Modico Stickstoff Phosphor Phosphaht Ammonium Ammoniak Hemmung Rückgewinnung

MoDiCo

ein Verfahren zur Nährstoffreduktion und -rückgewinnung in der Faulung

In der Faulung werden die Kohlenstoff-
verbindungen der anfallenden Schlämme in der Kläranlage energetisch genutzt und gleichzeitig der Schlamm stabilisiert. Dabei werden u.a. aber auch die Nährstoffe Stickstoff und Phosphor frei. Dieses führt häufig in der Faulung und in nachfolgenden Verfahrensschritten zu Problemen.

Bei sehr hohen Stickstoffkonzentrationen kann es durch eine NH₃-Hemmung in der Faulung zu einer Beeinträchtigung der Biozönose kommen. Weiterhin trägt eine hohe Stickstofffracht zu hohen Rückbelastungen in die Kläranlage bei. Phosphor in Form von Phosphaten kann in und nach der Faulung zu unerwünschten MAP
( Magnesium-Ammonium-Phosphat) Abla-
gerungen führen. Außerdem ist im Rahmen der neuen Klärschlammverordnung eine weitestgehende Reduktion der Phosphate erforderlich, um den Klärschlamm nicht in einer Monoverbrennung entsorgen zu müssen.

Das MoDiCo-Verfahren reduziert schon in der Faulung die Stickstoff- und Phosphorbelastung und sorgt in Kombination mit dem thermisch-chemischen Zellaufschluss für eine erhöhte Gasproduktion. Die Verfahrensschritte können in verschiedenen Kombinationen eingesetzt werden.

MoDiCo Reaktor Stickstoffreduktion Phosphatreduktion

Reaktor zum thermisch-chemischen Zellaufschluss

Entgasungsbehälter

Unsere Lösung:
Das MoDiCo-Verfahren (Modular-Digester-Control) ist eine Kombination aus bewährten Verfahren zum thermisch-chemischen Zellaufschluss (Hydrolyse), zur Faulschlamm-Vakuumentgasung und zur Phosphorelemination.

Die einzelnen verfahrenstechnischen Schritte sind untereinander frei kombinierbar und können ggf. auch schrittweise installiert werden.

MoDiCo: Stickstoffelemination

Verfahrensprinzip zur Stickstoffelemination:
Basis dieses Verfahrensschrittes ist unsere Faulschlamm-Vakuumentgasung, bei der unter Unterdruck das im Faulschlamm verbleibende Faulgas aus dem Schlamm abgezogen wird. Dieses bewährte Verfahren wird nun in einer leicht modifizierten Form genutzt, um den Stickstoff schon in der Faulung aus dem Schlamm zu entfernen. Damit kann bei sehr hohen Stickstoffbelastungen eine Ammoniakhemmung verhindert und die Rückbelastung der Kläranlage über das stickstoffhaltige Zentratwasser bei der Entwässerung reduziert werden.

Aus der Faulung wird ein Teilstrom des Faulschlamms abgezogen. Mit etwas Lauge versetzt wird der pH-Wert so angehoben, dass der meist als Ammonium NH₄ gebundene Stickstoff in Ammoniak NH₃ übergeht.

Das abgetrennte Ammoniak wird anschließend in einem sauren Wäscher niedergeschlagen. Erfolgt dieses beispielsweise mit Schwefelsäure, kann der Stickstoff so als Diammoniumsulfat, einem üblichen Düngestoff, zurückgewonnen und vermarktet werden. Das vom Ammoniak befreite Restgas wird wieder in die Faulung zurückgeführt.

Anhand des nebenstehenden Diagrammes ist zu erkennen, dass das Gleichgewicht zwischen Ammonium und Ammoniak sowohl durch eine Anhebung des pH-Wertes, als auch durch eine Anhebung der Temperatur in Richtung Ammoniak verschoben werden kann. Dieses führt zu der Überlegung, dass das Verfahren zur Stickstoffelemination mit einer thermischen Hydrolyse kombiniert werden kann.

Modico Gleichgewicht Ammonium Ammoniak NH4 NH3

MoDiCo Sticksoffelemination mit Hydrolyse themische chemischen Zellaufschluss

MoDiCo: Stickstoffelemination in Kombination mit einer thermischen Hydrolyse

Hydrolyse
Bei der Kombination der Stickstoffelemination mit einer thermischen Hydrolyse, beispielsweise dem thermisch-chemischen Zellaufschluss, kann die Wärme der Hydrolyse für eine Verschiebung des Ammonium-Ammoniak-Gleichgewichtes in Richtung Ammoniak genutzt werden. Dadurch wird Lauge eingespart. Gleichzeitig steigt auch die Umsatzleistung der Faulung stark an und die Faulgasproduktion erhöht sich.Folglich geht auch die zu entsorgende Schlammmenge zurück.

Der Primärschlamm kann direkt zur Rückkühlung der thermischen Hydrolyse in die Faulung gepumpt werden.

Die Stickstoffelemination kann auch nach einer bestehenden thermischen Hydrolyse leicht nachgerüstet werden.

Phosphatelemination
Schließlich kann in diese Verfahrenskette auch eine Phosphatelemination integriert werden. Durch die Fahrweise in einem externen Loop, können hier deutlich mehr Phosphate aus dem Schlamm entfernt werden, als bei dem einmaligen Durchlauf des Schlamms in einer nachgeschalteten Phosphatelemination. Für die Phosphatentfernung im Loop stehen ebenfalls bewährte Verfahren zur Verfügung.

Je nach Verfahrensziel kann das Phosphat beispielsweise als MAP oder Calciumphosphat gewonnen werden. So wird die zukünftige Klärschlammverordnung auch in Hinsicht der noch im Schlamm verbleibenden Phosphate erfüllt, ohne auf eine Monoverbrennung zurückgreifen zu müssen.

MoDiCo: Hydrolyse in Kombination mit Stickstoff- und Phosphorelemination

MoDiCo-N Nachgeschaltete Stickstoffentfernung aus dem Zentrat

PONDUS-N: Stickstoffrückgewinnung aus dem Zentratwasser der Entwässerung

Stickstoff aus dem Zentrat
Eine weitere Variante dieses Verfahrens ist das PONDUS-N Verfahren. Bei diesem Verfahren wird der Stickstoff in Form von Ammoniak aus dem Zentratwasser entfernt. Diese, etwas einfacherer Variante dient zur Reduktion der Stickstoff-Rückbelastung in die Kläranlage.

Auch hier kann der Stickstoff als Düngestoff gewonnen werden.

Wir arbeiten bei diesem Verfahren eng mit der

P.C.S. Pollution Control Service GmbH

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