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Dynamischer Inline-Mischer

Klärschlammbehandlung mit dynamischem Inline-Mischer

| Redakteur: Manja Wühr

Dynamischer Inline-Mischer mit drehzahlvariabler Antriebskombination (Frequenzumrichter zur Drehzahlregulierung) in einem Rohrleitungsverlauf (Archivbild)
Dynamischer Inline-Mischer mit drehzahlvariabler Antriebskombination (Frequenzumrichter zur Drehzahlregulierung) in einem Rohrleitungsverlauf (Archivbild) (Bild: MPT)

Klärschlammentwässerung rückt in Fachkreisen immer stärker in den Fokus. Schließlich bedeuten Abwässer an sich ja einen Verbrauch der Ressource Wasser und eine Belastung der Umwelt. Die Umwelt wird aber auch geschont, wenn weniger wässrige Konditionierungsmittel verwendet werden, was natürlich Kosten spart. Wenn dann auch noch das Konditionierungsergebnis besser ist, hat sich die Investition in einen dynamischen Inline-Mischer gelohnt.

In einem Versuchsprojekt mit der Technikakademie Weilburg wurde geprüft, wie ein dynamischer Inline-Mischer der Firma MPT Meß- und Prozeßtechnik in Rodgau sich auf den Entwässerungsprozess von Klärschlämmen auswirkt. Installiert wurde der Versuchsaufbau in der Kläranlage Weilburg.

Ausgangssituation: Derzeit werden in der Kläranlage zur Flockenbildung erst Eisen(III)-chlorid und dann Kalkmilch in den Schlammstrom dosiert. Diese drei Flüssigkeiten werden anschließend in einem statischen Rohrmischer miteinander vermischt. Direkt im Anschluss fließt der auf diese Weise vorkonditionierte Schlamm in einen Reaktionseindicker. Von dort wird er in eine Kammerfilterpresse gepumpt, die die eigentliche Schlammentwässerung durchführt. Technische Details sind in einem Whitepaper zu diesem Thema aufgeführt.

Ziel des Versuchs: Im nachfolgend beschriebenen Versuch ging es darum, in welchem Maße ein dynamischer Inline-Mischer das Konditionierungsergebnis verbessern und gleichzeitig Konditionierungsmittel einsparen kann. Denn ein statischer Rohrmischer verteilt die Kalkmilch vergleichsweise ineffektiv im Volumenstrom. Das führt dazu, dass mehr Kalkmilch als Ausgleich eingesetzt werden muss. Bestenfalls geschieht das, indem dieses Konditionierungsmittel verdünnt wird. So wird in größerer Menge Wasser zur Schlammentwässerung beigemischt – ein Paradoxon.

Vorgehensweise: Herzstück des Versuchsaufbaus war zunächst eine Laborkammerfilterpresse der Technikakademie. Diese „kleine“ Kammerfilterpresse wurde so eingestellt, dass sie zunächst die gleichen Ergebnisse lieferte wie die „große“ Kammerfilterpresse der Kläranlage. Damit war die Grundvoraussetzung geschaffen, um repräsentative Ergebnisse zu erzielen, die vom Versuchsmodell auf die Kläranlage übertragbar waren.

Danach wurde der Aufbau umgerüstet, und zwar so, dass der Rohschlamm damit in der neuen Methode von Beginn an konditioniert wurde. So konnten repräsentative Verbesserungen im Konditionierungsergebnis der „kleinen“ Laborkammerfilterpresse ermittelt werden, die auf die „große“ Kammerfilterpresse übertragbar waren. Dreh- und Angelpunkt war nun der dynamische Inline-Mischer, der jetzt im Versuchsmodell mit verbaut wurde. Das Modell wurde im Keller der Kläranlage installiert, da dort der Rohschlamm direkt entnommen werden konnte. In den Schlammstrom wurde Eisen(III)-chlorid dosiert und in einem statischen Rohrmischer mit dem Schlamm vermischt. Anschließend wurde Kalkmilch in den dynamischen Inline-Mischer dosiert, der dieses Medium in den Volumenstrom einmischte. Der vorkonditionierte Schlamm gelangte in einen Vorlagebehälter, um Flocken zu bilden. Danach wurde der Schlamm zur Entwässerung in die Laborkammerfilterpresse gepumpt. Details zu diesem recht komplexen Vorgang können in besagtem Whitepaper nachgeschlagen werden.

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Verstellbare und untersuchte Parameter waren die Drehzahl des dynamischen Inline-Mischers und die Kalkmilchzugabe sowie deren Konzentration. Zunächst wurden Veränderungen in der Entwässerung bei Drehzahländerungen mit 15%iger und dann mit 20%iger Kalkmilch untersucht. Danach wurde ermittelt, wie sich Änderungen in der Menge an 20%iger Kalkmilch bei einer festen Drehzahl auswirkten. Genaue Zahlen und Diagramme sind ebenfalls dem Whitepaper zu entnehmen.

Ergebnis: Durch den dynamischen Inline-Mischer ist mit einer Drehzahl von rund 600 min-1 eine Erhöhung des Trockenrückstandes und der Filtratmenge nachweisbar. Wird die Dosierung der Kalkmilchkonzentration von 15 % auf 20 % erhöht, kann Wasser deutlich eingespart werden. Des Weiteren ist eine Reduzierung der eingesetzten Kalkmenge möglich, sofern die Kläranlage Weilburg eine Onlinemessung integriert. Auf diese Weise lässt sich der Kalkverbrauch und die damit verbundenen Kosten um bis zu ein Drittel senken.

Wie im Versuchsaufbau die Schlammentwässerung verbessert wurde, entnehmen Sie dem Whitepaper.

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