Untersuchen

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Die hohen Reinigungsanforderungen an die kommunale und industri­elle Abwasserbehand­lung mit den gesetzlich festgeschriebenen Rei­nigungszielen zur Stickstoff- und Phosphorelimi­na­tion verursa­chen nach den hier vorliegenden Untersuchungsergebnissen sowohl einen deutlichen Anstieg der zu behan­deln­den Klär­schlammmengen, wie auch deutliche Ver­änderungen der Klärschlam­m­eigenschaften. Danach hat sich gezeigt, dass nachfolgende Faktoren bei der Schlammeindickung und insbesondere bei der Klärschlammentwässerung einen entscheidenden Einfluss auf die Durchsatzmenge Maschine, den Austrag-Feststoffgehalt und auch auf den polymeren Flockungsmittel-Verbrauch (pFM) haben:

  • Organischer Feststoff-Anteil (bestimmt als Glühverlust aus der Analyse des Glührückstands),
  • Sandanteil (gemessen als salzsäure-unlöslicher Anteil aus der Analyse des Glührückstands),
  • Feinstanteile im Schlamm mit deren Auswirkungen auf hohe Wasserbindungskräfte,
  • Anteil an Fadenbakterien (z.B. Microthrix parvicella), infolge der hydrophoben (wasserabstoßenden) Eigenschaften,
  • Anteil an EPS (Extrazelluläre-Polymere-Substanzen), infolge der schleimigen/viskosen Eigenschaften ,
  • Hydroxidschlamm-Anteil infolge der Fällmittel-Menge und –Art,
  • Eiweiß- und Fettanteil und
  • Anteil der Überschussschlamm- an Gesamtschlamm-Menge.

         

 

Die komplexen Zusammenhänge und Einflüsse aus der Abwasserreinigung auf die anfallenden Klär­schlämme und insbesondere die Veränderungen der Schlammeigen­schaf­ten im Prozess­verlauf wer­den mit der hier entwickelten Untersuchungsmethodik ganzheitlich beurteilt und mit vor­liegenden Betriebsergebnis­sen verschiedener Klärwerke verglichen. Je nach Aufgabenstellung werden über 20 verschiedene praxisbewährte schlammspezifische Kennwerte im hiesigen Abwasser- und Schlammlabor bestimmt.

Sämtliche Kennwerte sind auch im DWA Merkblatt M 383 „Kennwerte der Klärschlammentwässerung“ (Oktober 2008) enthalten und ausführlich beschrieben.

Hieraus werden Rück­schlüsse auf die komplette Ver­fahrenstechnik der Abwas­serreinigung und Klärschlammbehandlung sowie deren Einfluss auf die Schlammeigenschaften und Optimierungsmöglichkeiten abgelei­tet. Mit Hilfe der firmenunabhängigen betriebspraktischen Untersuchungen werden folgende Einsatzgebiete für Klärwerksbetreiber bearbeitet:

  • Bewertung der verschiedenen praxisbewährten chemisch-physikalische Kenngrößen (einschließlich Fett- und Eiweißanteil, Fällungspotenzial, Sandanteil und Mikroskopie mit Nachweis Fadenbakterien und EPS) und spezielle Eindick- und Entwässerungs-Kennwerte zur Beurteilung des Sedimentati­onsverhalten, der Kompres­sibi­lität, des Feinstanteils sowie der optimalen Konditionierung (Ladungspotenzial-Messung mit SCD-Streaming Current Detector) der verschiedenen Klärschlämme sowie deren Veränderungen im Pro­zessverlauf;
  • Beurteilung der Klärschlammeigenschaften im Prozessverlauf mit den Möglichkeiten der verfah­renstechnischen Betriebs-Optimierung der Schlammbehandlung und speziell der Eindick- und Entwässerungsmaschinen;
  • Vergleichbarkeit und Beurteilung der Eindick- und Entwässerungseigenschaften bei Betriebsversuchen, vor Angebotsabgabe, nach Inbetriebnahme oder nach Verfahrensumstellungen für Klärwerksbetreiber, Maschinenlieferanten und Flockungsmittellieferanten; Einbindung der Kennwerte in ein Leistungsverzeichnis zur Ausschreibung von Eindick- und Entwässerungsmaschinen mit entsprechenden Vertragsbedingungen;
  • Bewertung der verschiedenen möglichen Verfahren zur optimalen Klärschlamm-Konditionierung unter Berücksichtigung des Klärschlamm-Entsorgungszieles; hierzu werden auch zielgerichtete Untersuchungen der vorhandenen Flockungsmittel-Aufbereitungsanlage und der Ansatzwasserqualitäten sowie zur niederthermischen Konditionierung unter Ausnutzung einer Wärme-/Abwärmquelle, wie z.B. aus einem BHKW durchgeführt.
  • Beurteilung der Entwässerungsei­genschaften als Basis für die Aus­wahl der Art und Menge an polymeren Flockungsmitteln;
  • Spezialuntersuchungen zum Nachweis von polymeren Flockungsmittel und deren Einbindung in Polymer-Ausschreibungen;
  • Spezielle Untersuchungen zur Vermeidung/Verminderung der Blähschlammbildung und Schaumentwicklung in Belebungsbecken und Faulbehältern mit verschiedenen Färbemethoden zum Nachweis des Fadentyps und weiterer Schlamminhaltsstoffe (z.B. Extrazelluläre polymere Substanzen - EPS) und deren Einfluss auf die Klärschlammeigenschaften. Hierzu haben wir zahlreiche Projekte mit Nachweis der Ursachen einer massenhaften Entwicklung von Fadenbakterien und verfahrenstechnischen Optimierungsmaßnahmen erfolgreich auf verschiedenen Klärwerken bearbeitet. Entsprechende Veröffentlichungen/Vorträge können bei Bedarf vorgelegt werden.
  • Spezielle Untersuchungen zum Nachweis des Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichtes und deren Einfluss auf die biochemischen Abbauvorgänge in der Belebungsstufe, sowie den Möglichkeiten zum Ausgleich des Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichtes.
  • Spezialuntersuchungen zur Bewertung eines Kristallisationspotenzial (z.B. MAP oder CaCO3) von stabilisiertem Klärschlamm;
  • Spezialuntersuchungen zur Klärschlammstabilisierung in einer aeroben, aerob-thermophilen oder anaeroben Behandlungsstufe, sowie zu deren Leistungsfähigkeit.
  • Spezielle Untersuchungen zu den Möglichkeiten und zur Bemessung von Behältern/Bauwerken zur Vorversäuerung und statischen Eindickung von Schlämmen im Hinblick auf eine verbesserte Kohlenstoffsituation zur Denitrifikation.
  • Spezielle Untersuchungen zur Sauerstoffeintragsleistung und des alpha-Wertes in Belebungsbecken.

 

 

Derzeit sind hier ca. 8.760 Datensätze von ca. 244 verschiedenen Klärwerken und Schlammarten (Stand 01.09.2016) ausgewertet.

Aufgrund des hier vorhandenen sehr großen ausgewerteten Datenmaterials der verschiedenen Schlammarten und maschinellen Verfahren werden mit Hilfe dieser betriebspraktischen Untersuchungen der Schlammeigenschaften in Abhängigkeit der variablen Maschinenparameter für sämtliche verschiedene Eindick- und Entwässerungsmaschinen gesicherte Vorhersagen für nachfolgende leistungsrelevante Kenngrößen erstellt:

  • Austrags-Feststoffgehalt,
  • Polymere Flockungsmittel-Verbrauch,
  • Abscheidegrad,
  • Durchsatzleistung mit scale-up Faktoren.

 

 

Nach den hier vorliegenden über 25-jährigen Erfahrungen werden bei optimaler Verfahrenstechnik im Umfeld der Entwässerungs-Maschine (z.B. Pumpen-Art und –Größe, pFM-Aufbereitung) und optimaler Maschineneinstellung (z.B. Durchsatzmenge Schlamm, Dosiermenge, Einmischenergie und Lösungskonzentration pFM) der Austrags-Feststoffgehalt im Bereich von +/- 1 % TR prognostiziert. Unter diesen Voraussetzungen und unter Berücksichtigung des erforderlichen Abscheidegrades von größer 98 % wird der Verbrauch von polymeren Flockungsmitteln im Bereich von +/- 1 kg/Mg vorhergesagt. Diese Genauigkeit wird erreicht, wenn die gesamte Verfahrenstechnik der Abwasserreinigung und Schlammbehandlung sowie die Rohabwasserbeschaffenheit und deren industrielle Beeinflussung gesichtet und bewertet ist und die leistungsrelevanten Kenngrößen in die hier entwickelte Bewertungsmatrix der Einflussfaktoren auf die Schlammentwässerungseigenschaften eingeht. Darüber hinaus gelten die o. g. Angaben nur innerhalb einer hier festgelegten Bandbreite der Schlammkennwerte.

Aus den Ergebnissen der Untersuchungen lässt sich mit den hier vorliegenden Erfahrungen auch eingrenzen, ob eine geringe Leistungsfähigkeit der Entwässerungsmaschine in den Schlammeigenschaften oder im verfahrenstechnischen/maschinentechnischen Umfeld der Maschine begründet ist. Daraus wird dann ein Optimierungspotenzial abgeleitet.