ats

PONDUS Verfahrenstechnik GmbH

Aerob-thermophile
Schlammstabilisierung

Die einfache Art der Schlammstabilisierung

Das Ausbringen von flüssigem Klärschlamm auf landwirtschaftliche Flächen ist für kleinere Kläranlagen der natürlichste Weg der Entsorgung. Dazu wird ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Schlammstabilisierung und - wenn möglich auch zur - Schlammhygienisierung benötigt.

Eine anaerobe Schlammfaulung erfordert hohe Investitionen und einen erheblichen Bedienungs- und Wartungsaufwand. Solche Anlagen lohnen sich daher nur für mittlere und große Kläranlagen, insbesondere, wenn weitere Aufwendungen für eine Schlammhygienisierung hinzukommen.

In Deutschland darf Klärschlamm nur gemäß der Klärschlammverordnung (AbfKlärV) ausgebracht werden. In anderen Ländern, etwa der Schweiz, können auch Dauergrünland und Feldfutterflächen beschlammt werden.

dreistufige ATS-Anlage aerob thermophile Schlammstbilisierung PONDUS Schlammbehandlung Klärschlamm

Dreistufige Anlage zur aeroben-thermophilen Schlammstabilisierung

Unsere Lösung

Das PONDUS-ATS-Verfahren ist besonders für die Schlammbehandlung kleinerer Kläranlagen konzipiert. Dabei wird sowohl die Stabilisierung als auch eine sichere Hygienisierung in einem Schritt gewährleistet. Das Verfahren ist kostengünstig bei den Investitionen, einfach im Betrieb und dadurch bei Anlagen zwischen 5.000 und 50.000 Einwohnergleichwerten anderen Behandlungsmethoden überlegen.

Das Verfahren ist auch für die Vorbehandlung von Fäkalschlämmen geeignet.

ATS Grundschema aerob thermophile Schlammstbilisierung PONDUS Schlammbehandlung Klärschlamm

Grundschema der aerob-thermophilen Schlammstabilisierung

Verfahrensprinzip

Bei der aeroben Stabilisierung von Klärschlamm wird durch die biologische Oxidation der organischen Stoffe eine erhebliche Reaktionswärme - ca. 15 MJ/kg CSB-Abbau - frei. Bei kommunalen Mischschlamm mit einem abbaubaren CSB von 25 kg/m³ wäre theoretisch bei vollständigem Abbau und ohne Wärmeverluste eine Erwärmung um fast 90 K möglich.

Beim PONDUS-ATS-Verfahren wird der Energieinhalt des Rohschlammes mit gutem Wirkungsgrad zu seiner Selbsterwärmung genutzt, so daß Temperaturen bis 75 °C erzielt werden. Da die biologischen Vorgänge unter diesen thermophilen Bedingungen wesentlich schneller ablaufen als im mesophilen Bereich, verringert sich die notwendige Verweilzeit für eine ausreichende Stabilisierung auf bis zu 6 Tage. Entsprechend kann gegenüber der konventionellen Faulung das Behältervolumen bei gleichem Abbaugrad um bis zu 75 % verkleinert werden.

Wie bei der Faulung wäre eine vollständige Reduktion der abbaubaren organischen Substanz nur bei unendlicher Aufenthaltszeit möglich. Auch der bis zur „Technischen Faulgrenze" behandelte Faulschlamm bildet weiter - wenn auch geringe - Gasmengen. Ähnliches gilt in Abhängigkeit von den Milieubedingungen auch für aerob-thermophil stabilisierten Schlamm.

Das ATS-Verfahren kann aber auch bei sehr dünnen oder bereits teilstabilisiertem Schlamm, der wenig biologisch abbaubare Stoffe enthält, eingesetzt werden. Die gleichzeitige Stabilisierung und Hyginisierung kann in diesem Fall durch folgende zusätzliche Maßnahmen erreicht werden:

- Zufuhr von Fremdwärme und/oder

     -    Vorwärmung des Rohschlammes über
     Wärmetauscher mit heißem, behandelten
    Schlamm.

Belüftung und Umwälzung

Zur Durchführung des Verfahrens ist eine hohe Ausnutzung der zugeführten Luft erforderlich. Gleichzeitig muß für eine ausreichende Umwälzung gesorgt werden. In der Abwassertechnik übliche, auf einen hohen Sauerstoffertrag optimierte Belüftungseinrichtungen sind ungeeignet.

Eine Weiterentwicklung stellt die PONDUS-Strahlbelüftung dar, bei der Luftzufuhr und Umwälzung entkoppelt sind, so daß jede dieser beiden Einflußgrößen einzeln optimiert werden kann. Bei dieser Variante können schlankere Reaktoren verwendet werden. Auch wird der Beschickungsvorgang durch die Umwälzpumpen erleichtert, sowie die Ablagerung von Sand am Behälterboden fast vollständig vermieden.

In der Abluftleitung am Kopf der Reaktoren wird der mechanische Schaumbrecher angeordnet. Eine Nachbehandlung der Abluft kann mittels Biofilter oder Biowäscher durchgeführt werden. Eine andere Möglichkeit zur Entsorgung ist das Einblasen der unbehandelten Abluft in ein Belebungsbecken.

Hygienisierungszeiten aerob thermophile Schlammstbilisierung PONDUS Schlammbehandlung Klärschlamm

Abhängigkeit zwischen Temperatur und Verweilzeit zur Hygienisierung

Hygienisierung

Der Zusammenhang von Einwirkzeit und Temperatur auf die Abtötung von Krankheitserregern ist in einfach-logarithmischer Darstellung eine Gerade. Die im nebenstehenden Bild eingezeichnete Linie basiert auf Literaturdaten sowie internen Untersuchungen und erfüllt die Einzelvorgaben von ATV und Bundesgesundheitsamt.

Verfahrensablauf

Der Prozeß kann ein- oder mehrstufig durchgeführt werden. Die Behälter sind geschlossen, wärmeisoliert und korrosionsgeschützt.

Eine PONDUS-ATS-Anlage wird in regelmäßigen Abständen mit Schlamm so beschickt, daß eine Vermischung von behandeltem und unbehandeltem Schlamm unmöglich ist.

Die zweistufige Anlage wird in der Regel einmal täglich beschickt. Dazu wird zunächst der Schieber V3 geöffnet, so daß aus dem zweiten Reaktor ein Schlammvolumen abfließt, das der zu behandelnden Rohschlammenge entspricht. Danach wird V3 geschlossen und V2 geöffnet; die gleiche Menge gelangt vom ersten in den zweiten Reaktor. Abschließend wird der erste Reaktor bei geschlossenem V2 und geöffnetem V1 mit Rohschlamm aufgefüllt.

Zweistufige Anlage zur aerob-thermophilen Stabilisierung aerob thermophile Schlammstbilisierung PONDUS Schlammbehandlung Klärschlamm

Zweistufige Anlage zue aerob-thermophilen Stabilisierung

ATS mit Rekuperator aerob thermophile Schlammstbilisierung PONDUS Schlammbehandlung Klärschlamm

Aerob-thermophile Stabilisierung mit Rekuperator

In der einstufigen Anlage mit Wärmetauscher bleibt der Schlamm die gesamte Verweilzeit auf einer vergleichsweise höheren Temperatur. Aus dem Mantelraum des Wärmetauschers und dem Reaktor wird dreimal täglich behandelter Schlamm abgelassen. Der Reaktor wird anschließend aus dem Innenraum des Wärmetauschers mit vorgewärmten Rohschlamm wieder befüllt. Der Verfahrensablauf wird in allen Fällen vollautomatisch gesteuert und erfordert vom Bedienungspersonal lediglich Zeit für Kontrollgänge.

Zweitufige Anlage mit Rekuperator aerob thermophile Schlammstbilisierung PONDUS Schlammbehandlung Klärschlamm

Zweistufige Anlage mit Rekuperator

Abwärmenutzung

Beim Einsatz von gut eingedicktem Mischschlamm oder auch bei Vorwärmung des Rohschlammes mittels Wärmetauscher ist der Temperaturanstieg so groß, daß aus dem zweiten Reaktor Nutzwärme entnommen werden kann, ohne die Schlammstabilisierung und ‑hygienisierung zu gefährden. Diese Wärme kann für die Gebäudeheizung genutzt werden.

Technische Daten

Die Betriebskosten resultieren fast ausschließlich aus dem Stromverbrauch für Sauerstoffeintrag, Umwälzung und Schaumbekämpfung. Bei eingedickten Mischschlämmen üblicher

Zusammensetzung mit Feststoffgehalten von ca. 4 % und normaler biologischer Abbaurate kann mit einem durchschnittlichen spezifischen Energieverbrauch von ca. 15 kWh/m³ Schlamm gerechnet werden. Davon abweichende Eigenschaften führen zu anderen Werten.

Für durchschnittliche kommunale Misch-schlämme gelten folgende Richtwerte:

- Verweilzeit in den Reaktoren: bis 6 Tage

- Temperatur in letzter Stufe: 55-65°C

- oTS-Abbau: 35-45 %

- Stromverbrauch: 12-20 kWh/m³

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