Frischschlamm Hygienisierungsanlage ⇒ 1985 - 2003
Die Frischschlamm Hygienisierungsanlage
Stabilisierter Schlamm aus biologischen Abwasser Reinigungsanlagen enthält wertvolle organische Stoffe, die sinnvoll als Düngemittel auf landwirtschaftlichen Nutzflächen einsetzbar sind. Klärschlamm als (Düngemittel) kann ohne Vorbehandlung (Hygienisierung), pathogene Mikroorganismen oder Stoffanteile (Schwermetalle) enthalten, verschiedene Krankheiten verursachen oder mit Belastungen die Umwelt schädigen.
Der Überwachung von Klärschlamm auf, Belastung von Schwermetallanteilen oder Kontamination pathogener Mikroorganismen, wird grosse Aufmerksamkeit gewidmet. Die landwirtschaftliche Nutzung des stabilisierten Klärschlammes, als eine Möglichkeit der Verwertung, ist in vielen Staaten legislativ (gesetzgebend) geregelt. Ein wichtiges Kriterium welches Klärschlamm für die Verwertung als Düngemittal erfüllen muss, ist der durch die Gesetzgeber (Legislative) zulässigen Grenzwerte (Limitierung) pathogener Mikroorganismen.
Definition des Verfahrens
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Überbegriff für Reduktion der Keimzahl ohne Definition des Verfahrens. (BAFU)
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Die Entseuchung von Stoffen im Sinne einer grösseren Reduktion der darin enthaltenen Keime.
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In der Schweiz ein vielfach gebrauchter, technischer Begriff für die Entseuchung des Klärschlammes.
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In Deutschland wird der Begriff in dieser Verbindung von verschiedenen Fachleuten abgelehnt.
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In für die Schweiz gültigen Gesetzen wird der Ausdruck «Hygienisierung» im Sinne der «Klärschlammentseuchung» angewandt.
Das Wesen des Verfahrens
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Das Wesen des als Hygienisierung bezeichneten Verfahrens, zur zielbewussten Verminderung der bakteriellen Kontamination des Klärschlammes beruht in der Bildung eines Milieus, in welchem die Bakterien nicht überleben können.
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Dies kann entweder mit einer hohen Temperatur oder einer hohen Alkalität des Milieus erzielt werden.
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Die Verfahren, die hohe Temperaturen nutzen, werden als thermische Vorgänge bezeichnet, bei welchen die Schlammsuspension über eine bestimmte Zeit auf eine 65 °C überschreitende Temperatur erwärmt wird.
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Die thermischen Verfahren verarbeiten Frischschlamm mit einem Trockenrückstand von 3 bis 5 %TR.
Schlammhygienisierung kann auf folgenden zwei Arten erfolgen:
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Thermische Hygienisierung des Frischschlammes mittels der Aerothermmethode (wobei diese vor allem in grossen Abwasser Reinigungsanlagen angewendet wird)
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Thermische Hygienisierung des Frischschlammes mittels Pasteurisierung.
Betrieb der Frischschlamm Hygienisierungsanlage 1985 - 2003
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In der ARA Untermarch wird die Frischschlamm Hygienisierungsanlage 1985 gebaut und in Betrieb gesetzt.
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Diese Anlage wird 18 Jahre mit viel Wartungsaufwand in Betrieb gehalten.
Pasteurisierung
Allgemeine Funktionen
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Die Anlage bilden ein Wärmeaustauscher, Schlamm / Schlamm, mit Wärmerückgewinnung,
ein Doppelmantelbehälter, Pasterisationsaustauscher,
und ein Reaktor Pasterisationsbehälter. -
Die Anlage arbeitet mit Frischschlamm mit Trockenrückstand von 3 bis 6% TR.
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Der Frischschlamm wird im Doppelmantelbehälter Wärmeaustauscher, Schlamm / Schlamm, vorgewärmt,
wobei die Wärmerückgewinnung der Wärme aus dem pasteurisierten Schlamm genutzt wird. -
Der vorgewärmte Frischschlamm wird im Reaktor mit einem externen Wärmeaustauscher, Wasser / Schlamm,
mit Heizungswasser auf die nötige Pasterisationstemperatur von 65 °C erwärmt. -
Die nötige Verweilzeit für das Hygienisieren des Frischschlammes wird im Reaktor, Pasterisationsbehälter, erreicht.
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Die Pasterisationstempetaratur 65 °C gewährleistet, die Devitalisierung der pathogenen Mikroorganismen im Verlauf der vorgeschriebenen Verweilzeit.
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Vor dem Eintrag des hygienisierten Schlammes in den Faulraum wird dieser im Doppelmantelbehälter,
Pasterisationsaustauscher durch die Übergabe der Wärme an dem Frischschlamm auf 39 °C abgekühlt. -
Im mesophilen Faulraum entsteht das energiereiche Biogas.
Die Pasteurisation ist der Prozess, bei dem der Frischschlamm auf eine bestimmte Temperatur, nur für kurze Zeit erwärmt wird beispielsweise auf 70 °C über die Dauer von mindestens 30 Minuten. Die optimale Temperatur beträgt 64 bis 70 °C, was eine hohe Stufe der Devitalisierung der pathogenen Mikroorganismen gewährleistet. Die Pasteurisation wird mit der nachfolgenden Schlammstabilisation kombiniert, am häufigsten durch anaerobe Faulung im Faulraum. Die Begründung besteht darin, dass die geschwächten Pathogene in ihrer reduzierten Menge nicht fähig sind mit der anaeroben Biomasse in den Faulbehälter, um das Substrat zu wetteifern und in der Biomasse absterben. Ein weiterer Vorteil des pasteurisierten Schlammes ist seine bessere Stabilisierung und besseren Entwässerungseigenschaften.
Die Pasteurisation läuft in zwei Einrichtungen und zwar im Doppelmantelbehälter, Pasterisationsaustauscher, Schlamm / Schlamm und im Reaktor Pasteurisationsbehälter mit dem externen Wärmeaustauscher, Wasser / Schlamm ab. Der Frischschlamm 14 bis 20 °C wird in die Innenkammer des Doppelmantelbehälters gepumpt. Die Aussenkammer Doppelmantelbehälter wird mit 64 bis 70 °C, aufgeheiztem hygienisierten, pasteurisiertem Schlamm gefüllt. Dieser wird aus dem Reaktor Pasteurisationsbehälter gepumpt. Für die Zeitspanne der Wärmerückgewinnung ist das Mischen in der Innenkammer und Aussenkammer des Doppelmantelbehälters Pasterisationsaustauscher Schlamm / Schlamm bedeutungsvoll, da dadurch die Wärme Übergabe zwischen dem heissen und dem kalten Schlamm verwirklicht wird. Ziel in diesem Wärmeaustauscher ist dass beide Schlamm Temperaturen nahe 39 °C erreichen.
Der vorgewärmte Frischschlamm nahe 39 °C wird in den Reaktor Pasteurisationsbehälter mit dem externen Wärmeaustauscher, Wasser / Schlamm, gepumpt, wo er auf die Temperatur von 65 °C erwärmt wird. Diese Temperatur muss mindestens 30 Minuten eingehalten werden. Die Einhaltung der erforderlichen Temperatur im Reaktor Pasteurisationsbehälter wird mit Temperatursensoren ermittelt. Dem Reaktor, Pasteurisationsbehälter, wird zur Schlammerwärmung, 80 °C heisses Wasser aus dem mit Biogas betriebenen BHKW Blockheizkraftwerk, in den externen Wärmeaustauscher, Wasser / Schlamm, geliefert.
Der pasteurisierte, hygienisierte Schlamm wird wiederum zur Vorwärmung, der nächsten Charge frischen Eingangschlammes, im Doppelmantelbehälter, Schlamm / Schlamm, benutzt. In dieser Weise wird der pasteurisierte Schlamm abgekühlt auf nahe 39 °C, der so dann in den Faulraum gefördert wird wo die Schlammstabilisierung stattfindet.
R + I Schema der Frischschlamm Hygienisierungsanlage
AEROTHERM Hygienisierungsanlage: Umwelt Technik Buchs (UTB)
Prozessbild für die Visualisierung der Betriebs Zustände
Blindschaltbild der Anlage: Zeichnung Jo Mächler zur Erinnerung
am 13.01.2005
Vorteile und Nachteile der Pasteurisierung
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Der Schlamm wird im Verlauf der Pasteurisierung nicht nur hygienisiert, sondern auch vorteilhaft für die Weiterverarbeitung Biogasproduktion Eindickung vorbereitet.
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Dank der Wärmerückgewinnung im Doppelmantelbehälter, Pasterisationsaustauscher, Schlamm / Schlamm ist der Bedarf der von aussen zugeführten Energie relativ niedrig.
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Der Wärmebedarf kann, durch die Biogasproduktion im mit Biogas betriebenen BHKW Blockheizkraftwerk, in den externen Wärmeaustauscher Wasser / Schlamm, geliefert werden.
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Aus mikrobiologischer Sicht entspricht der Schlamm den Vorschriften für die Behandlung von Schlämmen aus Abwasser Reinigungsanlagen.
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Die Anlage einschliesslich Wärmerückgewinnung im Doppelmantelbehälter Pasterisationsaustauscher Schlamm / Schlamm ist im Betrieb bewährt und fähig auf Änderungen der anfallenden Schlammmenge durch Änderungen der Chargenzahl flexible zu reagieren.
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Einfache Konstruktion aber nicht wartungsarm. Ablagerungen im Reaktor und Doppelmantelbehälter.
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Die Anlage ist nicht Raum sparend.
Ausserbetriebsetzung der Frischschlamm Hygienisierungsanlage 2003
Durch eine Vernehmlassung des Bundesrates darf Klärschlamm in flüssiger Form, ab dem 1. Mai 2003 in der Landwirtschaft, nicht mehr verwertet werden. Im Juni 2003 können wir aufgrund dieser Vernehmlassung die Schlammhygienisierung ausser Betrieb setzten.
Rückbau der Frischschlamm Hygienisierungsanlage 2003
Hygienisierung Abbruch
Doppelmantelkammer
am 18.05.2005
Freier Platz nach Abbruch der
Doppelmantelkammer
am 18.05.2005
Die Probleme bei der Frischschlamm Hygienisierung und Ablagerungen
Hygienisierung Ablagerung
in einer Rohrleitung
am 13.01.2005
Hygienisierung Ablagerungen
aus dem Reaktor
am 11.01.2005