Projekt 07995/01

Orientierungsversuche zur hydromechanischen Demineralisierung von Schluffen

ProjekttrÀger

Kupczik IngenieurbĂŒro
Wittenbergener Weg 18
22559 HamburgZielsetzung und Anlass des Vorhabens Ziel der theoretischen und praktischen Untersuchungen war es, die Machbarkeit des Demineralisierungs-Verfahrens (Trennung organischer Stoffe von mineralischen Stoffen im Schluffbereich) zu demonstrieren und die erreichbaren QualitĂ€ten abschĂ€tzen zu können. Die bisher gewonnenen Daten werden verifiziert und die theoretischen Grundlagen fĂŒr die Auslegung der geplanten Pilotanlage ermittelt. Es sollten die den Prozeß bestimmenden Einflußfaktoren quantifiziert werden, um dadurch die Auslegung der Pilotanlage und auch zukĂŒnftiger Demineralisierungsanlagen den Erfordernissen des Produktes und der Wirtschaftlichkeit anpassen zu können. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie bisher nicht vollstĂ€ndig verstandenen PhĂ€nomene der Trennung sollten in einer Modellversuchsanlage unter Nutzung von Modellsedimenten untersucht werden. In einer Parameteranalyse war zunĂ€chst die Wirkungsrichtung einzelner Einflußfaktoren und deren potentieller Einfluß auf die Effizienz der Trennung zu bewerten. Daraus ergaben sich die Rangfolge und die Anzahl der zu untersuchenden Parameter. In Modellversuchen sollten mit Hilfe von Drehtellereinrichtung oder SprĂŒhdĂŒsen SchlĂ€mme, die vorher dem kavitativen Prozeß ausgesetzt wurden, vernebelt und das Absetzverhalten auf einer WasseroberflĂ€che untersucht werden. Nachdem die notwendigen Kenntnisse ĂŒber die Wirkungsrichtung einzelner Parameter gewonnen wurden, sollten reale, typische Sedimente in einem Versuchsstand behandelt werden. Der Versuchstand entsteht durch Erweiterung der SIELWOLF-Anlage der Fa. Kupczik Umwelttechnik um eine Aufstromklassierung, einen Konverter, eine zweite Abscheidestufe und Feinststofftrennung (DEM-Aggregat) mit einem speziellen Tellerseparator. Bei den Orientierungsversuchen mit diesem Versuchsstand interessie-ren hauptsĂ€chlich die Mengenverteilung, die Kornverteilung und die Analyse der produzierten Fraktionen. Da es nicht geplant ist, in grĂ¶ĂŸerem Umfang neue Meßtechnik zu installieren, wurden die prozeßspezifischen Parameter qualitativ erfaßt. Auf die Wasserreinigungsanlage fĂŒr das Prozeßwasser wird verzichtet; es wurde in BehĂ€ltern der GKSS-Anlage gesammelt und mit Hilfe einer vorhandenen UF-Membrananlage nachgereinigt. Des weiteren wurden die Stoffströme in der bestehenden hamburgischen ASRA-Anlage mit dem Ziel analysiert, die potentiellen Anreicherungen von Schwermetallen im Prozeßwasser nachzuweisen. Die Ergebnisse wurden ausgewertet und dokumentiert. Ergebnisse und Diskussion Mit dem Forschungsvorhaben wurden zwei sich ergĂ€nzende Zielrichtungen verfolgt: der theoretisch, modelltechnisch gestĂŒtzte Nachweis ĂŒber die prinzipielle Eignung des DEMI-Verfahrens fĂŒr die Behandlung von kontaminierten Schluffen und der technisch-betriebspraktisch orientierte Nachweis, daß mit großen Anlagen eine Trennung von Schluff mit gleichartigen Ergebnissen erreicht werden kann. Die VersuchsablĂ€ufe und Versuchsanordnungen unterschieden sich grundsĂ€tzlich voneinander. Im Rahmen der Versuche bei der GKSS wurde bereits eine Schluffsuspension aufgegeben und anschlie-ßend Kavitationseinwirkungen ausgesetzt. DemgegenĂŒber wurde bei der Anlage des Kupczik Ingenieur-bĂŒros Sediment, wie es bei Baggerungen anfĂ€llt, in einem durchlaufenden Produktstrom zu Schluff aufbereitet und in der DEMI-Anlage verarbeitet. Entsprechend den Modellbedingungen konnte der Prozeß durch die GKSS differenzierter und mit mehrfachen Parameterabstufungen durchgefĂŒhrt werden. Die Versuche ergaben damit einen wertvollen Orientierungsrahmen. Beim Betrieb der technischen Anlage zeigte sich, daß das ASRAÒ- Verfahren unter Einwirkung der Kavitation stufenlos regelbar sĂ€mtliche aufgegebenen Stoffarten in der jeweiligen Kornstruktur so behan-deln kann, daß in dem geschlossenen Prozeßablauf jeweils an der zugeordneten Stelle genau die Korn-strukturen abgeschieden werden, die fĂŒr den Trennprozeß vorgegeben sind. Ein grundlegender Vorteil des DEMI-Verfahrens besteht darin, daß der Prozeß rein physikalisch ohne chemische ZusĂ€tze verlĂ€uft. Die verbleibenden restlichen Kontaminationen werden auf ein minimales Volumen reduziert. Damit ist auch das Ziel eines verringerten Deponievolumens erreicht. Allerdings könnten die Reststoffmengen aufgrund des hohen Brennwertes auch in den Wirtschaftskreislauf zurĂŒckgefĂŒhrt werden. Im Rahmen der wissenschaftlichen Bearbeitung zeigte sich, daß die vorhandenen theoretischen Grundlagen zum Komplex Verhalten von Feststoffen in einer Suspension nicht ausreichten. Es wurden deshalb zu diesem Thema eine Reihe von Studien und Diplomarbeiten angefertigt. DarĂŒber hinaus erfolgten zwei Patentanmeldungen, die weiterfĂŒhrende Perspektiven in anderen Einsatzgebieten eröffnen. Die Entwicklung der ASRAÒ-DEMI-Technik war ursprĂŒnglich auf die Trennung, bzw. Zerlegung kontaminierter Stoffe mit Schwerpunkt Reinigung gerichtet. In den verschiedensten Fachdiskussionen wurde auch der hohe Stellenwert der ASRAÒ-DEMI-Technik fĂŒr die Rohstoffgewinnung unter wirtschaftlichen Bedingungen angesprochen. Hierunter ist zu verstehen, daß hochwertige Rohstoffe vor allem dort ge-wonnen werden können, wo aufgrund kleinster Kornverteilungen die Ausbeute bisher unwirtschaftlich war. Öffentlichkeitsarbeit und PrĂ€sentation In mehrfacher Weise wurden Veröffentlichungen und VortrĂ€ge initiiert. Ein fĂŒr das Vorhaben wichtiger Meilenstein war die Aufnahme des Projektes in das Register der EXPO 2000 am 26.10.98. Fazit Erstmals wurde mit der Demineralisierungstechnik ein Entsorgungsweg gefunden, der in seiner Anwendbarkeit technisch wissenschaftlich unbekannt war. Die Ergebnisse der Untersuchungen lassen den Schluß zu, daß die Demineralisierungstechnik zukĂŒnftig ein unverzichtbares Element der Trenntechnologie sein wird. Die Anwendbarkeit dieser Technik lĂ€ĂŸt sich auch auf eine effektive Rohstoffgewinnung ĂŒbertragen.

Übersicht

Telefon

040/81990060

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Bundesland

Hamburg

Fördersumme

212.494,44 €

Förderzeitraum

31.05.1996 - 09.03.1999