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Ausgewählte Ausgabe: 09-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Entwässerung von Bio-P-Schlämmen – besser als ihr Ruf

Die Messung des Entwässerungsergebnisses

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Um die Entwässerung beurteilen zu können, wird im Zu- und Ablauf von Entwässerungsaggregaten der TR gemessen. Dabei ist der Austrag aussagekräftig, da sich im jahreszeitlichen Verlauf so Schwankungen zeigen und Ganglinien erstellen lassen. Mit Inbetriebnahme einer Bio-P Stufe lässt sich ein deutlicher Abfall des Wertes feststellen. Aufgrund dieser Tatsache wird angenommen, dass sich die Entwässerung verschlechtert. Bei dieser Art von Messung wird die Gewichtsabnahme im Verhältnis zur aufgebrachten Probemenge bestimmt. Das Ergebnis wird in % TR ausgedrückt. So kann der Gewichtsverlust, welcher mit der enthaltenen Wassermenge gleichzusetzen ist, verdeutlicht werden. Es lässt sich genau bestimmen, was entweicht. Dabei handelt sich um Wasser mit definiertem Volumen als auch Dichte. Der Rückstand auf der Trockenwaage kann jedoch nicht ausreichend beurteilt werden. Lediglich die Masse des TR ist bekannt, nicht aber das spezifische Gewicht und somit das Volumen. Ein theoretisches Experiment soll dies veranschaulichen: In einen Behälter mit 10 l Fassungsvermögen wird jeweils ein Würfel mit einer Kantenlänge von 10 cm gegeben (1 l Volumen). Der eine besteht aus Eisen mit einer Dichte von 7,87 kg/dm³, der andere aus Aluminium mit einem spezifischen Gewicht von 2,70 kg/dm³. Berechnet man nun den TR bezogen auf das Ausgangsgewicht, wird deutlich, dass das Ergebnis unterschiedlich ist. Das Ausgangsgewicht des Behälters mit dem Eisenwürfel beträgt 16,87 kg, der andere wiegt 11,7 kg. Bei beiden können 9 l Wasser entfernt werden. Das Ergebnis mit Eisen beträgt 46,65 %, bei Aluminium 23,08 %. Damit wird verdeutlicht, dass zwei Proben mit gleichem Volumen und Wassergehalt einen unterschiedlichen Wert hervorbringen können.

Anteil von Fällschlamm in einer Klärschlammsuspension

Bei Ausnutzen der erweiterten Phosphatelimination sinkt der Bedarf an Fällmittel um etwa 50 bis 70 %. Das bedeutet, dass ein Stoff mit hohem spezifischen Gewicht im Schlamm reduziert und somit das gesamte spezifische Gewicht des Schlammes gesenkt wird. Überträgt man dies auf das zuvor aufgeführte Gedankenexperiment, ist festzuhalten, dass der TR bei gleichem Wassergehalt im Falle einer Bio-P reduziert ist.

Berechnung anhand einer Modellkläranlage

Anhand einer Modellkläranlage mit 100 000 Einwohnergleichwerten und einer Faulung konnte eine Schlammbilanz erstellt werden. Dabei wurden die Betriebszustände ohne und mit erweiterter Phosphatentnahme erfasst; die Bio-P Leistung wurde mit 70 % Fällmitteleinsparung gleichgesetzt. Der Ablaufwert an Ortho-Phosphat war mit 0,5 mg/l angenommen (entspricht rund 0,7 mg/l PGes => Grenzwert 1 mg/l). Der Beta Faktor war mit 2 mol Metall pro Mol Phosphor festgesetzt.
Die tägliche Schlammmenge nach Faulung beträgt im Normalbetrieb 5 232 kg/d, während beim Bio-P Betrieb nur mit 4 291 kg zu rechnen sind. Aufgrund des reduzierten Fällschlammes beträgt die Dichte des Schlammes bei einer erweiterten biologischen Phosphatentnahme nur 1,3 kg/dm³. Ohne dieses Verfahren liegt die mittlere Dichte bei 1,5 kg/dm³ in der TR. Das Adhäsions- und Zellinnenwasser ließ sich durch eine Kombination aus isothermer Trocknung und chemischer Analyse bestimmen. Damit ergaben sich 12 466 kg Wasser beim herkömmlichen Verfahren und 12 566 kg Wasser im Bio-P Fall. Der etwas erhöhte Wasseranteil resultierte durch eine vermehrte Überschussschlammproduktion aufgrund des reduzierten Schlammalters. AQRatio geht bei seiner Berechnung von 20 % geringeres Schlammalter zum Normalbetrieb aus. Über folgende Formel lässt sich der zu erwartende Trockenrückstand berechnen: Feststoff geteilt durch (Feststoff + Wasseranteil) mal 100. Somit erhält man als Ergebnis 29,56 % zu 25,46 % TR. Alleine durch diesen Umstand beträgt die Abweichung etwas mehr als 4 % TR.

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Autoren

 Michael Kocher

AQRatio Schlamm- und Verfahrenstechnik, Egloffstein,
michael.kocher@aqratio.de

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