Projekt 05414/01

Entwicklung eines deponiearmen Verwertungskonzeptes von Klärschlämmen vorwiegend aus kommunalen Abwasserbehandlungsanlagen

Projektdurchführung

Industrie-Consult Berlin GmbH
Köpenicker Str. 325 b
12555 Berlin

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Im Ergebnis der Untersuchungen an 4 Pilotanlagen zur Verbesserung der Entwässerungseigenschaften der Klärschlämme durch einfache Mittel zeigten sich im Rahmen des Projektes Az. 05414/01 scheinbare Abhängigkeiten der kennzeichnenden Parameter von der Art des zu behandelnden Abwassers wie auch von der Art der Behandlungsanlage. Die dabei gefundenen Relationen sollten noch weiter systematisiert und präzisiert werden, um die erzielten Ergebnisse weiter zu festigen und erste Anhaltspunkte für die Vorhersage der Schlammqualität zu treffen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenUnter Verwendung des umfangreichen Analysenmaterials und Hinzuziehung weiterer Schlammuntersuchungen waren nachfolgende Aufgaben zu lösen:
- Bildung einer Relation zwischen granulometrischen Parametern (xST und xm) für eine komplexe, möglichst zweidimensionale Darstellung und die Möglichkeit, weitere Abhängigkeitsparameter ein-führen zu können.
- Ermittlung der Abhängigkeiten zwischen der Qualität des zu behandelnden Abwassers und der sich herausbildenden Struktur des Schlammes. Dabei waren auch Einflüsse des Behandlungsverfahrens zu ermitteln.
- Bestimmung des Entwässerungsverhaltens in der statischen Eindickung bei unterschiedlichen Strukturparametern. (Einfluß des Wegfalls der Vor-entwässerung).
- Abhängigkeiten der mechanischen Mischungsabläufe mit Flockungshilfs-mitteln ein-schließlich der Stabilisierung der Dosierung für die Herausbildung scherstabiler Flocken.
Überarbeitung des Ergebnisberichtes unter Einbeziehung der gewonnenen Erkenntnisse und der vorliegenden Hinweise.


Ergebnisse und Diskussion

Der überarbeitete und ergänzte Bericht des Projekts Az. 05414/01 (Stand 31.03.1999) nimmt eine selektive Bewertung der Wirkungen der eingesetzten Mittel und Maßnahmen auf die Strukturparameter der Schlämme und den damit erreichbaren Entwässerungsgrad sowie den Nachweis der Wirkungen an den Praxisanlagen vor.
Die selektive Betrachtung nach: Beeinflussung der Partikelstruktur in Form von Fein- oder Grobanteilveränderungen (Mischung von Schlammströmen, Veränderung der mechanischen Belastung, Verände-rung der Konditionierung durch Zuschlagstoffe) und die Beeinflussung der massenspezifischen Ladung (mineralische Konditionierung, chemische Konditionierung und geeignete Einmischbedingungen) zeigen die Wirkungsmechanismen, wobei die Einflüsse aller Parameter sowie die Art der Schlammbehandlung selbst zu beachten sind, um die notwendigen Effekte zu erzielen.
Die Zielstellung, immer einen hohen Entwässerungsgrad (TRSCH > 30%) zu erreichen, wurde erfüllt.
Die über Modellversuche erzielte Verbesserung der Einmischbedingungen von Konditionierungsmitteln ist ein Beispiel komplexer Wirkungsweise zwischen Effektivität der Durchmischung des Flockungshilfsmittels mit dem Schlamm sowie der Schonung der Schlammpartikel und der einsetzenden Flockungsbildung.
Mit der Einführung des Komplexwertes K, gebildet aus den Parametern der Partikelgrößenverteilung, konnten Faktoren der Schlammeigenschaften sichtbar gemacht werden, wie:
- Relationen der Schlammstruktur zur Qualität des Abwassers und der Behandlungsanlage,
Der quantitative Nachweis ist allerdings noch nicht gelungen, da sowohl Anzahl der Anlagen wie auch Umfang der nachträglich verfügbaren Kennwerte zu gering war. Es entstand ein Datenprogramm für die langfristige Erfassung.
- Unterschiedliche Absolutwerte von xST und xm für bestehende Entwäs-serungsmaxima (es gibt mehrere Maxima in der Funktion TR = f*Q3(x)* bzw. TR = f(K), wobei die Differenz Xm - XST >> XSTsein soll). Es kommt also auf die Komplexität der Einflussfaktoren an, um die richtigen Schlußfolgerungen ziehen zu können.
Die Bestimmung des Entwässerungsverhaltens bei der statischen Eindickung konnte nicht behandelt werden, da die disponierten Kläranlagen (Elsterwerda und Leipzig) innerhalb der Bearbeitungszeit nicht zur Verfügung standen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Kontaktadressen:
Industrie-Consult Berlin GmbH, Köpenicker Straße 325 b, Haus 113, 12555 Berlin,
Ansprechpartner: Herr Dr. Rippl, Tel. 030 / 6576-2603, Fax -2604;
IKTS Fraunhofer Institut Keramische Technologien und Sinterwerkstoffe, Winterbergstraße 28, 01277 Dresden,
Ansprechpartner: Frau Dr. Friedrich, Tel. 0351 / 2553-519, Fax -600.


Fazit

Im Projekt konnte die Verbesserung des Entwässerungsgrades kommunaler Klärschlämme durch Analyse und gezielte Veränderung der Strukturparameter in großtechnischen Anlagen nachgewiesen werden. Die dazu erforderlichen Mittel sind relativ einfach, benötigen kaum Investitionen und vor allem keine größeren Umbauten in den Anlagen eines Klärwerks.
Die Steigerung des Entwässerungsgrades senkt das zu behandelnde Schlammvolumen. Der Umweltentlastungsaspekt liegt vor allem in der Einsparung von Energie zum Transport und zum Wärmehaushalt des Schlammes. Bei einer thermischen Verwertung wirkt die durch die höhere Entwässerung verminderte Verdampfungswärme umweltschonend. Bei Entwässerungsraten über 35% wird die mögliche landwirtschaftliche Nutzung erweitert, da der Schlamm längere Zeit unbeschadet zwischengelagert werden kann.
Die umweltrelevanten Vorteile gehen somit im wesentlichen mit betriebswirtschaftlichen Effekten einher. Vor diesem Hintergrund konnte nach Information der Industrie Consult GmbH der erste kommerzielle Vertrag im März 1999 mit der Emschergenossenschaft e. V. in Essen abgeschlossen werden. Insgesamt wurde das Gesamtprojekt damit erfolgreich beendet.