Bild: Flottweg; iStock, sturti

Neue Zentrifugenbaureihe für Klärschlamm Noch effizienter vom Schlamm befreien

26.04.2018

Mit dem Klärschlamm kommen die Kosten – für seine Entsorgung aber auch die Entwässerung. Um große Ausgaben abzuschütteln, streben Betreiber von Kläranlagen einen hohen Gehalt an Trockensubstanz an. Dafür brauchen sie starke Technik, die Schlämme effizient behandelt.

Der Prozess der Schlammentwässerung in kommunalen Kläranlagen spielt eine Schlüsselrolle bei der Abwasseraufbereitung. Das Ziel dabei ist eine möglichst effiziente Verarbeitung, um die Entsorgungskosten des entwässerten Schlamms so gering wie möglich zu halten. Neben der Entwässerungsleistung und einer hohen Trockensubstanz spielen weitere
Parameter eine Rolle. Dazu gehören auch der Polymer- und der Energieverbrauch.

Der Trenntechnikspezialist Flottweg hat nun eine Maschine auf den Markt gebracht, die in puncto Entwässerungsleistung, Polymer- und Energieverbrauch nachweislich neue Maßstäbe bei der Klärschlammentwässerung setzt. Bereits seit Langem haben sich Dekanterzentrifugen bei der Entwässerung von Klärschlamm fest etabliert. Diese Industriezentrifugen bieten mehrere Vorteile. Neben einer sehr guten Entwässerungsleistung – auch bei Schwankungen im Zulauf bei Sommer- und Winterbetrieb – erreichen diese Maschinen außerdem einen hohen Abscheidegrad.

Auf der Jagd nach der maximalen Trenneffizienz

Mittlerweile haben sich Dekanterzentrifugen an die physikalischen Grenzen der Entwässerbarkeit angenähert. Auf der Jagd nach der maximalen Trenneffizienz haben die Ingenieure und Techniker von Flottweg das bestehende Zentrifugenkonzept radikal hinterfragt. Das Resultat ist die Xelletor-Baureihe – eine Maschine, die die bisherige Leistungsfähigkeit nochmals toppt.

Kläranlagenbetreiber sind bei der Schlammentwässerung gleich mit mehreren Herausforderungen konfrontiert. Zum einen wird ein möglichst hoher Trockensubstanzgehalt im entwässerten Schlamm angestrebt; gleichzeitig soll der Einsatz von polymerem Flockungsmittel so niedrig wie möglich gehalten werden. Zum anderen soll die abgetrennte Flüssigkeit möglichst klar ausgetragen werden, das bedeutet einen hohen Abscheidegrad der ungelösten Feststoffe. Dadurch wird eine Rückbelastung in die anderen Reinigungsstufen der Kläranlage vermieden.

Das Entwässerungsergebnis hängt von den Eigenschaften des zu behandelnden Schlamms ab. Die bestehende Dekanterbaureihe von Flottweg erreicht bereits sehr gute Ergebnisse. Im Vergleichstest mit dem Xelletor-System konnten diese nochmals deutlich verbessert werden. Das neue Maschinenkonzept erreicht eine höhere Trockensubstanz. Dies reduziert die Schlammmenge deutlich. Bis zu zehn Prozent der Schlammentsorgungskosten lassen sich damit einsparen. Die Abscheideraten bleiben konstant über 99 Prozent. Das heißt, es sind nahezu keine Feststoffe mehr in der abgetrennten Flüssigkeit zu sehen.

Unter Versuchsbedingungen in der Kläranlage Rosenheim konnte der Xelletor gegenüber der konventionellen Hochleistungsbaureihe sogar über zwei Prozent mehr Trockensubstanz erreichen. Kläranlagenbetreiber müssen rund 4.400 Tonnen weniger Schlamm entsorgen. Geht man von Entsorgungskosten von rund 70 Euro pro Tonne aus, ergibt sich daraus eine Ersparnis von 308.000 Euro im Jahr.

Spar' das Polymer!

Ein deutlicher Teil der Schlammentwässerungskosten entfällt auf die Verwendung von polymeren Flockungsmitteln. Der Einsatz dieser Zusatzstoffe ist in den meisten Fällen unumgänglich. Polymere Flockungsmittel vergrößern die Feststoffpartikel und sorgen dadurch für eine effizientere Entwässerungsleistung. Beim Xelletor kann aufgrund der schonenden Beschleunigung der Suspension und des Supertiefteich-Konzepts deutlich Polymer gespart werden. Teichtiefe bezeichnet die Dicke des Flüssigkeitsrings, der sich durch die Zentrifugalkraft im Inneren der Maschine bildet. Bei konventionellen Dekanterzentrifugen limitiert der Schneckenkörper die Teichtiefe. Bei der Xelletor-Konstruktion ist nun erstmals ein Supertiefteich möglich, der sich positiv auf Kompression, Klärfläche und damit auf die Trenneffizienz auswirkt.

Versuche unter Realbedingungen haben gezeigt, dass Polymereinsparungen bis zu 20 Prozent möglich sind. Und das bei gleichbleibendem Trockensubstanzgehalt und unverändert hohem Abscheidegrad. Auch hier lässt sich das Einsparpotenzial problemlos berechnen: Ausgehend von einer Kläranlage mit einer Jahresschlammmenge von 500.000 m3 und einem Kilogrammpreis von 4 Euro für Polymer – in Form von Pulver mit 100 Prozent Wirksubstanz –, erwirtschaftet die neue Baureihe eine Ersparnis von 120.000 Euro pro Jahr.

Dekanterzentrifugen sind durch ihr robustes Bauprinzip als Dauerläufer bekannt. Nach wie vor sind viele Zentrifugen aus den 1980er Jahren immer noch im Einsatz. Daher haben viele Anlagenbetreiber nach wie vor den hohen Energieverbrauch dieser Maschinen im Kopf. Im Vergleich dazu liegt die Energieeinsparung der Xelletor-Baureihe bei 50 Prozent. Gegenüber den älteren Maschinen konnten im konkreten Fall über 20.000 Euro Energiekosten pro Jahr eingespart werden. Je nach Durchsatzmenge liegt der spezifische Energieverbrauch für die Schlammentwässerung der Xelletor-Baureihe bei nur 0,7 kWh/m3. Die Einsparungen durch die neuen Maschinen entstehen aufgrund des neuen Konstruktionsprinzips von Schnecke und Rotor.

Neben den wirtschaftlichen Faktoren spricht aber auch die komfortable Bedienung für den Einsatz der neuen Zentrifuge. Dazu gehören:

  • Vollautomatische Regelung der Trommel- und Differenzdrehzahl, um jederzeit die optimale Trockensubstanz im entwässerten Feststoff zu gewährleisten, auch bei Schwankungen im Zulauf

  • Auf Wunsch verfügbar mit allen Optionen der Fernüberwachung und -wartung

  • Optional mit automatischer Flockungsmitteldosierung mit Echtzeitüberwachung, um zusätzlich Polymer zu sparen

  • Individuelle Einbindung der Zentrifugensteuerung in die Gesamtsteuerung der Anlage für hohe Effizienz und Betriebssicherheit

    Geschlossene Bauweise, um die (Arbeitsplatz-)Umgebung gegen Gerüche und Klärschlamm-Aerosole abzuschirmen

Umdenken in der Kläranlage lohnt sich für Betreiber

Die ausführlichen Tests auf mehreren Kläranlagen zeigen: Das Xelletor-System übertrifft bei allen entscheidenden Anforderungen – sei es die Entwässerungsleistung, der Poly­mer- oder der Stromverbrauch – die bisherigen Grenzen deutlich. Hinzu kommen weitere Vorzüge der Zentrifugentechnologie, die dafür sprechen, umzurüsten. Der geringe Betreuungsaufwand und die für Zentrifugen typische niedrige Geruchsbelastung gehören dazu. Eine Wirtschaftlichkeitsprüfung lohnt sich also, denn auf Anlagenbetreiber warten große Einsparungen.

Flottweg als Partner für effizientes Entwässern von Klärschlamm

Besucher der Ifat können auf der Messe mehr über die neue Xelletor-Baureihe erfahren. Außerdem hat Flottweg hier Tipps für die Entwässerung von Klärschlamm zusammengetragen, mit denen Anlagenbetreiber bei der Klärschlammentwässerung ordentlich sparen können.

Bildergalerie

  • Vorher-Nachher-Vergleich: Links zu sehen ist Schlamm vor der Entwässerung, rechts die Flüssigphase nach der Zentrifuge und daneben der ausgetragene Feststoff.

    Bild: Flottweg

  • Ein neues Zentrifugenkonzept für die Entwässerung von Klärschlamm verspricht Einsparungen im sechsstelligen Bereich.

    Bild: Flottweg

  • Versuch in der Kläranlage
    Rosenheim: Das Entwässerungsergebnis einer konventionellen Baureihe im Vergleich zur Xelletor-Baureihe (rot)

    Bild: Flottweg

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