ABB AG

Prozessautomation & Messtechnik Messspass im Schlamm

02.10.2014

Genaue und reproduzierbare Messergebnisse sind die Voraussetzung für eine optimale Verfahrenssteuerung und hohe Prozessstabilität. Dies gilt auch für die Schlammbehandlung in Faultürmen. Eine aufeinander abgestimmte Messtechnik ist da von Vorteil. Mit dem gewonnen Faulgas können nämlich Betriebskosten gesenkt werden.

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Die einzelnen verfahrenstechnischen Schritte einer Anlage müssen ständig auf ihre Effizienz überprüft werden. Einen Schwerpunkt bildet dabei die anaerobe Schlammbehandlung in Faulbehältern. Die Prozesse der Schlammbehandlung im Faulturm sollen unter möglichst geringem Einsatz von Ressourcen eine optimale stoffliche Umsetzung erzielen. Störungen des Prozesses sollten am besten vermieden werden. Diese Anforderungen machen die Ausrüstung der Anlage mit optimal auf den Prozess abgestimmter Messtechnik notwendig.

Mit der Klärschlammstabilisierung werden organische Inhaltsstoffe des Schlamms in einen in ihrer Umgebung stabilen Zustand überführt. Die im Rohschlamm enthaltenen Inhaltsstoffe sind durch Mikroorganismen nicht mehr angreifbar und können nicht mehr in unerwünschte Nebenprodukte zersetzt werden. Mit der Stabilisierung wird auch die Feststoffmenge reduziert und somit die Entwässerung der Schlämme verbessert. Dies ist ebenfalls Voraussetzung für eine weitere Verwendung in der Landwirtschaft oder der Deponierung.

Weiterhin kann das dabei entstehende Faulgas zur Energiegewinnung verwendet werden, wodurch Betriebskosten sinken. Da es sich bei der Stabilisierung um einen biologischen Stoffwechselprozess handelt, ist diese stark temperaturabhängig. So bestimmt die Temperatur nicht nur die Geschwindigkeit des Abbauprozesses, sondern auch den Grad der Stabilisierung. Der Stoffabbau ist in vier Phasen unterteilt, welche ihre typischen Mikroorganismen und Milieubedingungen erfordern. Die in der ersten Phase aufgespaltenen Stoffe werden in der Versäuerungsphase in organische Säuren, Alkohole und Aldehyde sowie CO2 und H2 umgesetzt, in der anschließenden dritten Phase in Essigsäure. Daran schließt sich die Me­than-bildende vierte Phase an. Insbesondere die letzten Phasen sind in ihrem Ablauf sehr von pH-Wert und Temperatur abhängig und benötigen eine besondere Prozessüberwachung.

Der Rohschlamm aus dem Voreindicker wird durch einen Wärmetauscher geführt. Zirkulierendes Heißwasser erhitzt den Schlamm auf die notwendige Prozesstemperatur. Temperaturfühler in der Heizwasserleitung und Schlammleitung bilden die Sensorik zur Regelung der Heizung. Durch ein stetes Umwälzung des Behälterinhalts über die Schlammheizung wird eine gleichbleibende Temperatur, optimal bei 35 bis 38 °C, im Behälter sichergestellt. Sowohl die Temperatur des zugeführten Schlamms als auch die im Behälter werden gemessen. Nur so läuft der Stabilisierungsprozess optimal.

Die Milieubedingungen des Schlamms werden durch eine pH-Messung überwacht. Magnetisch-induktive Durchflussmesser überwachen die Volumenströme und regeln die Beschickung des Behälters, die umgewälzten Schlammmengen sowie die dem Behälter entnommenen Mengen an Schlamm und Schlammwasser. Das dabei entstehende Faulgas wird am Kopf des Faulbehälters abgezogen und in einen Gasspeicher geleitet. Der Überdruck in der Leitung beträgt lediglich zwischen 30 bis 50 mbar und stellt große Anforderungen an die Messtechnik. Typischerweise wird hier der Überdruck in der Gasanfallleitung sowie die Menge gemessen. Dies ermöglicht eine Beurteilung des Faulprozesses und ist teilweise auch notwendig für behördliche Nachweise. Der aus dem Behälter abgezogene Schlamm wird zur weiteren Behandlung zum Nacheindicker gefördert.

Die Temperatur- und pH-Wert-Messungen in der Schlammleitung sorgen für einen stabilen Prozessablauf. Der magnetisch-induktive Durchflussmesser ProcessMaster von ABB erfasst die Schlammströme mit hoher Genauigkeit und Wiederholbarkeit. Die PTFE-Auskleidung der Geräte minimiert die Gefahr von Ablagerungen oder Verkrustungen. Für die Zuführung von Co-Fermenten mit hohen Feststoffanteilen steht der Durchflussmesser FSM4000 mit Wechselfeldtechnik zur Verfügung, der auch bei diesen schwierigen Messstoffen dauerhaft gute Messergebnisse liefert. Die Gasanfallmessung mit thermischen Masse-Durchflussmessern FMT500 ist hundertfach in der Praxis erprobt. In Vergleichen verschiedener Messtechniken und Hersteller führten die technologischen Vorteile dieses Gerätes zur Spitzenposition, die dem Anwender in reproduzierbaren und genauen Messergebnissen zu Gute kommt.

Bildergalerie

  • Im Faulturm einer Kläranlage wird der Schlamm stabilisiert. Dafür werden die organischen Inhaltsstoffe des Klärschlamms in einen stabilen Zustand überführt.

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