Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel des Gesamtprojektes ist eine Kl\u00e4rschlammreduzierung im Kl\u00e4rwerk durch zielgerichtete Ausbildung definierter Schlammpartikelstrukturen. Der mechanische Kl\u00e4rschlammaufschluss bietet neben der Freisetzung der Zellinhaltsstoffe durch Aufbrechen der Zellen die M\u00f6glichkeit der Ausbildung optimaler und somit das Entw\u00e4sserungsverhalten beg\u00fcnstigender Partikelstrukturen. Die Aufkl\u00e4rung und Abgrenzung der unterschiedlichen Effekte beim Eintrag mechanischer Energie m\u00fcssen dazu untersucht werden. Schwerpunkt der ersten Projektphase war die weitere Durchdringung der Abwasser- und Schlammpartikelstrukturen in Kombination mit der messtechnischen Erfassung, die Ausreizung und Optimierung der Betriebsparameter der Desintegrationsger\u00e4te sowie die zielgerichtete Beeinflussung signifikanter Eigenschaften der Schl\u00e4mme (Ermittlung der Schlammparameter).<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDer mechanische Zellaufschluss wurde durch die Behandlung von vorentw\u00e4sserten \u00dcberschussschlamm und Faulschlamm (Umw\u00e4lzung) in der R\u00fchrwerkskugelm\u00fchle und zum Vergleich im Ultraschalldesintegrator realisiert. Im Vorfeld weiterer geplanter Forschungsarbeiten war es notwendig, die Zusammenh\u00e4nge zwischen der dem Zerkleinerungsprozess zugef\u00fchrten spezifischen Energie (Variation der Zerkleinerungsparameter) und dem daraus resultierenden Aufschlussgrad und den Ver\u00e4nderungen bez\u00fcglich der Partikelstruktur (Ermittlung der Schlammparameter) zu erfassen. Dabei findet Ber\u00fccksichtigung, dass die Wirkung des Zellaufschlusses nicht nur durch die Betrachtung der durch den Zellaufschluss gewonnenen Ergebnisse allein erfolgen sollte, sondern auch durch nachgeschaltete Untersuchungen bez\u00fcglich des Einflusses auf eine anaerobe Faulung von Kl\u00e4rschlamm bewertet werden muss. Innerhalb eines Folgeprojektes sollen daher die sich aus den Versuchsergebnissen ergebenden Zusammenh\u00e4nge auf das biologische Abbauverhalten und auf die Entw\u00e4sserungseigenschaften von Kl\u00e4rschlamm vertiefter untersucht werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Zur ersten Phase des Projektes liegt der ausf\u00fchrliche Bericht vom Juli 2000 vor.<\/p>\n
Die Betriebsparameter beim Einsatz einer R\u00fchrwerkskugelm\u00fchle (Kapazit\u00e4t der R\u00fchrwerkskugelm\u00fchle gekennzeichnet durch maximale Werte von Drehzahl und Leistungsaufnahme) zur Desintegration intakter Zellen einer biologischen Suspension k\u00f6nnen so gew\u00e4hlt werden, dass die Energieausnutzung durch Wahl der Feststoffkonzentration und des Mahlkugeldurchmessers optimal bleibt. Zu beachten ist, dass die Parameter aufgrund technologischer Eingrenzungen nicht in jedem Fall \u00fcber eine gro\u00dfe Bandbreite ver-\u00e4ndert werden konnten (R\u00fchrscheibendrehzahl und Mahlkugeldurchmesser), so dass die aufgef\u00fchrten Ergebnisse nur Tendenzen aufzeigen k\u00f6nnen, aber keine absolut verallgemeinerte Aussagen darstellen. Es zeigt sich, da\u00df dem Feststoffgehalt der zugef\u00fchrten Suspension eine hohe Bedeutung beizumessen ist. Eine Erh\u00f6hung der Feststoffkonzentration f\u00fchrt zu einer proportionalen Erh\u00f6hung des CSBgel\u00f6st in der fl\u00fcssigen Phase des Schlammes. Dies gilt sowohl f\u00fcr den Ultraschalldesintegrator als auch f\u00fcr die R\u00fchrwerkskugelm\u00fchle gleicherma\u00dfen, allerdings weist letztere im untersuchten Bereich einen h\u00f6heren Aufschlussgrad auf. Beide Ger\u00e4te sind f\u00fcr den Einsatz zur hochenergetischen Desintegration geeignet. Die entscheidende Einflussgr\u00f6\u00dfe zur Realisierung einer gezielten Aufschlusswirkung stellt bei der R\u00fchr-werkskugelm\u00fchle (RWKM) und beim Ultraschall der spezifische Energieeintrag dar. Dabei ist bei der RWKM der bei einem bestimmten Durchsatz realisierbare spezifische Energieeintrag als Summe der Ein-fl\u00fcsse von Mahlk\u00f6rpergr\u00f6\u00dfe, Mahlk\u00f6rperf\u00fcllgrad, R\u00fchrscheibenumfangsgeschwindigkeit und Mahlkugelmaterial anzusehen. Der Mahlkugelf\u00fcllgrad hat den gr\u00f6\u00dften Einfluss. Letztlich entscheidend f\u00fcr den Desintegrationserfolg der RWKM ist die Beanspruchungsdauer und somit die Verweilzeit im Mahlraum. Die durch die o.g. Parameter erreichbaren Effekte sind dem Einfluss der Beanspruchungsdauer und -h\u00e4ufigkeit unterzuordnen. Als energetisch sinnvoll zu betrachten ist die Wahl eines hohen Trockenr\u00fcckstandsgehaltes und die mehrfache Beanspruchung der Schlammsuspension. Hier besteht das gr\u00f6\u00dfte Optimierungspotential beim Ein-satz einer RWKM. Die gro\u00dftechnische Umsetzung einer Mehrfachbeanspruchung durch die RWKM stellt hohe Anforderungen an die verfahrenstechnische Umsetzung (Mehrfachdurchlauf der Schlamm-Menge) und ist f\u00fcr gro\u00dfe Schlamm-Mengen, die auf der Kl\u00e4ranlage anfallen, als nicht sinnvoll anzusehen. Zur Bewertung des Einflusses der Desintegration mittels R\u00fchrwerkskugelm\u00fchle und Ultraschalldesintegrator auf das biologische Abbauverhalten wurden im kleintechnischen Ma\u00dfstab beginnende Faulversuche durchgef\u00fchrt.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Kontaktadressen:
\nIWE – Ingenieurgesellschaft f\u00fcr Wasser und Entsorgung mbH, Wasastra\u00dfe 6, 01445 Radebeul, Ansprechpartner: Herr Dr.-Ing. Hans-J\u00fcrgen Blobel,Telefon: 0351-83840, Fax: 0351-832840;
\nFraunhofer IKTS Institut f\u00fcr Keramische Technologien und Sinterwerkstoffe, Winterbergstrasse 28, 01277 Dresden, Tel. 0351\/2553-537, Fax -600, Ansprechpartnerin: Frau Dr.-Ing. Friedrich.
\n\u00d6ffentlichkeitsarbeit: Tag der Sachsen (Dresden), Publikationen, Fachzeitschriften, Messepr\u00e4sentation<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Der Kl\u00e4rschlammdesintegration gilt generell seitens der Kl\u00e4ranlagenbetreiber seit geraumer Zeit gro\u00dfe Aufmerksamkeit. Zu kl\u00e4ren ist derzeit nur, welche der in Frage kommenden M\u00f6glichkeiten – neben dem mechanischen Aufschluss gibt es auch noch die chemische, biologische und physikalische Methode f\u00fcr den nichtmechanischen Aufschluss – das leistungsf\u00e4higste Verfahren mit der gr\u00f6\u00dften \u00d6konomie ist.
\nDie R\u00fchrwerkskugelm\u00fchle zur Desintegration von Kl\u00e4rschlamm gekoppelt mit der Hochleistungs-Ultraschalltechnik k\u00f6nnte nach den vielversprechenden Ergebnissen der ersten Phase des Projektes ein solches Verfahren sein, das infolge des einfachen Handlings f\u00fcr einen Einsatz in der Kl\u00e4ranlagenpraxis geeignet w\u00e4re. Die weiteren Untersuchungen im kleintechnischen Ma\u00dfstab in der geplanten zweiten Projektphase sollten daher vorrangig f\u00fcr den Einsatz der Ultraschalltechnik vorgenommen werden. Der Antrag liegt der Gesch\u00e4ftsstelle dazu vor (AZ 13813\/02). Ankn\u00fcpfend an die bisherigen Untersuchungen soll in einer n\u00e4chsten Leistungsstufe der Einfluss des Zerkleinerungsprozesses (Optimierung) auf das biologische Abbauverhalten und auf die Entw\u00e4sserungseigenschaften von Kl\u00e4rschl\u00e4mmen detaillierter untersucht werden. Zus\u00e4tzlich soll ein Vergleich durch die Zugabe von Enzymen zur Beschleunigung des Abbauprozesses an organischer Substanz in die Betrachtung einbezogen werden. Die Ergebnisse dieser umfangreichen Arbeitspakete sollen Auskunft bez\u00fcglich des Aufschlussverhaltens, des Energiebedarfs und der technologischen Voraussetzung zur verst\u00e4rkten Einbindung der Desintegration in den Kl\u00e4ranlagenprozess geben.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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