Die Aufgabe Das bei der Schlammfaulung gebildete Gas ist entsprechend seiner Zusammensetzung und den örtlichen Druck- und Temperaturverhältnissen im Schlammwasser gelöst. In der Trichterspitze eines 20 m hohen Faulbehälters sind es theoretisch 0,65 m³ Kohlendioxid (CO2) und 0,05 m³ Methan (CH4) pro m³ Schlammwasser. Erfahrungsgemäß sind aber in dem abgezogenen Faulgas aber etwa 30 % Methan und der Rest Kohlendioxid enthalten. Die abgezogenen Gasmenge schwankt abhängig von verschiedenen Randbedingungen zwischen 150 und 450 Liter pro Kubikmeter Faulschlamm. Üblicherweise wird der Schlamm auch von unten abgezogen, um die Ansammlung von Sand und anderen sedimentierenden Stoffen zu vermeiden. In der Schlammtasche am Kopf des Faulturmes, in der Fallleitung zum Nacheindicker, in den Vorlagebehältern und bei der maschinellen Schlammentwässerung wird das gelöste Gas nach und nach frei, denn die Gleichgewichtseinstellung erfolgt nur langsam. Das Gas besteht neben typischen Geruchsstoffen wie Ammoniak und Schwefelwasserstoff hauptsächlich aus CO2 und CH4 - diese Gase werden u.a. als Hauptursache für den Treibhauseffekt angesehen - sowie einer Anzahl weiterer, teilweise toxischer Stoffe; es sollte also möglichst nicht in die Atmosphäre gelangen. Darüber hinaus erschwert das gelöste Gas die Schlammentwässerung; Nacheindicker arbeiten unbefriedigend, weil große Feststoffmengen flotieren, es gibt keinen klaren Überstand und das Trübwasser - wenn es überhaupt abgezogen wird - enthält viel Feststoff. Ähnliches spielt sich in den Vorlagebehältern der Entwässerungsmaschinen ab. Auch die Entwässerung selbst wird - besonders bei Zentrifugen - durch die Bildung kleinster Gasblasen behindert. |
Die Aufstellung der Anlage sollte frostsicher und möglichst in einem Gebäude in der Nähe der Faulung erfolgen. Verfahrensbeschreibung Nacheindicker werden durch eine vorgeschaltete Vakuum-Entgasungsanlage funktionsfähig. Dabei sollte der ausgefaulte Schlamm zur Verminderung von Emissionen nicht mehr über die Schlammtasche geführt werden. Das Schlammniveau im Entgasungsbehälter muss geregelt werden. Die besten Ergebnisse lassen sich in kontinuierlich betriebenen Nacheindickern erzielen, die mit einer Schlammspiegel-Sonde ausgerüstet sind.
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Werden durch die Entgasung auch die gelösten Gase aus dem Schlamm entfernt, kann der Faulschlamm im Nacheindicker vollständig sedimentieren. Laborversuch zur Entgasung Die Wirkung der Entgasung kann man leicht in einem kleinen Laborversuch nachvollziehen. Gern unterstützen wir Sie dabei. |
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Das Absetzverhalten in einer Kläranlage ist für den Schlamm meist gleichartig, unteres Diagramm. Auch die nicht entgasten Proben (rötlich) sedimentieren anfangs, schwimmen dann aber auf.
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In
dem Faulschlamm sind üblicherweise etwa 250 Liter Gas je
Kubikmeter
Schlamm gelöst. Teilweise wurde bis zu 400 Liter Gas
entfernt. Dieses Gas besteht zu etwa 70 % aus CO2
und 30 % CH4 und kann bedenkenlos dem
übrigen Faulgas untergemischt werden. Allerdings ist der
Heizwert etwa nur halb so hoch. Das abgesaugte Gas kann nicht
mehr direkt geruchs- und ozonschädigend in die Atmosphäre
gelangen. Es ist allerdings derzeit nicht wirtschaftlich, nur aus
Gründen der energetischen Gasnutzung eine Entgasung zu
installieren, da einerseits die Gasmengen nicht so groß sind und
andererseits auch nur einen geringeren Heizwert besitzen. |
Obiges
Diagramm zeigt zusammengefasst die Ergebnisse verschiedener
Entgasungsanlagen. Blau dargestellt ist das minimale Absetzvolumen des
Schlammes nach der Entgasung. Rot ist die Steigerung des
Trockenstoffgehaltes gegenüber dem unbehandelten Schlamm. Der
Schlammindex in der abgesetzten, handelten Probe ist grün
dargestellt, der Trockenstoffgehalt des abgesetzten Schlamms orange. Dabei zeigt sich, dass nahezu unabhängig vom Feststoffgehalt der Faulung nach der Entgasung ein Feststoffgehalt von 5 bis 7 % in der Nacheindickung erreicht wird, auch der Schlammindex ist nur im geringen Maße vom Trockenstoffgehalt nach der Faulung abhängig. Anders dagegen das erreichbare minimale Schlammabsetzvolumen (blau). Gerade bei geringen Schlammkonzentrationen wird hier ein sehr deutlicher Effekt erreicht. So wird das anschließend zu behandelnde Schlammvolumen bei Trockenstoffgehalten zwischen 2 und 3% auf etwa die Hälfte reduziert. Die Steigerung der Trockenstoffkonzentration ist rot dargestellt. Erst bei sehr hohen Trockenstoffgehalten in der Faulung wird durch die Faulschlamm-Vakuumentgasung kein zusätzlicher Eindickeffekt erreicht. |
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Die Anlagen bestehen aus zwei wesentlichen Bereichen: ° den Entgasungsbehältern und ° der Gasabscheidung. Die Entgasungsbehälter sollten so aufgestellt werden, dass die Schlammabzugspumpen unterhalb der Behälter noch eine ausreichende Zulaufhöhe aufweisen. |
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Vorteile der Faulschlamm-Vakuumentgasung Das Verfahren zeichnet sich durch wesentliche Vorteile aus: Entlastung der Entwässerung durch den Abzug erheblicher Trübwassermenge Gleichmäßige Zulaufbedingungen für die Entwässerung |
Einsparung von Flockmitteln durch geringere Schlammvolumenströme Entlastung der Umwelt bei Nutzung der Gasanteile aus dem Faulschlamm |
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