ZetaOptimizer
Optimierung der Schlammentwässerung
durch Ladungsverschiebung an der Oberfläche der Schlammpartikel
• höhere TR-Gehalte der entwässerten Schlämme
• deutliche Reduzierung des Polymerverbrauchs
• höhere Abscheidegrade an Feststoffen => erhebliche Reduzierung der Rückbelastung
Quelle: DWA Arbeitsgruppe KEK 2.6 „Neue Technologien zur Klärschlammbehandlung“
Die Entwässerung von Klärschlämmen ist eine der wichtigsten Grundoperationen der gesamten Klärschlammbehandlung (Merkblatt DWA-M 366). Mit zunehmender Verpflichtung zur thermischen Verwertung entwässerter Klärschlämme in Abhängigkeit zur Qualität der Schlämme (Klärschlammverordnung, Düngeverordnung, Düngemittelverordnung) kommt den TR-Werten (TR: Trockenrückstand) größere Bedeutung zu. Für die thermische Verwertung sind unabhängig von der eingesetzten Verfahrenstechnik (Mitverbrennung, Monoverbrennung, Pyrolyse) hohe TR-Werte erforderlich. Auch auf die Reduzierung der Transportkosten wirken sich höhere TR-Werte positiv aus, insbesondere bei größeren Distanzen zwischen der jeweiligen Schlammentwässerung und der Klärschlamm-verwertung/ -entsorgung.
Für die Wasserabgabe eines zu entwässernden Klärschlamms sind diverse Faktoren zu berücksichtigen, deren Auswirkung nicht immer beeinflusst werden kann. Die Kraft des ζ-Potentials (Zeta-Potential, elektrokinetisches Potential) verhindert bei Abwasser-inhaltsstoffen mit einer Teilchengröße von weniger als 20 μm ein Zusammenballen, sodass diese mit wirtschaftlichen Verfahren nicht filtrierbar sind.
Im Hochspannungssystem ZetaOptimizer wird mittels variabel einstellbarer Hochspannung im Bereich zwischen 0 und 80.000 V ein elektrisches Feld erzeugt. Der zu entwässernde Klärschlamm durchströmt einen Durchflussreaktor und erfährt dabei eine Ladungs-verschiebung im elektrischen Feld. Der Durchflussreaktor ist im vom Schlamm durchströmten Innenbereich frei von Einbauten. Verstopfungen bzw. Zopfbildungen sind dadurch ausgeschlossen. Bei einer sehr niedrigen Stromstärke von nur max. 0,1 mA kann die Optimierung der Schlammentwässerung mit nur sehr geringer elektrischer Leistung von max. 1 Wh / m3 (z.B. 20 Wh / 20 m3/h Dünnschlamm) zu behandelndem Klärschlamm realisiert werden.
Die Einstellung der Stärke des elektrischen Feldes erfolgt individuell auf den jeweils zu behandelnden Schlamm. Entsprechend der unterschiedlichen Schlammeigenschaften gleichen sich dabei die Verlaufskurven des jeweils ermittelte TR-Wertes im entwässerten Klärschlamm in Abhängigkeit von der eingestellten Feldstärke nur sehr selten.
Die Ladungsverschiebung an der Oberfläche der Schlammpartikel erfolgt in Abhängigkeit zur Strärke des elektrischen Feldes. Der Einfluss auf die Einsparung an polymeren Flockungsmitteln lässt sich durch Strömungspotentialmessung (Ladungstitration mit pFM) ermitteln.
In diesem Beispiel führen fast alle Hochspannungseinstellungen zu einem geringeren Verbrauch an pFM. Im Diagramm ist das Strömungspotential über dem Verbrauch an pFM bei der Ladungstitration dargestellt. Die blaue Kurve beschreibt die Ladungstitration ohne den Einfluss des elektrischen Feldes (Referenzlinie bei 0 Volt).
Neben dem Verbrauch an pFM kann der Erfolg der Ladungsverschiebung auf das Reduzieren der Viskosität ebenfalls messtechnisch ermittelt und dargestellt werden. Die Viskositäten bei unterschiedlichen Stäken des elektrischen Feldes gegenüber der unbehandelten Schlammprobe (bei 0 Volt) wurden mit einem Rheometer gemessen. Dabei konnte die Reduzierung der Viskosität bis nahezu 93% nachgewiesen werden.
Geringere Viskosität des zu entwässernden Schlamms begünstigt die effizientre Einmischung polymerer Flockungsmittel.
Weitere Informationen zum Hochspannungssystem ZetaOptimizer erhalten Sie gerne in einer pdf-Datei als e-mail-Anhang. Bitte fordern Sie diese über das nachfolgende Formular an: