieb den Kompressionsdruck. Dieselben Probleme können auch durch Denitrifikation beim Eindicken nitrathaltiger biologischer Schlämme sowie durch „Nachgasen" beim Eindicken von Faulschlämmen auftreten. Deshalb ist eine statische s tatische Eindickung von Faulschlämmen in der Regel nicht erfolgreich ohne besondere Maßnahmen. Die Zeitspanne bis zum Anfaulen von Rohschlamm mit den beschriebenen Auswirkungen auf das Eindickverhalten gibt die maximale Aufenthaltszeit in der Eindickzone vor. vo r. Darüber hinaus kommt es in der Regel bei Belebungsstufen mit einer biologischen Phosphor-Elimination durch die Rückführung des Überschussschlammes in die Vorklärung oder in einen Eindicker zu einer signifikanten Rücklösung von Phosphor. Gleichfalls kann es zu einer Hydrolyse von Stickstoff- und Kohlenstoffverbindungen und zu einer Schwefelwasserstoff-Bildung kommen. Diese Faktoren können einen signifikanten Einfluss auf eine massenhafte Entwicklung von Fadenbakterien im Belebungsbecken haben. Aufgrund unterschiedlicher Schlammbeschaffenheit kann die Eindickzeit im Bereich von unter einem Tag bis zu zwei Tagen schwanken. Die optimale Aufenthaltszeit im Eindicker muss für jeden Anwendungsfall besonders bestimmt werden. Durch ein Krählwerk können insbesondere beim Eindicken von v on Sekundärschlamm entstehende Gasblasen freigesetzt und Dränwege für das Schlammwasser geöffnet werden. Auf diese Weise sollten theoretisch theoretisch bessere Eindickergebnisse zu erzielen sein. Der praktische Betrieb bestätigt diese Annahme allerdings nicht immer [29], [23]. Absetz- und Eindickverhalten in Schwerkrafteindickern werden durch Strömungen Strömungen beeinträchtigt, die z. B. durch Temperaturunterschiede zwischen Zulauf und Eindickerinhalt, Sonneneinstrahlung, Frost oder andere äußere Einwirkungen hervorgerufen werden. Von entscheidendem Einfluss auf das Eindickergebnis und damit auf die Leistungsfähigkeit nachfolgender Verfahrensstufen (z. B. die Entwässerung) ist die Struktur der Schlammflocken. Deshalb ist der Schlammförderung erhöhte Aufmerksamkeit zu widmen. Übersteigen die bei Turbulenz wirksamen Scherkräfte die Bindungskräfte, wird die Flocke zerschlagen. In der Folge steigt der Anteil kolloidaler Partikel und damit das Wasserbindungsvermögen des Schlammes. Das ergibt eine Verschlechterung des Eindickverhaltens. Hochdrehende Kreiselpumpen sind zur Schlammförderung zu vermeiden. Exzenterschnecken- oder Drehkolbenpumpen sind besser geeignet. Um die Eindickfähigkeit des Schlammes und damit die Effizienz der Eindickung zu steigern, werden je nach System organische Flockungshilfsmittel (Polyelektrolyte) zudosiert. Durch elektrostatische Anziehung wird die Agglomeration der Teilchen gefördert und eine günstigere gü nstigere Struktur für weiteren Wasserentzug geschaffen. Bei zu niedrigen Dosiermengen wird eine optimale Eindickung nicht erreicht. Zu hohe Dosiermengen beeinträchtigen ebenfalls den Eindickerfolg, da im Überschuss vorhandene, positiv geladene Flockungshilfsmittel durch elektrostatisches Abstoßen die Agglomeration mit den negativ geladenen Schlammpartikeln erschweren. Filtermedien können bei Überdosierung von Flockungshilfsmitteln verstopfen. In Trommeleindickern und Schneckeneindickern wird der Schlamm permanent umgeschichtet und deshalb in der Regel stärker eingedickt als in Band- oder Scheibeneindickern, wobei aber


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der spez. Flockungshilfsmittelverbrauch höher ist. Insbesondere bei Vorhandensein geruchsintensiver Stoffe oder von Stoffen mit hohem Dampfdruck ist eine geschlossene Ausführung von Maschinen zu empfehlen. Bei Zentrifugen wird der Dickschlamm-Feststoffgehalt und der Abscheidegrad durch die Schnecken-Differenzdrehzahl und die Wehrhöhe beeinflusst. Eine automatische Steuerung der Differenzdrehzahl in Abhängigkeit vom Drehmoment oder der Trübung des abfließenden Zentrats nach vorangegangener Entgasung ist bei der Überschussschlammeindickung mit Einschränkungen möglich. Eine automatische Steuerung der Differenzdrehzahl über den online gemessenen Dickschlamm-Feststoffgehalt ist erfolgreich im Einsatz. Eine automatische Steuerung der Teichtiefe wird von einem Maschinenhersteller angeboten und wurde oben beschrieben. Damit können Ungleichförmigkeiten des Zulauf-Feststoffgehalts kompensiert und ein für die weitere Behandlung gewünschter weitgehend gleich bleibender Feststoffgehalt im Schlammaustrag sichergestellt werden. Da die Eindickmaschinen insbesondere auf die Feststofffracht bemessen werden, ist die Steuerung der Schlammbeschickung zum Erreichen einer vorgegebenen Zulauffracht sinnvoll. Auch die Flockungshilfsmittelmenge sollte nach der Zulauffracht und nicht nach der Zulaufmenge gesteuert werden. Bei der Flotationseindickung ist es wichtig, betriebliche Parameter, wie z. B. Luftzufuhr, Begasungsdruck, Rücklaufverhältnis und Durchflusszeit zu kontrollieren und optimal einzustellen. 6.2 6.2

Beeinflussun Beeinflus sung g vorgeschalteter vor geschalteter Verfahrenss Verfahrenss tufen

Die Rückwirkungen auf vorgeschaltete Verfahrensstufen bzw. auf den gesamten Klärprozess sind insbesondere bei der maschinellen Eindickung nicht unerheblich. Je höher der Eindickgrad, desto größer ist auch der zurückgeführte Anteil des Schlammwassers und damit die hydraulische Rückbelastung. Mit ca. 1 % des Abwasserzuflusses [13] zur Kläranlage trägt sie jedoch nur unwesentlich zur hydraulischen Belastung bei. Das zurückgeführte Schlammwasser bedingt auch eine stoffliche Rückbelastung. In Abhängigkeit von der Beschaffenheit des des einzudickenden Schlammes sowie von der Art und Betriebsweise des Eindicksystems und dem Abscheidgrad kommt es zu einer Rückbelastung durch Feststoffe und gelöste Schmutzstoffen. Das Ausmaß der Belastung wird hierbei im Wesentlichen durch mögliche Abbauprozesse der organischen Substanz im Schlamm beeinflusst. Da die verfahrenstechnischen Randbedingungen für eine Stoffveränderung lediglich bei der Schwerkrafteindickung mit langer Aufenthaltszeit oder einer der Eindickung vorangehenden Desintegration gegeben sind, ist auch nur bei diesen Verfahren mit einer nennenswerten Rückbelastung, insbesondere mit den Nährstoffen Phosphor und Ammonium, zu rechnen. Gelöste Stoffe im Schlammwasser aus der maschinellen ÜberschussschlammEindickung haben vergleichbare Konzentrationen wie der Kläranlagenablauf, wenn keine Desintegration des Schlammes erfolgt. Die Rückbelastung aus der maschinellen Überschussschlamm-Eindickung ist nicht vergleichbar mit der einer FaulschlammEntwässerung. Allerdings ist zu beachten, dass mit dem Schlammwasser zurückgeführte Feststoffe erneut abgetrennt und eingedickt werden müssen und die Schlammbilanzen (Schlammalter) beeinflusst werden. Dadurch wird bei den Eindickverfahren nicht nur der Schlammdurchsatz erhöht, sondern auch der Flockungsmittel- und Energieverbrauch. Die durch einen schlechten Abscheidegrad bedingten Mehrkosten und u nd ggf. eintretenden Betriebsprobleme werden oft vergessen. Um Betrieb und Reinigungsleistung des Klärwerks nicht zu beeinträchtigen, sollte ein Abscheidegrad – im Bedarfsfall auch unter Einsatz von Flockungshilfsmitteln Flockungshilfsmitteln – von 85 % bis 90 % nicht unterschritten werden [26]. Die Feststoffe des Filtrats/ Zentrats sind im Allgemeinen gut absetzbar. Deshalb ist es sinnvoll, das Schlammwasser aus der Eindickung


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in den Kläranlagenzulauf bzw. in die Vorklärung einzuleiten. Dort setzen sich die Feststoffe ab, und ein Teil der kolloidalen Stoffe wird adsorptiv gebunden [22]. Beim Einsatz von Eindickverfahren mit Hilfe der Schlammdesintegration sind zum Teil erhebliche Kohlenstoff- und damit CSB-Rückbelastungen zu erwarten. Die Rückbelastung ist bei sehr weitgehendem Zellaufschluss ähnlich hoch wie bei der Faulschlammentwässerung. Bei der Desintegration des (biologischen) Schlammes z. B. in Kugelmühlen oder o der mit Ultraschall werden die Zellwände von Mikroorganismen zerstört und hochbelastetes Zellwasser freigesetzt. Die Feststoffe, bestehend aus den Zellhäuten bzw. den Resten der zerstörten Mikroorganismen, setzen sich nach bisheriger Erkenntnis relativ gut ab und verbessern damit die Eindickleistungen. Wegen der Erhöhung des Feinstanteils im Sch lamm erhöht sich der spez. Flockungshilfsmittelverbrauch erheblich. Die Technik der Schlammdesintegration ist noch in der Entwicklung. Erste Untersuchungen im Betriebsmaßstab sind durchgeführt worden und müssen zielgerichtet bewertet werden [15]. 6.3 6.3 Einsatz Einsatz von polymeren Flockungshilfs mitteln zur Klärschlammeindickung Die Düngemittelverordnung (Verordnung über das Inverkehrbringen von Düngemitteln, Bodenhilfsstoffen, Kultursubstraten und Pflanzenhilfsmitteln – DüMV) vom 26. November 2003 [17] definiert in § 2, dass Klärschlämme für eine landwirtschaftliche Klärschlammverwertung als Düngemitteltyp zugelassen sind, wenn sie die Anforderungen der Klärschlammverordnung erfüllen. Nach § 2 und § 3 der DüMV werden die Düngemitteltypen mit der Maßgabe zugelassen, dass „keine Polyacrylamide (PAA) oder Mineralöle als Aufbereitungshilfsmittel verwendet verwendet werden und durch die Verwendung Verwendung anderer Aufbereitungsmittel keine Erhöhung Erhöhung von Schadstoffgehalten erfolgt“. erfolgt“. Zusätzlich ist zu beachten, dass in Anhang 3 die Kennzeichnung der nicht als EG-Düngemittel bezeichneten Düngemittel geregelt ist, d. h. sofern ein Aufbereitungsmittel zur Düngemittelherstellung einen Anteil von 0,5 % überschreitet, überschreitet, ist es zusätzlich zu deklarieren. deklarieren. Die Übergangsfrist für für den Einsatz von PAA als Aufbereitungsmittel zur Herstellung von Düngemitteln beträgt 10 Jahre (bis 4.12.2013). Der Grundstoff der für die Klärschlammkonditionierung eingesetzten Polymere ist das Polyacrylamid PAA. Bei der landwirtschaftlichen Klärschlammverwertung darf nach dieser Verordnung das PAA weder bei der Abwasserreinigung (z. B. zur Vermeidung von Schlammabtrieb aus den Nachklärbecken) noch bei der Eindickung oder Entwässerung innerhalb der Schlammbehandlung eingesetzt werden. Bei der KlärschlammVerbrennung sind derzeit keine Einschränkungen aus der Polymer-Konditionierung bekannt [19]. Aktuell wird geklärt, ob das bei der Herstellung von Flüssig-Flockungshilfsmittel eingesetzte parafinierte Trägeröl (Weißöl) als Mineralöl im Sinne der Düngemittelverordnung einzustufen ist. 6.4

Schlammwasserbehandlung

Eine separate Behandlung des Schlammwassers aus der Eindickung ist nur dann erforderlich, wenn es während der Eindickung zum teilweisen Ab- und Umbau oder zu einer starken Hydrolyse der organischen Substanz kommt, was z. B. bei der Desintegration der Fall ist. Bei einer maschinellen Eindickung mit einem ausreichend hohen Abscheidegrad und entsprechend geringer Feststoffbelastung im Filtrat/Zentrat empfiehlt sich eine direkte Rückführung des Schlammwassers in den Zulauf der Kläranlage. Auch bei einer Schwerkrafteindickung kann in der Regel auf eine Behandlung und Zwischenspeicherung verzichtet werden, sofern nicht außergewöhnlich lange Schlammaufenthaltszeiten und/oder hohe Temperaturen eine nennenswerte Stoffumwandlung und eine erhöhte PhosphorRücklösung erwarten lassen.


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Bei einer Desintegration ist die Notwendigkeit einer Zwischenspeicherung bei hoher Belastung auch einer separaten Behandlung des Schlammwassers zu prüfen. Weitere Hinweise zu den prinzipiellen Möglichkeiten einer Schlammwasserbehandlung im Haupt- oder Nebenstrom und zu den Auswahlkriterien für einzelne Verfahren sind der Literatur [14] zu entnehmen. 7

Kosten der Überschuss Überschuss schlamm-Eindicku schlamm-Eindicku ng

Die Kosten der verschiedenen Verfahren der Eindickung sind differenziert für jeden Einzelfall zu betrachten. Nach den Erfahrungen aus großtechnischen Betriebsversuchen sollten die in Tabelle 10 aufgeführten Kostenfaktoren bei Wirtschaftlichkeitsvergleichen berücksichtigt werden. Nicht monetär sind nachfolgende für den Betrieb der Anlage sehr wichtige Faktoren: 

Reparaturanfälligkeit,



Bedienungsfreundlichkeit,



erforderliche Sachkunde für Betrieb und Wartung.

Für eine Überschussschlamm-Eindickung wurden auf Basis aktueller Ausschreibungs Angebote (Kostenstand 2006) und Auswertung Auswertung von großtechnischen Betriebsversuchen mit verschiedenen Eindick-Maschinen [23] die frachtbezogenen spezifischen Jahreskosten aus den Investitions-Jahreskosten und den Betriebs-Jahreskosten für eine Musterkläranlage (100.000 EW) errechnet (siehe Bild 15).

Tabelle Tabelle 10: 10: Kostenfaktor Kos tenfaktor en für einen einen Wirtsch aftlich keitsverg leich


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Bild 15: 15: Spezifische Spezifische Jahreskosten Jahreskosten (netto) (netto) der Überschuss Überschuss schlammeindickung Die verschiedenen Verfahren der Eindickung erreichen in der Regel unterschiedliche Feststoffgehalte im eingedickten Schlamm. Deshalb wurden für die Kostenberechnungen die Weiterbehandlungskosten in einer Faulungsstufe (Betriebskosten für Transport, Umwälzung und Beheizung) oder zum Transport des eingedickten Schlammes zu einem anderen Klärwerk berücksichtigt. Die Investitionskosten der maschinellen Verfahren einschließlich Flotationsverfahren beinhalten die jeweils umgebende Hallenkonstruktion zur Einhausung. Die Investitionskosten wurden nach der Annuitätenmethode und dem Kapitalwiedergewinnungsfaktor k in Jahreskosten umgerechnet.

Zusammenfassend wird festgestellt, dass die Jahreskosten der Flotation und der statischen Eindickung des Überschussschlammes höher sind, als die Jahreskosten der maschinellen Verfahren. Dieses ist insbesondere eine Folge des zu erwartenden geringeren Eindickgrades der statischen Überschussschlamm-Eindickung und der damit anfallenden erhöhten Dickschlammmenge mit entsprechenden höheren Weiterbehandlungskosten und der relativ hohen Abschreibungskosten für statische Eindicker. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die statische Eindickung in der Regel nicht für die getrennte Überschussschlammeindickung verwendet wird, sondern für die Eindickung von Primär- oder Mischschlamm, bei der auch höhere Eindickgrade mit entsprechend geringeren Jahreskosten erreicht werden. Bei Kostenberechnungen ist zu berücksichtigen, dass wegen des verminderten


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Schlammvolumens nach einer Eindickung, beim Neubau einer nachfolgenden Stabilisierungsstufe kleinere Bauwerke errichtet werden können und deren Investitions- und Betriebskosten geringer sind. 8

Zusammenfassung

Die Eindickung von Klärschlamm ist eine der weit verbreiteten Verfahrensstufen und findet sich in nahezu allen Verfahrensketten der Schlammbehandlung. Die wissenschaftliche Bearbeitung dieses Themenbereiches wurde in der Vergangenheit vernachlässigt. Die im vorliegenden Merkblatt beschriebenen Einrichtungen und Aggregate stellen den aktuellen Stand der Technik dar. Da die Eindickung die erste Stufe des Wasserentzugs darstellt und optimale Ergebnisse oft nur mit Konditionierungsmaßnahmen erreicht werden können, wird empfohlen, das vom selben Fachausschuss herausgegebene Merkblatt ATV-DVWK-M 366 zu den benachbarten Themenkomplexen der „Maschinellen Schlammentwässerung" [10] sowie den Arbeitsbericht „Auswahl und Einsatz von organischen Flockungshilfsmitteln – Polyelektrolyten – bei der Klärschlammentwässerung" [11] zu berücksichtigen. Bei der Schlammbehandlung sind komplexe Wechselwirkungen zu beachten, die sich aus nachfolgenden Unterschieden und Einflussfaktoren ergeben: 





Schlammeigenschaften und deren Abhängigkeit vom Rohabwasser, Verfahrenstechnik der Abwasserreinigung und Klärschlammbehandlung (z. B. Zusammensetzung der Inhaltsstoffe, Wasserbindevermögen), unterschiedliche Verfahrenstechnik der Eindicksysteme (z. B. Wirkungsweise, Trennarbeit, Abscheidegrad/Trennschärfe, erreichbarer Trockenrückstand im Dickschlamm, spezifischer Flockungshilfsmittelverbrauch), Konditionierungs-Verfahren und -Mengen (z. B. durch Chemikalien, Salzgehalt, Zuschlagstoffe, thermische Einflüsse).

Unter der Prämisse der Betriebssicherheit und des Eindickzieles sind bei der Auswahl des Eindickverfahrens folgende Kriterien zu prüfen und zu bewerten: 









Betriebsergebnisse (Trockenrückstand des Endproduktes und dessen Konsistenz, Trennschärfe/Abscheidegrad), Zuverlässigkeit (Betriebssicherheit aller technischen Einrichtungen, Einhaltung vorgegebener Betriebsergebnisse/Eindickungsziele) und Flexibilität eines Systems (Anpassungsfähigkeit an wechselnde Belastungen, Schlammeigenschaften, Betriebsbedingungen, Betriebsstörungen), Betriebsmittelkosten für Chemikalien/Zuschlagstoffe (Konditionierung), Strom, Wasser, Betrieb, Wartung, Instandhaltung (Verschleißteile, Inspektionen, Reparaturarbeiten), Reinigungsarbeiten usw., Folgekosten aus der weiteren Schlammbehandlung, für die Schlammwasserbehandlung (Rückbelastung einschließlich möglicher Auswirkungen auf den Klärwerksablauf/die Abwasserabgabe), für den Schlammtransport Schlammtransport und die Verwertung/Beseitigung, Verwertung/Beseitigung, Investitionskosten (Kapitalkosten) für Maschinen, Installationen und Bauwerke (Hochbauten, Zwischenlager) einschließlich der notwendigen Reserven (Verfügbarkeit, künftige Entwicklungen).

Weiterhin sind zu beachten:


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Emissionen, wie Gerüche oder Geräusche,





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Anforderungen an das Personal,



Regelungsbedarf,



Nutzungsdauer von Aggregaten und Verschleißteilen,





Verträglichkeit der Schmutzfrachten aus dem Schlammwasser (Zentrat/Filtrat) für das Klärwerk, Verträglichkeit/Eignung des entwässerten und evtl. nachbehandelten Klärschlammes für Landwirtschaft und Landschaftsbau (Boden, Pflanzen) oder andere nachfolgende Maßnahmen der Verwertung oder Beseitigung.

Bei längerer Verweilzeit des Schlammes im Vorklärbecken bzw. im Eindicker können durch einsetzende Vorversäuerung oder beginnende Faulungsvorgänge Methan, das klimaschädlich ist, geruchsintensive Stoffe (z. B. organische Säuren) und Schwefelwasserstoff entstehen. Dies muss auch unter Beachtung der de r Explosionsschutz-Richtlinie [7] fachgerecht bewertet werden. Darüber hinaus kann es bei Belebungsstufen mit biologischer Phosphor-Elimination zu einer vermehrten Rücklösung von Phosphor und deren Auswirkungen auf die massenhafte Entwicklung von Fadenbakterien kommen. Bei Hochdruck-Reinigungsarbeiten im Bereich von Schlammbehandlungsanlagen werden keimbelastete Aerosole freigesetzt. Es sind geeignete Maßnahmen zum Schutz des d es Bedienungspersonals erforderlich. Nur mit Hilfe einer Gesamtbetrachtung und der sich daraus ergebenden technischwirtschaftlichen Konsequenzen ist es möglich, über die Eignung der verschiedenen Eindickverfahren für den konkreten Einsatzfall zu entscheiden. Beispielsweise können niedrige Investitionskosten eines Eindickungssystems hohe Betriebsund Folgekosten (z. B. durch Mehrschichtenbetrieb, Nachbehandlung, Verschleiß) gegenüberstehen. Wichtig ist, dass nach Möglichkeit vor der Verfahrens- bzw. Aggregateauswahl großtechnische Betriebs-Versuche durchgeführt werden sollten, da Ergebnisse von anderen Kläranlagen nicht zuverlässig übertragen werden können. Dies gilt meist auch für Versuche, die nicht mit Maschinen hinreichender Größe erzielt wurden (Scale-up-Effekt). Garantien, die ohne eingehende Voruntersuchungen abgegeben werden, sind skeptisch zu betrachten. Bei der Bemessung von Anlagen sind auch Ungleichförmigkeiten und Schwankungsbereiche der Eindickfähigkeit des Klärschlammes zu beachten, die im Versuchszeitraum festzustellen und darüber hinaus für die vorgesehene Einsatzzeit der Aggregate zu erwarten sind. Hierzu sollten geeignete Schlammkennwerte untersucht und dokumentiert werden. Für einen erfolgreichen Betrieb, zumindest aber für Kosteneinsparungen bei den Betriebsmitteln (z. B. Flockungshilfsmitteln) und für die maximale Lebensdauer bzw. Nutzungsdauer ist ein qualifiziertes und gut eingewiesenes Personal von entscheidender Bedeutung. Literatur [1] [2]

DIN 4045 (August 2003): Abwassertechnik – Grundbegriffe DIN EN 1085 (Mai 2007): Abwasserbehandlung – Wörterbuch; Dreisprachige Fassung


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[3]

DIN EN 12832 (November 1999): Charakterisierung von Schlämmen – Schlammverwertung und -entsorgung – Wörterbuch; Dreisprachige Fassung

[4]

DIN EN 12255-8 (Oktober 2001): Kläranlagen – Teil 8: Schlammbehandlung und lagerung

[5]

DIN EN 12880 (Februar 2001): Charakterisierung von Schlämmen – Bestimmung des Trockenrückstandes und des Wassergehalts

[6]

DIN 19552 (Dezember 2002): Kläranlagen – Rundbecken – Absetzbecken mit Schild- und Saugräumer und Eindicker; Bauformen, Hauptmaße, Ausrüstungen

[7]

Explosionsschutzverordnung (ExVO): Elfte Verordnung zum Geräte- und Produktsicherheitsgesetz (11. GPSGV) vom 12. Dezember 1996. Stand: zuletzt geändert durch Artikel 18, Gesetz vom 06.01.2004, BGBl. I S. 2

[8]

ATV: Eindickung von Klärschlamm. Arbeitsbericht des ATV/BDE/VKSFachausschus-ses 3.2. In: KA-Korrespondenz Abwasser, 1/1998, S. 122–134

[9]

ATV: Entwässerungskennwerte. Arbeitsbericht des ATV/BDE/VKSFachausschusses 3.1. In: KA-Korrespondenz Abwasser, 3/1992, S. 401–408

[10]

ATV-DVWK: Merkblatt ATV-DVWK-M 366 (Oktober 2000): Maschinelle Schlammentwässerung. Hennef: Gesellschaft zur Förderung der Abwassertechnik e.V. (GFA)

[11]

ATV: Auswahl und Einsatz von organischen Flockungshilfsmitteln – Polyelektrolyten – bei der Klärschlammentwässerung. Klärschlammentwässerung. Arbeitsbericht des ATV/BDE/VKSATV/BDE/VKSFachausschusses 3.2. In: KA-Korrespondenz Abwasser, 4/1992, S. 569–580

[12]

ATV: ATV-Handbuch „Mechanische Abwasserreinigung“; Kap. 3.6 „Feststoffabtrennung durch Flotation“, S. 221 . 4. Aufl. Berlin: Ernst & Sohn, 1997

[13]

ATV: ATV-Handbuch „Klärschlamm“. 4. Aufl. Berlin: Ernst & Sohn, 1996

[14]

ATV-DVWK: Rückbelastung aus der Schlammbehandlung – Menge und Beschaffenheit der Rückläufe. 1. Arbeitsbericht der ATV-DVWK-Arbeitsgruppe AK1.3 „Rückbelastung aus der Schlammbehandlung“. In: KA-Korrespondenz Abwasser, 8/2000, S. 1181–1187

[15]

ATV-DVWK: Verfahrensvergleich und Ergebnisse der mechanischen Klärschlammdesintegration. Arbeitsbericht der ATV-DVWK-Arbeitsgruppe AK-1.6 „Klärschlammdesintegration“.. In: KA-Korrespondenz „Klärschlammdesintegration“ KA-Korrespondenz Abwasser, 3/2001, S. 393–400

[16]

ATV: Feststoffabtrennung durch Entspannungsflotation. Kurzfassung eines Arbeitsberichtes des ATV-Fachausschusses 2.5. In: KA-Korrespondenz Abwasser, 7/1999, S. 1125–1126

[17]

Düngemittelverordnung DüMV – Verordnung über das Inverkehrbringen von Düngemitteln, Bodenhilfsstoffen, Kultursubstraten und Pflanzenhilfsmitteln vom 26. November 2003. BGBl. I S. 2373–2437

[18]

DWA: Stand der Klärschlammbehandlung und -entsorgung in Deutschland – Ergebnisse der DWA-Klärschlammerhebung 2003. DWA-Themen; Hennef, Oktober 2003


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[19]

DWA: Einsatz von polymeren Flockungshilfsmitteln in der Klärschlammbehandlung vor dem Hintergrund der neuen Düngemittelverordnung vom 26. November 2003. Arbeitsbericht der DWA-Arbeitsgruppe DWA-Arbeitsgruppe AK-2 „Stabilisierung, „Stabilisierung, Entseuchung, Konditionierung, Eindickung und Entwässerung von Schlämmen“ und AK-2.3 „Konditionierungen“. In: KA-Korrespondenz Abwasser, 1/(2005), S. 68–73

[20]

DVGW: DVGW W 221-2: Rückstände und Nebenprodukte aus Wasseraufbereitungsanlagen, T.2: Behandlung, 2/2000

[21]

BAU, K.: Rationeller Einsatz der aerob-thermophilen Stabilisierung durch Rohschlamm-Vorentwässerung. Schriftenreihe WAR, Band 29, 1986 . Darmstadt: Eigenverlag

[22]

DENKERT, R.: Einflüsse auf die Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit einer prozessgesteuerten Dekantierzentrifuge zur Überschussschlammeindickung. Schriftenreihe Siedlungswasserwirtschaft, Band 12. 1988, Bochum

[23]

DENKERT, R.: Maschinelle Eindickung von Klärschlamm – Betriebsversuche auf der Hauptkläranlage Münster. Vortrag 3. ATV-Klärschlammtage 05.-07.05.2003 in Würzburg

[24]

DURTH, A.; SCHAUM, C.: Ergebnisse der DWA Klärschlammerhebung 2003. Vortrag 4. ATV-Klärschlammtage 04.-06.04.2005 in Würzburg

[25]

EWERT, W.: Persönliche Mitteilungen, 2005

[26]

KAPP, H.: Schlammfaulung mit hohem Feststoffgehalt. Stuttgarter Berichte zur Siedlungswasserwirtschaft, Bd. 86, 1984. Kommissionsverlag R. Oldenburg

[27]

KOPP, J.: Wasseranteile in Klärschlammsuspensionen – Messmethode und Praxisrelevanz. Veröffentlichungen des Institutes für Siedlungswasserwirtschaft, Technische Universität Braunschweig, Heft 66, 2001

[28]

MOSHAAGE, U.: Rheologie kommunaler Klärschlämme – Messmethoden und Praxisrelevanz. Institut für Siedlungswasserwirtschaft, Technische Universität Braunschweig, Heft 72, 2004

[29]

STALMANN, V.: Untersuchungen zur Technik der Eindickung am Beispiel von Emscher-Belebtschlamm und zu den technisch-wirtschaftlichen Auswirkungen der Eindickung auf Folgeprozesse der Abwasserschlamm-Behandlung. Veröffentlichungen des Instituts für Siedlungswasserwirtschaft der TH Hannover, Heft 19, 1965

[30]

T.O.R. Handbuch Champion 3D; T.O.R. Engineering GmbH, Bergisch-Gladbach, 1997

[31]

ZHOU , J.; MAVINIC, D. S.; KELLY, H. G; RAMEY, W. D.: Effects of temperatures and extracellular proteins on dewaterability of thermophilically digested biosolids. In: Journal of Environmental Engineering and Science 1/2002, S. 409–415 409 –415

[32]

ATV-DVWK-A 400 (Juli 2000): Grundsätze für die Erarbeitung des ATV-DVWKRegelwerkes

[33]

BGV A1 (April 2005): Grundsätze der Prävention vom 1. Januar 2004. Aktualisierter Nachdruck April 2005. Hrsg.: Hauptverband der gewerblichen


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ATV DWA M 381_Sludge Thickening

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