Was können wir von der Schlammdesintegration mit Ultraschall ...

Was können wir von der Schlammdesintegration mit Ultraschall erwarten
In den vergangenen drei Jahren sind in Deutschland etwa ein Dutzend Kläranlagen
mit Ultraschalldesintegration ergänzt worden. Auf den meisten Anlagen erfolgt eine
Teilstromdesintegration von etwa 30 bis 50% der anfallenden
Überschussschlammmenge. Eine Vollstrombehandlung wird aus rationalen und
ökonomischen Gründen nicht empfohlen: Die Intensivierung der Faulung wird nach
heutiger Erkenntnis durch einen kombinierten Effekt von Flockenzerstörung,
Zellzerstörung und enzymatischer Aktivierung ausgelöst. Infolge
Teilstrombehandlung werden extra- und intrazelluläre Enzyme freigesetzt, die
lysierende Eigenschaften besitzen und somit zu einem Sekundäraufschluss der
unbehandelten Schlammmenge führen (Dohányos et al., 1999).
Der spezifische Energieeintrag für den Teilstrom des ultraschallbehandelten
Überschussschlammes liegt bei etwa 5 bis 15 kWh/m³. Im allgemeinen zeigt sich ein
linearer Zusammenhang zwischen Ultraschallenergie und Aufschlussgrad.
Wesentlichen Einfluss auf den notwendigen Energieeintrag haben die
Schlammeigenschaften. Bei günstigen technischen Voraussetzungen (siehe Kriterien
in Tabelle 2) werden Abbausteigerungen in der Größenordnung 20 bis 50% erzielt.
Eder (2005) und Wolff (2005) berichten in separaten Beiträgen über großtechnische
Erfahrungen mit der Ultraschalldesintegration und zeigen den wirtschaftlichen Nutzen
für den Betreiber anhand von konkreten Praxisbeispielen.
Tabelle 2: Technische Voraussetzungen für den wirtschaftlichen Einsatz von
Ultraschall zur Intensivierung der Schlammfaulung (Neis, 2004)
Günstig
• Getrennte Eindickung des Sekundärschlamms
• Gute Fließfähigkeit des Schlamms
• Separate Beschallung des Sekundärschlamms
• Kurze Faulzeit (t < 20 Tage)
• Geringer Abbaugrad der Schlammstabilisierung
(η oTR< 45%)
• Geringe spezifische Biogasausbeute
(< 350 L/kg oTR zu )
Ungünstig
• Primär- und Überschussschlamm nicht separiert
• Schlechte Fließfähigkeit des Schlamms /
hohe Viskosität
• Hoher Anteil an Grob- und Festststoffen
• Lange Faulzeit (t > 30 Tage)
4. Intensivierung der aeroben Schlammstabilisierung
Das wachsende Problem der Klärschlammentsorgung hat in jüngster Zeit weltweit
Forschungsaktivitäten ausgelöst, die darauf abzielen, biologische Systeme zur
Abwasserreinigung mit möglichst geringer Schlammproduktion zu entwickeln. Durch
die erhöhte Bioverfügbarkeit nach Desintegration des Rücklaufschlammes wird die
Schlammmenge bereits im Abwasserreinigungsprozess verringert. Alle
nachgeschalteten Systeme zur Behandlung und Entsorgung der überschüssigen
Biomasse können dann entsprechend kleiner ausgelegt werden. Allerdings liegen -
im Vergleich zu den Untersuchungen zur anaeroben Schlammstabilisierung - bisher
wenig systematische Erkenntnisse vor. Wir stehen hier noch ganz am Anfang. Im
Gegensatz zur Schlammfaulung muss ein viel komplexeres System mit internen
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