Entwicklung neuer Verfahren fuer die Phasentrennung, Eindickung und Entwaesserung der Schlaemme sowie die Aufbereitung des Abwassers; die Abtrennung auch der nicht rezyklierbaren Anteile sind im Gewaesserschutz notwendig. Richtig gefaellt koennen sie verbrannt oder deponiert werden. Bearbeitet werden zwecks Gewaesserschutz insbesondere die oeligen Restanteile - nach Abtrennung recyclierbarer Oelfraktionen - die nicht in Wasser und Boeden gelangen duerfen. Die noch zurueckgehaltenen Fraktionen koennen als Oxide oder Sulfide gefaellt und verbrannt oder deponiert werden.
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Bei der Abwasserreinigung in Kläranlagen fällt Klärschlamm an, welcher kostenaufwendig entsorgt werden muss. Eines der Hauptverfahren ist die Entwässerung des Schlammes. Unter Zugabe von polymeren Flockungsmitteln entsteht ein Flocken-Wasser-Gemisch. Dieses wird in diesem Fall im Zentrifugalfeld von Dekanterzentrifugen getrennt. Die Einmischung von Flockungsmitteln wird durch die von awama entwickelte Automatische Mehrfachflockung (AMF) unterstützt und stellt den Stand der Technik bei der Optimierung der Klärschlammkonditionierung dar. Da in der Dekanterzentrifuge eine hohe Zentrifugalbeschleunigung wirkt, werden auf die Flocken erhebliche Kräfte ausgeübt. Eine gleichmäßige Flockeneigenschaft ist von entscheidender Bedeutung - u.a. für die Qualität der Entwässerung. Die Flockeneigenschaften werden laufend durch die Automatisierung der AMF überwacht und bei Bedarf wird nachgeregelt. Die zu entwässernden Schlämme unterscheiden sich u.A. durch ihre Herkunft (z.B. durch ein anderes Verfahren zur Abwasser- und Schlammbehandlung) sowie variierende Inhaltsstoffe. Dadurch ändern sich ihre Beschaffenheit und somit ihr Reaktionsverhalten gegenüber Flockungsmitteln. Daher ist eine permanente und automatisierte Anpassung der Flockungsmittelmenge notwendig. In der Praxis ist der Anlagenbetreiber für diese komplexe Aufgabe zuständig. Je nach möglichem Personaleinsatz und vorhandener Anlagentechnik ist dies mehr oder weniger umsetzbar. Die derzeitige Praxis zeigt, dass die Ergebnisse oft eine Überdosierung oder eine Unterdosierung von Flockungsmittel ist. Die Entwässerung wird entweder manuell oder mit ungenauen Sensorwerten bestimmt wird. Diese Überdosierung und Unterdosierungen zu vermeiden, ist eines der wesentlichen Ziele der Automatisierung. Die AMF löst das Problem, die Schlammkonditionierung automatisch im optimalen Bereich zu halten. Auf Basis von Prognosewerten kann die Entwässerung sicher und vollautomatisch betrieben werden. Nach der Flockung liegen konstante bzw gute Entwässerungseigenschaften vor. Je nach Zielsetzung von Kläranlage oder Abnehmer des Klärschlammes können hohe Entwässerungsergebnisse oder Einsparungen von Flockungsmittel im Vordergrund stehen. Zur Sicherstellung der Qualität ist ein intelligenter Flitrat- bzw. Zentratsensor (ZS) erforderlich um auch das Entwässerungsaggregat im Blick zu behalten. Dadurch ergeben sich weitere Eingriffsmöglichkeiten zusätzlich zur Schlammkonditionierung. Als Kooperationspartner für dieses Projekt waren die Kläranlage Wolfenbüttel mit Begleitung von Masterarbeiten an der TU Clausthal, der TU Braunschweig, HS Bremen, und weiteren geplant. Zielsetzung für dieses Projekt: --Entwicklung und Erprobung verschiedener Regelungsstrategien für den Zentrifugenbetrieb --Einfließen der Erfahrungen in ein Automatisierungskonzept --Konzeptionierung eines Prognosetools zur Unterstützung des Bedienungspersonals, welches ggf. Vorschläge übergeordnet vergeben kann Erwartungen an das Projekt: 1. je Regelungskonzept eine Reduzierung der polymeren Flockungsmittel um bis zu 25 - 35 % 2. Minimierung der Umweltemission überschüssiger polymerer Flockungsmittel über den Abwasserpfad 3. Minimierung der CO2-Emissionen aufgrund eines 0,5 bis 1 %-Punkte höheren Trockenrückstandes (TR) im entwässerten Schlamm 4. Verringerung der Belastung der Abwasserbehandlung durch eine hohe Entwässerungsqualität (sauberes Filtrat bzw. Zentrat) Eine genaue Bilanzierung der Stoff- und Energieströme sowie eine Quantifizierung der Umweltentlastung für die o.g. Punkte soll im Rahmen des Projektes experimentell untersucht und in Form von CO2-Äquivalenten ermittelt werden. Zur Erreichung dieser Ziele wird beabsichtigt, auf Basis des eigenen Prognosesensors einen 'Zentratsensor' zu entwickeln. Dieser Prototyp soll in der Kläranlage Wolfenbüttel in Kombination mit der bestehenden AMF getestet werden. (Text gekürzt)
Bei der Hydrothermalen Carbonisierung (HTC) von Klärschlamm wird unter Druck und Temperatur innerhalb weniger Stunden eine regenerative Kohle hergestellt. Damit wird gegenüber anderen Klärschlammentsorgungsverfahren eine erhebliche Steigerung der Energieeffizienz und Reduktion der Treibhausgasemissionen erreicht. Die internationale Markteinführung der Technologie ist erfolgt - TerraNova Energy hat 2016 in Jining/China die weltweit erste großtechnische HTC-Anlage in Betrieb genommen, die der Herstellung von HTC-Kohle als Ersatzbrennstoff dient. Beim Verfahren fallen neben der HTC-Kohle große Mengen Prozesswasser an, die dem stark wasserhaltigen Klärschlamm während des Prozesses entzogen werden. Es enthält hohe Konzentrationen an Kohlenstoff und Nährstoffen wie Phosphor und stellt daher einerseits ein großes Nutzungspotential aber ohne weitere Behandlungsschritte andererseits auch eine Rückbelastung des Klärprozesses bei der Integration auf einer Kläranlage dar. Auf Grundlage erfolgsversprechender Voruntersuchungen sollen zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit Nutzungspfade für das Prozesswasser entwickelt und im Technikumsmaßstab nachgewiesen werden: - Rückgewinnung von mindestens 50% des im Klärschlamm enthaltenen Phosphors aus dem Prozesswasser und Konditionierung zu einem handelbaren Produkt - Fermentation des an P abgereicherten Prozesswassers zur Erzeugung von Biogas und Untersuchungen zur energetischen Kopplung der Verfahren.
The objective of the research project is an increased availability of membrane bioreactor systems with submerged ultra filtration membranes. This aim should be gained by identification of organic und inorganic substances, MBR operating conditions and sludge properties causing membrane layers. Knowing the substances efficient cleaners and cleaning strategies should be elaborated and tested in continuous operation on-site. Guideline values should be defined showing the limits for economic operation. Inappropriate criteria will be expressed if waters, substances or operating conditions affecting the plant performance avoiding economic operation. Effluent samples from 10 different paper mills have been examined in laboratory tests using different membrane material, pressure and filtration volume. Filterability seems to depend on the content of soluble ingredients. Filter material, pore size and pressure have less influence. criteria for estimation of filterability have been established based on the flux rate. The developed method for early evaluating filterability of effluents can only be used as a rough estimation. Trials with laboratory MBR plant had been operating on-site in three mills. Operation depends on the quality of the biological treatment process and the water composition. Some water ingredients, e.g. acrylates might cause problematic layers in case of polymerisation. Incomplete biological degradation forces development of EPS. EPS is a basis for biofilm and therefore a serious factor causing biofouling. Sole scaling is the least blocking problem. It can be removed using effective reagents, defined by analytic examination of effluent ingredients and laboratory trials. Fouling and biofouling effects are more serious in treatment. Therefore lifting the overlay in the first step is most important than treatment with the right reagents. Using the effective reagents is important for the second step. In most cases fouling/biofouling layers are more difficult in removing. Early cleaning improves the cleaning success.
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Das Gesamtprojekt hat die Optimierung und Automatisierung der Klärschlammkonditionierung zum Ziel. In der 1. Projektphase wurde ein online-Klärschlammsenor entwickelt. In der 2. Projektphase sollte die Funktionsweise des Sensors durch weitere Versuche bestätigt und das Gerät aufgrund von Ergebnissen aus Feldversuchen optimiert werden. Parallel dazu sollte ein regelbarer Flockungsreaktor entwickelt werden. In der 3. Projektphase sollten in Feldversuchen Flockungsreaktor und Sensor durch ein Prozessleitsystem verbunden die gesamte Konditionierung gesteuert werden. Das System soll folgende Vorteile erbringen: - verringertes Volumen der zu entsorgenden Klärschlammmenge; - geringerer Einsatz von kostenintensiven und ökotoxikologisch bedenklichen Flockungshilfsmitteln; - verringerter Energiebedarf bei der Verdampfung der Feuchte bei der thermischen Verwertung. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Die geplanten Arbeitspakete verteilten sich wie folgt auf die Kooperationspartner: Aufbauend auf den Ergebnissen der ersten Projektphase sollte die AUCOTEAM GmbH den online-Klärschlammsensor optimieren und weiterentwickeln. Ziel war der Nachweis der projektierten Funktionalität unter Praxisbedingungen. Die Optimierung sollte im Bereich der Konstruktion und Gestaltung, der Elektronik sowie der eingesetzten Software durchgeführt werden. Die Optimierungspotenziale sollten in Feldversuchen auf kommunalen Kläranlagen offengelegt werden. Die CUTEC Institut GmbH sollte parallel hierzu durch weitere Versuche mit unterschiedlichen Klärschlämmen die Entwässerung optimieren und die Ergebnisse des Meßsystems mit anderen, üblichen Verfahren und Parametern vergleichen. Zeitgleich sollte ein regelbarer Flockungsreaktor mit bis zu drei Freiheitsgraden entwickelt werden. Der Reaktor wurde bei variablen Volumen- und Stoffströmen einen optimalen Eintrag des Flockungshilfsmittels in die Klärschlämme gewährleisten. In einem letzten Schritt sollten die beiden Systeme 'Klärschlammsensor' und 'Flockungsreaktor' gekoppelt und in Feldversuchen getestet werden. Hierzu war eine Regelstrategie für beide Systeme zu implementieren. Fazit: Das Ergebnis des Projektes ist die Entwicklung eines onlinefähigen Analysegerätes zur Beurteilung von Flockungsprozessen anhand der Flockengrößenverteilung sowie eines zweistufigen variabel regelbaren Flockungsreaktors im Pilotmaßstab für eine Optimierung und Automatisierung der Klärschlammkonditionierung und Entwässerung in einer Kammerfilterpresse. Da die Analyse der Schlammflocken nach der Konditionierung/Flockung erfolgt, wird jede vorhergehende Änderung des Schlamms mit dem Flockungssensor erfasst. Die Analyse des Schlamms nach der Flockung scheint demnach ein sinnvolles Verfahren zu sein, da es die Summe aller Einflussgrößen widerspiegelt. Durch den Einsatz des Kegelrührers mit seiner spezifischen Strömungsausbildung im Kegelspalt ist es möglich, in einem kompakten Apparat hintereinander
Es wird untersucht, ob durch eine Vorerhitzung von Klaerschlamm vor der Faulung die Faulzeit verkuerzt und die Gasproduktion gesteigert werden kann. Der untersuchte Temperaturbereich betraegt 100 bis 220 Grad Celsius. Es werden Schlaemme aus verschieden hoch belasteten Belebungsanlagen untersucht. Die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens wird hinterfragt.
Es soll ein geschlossenes Konzept zur Konditionierung schwer entwaesserbarer Schlaemme durch Elektrokoagulation entwickelt werden. In der hier vorgeschlagenen Stufe I soll anhand von Laborversuchen untersucht werden, inwieweit die Elektrokoagulation fuer die Klaerschlammentwaesserung anwendbar ist. Dabei sollen geeignete Leistungsdaten ermittelt werden, die als Basis fuer die Konzipierung einer Pilotanlage erforderlich wird.
Es soll der Nachweis der technischen Realisierbarkeit durch Konstruktion und Bau einer Demonstrationsanlage von ca. 20 m3/h fuer kommunalen Klaerschlamm sowie deren Erprobung unter praxisnahen Bedingungen mit einer nachgeschalteten Trennzentrifuge erbracht werden. Hiermit soll gezeigt werden, dass die Integration der Elektrokoagulation als Vorbehandlungsverfahren zu einer Erhoehung der Effizienz des Gesamtverfahrens fuehrt. Weiterhin soll eine modifizierte Elektrokoagulationsapparatur in die Abwasserreinigungsanlage fuer Farbrestsuspensionen integriert werden, um das dort verwendete Konditionierungsmittel zu ersetzen. Durch experimentelle Untersuchungen mit dieser Demonstrationsapparatur soll ebenfalls eine Optimierung des Verfahrens durchgefuehrt werden mit dem Ziel, das Verfahren nach technischen und wirtschaftlichen Kriterien fundiert beurteilen zu koennen.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 113 |
| Kommune | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 112 |
| Text | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 3 |
| offen | 110 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 102 |
| Englisch | 13 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 3 |
| Keine | 97 |
| Webseite | 13 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 71 |
| Lebewesen und Lebensräume | 88 |
| Luft | 27 |
| Mensch und Umwelt | 113 |
| Wasser | 98 |
| Weitere | 111 |