Was können wir von der Schlammdesintegration mit Ultraschall ...

Was können wir von der Schlammdesintegration mit Ultraschall erwarten
3. Intensivierung der Schlammfaulung
Wissenschaftliche Erkenntnisse
Systematische Erkenntnisse der Wirkung der Ultraschalldesintegration auf die
Ausfaulung von Klärschlamm wurden seit Anfang der neunziger Jahre in
verschiedenen Forschungsarbeiten gesammelt. Es hat sich dabei herausgestellt,
dass die deutlichsten Effekte bei der Desintegration von Überschussschlämmen
erzielt werden.
Shimizu et al. (1993) haben den Einfluss der Ultraschalldesintegration auf den
anaeroben Abbau von Überschussschlamm bestimmt. Schwerpunkt dieser
Untersuchungen war die Ermittlung der Abbaukinetik des Klärschlammes. Die
Ultraschalldesintegration wirkt demnach sowohl auf die Abbaugeschwindigkeit als
auch den abbaubaren Anteil der organischen Bestandteile ein. Im Vergleich zum
anaeroben Abbau des partikulären Überschussschlammes wird das Desintegrat mit
etwa zehnfach höherer Geschwindigkeit zu Biogas umgesetzt. Darüber hinaus
erhöht sich der maximale Abbaugrad der organischen Klärschlammbestandteile von
65% auf 90% (Tabelle 1).
Tabelle 1: Kinetische Parameter des anaeroben Abbaus von Überschussschlamm
(Shimizu et al., 1993)
Substrat
1. unbehandelter
Überschussschlamm
2. ultraschallbehandelter
Überschussschlamm
Abbaugeschwindigkeitskonstante
k [d -1 ]
maximaler Abbau
[%]
0,16 65
1,20 90
Langjährige Untersuchungen zum anaeroben Abbau ultraschallvorbehandelter
Klärschlämme wurden an der TU Hamburg-Harburg durchgeführt. In
semikontinuierlichen Parallelversuchen im Pilotmaßstab (200 Liter Faulsysteme)
wurde nachgewiesen, dass die Abbauleistung im Faulbehälter um Faktor 4 gesteigert
werden kann. In anderen Worten: die Verweilzeit des Klärschlammes im Faulturm
kann um bis zu 75% reduziert werden, ohne dass Einbußen im Abbaugrad erkennbar
werden (Abbildung 2). Sicherlich sind extrem kurze Verweilzeiten von nur vier Tagen
für praktische Anwendungen nicht relevant, da hierbei die Gefahr der Auswaschung
der aktiven Biomasse aus dem Suspensionsreaktor gegeben ist. Dennoch zeigen die
obigen Arbeiten das enorme Einsparpotenzial im Hinblick auf Faulbehältervolumen.
Seiler & Pöpel (1998) empfehlen die Dimensionierung des Faulbehälters auf
Aufenthaltszeiten zwischen 7 und 10 Tagen bei Einsatz der mechanischen
Desintegration. Überlastete Faulbehälter können dauerhaft und ohne Neubau
weiterer Behälter entlastet werden.
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