Das Projekt "Self Sustained Compact Mobile System Turning Waste Sludge Inert" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Muegge-electronic GmbH durchgeführt. With the increasing population densities within the EU and the predicted rise in the volume of sewage sludge to 10 Bn tonnes p.a., there is an urgent need to provide the 40,000 waste water treatment plants with a cost effective and energy efficient method of converting their biologically active sludge output into an inert form, on-site prior to it's transportation and in a safe form for landfill. European emission standards for disposal and incineration have to be met. There is a need for reduction of hazardous, biologically active sludge being land filled and potentially contaminating ground water supplies for drinking water. Sludge is transported from sewage plants to the incineration with content of only 30 percent dry substance (DS). 1.15 M tonnes of DS mean actually 3.83 M tonnes p.a. of sludge being transported. This equates to 191,500 truck loads of 20 tonnes each. The main innovation of the project is the combination of sludge drying and gasification in one unit having both steps heated up by microwave. The project will develop a basic understanding of the dynamic processes involved in heat transfer and antenna interaction of microwave and the aerodynamic control of flows within the dryer cavity. One specific innovative step required is the design of a novel antenna, using arial technique configuration to achieve sufficient microwave energy density and homogeneity across the conveyed pellet stream to achieve 95 percent dryness at stage 1 because the gasification process at stage 2 needs dry input of more then 92 percent. This project delivers the development of a compact and therefore mobile combined sludge drying and gasification system that uses microwave energy to improve the thermal efficiency of both drying and gasification processes and produces waste solid in an inert form. These systems can process up to 1.7 tons per hour of sludge (approx. 0.6 tons/h dry solids content) and achieves 95 percent drying prior to gasification to produce 'clean' combustible gas supply during gasification stage. An electrical conversion efficiency of 25 percent will enable to produce sufficient power for the microwave generator. The recovery of 90 percent of thermal energy from the gases and degassed product and its use during the drying process will enable the system to be energy self-sufficient. Objectives are to substitute at least 20 percent of the current 1.15M tonnes p.a. European incinerated sludge disposal market within 5 years, generating ?23 M p.a. and securing 153 jobs as well as capturing at least 5 percent of the current 6.8 M tonnes p.a. of the landfill sludge disposal market, generating ?34 M p.a., creating 227 jobs. Through this reduction of 230,000 tonnes p.a. of sludge being transported by road and incinerated a lot of transport and up to 19 Mio litres of diesel fuel for transportation can be saved. ...
Das Projekt "Biogas production by treating sludge of a waste water treatment plant" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schwarting-Uhde GmbH Umwelt- und Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Objective: The subdivized project is concerned with the establishement and demonstration operation of a plant for gaining biogas from the sludge of a communal sewage plant and utilizing it to create electrical and thermal energy. By the process of gaining energy from the biological degradation of the organic substances of the sewage sludge, the corresponding amount of primary energy can be substitutes. At the same time, the quantity of dry matter for disposal is reduced by about 50 per cent. The sludge treated in this way can then be both deposited and used for recultivation. The aim of demonstration operation was to confirm and improve the turnover rates achieved in extensive preliminary investigations for microbial methane production from the sewage sludge of a communal sewage plant. General Information: The demonstration plant was based on the Schwarting/Udhe process. To ensure a high degradation rate even in peak load periods, this process operates in two successive stages. Moreover, it does not use fully mixed fermenters, but narrow standing containers. In these containers, there is a defined slug flow in which the necessary contact between the substrate and the biomass is created by a patented phase mixing system. In the degradation of communal sewage sludge in conventional single-stage plants, only 20-30 per cent of the dry organic matter could be converted to biomass. In extensive preliminary investigations carried out in cooperation with the Fraunhofer Institute for contact surface and bio-process technology, a modified variant of the Schwarting/Udhe process was developed which permits degradation rates of 50-60 per cent of the dry organic matter. Simultaneously, the residences time of 25-30 days in conventional singel-stage fermenters has been reduced considerably. Achievements: The installation for the 2-stage fermentation of sewage sludge, which was to be established in accordance with the project description, was constructed in 1993/94 after planning work in 1992/93, and it was taken into operation by September 1994. Demonstration operation of the plant was carried out from Oct.94 to Dec.95. For external reasons, the installation could only be operated in the difficult partial load area with extraordinary fluctuations in the intake volume and intake concentration during this period. In spite of the sometimes difficult operation under partial load, the plant shows a below average amount of wear. Up to now, only the explicit wearing parts have had to be replaced, and as a rule, even these parts had exceeded the anticipated service life. However, the components used were cheked and optimized in intensive cooperation with the operator with respect to their use; permanent operation under full load is possible without any restrictions. The device planned for holding back biomass in the second fermentation stage, which was implemented for the first time in this project, has shown its functionality. As anticipated, the degree of...
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von seepex GmbH durchgeführt. Eine zentrale Kenngröße für die energieeffiziente und ressourcenschonende Prozesssteuerung von Abwasserreinigungsprozessen ist der Trockensubstanz-Gehalt (TS-Gehalt). Bei Kenntnis des aktuellen TS-Gehaltes können (Teil-)Prozesse jederzeit im optimalen Betriebsbereich gefahren werden, was zu hohen Einsparungen (Energie, Ressourcen, Kosten) im Vergleich zu bestehenden, nicht an den TS-Gehalt angepassten Fahrweisen führt. Weil der TS-Gehalt leider nur im Labor verlässlich bestimmt werden kann, ist er nur unter großen zeitlichen Verzögerungen bekannt. Diese Verzögerungen machen optimale Fahrweisen häufig unmöglich. Sensoren zu einer direkten Messung des TS-Gehalts im Betrieb existieren zwar, sind aber teuer und erfahrungsgemäß wenig verlässlich. Ziel des Vorhabens ist die verlässliche Bestimmung des TS-Gehalts in Echtzeit durch den Einsatz eines Softsensors, also eines Algorithmus, der mit Hilfe eines digitalen Zwillings des jeweiligen Teilprozesses den TS-Gehalt aus leicht verfügbaren Betriebsdaten von Pumpen (wie Leistungsaufnahme oder Druckdifferenz von Saug- und Druckseite) in Echtzeit ermittelt. Dabei wird ausgenutzt, dass Messgrößen wie Leistungsaufnahmen oder Drücke in Abhängigkeit von der Fluidviskosität schwanken und IT-basiert einen quantitativen Rückschluss auf den TS-Gehalt zulassen. Weil ein solcher Softsensor mit kostengünstigen IT-Komponenten und bereits bestehenden Sensoren umgesetzt werden kann, ist er der Schlüssel für einen breiten Einsatz. Die notwendigen echtzeitfähigen digitalen Zwillinge und die echtzeitfähige IT werden zunächst im Labor entwickelt und anschließend im Rahmen des Projektes prototypisch in die reale Anwendung auf einer Kläranlage überführt.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Emscher Genossenschaft / Lippeverband durchgeführt. Eine zentrale Kenngröße für die energieeffiziente und ressourcenschonende Prozesssteuerung von Abwasserreinigungsprozessen ist der Trockensubstanz-Gehalt (TS-Gehalt). Bei Kenntnis des aktuellen TS-Gehaltes können (Teil-)Prozesse jederzeit im optimalen Betriebsbereich gefahren werden, was zu hohen Einsparungen (Energie, Ressourcen, Kosten) im Vergleich zu bestehenden, nicht an den TS-Gehalt angepassten Fahrweisen führt. Weil der TS-Gehalt leider nur im Labor verlässlich bestimmt werden kann, ist er nur unter großen zeitlichen Verzögerungen bekannt. Diese Verzögerungen machen optimale Fahrweisen häufig unmöglich. Sensoren zu einer direkten Messung des TS-Gehalts im Betrieb existieren zwar, sind aber teuer und erfahrungsgemäß wenig verlässlich. Ziel des Vorhabens ist die verlässliche Bestimmung des TS-Gehalts in Echtzeit durch den Einsatz eines Softsensors, also eines Algorithmus, der mit Hilfe eines digitalen Zwillings des jeweiligen Teilprozesses den TS-Gehalt aus leicht verfügbaren Betriebsdaten von Pumpen (wie Leistungsaufnahme oder Druckdifferenz von Saug- und Druckseite) in Echtzeit ermittelt. Dabei wird ausgenutzt, dass Messgrößen wie Leistungsaufnahmen oder Drücke in Abhängigkeit von der Fluidviskosität schwanken und IT-basiert einen quantitativen Rückschluss auf den TS-Gehalt zulassen. Weil ein solcher Softsensor mit kostengünstigen IT-Komponenten und bereits bestehenden Sensoren umgesetzt werden kann, ist er der Schlüssel für einen breiten Einsatz. Die notwendigen echtzeitfähigen digitalen Zwillinge und die echtzeitfähige IT werden zunächst im Labor entwickelt und anschließend im Rahmen des Projektes prototypisch in die reale Anwendung auf einer Kläranlage überführt.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ruhr-Universität Bochum, Institut product and service engineering, Lehrstuhl für Regelungstechnik und Systemtheorie durchgeführt. Eine zentrale Kenngröße für die energieeffiziente und ressourcenschonende Prozesssteuerung von Abwasserreinigungsprozessen ist der Trockensubstanz-Gehalt (TS-Gehalt). Bei Kenntnis des aktuellen TS-Gehaltes können (Teil-)Prozesse jederzeit im optimalen Betriebsbereich gefahren werden, was zu hohen Einsparungen (Energie, Ressourcen, Kosten) im Vergleich zu bestehenden, nicht an den TS-Gehalt angepassten Fahrweisen führt. Weil der TS-Gehalt leider nur im Labor verlässlich bestimmt werden kann, ist er nur unter großen zeitlichen Verzögerungen bekannt. Diese Verzögerungen machen optimale Fahrweisen häufig unmöglich. Sensoren zu einer direkten Messung des TS-Gehalts im Betrieb existieren zwar, sind aber teuer und erfahrungsgemäß wenig verlässlich. Ziel des Vorhabens ist die verlässliche Bestimmung des TS-Gehalts in Echtzeit durch den Einsatz eines Softsensors, also eines Algorithmus, der mit Hilfe eines digitalen Zwillings des jeweiligen Teilprozesses den TS-Gehalt aus leicht verfügbaren Betriebsdaten von Pumpen (wie Leistungsaufnahme oder Druckdifferenz von Saug- und Druckseite) in Echtzeit ermittelt. Dabei wird ausgenutzt, dass Messgrößen wie Leistungsaufnahmen oder Drücke in Abhängigkeit von der Fluidviskosität schwanken und IT-basiert einen quantitativen Rückschluss auf den TS-Gehalt zulassen. Weil ein solcher Softsensor mit kostengünstigen IT-Komponenten und bereits bestehenden Sensoren umgesetzt werden kann, ist er der Schlüssel für einen breiten Einsatz. Die notwendigen echtzeitfähigen digitalen Zwillinge und die echtzeitfähige IT werden zunächst im Labor entwickelt und anschließend im Rahmen des Projektes prototypisch in die reale Anwendung auf einer Kläranlage überführt.
Das Projekt "Energy-saving production of molassed durable beet pulp" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Südzucker AG durchgeführt. Objective: Energy savings by the production of durable molassed beet pulp by means of a second mechanical draining, utilizing the diffusion effect of the factory-owned molasses. The process makes use of draining effect of diffusion with highly concentrated factory owned molasses and then again pressed in a specifically designed conical press. The results are molassed beet pulp with sucrose content. The press drain is recirculated, inspissated in several stages. In contrast to wet pulp, the process is less expensive and the final product is durable without further treatment and reduce the nutrient losses during the ensilaging. General Information: Pressed pulp and molasses (92 per cent TS, 95 C) are doughed in at a 1:1 ratio. The mixed product has to be homogeneous. The required reaction time period for the complete utilization of the pulp's ability to absorb molasses is realised in a conditioning container. The temperature of the molasses strongly influences the pressed pulp's ability for absorption. The conical press works continually. Pressure-regulated, hydraulically moved stoppers fill the conical press and provide for an optimal filling of the conical press. Squeezing pressure and squeezing time have a positive effect on the quantity of the final dry matter in the molassed beet pulp. The resulting final product shows a dry matter content of approximately 70 per cent TS and approximately 30 per cent polarizable sugar, dependent on the sugar content of the factory-owned molasses. The quantity of the attainable dry matter depends on the squeezing performance of the press, as well as on the quantity of the dry matter added by the molasses. The obtained product may be marketed directly or dried conventionally. Economically, the most favourable inspissation of the press drain to approximately 80 per cent TS is effected in a multiple-phase evaporating station. The factory-owned molasses, a by-product of the sugar production, are added to the previously concentrated molasses. In order to obtain the highest possible solid matter in the pressed pulp, the solid matter content of the molasses has to be adjusted to the highest level. Under practical conditions, this requirement for molasses is technically and economically attainable only with great difficulties and has therefore never been practised.
Das Projekt "Entwaesserung von Papierzellstoff oder -schlaemmen bis zu einem Trockenmassegehalt von 90 Prozent fuer die exotherme Verwertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Berstorff GmbH durchgeführt. Objective: To provide a combustible material by dewatering, with less energy, paper pulp, sludges, bark up to 90 per cent dry pulp contents. Expected power saving should amount to 6700000 kWh/y. General Information: This plant is comprised of a cylinder linked to a revolving worm screw, an inlet for stock to be dewatered and an outlet for stock dried. Axial holed pressing pins for liquid drainage penetrate the cylinder radically. The pin tips, the parts of the worm opposite, and the individual segments lining the inside of the cylinder, liable to stress are made of sintered hard metal or ceramic material and easily replaceable. Plant capacity is +/- 10000 T/y of pulp over 8400 operating hours, and high dewatering rates of up to 90 per cent may be maintained with an extreme pressure of 500 bar. The power requirement of the dewatering extruder is +/- 300000 kWh/y. Achievements: The passage from pilot to full scale has led to unexpected technical problems, notably a severe increase of torque forces and vibration which caused damage to different parts of the machine and especially to the end bearing of the screw. It has not been possible to dewater by more than 50 per cent and the specific driving power required was higher than foreseen. Lastly, the contractor estimated that it would not be justified economically to continue to try overcoming the problems and the project was abandoned.
Die Firma Dyckerhoff GmbH, Lienener Str. 89 in 49525 Lengerich hat einen Antrag zur Än-derung und zum Betrieb einer Anlage zur Herstellung von Zementklinker und Zement auf dem Grundstück Lienener Str. 89, 49525 Lengerich (Gemarkung Lengerich, Flur 110, Flur-stück 739) vorgelegt. Neben dem bereits genehmigten Einsatz von kommunalem, mechanisch entwässertem Klärschlamm mit einem Trockensubstanzgehalt von maximal 35 % wird der Einsatz von trockenem Klärschamm mit einem Trockensubstanzgehalt von mindestens 90 % beantragt. Der Einsatz an trockenem Klärschlamm soll in der Calcinatorfeuerung des Drehofens 8 erfolgen. Die bisher zugelassene Menge an Trockensubstanz des Klärschlamms (max. 3,5 t/h) ändert sich mit dem Vorhaben nicht. Die Lagerung des Klärschlamms erfolgt in einer vorhandenen Siloanlage mit einer Kapazität von 660 Tonnen.
Das Projekt "Teilprojekt 8" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Agraferm Technologies AG durchgeführt. Ziel des Projektes ist es, schnellstmöglich einen Biogasreaktor zur Vergärung von Schlempe im halbtechnischen oder technischen Maßstab auf dem Gelände der CropEnergies in Zeitz zu errichten. An diesem Reaktor werden dann die Versuche zur Charakterisierung der Fermenterbiologie und ihrer metabolischen Regulierung durchgeführt. Am DBFZ und an der TUHH, IUE werden parallel dazu in Laborreaktoren Gärversuche durchgeführt, mit dem Ziel die Methoden für die Versuche im Großmaßstab zu testen. Mit den gewonnenen Erkenntnissen wird der Reaktor so modifiziert, dass der Kohlenstoff-Umsetzungsgrad im Biogasreaktor weiter gesteigert wird. Die durchzuführenden Arbeiten bestehen aus der Erstellung der Planungsunterlagen nach HAOI, dem Abu der Anlage, der anschließenden Inbetriebnahme der Anlage und der wissenschaftlichen Begleitung der Anlage auf dem Schwerpunkt Spurenelemente/Spurenelementanalytik. Die analytischen Methoden sind die Standards zur Düngewertermittlung, Abwassercharakterisierung und der Spurenelementanalytik. (Naßchemische Methoden für N, P, NH4-N; AAS für Metalle; GC für VFA; TS, GV, SS nach ASME)
Das Projekt "Teilprojekt 2.5: HTC-Phosphorabscheidung / Trocknung HTC-Kohle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH durchgeführt. Hydrothermale Verfahren ermöglichen bereits heute die effiziente Umwandlung von Klärschlämmen und vergleichbaren biogenen Rohstoffen in feste Kohlenstoffträger. So können aus Klärschlamm und ähnlichen Stoffströmen HTC-Kohlen hergestellt werden, die für breite Anwendungen, etwa als Energieträger für die Energieversorgung und die energieintensive Industrie, geeignet sind. Darüber hinaus existieren bereits technische Lösungen für die HTC von Klärschlamm und Reststoffen aus der Landwirtschaft. Diese haben sich aufgrund von technischen Schwierigkeiten und einem hohen Komplexitätsgrad verbunden mit hohen Investitions- und Betriebskosten bisher nicht durchsetzen können. Ziel ist es daher, ein neues Konzept einer HTC-Anlage, welches aufgrund seiner deutlich verringerten Komplexität einen effizienten Betrieb bei geringen Investitionskosten erwarten lässt, bis zum Demonstrationsstadium zu entwickeln. Diese Demonstrationsanlage soll auch Erprobungsträger für die Phosphorrückgewinnung und eine Heißentwässerung sein. Des Weiteren wird angestrebt durch die Nutzung organischer Säuren die Phosphorfracht des Ausgangsstoffes zu mindestens 90 % in das Prozesswasser zu verschieben, sodass im Weiteren eine Gewinnung von phosphorreichen Produkten aus dem Prozesswasser, etwa durch eine Phosphatfällung möglich wird. Ziel ist die Steigerung der Phosphorrückgewinnungsrate auf über 90 %. Weiterhin soll zur entstehenden HTC-Anlage im Demonstrationsmaßstab eine koppelbare Lösung zur Heißentwässerung entwickelt werden. Diese Heißentwässerung soll Trockensubstanzgehalte der Kohle von über 65 % ermöglichen.
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