Worldwide China Indien

Zweistufiges Flockungsverfahren

Neuer Flockenformungsreaktor steuert die Konditionierung

| Redakteur: Anke Geipel-Kern

Schema des zweistufigen Flocformers: Im ersten Schritt wird zunächst das Flockungshilfsmittel in einem Turbo-Mischer in den Schlamm eingebracht. Anschließend werden diese in einem modifizierten Kegelrührer gezielt erodiert und scherstabil kompaktiert. (Bild: Bilder. Aquen aqua-engineering)
Bildergalerie: 1 Bild
Schema des zweistufigen Flocformers: Im ersten Schritt wird zunächst das Flockungshilfsmittel in einem Turbo-Mischer in den Schlamm eingebracht. Anschließend werden diese in einem modifizierten Kegelrührer gezielt erodiert und scherstabil kompaktiert. (Bild: Bilder. Aquen aqua-engineering)

Klärschlammverbrennung ist teuer, besonders wenn es um belasteten Schlamm aus Industrieanlagen geht. Ein neues, zweistufiges Flockungsverfahren entzieht dem Klärschlamm Wasser und reduziert damit die Schlammmenge um 20 Prozent.

Die Menge an Klärschlamm, die jährlich in den rund 10000 kommunalen und gewerblichen deutschen Kläranlagen anfällt, ist beeindruckend: 2,5 bis 3 Millionen Tonnen müssen entsorgt werden, entweder durch Landwirte auf Äckern oder durch Verbrennung. Da die Freiflächenaufbringung demnächst EU-weit verboten wird, bleibt mittelfristig nur noch die (kostentreibende) Verbrennung in Anlagen (Mono- oder Mitverbrennung). Aquen aqua-engineering, eine Ausgründung der TU Clausthal, hat jetzt ein neues Verfahren zur Produktionsreife entwickelt, das dem Klärschlamm zusätzlich Wasser entzieht und damit die Klärschlammabgabemenge der Kläranlagen um mehr als 20 Prozent reduziert. Die neuartige Konditionierungstechnik hat sich bis heute in mehr als 40 Betriebsversuchen bewährt.

So funktioniert die Technik

Voraussetzung für eine hohe Trennleistung bei Schlämmen sind mechanisch belastbare und somit gut ausfiltrierbare Flockenstrukturen in die alle abzutrennenden Inhaltsstoffe möglichst vollständig aufkonzentriert und eingebunden sind. Das gilt vor allem für Feinstpartikel, die mit ausflocken und nicht im Wasser abgehen sollen. Tenor: „Das Restwasser muss klar sein.“ Konventionelle Konditionierungstechnik erhebt zwar diesen Anspruch, erfüllt aber diese wichtige Anforderung meist nicht.

Das neu entwickelte, zweistufige Flockungsverfahren ermöglicht es nun, die Teil-prozesse Flockenentstehung und Flocken-ausprägung separat zu beeinflussen und für den nachfolgenden Trennschritt zu optimieren. Das gelingt durch den Einsatz eines Flockenformungsreaktors, der die bestimmenden Faktoren der Konditionierung gezielt steuert.

Flocken aus dem Reaktor

Der Flockungsvorgang wird in einem kompakten, zweistufigen Reaktor durchgeführt. Zunächst wird in einem Turbo-Mischer das Flockungshilfsmittel (hier: Polymer) homogen unter turbulenten Bedingungen in das Medium eingebracht. Das induziert eine Totalflockung, wobei die Flocken zu diesem Zeitpunkt noch großvolumig und scherinstabil sind. Die gezielte Erosion, Kompaktierung und Formung der Flocken geschieht in einem zweiten Schritt – dem Flockenformungsreaktor. Das ist ein modifizierter Kegelrührer in dem ein innerer Kegel koaxial in einer äußeren Kegelschale rotiert. Dabei sind die Strömungsverhältnisse im Kegelspalt nicht konstant, sondern ändern sich mit der axialen Position im Kegel. An der Kegelbasis treten aufgrund des größeren Durchmessers höhere Umfangsgeschwindigkeiten auf als in der Nähe der Kegelspitze. Der Betriebspunkt des Rührers kann an höhere Volumenströme oder Massenströme angepasst werden, indem Rotationsgeschwindigkeit und Spaltweite verändert werden. Das stellt auch dann ein optimales Strömungsregime sicher, wenn sich die Klärschlammmenge ändert.

Das Abrollen der Flocken auf der Kegelfläche verdichtet die Flocken zu Pellets, die sich sehr gut entwässern oder separieren lassen. Optional kann ein Flockungssensor zur Charakterisierung der Flockenstruktur eingesetzt werden. Der photooptische Sensor berechnet aus einer Flockengrößenverteilung spezifische Parameter, die Rückschlüsse auf die Separationseigenschaften des geflockten Mediums ermöglichen.

Ergänzendes zum Thema
 
So profitieren Sie vom Einsatz des Flocformers

Ergebnisse sprechen für sich

Diese neue, gezielt zweistufige Konditionierung erhöht die Abtrennleistung auf den filtrierenden Maschinen (Bandfilter, Trommelsiebe, Kammerfilterpressen, Schneckenpressen, Zentrifugen etc.) signifikant. Durch die kompakte Flockenstruktur findet die Filtration sehr viel schneller statt, und durch die robuste Struktur der Flocken kann während der Filtration oder des Pressens lange Zeit aus dem Filterkuchen Hohlraumwasser abgegeben werden. Abhängig vom Anwendungsfall ist eine Erhöhung der Separationsleistung bzw. Entwässerungsleistung zwischen 10 bis 30 Prozent und eine Reduzierung der Polymermenge um bis zu 25 Prozent erreichbar. Dadurch kommen die Klärschlämme trockener in die Verbrennungsanlage, die Energieausbeute steigt und die auf der Straße bewegte Trockenschlammtonnage nimmt um etwa 20 Prozent ab.

Der Schwerpunkt der bisherigen Anwendungen lag zwar in der Abwassertechnik, aber weitere Anwendungen sind überall dort denkbar, wo durch Polymere geflockt wird. Der Flocformer führt in der Regel auch bei nicht-polymergebundenen Flocken zu einer signifikanten Verbesserung der Separationsleistung.

* Der Autor ist Geschäftsführer der aquen aqua-engineering GmbH. Tel.+49 (0) 53 26 / 92 97 70

Kommentare werden geladen....

Kommentar zu diesem Artikel abgeben
  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 22917970 / Mechanische Verfahren)