Kurze Antwort: Schlamm wird vor der Entwässerung eingedickt, weil die Entwässerungsausrüstung auf das Volumen des Schlamms ausgelegt wird, den sie verarbeiten muss, und nicht auf die darin enthaltenen Trockensubstanzen. Wenn ein Schlamm von 1 % auf 4 % Feststoffe angehoben wird, werden drei Viertel des Wassers entfernt und das Volumen um 75 % reduziert, sodass die Filterpresse, ihre Beschickungspumpe, die Polymerdosierung und die Zykluszeit entsprechend kleiner werden. Schwerkraft-Eindicker, Druckentspannungsflotation, Trommel-Eindicker und Schwerkraftband-Eindicker sind die gängigen Optionen; welche gewählt wird, hängt davon ab, ob der Schlamm primär, biologisch, chemisch oder mineralisch ist. Eine Filterpresse, die mit 3–6 % Feststoffen beschickt wird, durchläuft zwei- bis viermal mehr Zyklen pro Tag als eine, die mit 1 % beschickt wird.
Was Verdickung bewirkt und warum sie an erster Stelle steht
Eindicken und Entwässern sind derselbe Vorgang in unterschiedlichem Maßstab. Beide entziehen dem Schlamm Wasser; beim Eindicken wird der Feststoffgehalt von unter 1 % auf 3–8 % erhöht, und beim Entwässern von dort auf 20–40 % Feststoffe oder mehr. Der Grund, warum es sich um getrennte Schritte handelt, ist, dass die Ausrüstung, die die erste Aufgabe kostengünstig erledigt, die zweite nicht bewältigen kann, und die Ausrüstung, die die zweite Aufgabe erledigt, es sich nicht leisten kann, die erste zu übernehmen.
Betrachten Sie eine Anlage, die eine Tonne Trockensubstanz pro Tag als Abfall aus Belebtschlamm mit 0,8 % Feststoffen produziert. Das sind 125 m³ Schlamm. Auf 4 % eingedickt sind es 25 m³. Eine Filterpresse, die den nicht eingedickten Schlamm aufnimmt, würde den größten Teil jedes Zyklus damit verbringen, sich einfach mit Wasser zu füllen, und die Pumpe würde täglich 100 m³ Wasser ohne Nutzen durch das Tuch drücken. Eingedickt passt die gleiche Tonnage in eine Presse von einem Drittel der Größe, die einen normalen Zyklus durchläuft. Die gleiche Rechnung gilt für Bandpressen, Zentrifugen und Schneckenpressen.
Die Eindickung stabilisiert auch den Zulauf. Entwässerungsanlagen arbeiten am besten mit einer gleichmäßigen Zulaufkonzentration; ein Eindicker gleicht die Schwankungen aus, die durch das Abblasen des Klärers und Prozessstörungen entstehen, und bietet ein Puffervolumen, damit die Presse im Schichtbetrieb laufen kann, während die Behandlungsanlage rund um die Uhr in Betrieb ist. Unser Artikel über Wie viel Schlamm eine Kläranlage produziert gibt die Methode zur Schätzung der täglichen Last an.
Die Verdickungsmethoden
| Methode | Typisches Futter | Typische eingedickte Feststoffe | Am besten auf | Schwach bei |
|---|---|---|---|---|
| Schwerkraftverdicker (Rundbecken mit Harkenrechen) | 0.5–2% | 3–8 % (primär), 2–3 % (biologisch) | Primäre, chemische und mineralische Schlämme, die sich absetzen | Belebtschlamm-Überschussschlamm (faulig, schwimmt auf, erreicht nur 2–3 %) |
| Gelöstluftflotation (DAF) | 0.3–1% | 3–5% | Abfallbelebtschlamm, ölige und leichte Schlämme | Schwermineralische Feststoffe; Energie für die Luftsättigung |
| Schwerkraftbandeindicker | 0.5–1.5% | 4–7% | Biologischer Schlamm mit Polymer; einfach und kompakt | Braucht Polymer; offen für Geruch; Bandwaschwasser |
| Rotary-Trommel-Eindicker | 0.5–1.5% | 5–9% | Biologischer Schlamm mit Polymer; geschlossen, geringer Platzbedarf | Benötigt Polymer; Siebverstopfung durch Fasern oder Fett |
| Zentrifuge (Eindickmodus) | 0.5–1.5% | 4–8% | Wo der Platz sehr begrenzt ist und Gerüche eingeschlossen werden müssen | Leistung, Wartung, Polymer |
| Statischer Schlammhaltebehälter (Absetzen und Dekantieren) | 1–3% | 2–5% | Kleine Anlagen, chemische und mineralische Schlämme | Langsam; biologischer Schlamm fault |
Das Muster ist, dass Schlämme, die sich von selbst absetzen, also Primär-, physikalisch-chemische und mineralische Schlämme, durch Schwerkraft eingedickt werden, während biologische Schlämme, die sich schlecht absetzen, durch Flotation oder durch einen polymerunterstützten mechanischen Eindicker eingedickt werden. Unser Leitfaden zu wenn DAF benötigt wird behandelt den Flotationsfall ausführlicher.
Wie die Verdickung die Filterpresse verändert
Eine Filterpresse ist eine Batchmaschine mit einem festen Kammerenvolumen. Jeder Zyklus füllt die Kammern mit Kuchen, und die Zykluszeit ist die Zeit, die benötigt wird, um diesen Kuchen aus dem Zulauf aufzubauen. Die Feststoffe im Zulauf beeinflussen sie auf drei Arten:
- Füllzeit. Bei 1 % Feststoffen muss eine Kammer etwa das 30-fache ihres eigenen Volumens an Schlamm aufnehmen, um sich mit Kuchen zu füllen; bei 4 % etwa das 8-fache. Die Füllphase schrumpft von Stunden auf deutlich unter eine Stunde.
- Gewebeverschleiß und Verstopfung. Jeder Kubikmeter Wasser, der durch das Tuch gepresst wird, trägt Feinteile in das Tuch ein. Eine eingedickte Aufgabesuspension bedeutet weniger Wasser pro Kilogramm Kuchen und sauberere Tücher.
- Polymer. Polymer wird pro Kilogramm Trockensubstanz dosiert, aber die Durchmischung ist besser und die Dosis niedriger, wenn der Schlamm vor der Konditionierung eingedickt wird statt danach.
Das praktische Ergebnis ist, dass eine Presse, die mit 3–6 % Feststoffen beschickt wird, zwei- bis viermal so viele Zyklen pro Tag abschließt wie dieselbe Presse, die mit 1 % beschickt wird, sodass die Presse, die die Last bewältigt, kleiner und kostengünstiger ist. In Bezug auf die Dimensionierung ist der Wert der Beschickungsfeststoffe die erste Zahl, nach der wir fragen, da er die Plattenanzahl stärker verändert als jeder andere einzelne Parameter. Siehe Wie berechnet man die Kapazität einer Filterpresse? und Wie viele Filterplatten benötige ich?.
Wenn du das Verdickungsmittel weglassen kannst
Nicht jede Anlage benötigt eine separate Eindickstufe:
- Chemische und mineralische Schlämme Aus dem Unterlauf eines Klärers kommend, weisen sie oft bereits 3–10 % Feststoffe auf und gehen direkt zur Presse. Galvanik-, Gerberei-, Textil- und Bergbauschlämm gehören normalerweise zu dieser Gruppe.
- Kleine STPs und ETPs Unter etwa 500 m³/Tag wird in der Regel im Schlammspeichertank durch Absetzen und Abdekantieren über Nacht eingedickt, was ausreicht, um eine kleine Presse mit 2–3 % zu beschicken.
- MBR-Anlagen Halten Sie ihre Mischlauge bei 8–12 g/L, sodass ihr Abfallschlamm bereits nahe 1 % liegt und in der Regel ein Rotationsstromtrommelverdicker oder DAF vor einer Presse benötigt wird; es gibt keinen Primärschlamm, der helfen könnte.
Faustregel: Wenn der Schlamm, der zur Presse gelangt, weniger als 2 % Feststoffe enthält, amortisiert sich die Eindickung durch die geringere Pressengröße; liegt er über 3 %, bringt ein Eindicker kaum etwas. Zwischen 2 % und 3 % hängt es davon ab, wie viele Stunden am Tag die Presse laufen kann.
Verdickung in der Behandlungsstraße
In einer typischen STP sind die Stationen Vorklärbecken und Nachklärbecken → Schlammmischung → Eindicker → (Faulbehälter, falls vorhanden) → Konditionierung → Entwässerung. In einer ETP sind es üblicherweise Klärbecken oder DAF → Schlammvorratsbehälter → Konditionierung → Entwässerung, wobei der Vorratsbehälter die Eindickung übernimmt. Im Bergbau und in der Mineralaufbereitung ist der Eindicker eine Hochleistungseinheit mit großem Durchmesser, die die Presse mit 30–60 % Feststoffen speist, und die Rollen von „Eindicker“ und „Entwässerung“ sind dieselben wie oben bei einer viel höheren Konzentration. Unsere ETP vs STP und Mineralrückstände-Entwässerung Artikel zeigen, wo die Presse in jedem einzelnen sitzt.
Die Wahl des Verdickungsmittels mit Blick auf die Presse
Für die nachgeschaltete Presse sind zwei Punkte wichtig. Erstens konditioniert das im mechanischen Eindicker zugegebene Polymer den Schlamm einmal; eine weitere Zugabe an der Presse für eine zweite Konditionierung ist normal, aber die beiden Produkte müssen kompatibel sein, und die Gesamtdosis sollte durch einen Jar-Test überprüft und nicht angenommen werden. Zweitens muss der eingedickte Schlamm zur Presse pumpbar sein: Oberhalb von 6–8 % Feststoffen lässt sich biologischer Schlamm mit einer Kreiselpumpe schwer fördern und benötigt eine Exzenterschnecken- oder Kolbenpumpe, und der Schlammspeichertank benötigt einen Rührer, um eine Entmischung zu verhindern. Unsere Seite über Abwasserbehandlungsanlagen listet Verdickungs- und Pumpoptionen auf, die mit unseren Pressen kombiniert werden können, und Polymerkonditionierung für Filterpressentuch deckt die Dosierseite ab.
Häufig gestellte Fragen
Warum wird Schlamm vor der Entwässerung eingedickt?
Da die Entwässerungsausrüstung auf das Schlammvolumen ausgelegt wird, entfernt die Eindickung von 1 % auf 4 % Feststoffe drei Viertel des Wassers, sodass Filterpresse, Zufuhrpumpe, Polymer und Zykluszeit alle kleiner ausfallen. Sie glättet außerdem die Zulaufkonzentration und bietet Pufferspeicher.
Welche Feststoffkonzentration sollte ich einer Filterpresse zuführen?
Für biologische und gemischte Schlämme sind 3–6 % Feststoffe ein gutes Ziel; für chemische und mineralische Schlämme aus einem Klärbecken sind 3–10 % typisch und erfordern keinen separaten Eindicker. Unter 2 % amortisiert sich ein Eindicker durch die geringere Pressengröße.
Welcher Verdicker ist am besten für Belebtschlamm geeignet?
Flotation mit gelöster Luft, ein Schwerkraftbandeindicker oder ein Trommelschlammeindicker, die alle 4–7 % Feststoffe erreichen. Allein die Schwerkrafteindickung erreicht nur 2–3 % bei Belebtschlamm, und der Schlamm neigt dazu, faulig zu werden.
Kann ich das Verdickungsmittel weglassen?
Häufig für chemische und mineralische Schlämme, die den Klärer bereits mit 3 % oder mehr verlassen, und für kleine Anlagen, die im Schlammspeichertank absitzen und dekantieren. Biologischer Schlamm, der unter 2 % verdünnt ist, profitiert fast immer von einem Eindicker.
Reduziert die Verdickung den Polymerverbrauch?
Polymer wird pro Trockentonnen dosiert, sodass die Gesamtmenge nicht automatisch sinkt, aber die Mischung und Flockenbildung in konzentriertem Schlamm besser sind, und in der Praxis ist die kombinierte Dosis von Eindicker und Presse normalerweise niedriger als die direkte Dosierung von verdünntem Schlamm in die Presse.
Wie beeinflussen Feststoffe im Zulauf die Zykluszeit der Filterpresse?
Stark. Bei 1 % Feststoffen benötigt eine Kammer etwa 30 Kammervolumina Schlamm, um sich mit Kuchen zu füllen; bei 4 % etwa 8. Die Presse absolviert bei eingedicktem Schlamm zwei- bis viermal so viele Zyklen pro Tag, sodass eine kleinere Presse die gleiche Tonnage bewältigt.
Nennen Sie uns Ihren Schlammtyp, die tägliche Trockensubstanzmenge und die aktuelle Zulaufkonzentration, und wir sagen Ihnen, ob sich die Zugabe eines Eindickers lohnt, und dimensionieren die Presse in jedem Fall: Angebot für Eindickung und Entwässerung anfordern.
Referenzen: US EPA — Merkblatt zur Biosolids-Technologie: Schwerkraftverdickung, US EPA — Biosolids Technology Fact Sheet: Zentrifugen-Eindickung und -Entwässerung, US EPA — Biosolids Technology Fact Sheet: Recessed-Plate Filter Press.