Noch keinen Zugang? Dann testen Sie unser Angebot jetzt 3 Monate kostenfrei. Einfach anmelden und los geht‘s!
Angemeldet bleiben
Ausgewählte Ausgabe: 09-2017 Ansicht: Modernes Layout
| Artikelseite 3 von 3

Entwässerung von Bio-P-Schlämmen – besser als ihr Ruf

Weitere Auswirkungen

Wird der biochemische Sauerstoffbedarf im Zulauf der Belebung bei Bio-P Betrieb erhöht, zum Beispiel durch Zugabe einer externen Kohlenstoffquelle oder einer Teilumfahrung der Vorklärung, steigt die Differenz weiter an. Die relevantesten Parameter sind die Überschussschlammproduktion im Verhältnis zum eingesetzten Fällmittel, der Beta-Faktor dieses sowie das Verhältnis des Schlammalters bei den unterschiedlichen Betriebszuständen. Hier entstehen ohne weiteres Differenzen von 5 % TR und mehr.

Betrachtung des Verbrauches an polymeren Flockungsmitteln

Eine weitere häufige Beobachtung bei der Entwässerung von Schlämmen aus der erweiterten biologischen Phosphatelimination ist der gesteigerte Produktverbrauch von polymeren Flockungsmitteln. Durchschnittlichen Angaben zufolge liegt dieser Mehrverbrauch bei etwa 3 kg Wirksubstanz pro t TR. Der Verbrauch an Produkten zur Flokkulation hängt vom kationischen Bedarf des Schlammes ab – der Menge an kationischen Ladungen, um den Schlamm zu agglomerieren. Messtechnisch existiert auch eine Einheit hierfür. Man spricht von Äquivalentladung je Masseneinheit, ausgedrückt als eq/kg. Das ist ebenfalls die Einheit, in welcher die Ladungsstärke von Produkten wiedergegeben wird. Den zur Agglomeration benötigte Ladungsausgleich erlangt man durch chemische Produkte. Bei der Schlammentwässerung wird dies durch Polyacrylamide mit anpolymerisierten Ladungsgruppen (Adam-Madam- oder Dimapa-Quat) bewirkt. Was häufig wenig Beachtung findet, ist der Ladungseintrag durch Eisen- oder Aluminiumsalze. Neben der Phosphatfällung wird der Überschuss solcher Fällmittel teilweise zur Koagulation verwendet. Diese Produkte werden ebenfalls in der Trinkwasseraufbereitung zur Beseitigung von Trübstoffen durch die Primärflockung verwendet.

Agratio_Bild2.JPG
Sowohl bei Polymeren, als auch bei Metallsalzen lässt sich die Stärke durch eine spezielle Ladungstitration messen. Ein übliches Polymer hat bei einer Kationizität von 70 % – bezogen auf Gewicht – eine mittlere Ladungsdichte von 3 614 meq/kg. Eine Titration von einer einmolaren Eisen(III)Chlorid–Lösung ergibt einen Wert von 368 meq/Mol. Da in einer handelsüblichen Lösung 2,5 Mol enthalten sind, entspricht die tatsächliche Ladung 920 meq/kg. Somit werden rund 4 kg Eisenlösung benötigt, um die Ladung für 1 kg Polymer zu ersetzen. Bei 3 kg Wirkstoff pro Tonne TR bedeutet dies einen Eisenbedarf von 12 kg Fe(III)Cl 2,5 Mol pro Tonne Trockenrückstand. Bei der Bio-P Beispielanlage müssen am Tag rund 4,38 Tonnen TR entwässert werden. Dies würde einen Mehrverbrauch von 13,14 kg Polymer pro Tag bedeuten. Das entspricht der Ladung von 52,56 kg Eisenprodukt pro Tag. Vergleicht man die zwei Betriebsweisen, wird dem Schlamm 880 kg/Tag weniger Fällmittel zugegeben als im Normalbetrieb. Relativ unbeachtet bleibt das Phosphat selber. Ebenso wie Metallsalze, wird Phosphat in der Industrie als anionischer Koagulant zur Ausflockung verschiedener Mineralien eingesetzt. Somit wird durch freies Phosphat als Lieferant für anionische Ladungen ein erhöhter Kationenbedarf erzeugt. Die Ladungsdichte von Phosphat hat denselben Betrag wie das Eisen(III)Chlorid, nur mit anionischem Vorzeichen. Sie beträgt nach Messung –357 meq/mol. Somit wird zum Ausgleich für das reduzierte Eisen und der Neutralisation des Phosphates als Ladungsträger eine erhöhte Menge an Polymer benötigt. Eine genaue Quantifizierung kann aufgrund der Vielzahl von Nebenreaktionen des Eisens nicht gezogen werden. Jedoch liegt der Schluss nahe, dass ein Mangel durch nichteingebrachte Kationen des Eisens einen höheren Bedarf an polymerem Flockungsmittel erzeugt und diesen auch rechtfertigt.

Abschließende Bewertung

Sowohl der reduzierte Trockenstoffaustrag bei der Schlammentwässerung als auch der erhöhte Bedarf an polymeren Flockungsmitteln lassen sich begründen und auch rechnerisch nachweisen. Als unbeachteter Parameter sollte der Dichte eine erhöhte Aufmerksamkeit geschenkt werden, da diese direkten Einfluss auf das Messergebnis der Schlammentwässerung hat. Eine echte Störung durch den Bio-P Betrieb kann nach einer ganzheitlichen Betrachtung nahezu ausgeschlossen werden.

Seite des Artikels
Autoren

 Michael Kocher

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

Verwandte Artikel

Verkehrsflächen mit berechenbarer Verdunstungsrate

Schraubengebläse sparen Kosten

Regenwasserbehandlung bei großen Liegenschaften

Moderne Tauchmotorpumpen für effiziente Abwasserentsorgung

Weniger und effizienter Dosieren