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Verfahrenstechnische Optimierung der Schlammkonditionierung / Bau und Betrieb von Pilot- und Versuchsanlagen des Flockungsreaktors und der Elektrofiltration

Verbesserung der Klaerschlamm-Konditionierung

Behandlung von Oelabscheider- und Strassensammlergut

Entwicklung neuer Verfahren fuer die Phasentrennung, Eindickung und Entwaesserung der Schlaemme sowie die Aufbereitung des Abwassers; die Abtrennung auch der nicht rezyklierbaren Anteile sind im Gewaesserschutz notwendig. Richtig gefaellt koennen sie verbrannt oder deponiert werden. Bearbeitet werden zwecks Gewaesserschutz insbesondere die oeligen Restanteile - nach Abtrennung recyclierbarer Oelfraktionen - die nicht in Wasser und Boeden gelangen duerfen. Die noch zurueckgehaltenen Fraktionen koennen als Oxide oder Sulfide gefaellt und verbrannt oder deponiert werden.

Digitalisierung und Optimierung des Zentrifugendekanterbetriebs in Kombination mit einer Automatisierten Mehrfachen Flockung (Folgeantrag)

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Bei der Abwasserreinigung in Kläranlagen fällt Klärschlamm an, welcher kostenaufwendig entsorgt werden muss. Eines der Hauptverfahren ist die Entwässerung des Schlammes. Unter Zugabe von polymeren Flockungsmitteln entsteht ein Flocken-Wasser-Gemisch. Dieses wird in diesem Fall im Zentrifugalfeld von Dekanterzentrifugen getrennt. Die Einmischung von Flockungsmitteln wird durch die von awama entwickelte Automatische Mehrfachflockung (AMF) unterstützt und stellt den Stand der Technik bei der Optimierung der Klärschlammkonditionierung dar. Da in der Dekanterzentrifuge eine hohe Zentrifugalbeschleunigung wirkt, werden auf die Flocken erhebliche Kräfte ausgeübt. Eine gleichmäßige Flockeneigenschaft ist von entscheidender Bedeutung - u.a. für die Qualität der Entwässerung. Die Flockeneigenschaften werden laufend durch die Automatisierung der AMF überwacht und bei Bedarf wird nachgeregelt. Die zu entwässernden Schlämme unterscheiden sich u.A. durch ihre Herkunft (z.B. durch ein anderes Verfahren zur Abwasser- und Schlammbehandlung) sowie variierende Inhaltsstoffe. Dadurch ändern sich ihre Beschaffenheit und somit ihr Reaktionsverhalten gegenüber Flockungsmitteln. Daher ist eine permanente und automatisierte Anpassung der Flockungsmittelmenge notwendig. In der Praxis ist der Anlagenbetreiber für diese komplexe Aufgabe zuständig. Je nach möglichem Personaleinsatz und vorhandener Anlagentechnik ist dies mehr oder weniger umsetzbar. Die derzeitige Praxis zeigt, dass die Ergebnisse oft eine Überdosierung oder eine Unterdosierung von Flockungsmittel ist. Die Entwässerung wird entweder manuell oder mit ungenauen Sensorwerten bestimmt wird. Diese Überdosierung und Unterdosierungen zu vermeiden, ist eines der wesentlichen Ziele der Automatisierung. Die AMF löst das Problem, die Schlammkonditionierung automatisch im optimalen Bereich zu halten. Auf Basis von Prognosewerten kann die Entwässerung sicher und vollautomatisch betrieben werden. Nach der Flockung liegen konstante bzw gute Entwässerungseigenschaften vor. Je nach Zielsetzung von Kläranlage oder Abnehmer des Klärschlammes können hohe Entwässerungsergebnisse oder Einsparungen von Flockungsmittel im Vordergrund stehen. Zur Sicherstellung der Qualität ist ein intelligenter Flitrat- bzw. Zentratsensor (ZS) erforderlich um auch das Entwässerungsaggregat im Blick zu behalten. Dadurch ergeben sich weitere Eingriffsmöglichkeiten zusätzlich zur Schlammkonditionierung. Als Kooperationspartner für dieses Projekt waren die Kläranlage Wolfenbüttel mit Begleitung von Masterarbeiten an der TU Clausthal, der TU Braunschweig, HS Bremen, und weiteren geplant. Zielsetzung für dieses Projekt: --Entwicklung und Erprobung verschiedener Regelungsstrategien für den Zentrifugenbetrieb --Einfließen der Erfahrungen in ein Automatisierungskonzept --Konzeptionierung eines Prognosetools zur Unterstützung des Bedienungspersonals, welches ggf. Vorschläge übergeordnet vergeben kann Erwartungen an das Projekt: 1. je Regelungskonzept eine Reduzierung der polymeren Flockungsmittel um bis zu 25 - 35 % 2. Minimierung der Umweltemission überschüssiger polymerer Flockungsmittel über den Abwasserpfad 3. Minimierung der CO2-Emissionen aufgrund eines 0,5 bis 1 %-Punkte höheren Trockenrückstandes (TR) im entwässerten Schlamm 4. Verringerung der Belastung der Abwasserbehandlung durch eine hohe Entwässerungsqualität (sauberes Filtrat bzw. Zentrat) Eine genaue Bilanzierung der Stoff- und Energieströme sowie eine Quantifizierung der Umweltentlastung für die o.g. Punkte soll im Rahmen des Projektes experimentell untersucht und in Form von CO2-Äquivalenten ermittelt werden. Zur Erreichung dieser Ziele wird beabsichtigt, auf Basis des eigenen Prognosesensors einen 'Zentratsensor' zu entwickeln. Dieser Prototyp soll in der Kläranlage Wolfenbüttel in Kombination mit der bestehenden AMF getestet werden. (Text gekürzt)

KMU-innovativ15 CarBioPhos: Entwicklung eines integrierten Verfahrens zur Carbonisierung von Klärschlamm, Erzeugung von Biogas und Rückgewinnung von Phosphor, Teilprojekt 2

Bei der Hydrothermalen Carbonisierung (HTC) von Klärschlamm wird unter Druck und Temperatur innerhalb weniger Stunden eine regenerative Kohle hergestellt. Damit wird gegenüber anderen Klärschlammentsorgungsverfahren eine erhebliche Steigerung der Energieeffizienz und Reduktion der Treibhausgasemissionen erreicht. Die internationale Markteinführung der Technologie ist erfolgt - TerraNova Energy hat 2016 in Jining/China die weltweit erste großtechnische HTC-Anlage in Betrieb genommen, die der Herstellung von HTC-Kohle als Ersatzbrennstoff dient. Beim Verfahren fallen neben der HTC-Kohle große Mengen Prozesswasser an, die dem stark wasserhaltigen Klärschlamm während des Prozesses entzogen werden. Es enthält hohe Konzentrationen an Kohlenstoff und Nährstoffen wie Phosphor und stellt daher einerseits ein großes Nutzungspotential aber ohne weitere Behandlungsschritte andererseits auch eine Rückbelastung des Klärprozesses bei der Integration auf einer Kläranlage dar. Auf Grundlage erfolgsversprechender Voruntersuchungen sollen zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit Nutzungspfade für das Prozesswasser entwickelt und im Technikumsmaßstab nachgewiesen werden: - Rückgewinnung von mindestens 50% des im Klärschlamm enthaltenen Phosphors aus dem Prozesswasser und Konditionierung zu einem handelbaren Produkt - Fermentation des an P abgereicherten Prozesswassers zur Erzeugung von Biogas und Untersuchungen zur energetischen Kopplung der Verfahren.

Biologische Prozesse mit dispersen Feststoffen - verbesserter Abbau von Klaerschlaemmen durch Zellaufschluss

Gemeinschaftsforschungsprojekt, bearbeiteter Schwerpunkt: - Untersuchung des Entwaesserungs- und Konditionierungsverhaltens aufgeschlossener Klaerschlaemme. - Der Zellaufschluss fuehrt zu einer Zerkleinerung der Schlammpartikeln und folglich des Polymerbedarfes. - Infolge verbesserten Abbau organischer Inhaltsstoffe nimmt die Dichte des Schlammes zu und das Entwaesserungsergebnis verbessert sich. - Ein verbesserter biologischer Abbau in der Schlammfaulung fuehrt zu einer erhoehten Stickstoffrueckbelastung.

Aufbereitung von Rechengut aus der Abwasserbehandlung durch Kompaktierung und Entwässerung mit der Kompritechnologie

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Das Rechengut, derzeit ein Abfall zur Beseitigung (im Sinne des Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz) soll durch ein neu entwickeltes Verfahren aufbereitet werden. Das Ziel wird die zukünftige thermische Verwertung des Materials im Sinne des Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes. Im Großeinsatz ist das Verfahren zu erproben und den besonderen Gegebenheiten und typischen Störstoffen im Klärwerksrechengut anzupassen und seine Vorzüge nachhaltig zu beweisen. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Die im jeweiligen Klärwerk bestehende Anlagentechnik wird für die anstehende Testphase durch das neuentwickelte Verfahren ersetzt. Zusätzlich werden geeignete Partner im Großklärwerksbereich identifiziert, wobei das Rechengut über die Kilia Technologie aufbereitet wird. Die Betriebsdaten werden dokumentiert, und es werden die Zuverlässigkeit sowie die entsprechenden Parameter (z.B. Trockensubstanzgehalt, Durchsatzmenge, ökologische Entlastung, ökonomische Einsparungen zum Stand der Technik, Verschleißparameter, usw.) ermittelt. Das Hauptaggregat arbeitet mittels eines Schneckensystems nach dem Prinzip einer mechanischen Druckentwässerung. Das Projekt baut auf einer Entwicklung zur Entwässerung von Spuckstoffen aus dem Altpapierrecycling auf. Die Parameter werden nach den jeweils üblichen Verfahrensanweisungen der Messtechnik ermittelt. Es werden jeweils maschinenbauliche und steuerungstechnische Änderungen zum Erreichen der Anforderungen durchgeführt. Fazit: Die neuentwickelte Technik zur Entwässerung von Rechengut wird zukünftig den Stand der Technik darstellen. Die Zielstellung wurde erreicht. Es sind noch Detailverbesserungen der jetzigen Konstruktion hinzuzufügen. Fortlaufende Weiterentwicklungen werden die erzielten Ergebnisse weiter verbessern und den Stand der Technik weiter heraufsetzen. Die Klärwerksbetreiber wurden in die Lage versetzt, den Abfallproblem 'Rechengut' so aufzubereiten und zu behandeln, dass zum einen die Forderungen der TA Siedlungsabfall auch für diesen Problemstoff erfüllt werden können und darüber hinaus bei vertretbarem Aufwand nicht nur eine Deponierung entfällt, sondern sogar eine thermische Nutzung der entwässerten Abfälle möglich wird.

Konditionierung von Klaerschlamm durch Einfrieren - Entwicklung und Erprobung eines energiesparenden Entwaesserungsverfahrens

Ziel des Vorhabens ist eine Verbesserung der Entwaesserbarkeit von Klaerschlamm. Dieses Ziel soll durch einen Zellaufschluss durch Einfrieren erreicht werden. Um die einzufrierende Schlammenge klein zu halten, wird der Schlamm zunaechst nach konventionellen Methoden entwaessert, dann durch Einfrieren konditioniert und anschliessend noch einmal mechanisch entwaessert. Dadurch konnten bei gleichem Pressdruck und gleicher Presszeit fuer verschiedenartige Schlaemme etwa 15 - 20 Prozent hoehere Trockensubstanzgehalte erreicht werden. Die Verbesserung der mechanischen Entwaesserbarkeit war bei Schlaemmen mit einem hohen Anteil an organischen Verbindungen besonders ausgepraegt. Gute Ergebnisse wurden bei einer Abkuehlung des Schlammes auf ca. minus 10 Grad Celsius und bei entsprechenden Einfriergeschwindigkeiten erreicht.

Efficient recycling and disposal of sewage sludge with innovative thermo-catalytic low temperature conversion technique (LTC)

The project is expected to demonstrate the technical feasibility and economic viability of a newly developed LTC technique for effective and ecologically sustainable sewage sludge processing and disposal. Over and above the proposed concept is envisaged to realise 100 Percent recycling of sewage sludge which represents a real innovation to be demonstrated for the first time in Europe. The project aims to ridge the gap between the promising R and D results realised at a pilot LTC installation and the commercialisation and widespread market introduction of large-scale LTC plants. In a broader context it is expected to overcome the barriers inherent to conventional sludge disposal practices in the light of the growing amount of sewage sludge and the forthcoming strengthening of environmental legislation in Europe. As the proposed LRC technique is adaptable to different sizes of treatment plants and different sludge conditions it offers the potential for pan-European application. The concept is based on the thermo-catalytic low temperature conversion of sludge collected from 8 water treatment facilities in the region with a total capacity of 65,000 PE. In the frame of the project a new generation of LTC plant prototype will be designed to convert 1400 to/a of dried sewage sludge (90 Percent DM) at temperature levels of around 400 degree of Celsius under exclusion of oxygen into valuable re-usable sub-products, i.e. mainly into LTC coal, oil and non condensable combustable gases. The LTC coal will be further used by the regional brick industry as valuable additive to produce high quality fine porous bricks whereas the energy recovered out of the LTC oil and gas will be used in an integrated approach to support the thermal drying of the sludge before entering into the reactor. The actions within the proposed LIFE demonstration project are divided into the following tasks: - analysis of the local (project-specific) sludge characteristics and preparatory conversion tests to determine the optimum LTC process parameters. - layout design of the technical LTC plant prototype by taking into account the specific requirements on site and the experience gained from the preparatory tests and previous analytical research work at a pilot installation. - engineering and construction of the LTC plant prototype. - commissioning and test-run of the LTC plant prototype. - continuous operation of the plant prototype under full capacity and optimisation of performance parameters. - carrying out accompanying investigations/tests to optimise the further utilisation of the LTC sub-products. - evaluation and dissemination of project results to stakeholders all over Europe. - task management and reporting to the EC.

Aquabase, Einfluss der Klärschlamm Prozessierung auf das Schicksal von Nonylphenol in klärschlammbehandelten Böden

Lipophile endokrin wirksame Chemikalien, z.B. synthetische Kontrazeptiva, reichern sich im bei der Abwasserbehandlung entstehenden Klärschlamm an. Wird dieser Klärschlamm als Dünger landwirtschaftlich genutzter Flächen verwendet, besteht die Gefahr, dass die Fremdstoffe aus dem Boden durch Run-off ausgetragen oder von Pflanzen aufgenommen wird. Aufgrund der verschiedenen Aufarbeitungsschritte des Klärschlamms - Stabilisierung, Konditionierung, Entwässerung, Entpathogenisierung - entstehen Klärschlämme, die sich in ihren physikochemischen Eigenschaften (Mineralgehalt, pH, Fein- und Grobstruktur) und in ihrem Gehalt an Kontaminanten unterscheiden können. Bei der Verwendung dieser Schlämme als Dünger können sich die darin enthaltenen Kontaminanten bezüglich ihres Abbau- und Transpoirtverhaltens sowie der Bioverfügbarkeit unterschiedlich verhalten. In diesem Projekt wird das Umweltverhalten ausgewählter Umweltchemikalien in Klärschlämmen in Abhängigkeit von deren Prozessierung und Aufarbeitung untersucht.

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