Schlammstabilisierung
Schlammstabilisierung ist ein Begriff aus der Klärtechnik. Es geht dabei darum, dass die biologischen Prozesse im Klärschlamm so weit gehemmt oder unterbunden werden, dass er praktisch inaktiv wird und es zu keinen weiteren Abbauprozessen kommt. In der Regel dient das zur Unterbindung von Geruchsemissionen, aber auch dem Abbau pathogener Keime.[1] In der Praxis werden dabei die im Klärschlamm enthaltenen organischen Substanzen abgebaut (mineralisiert) und dadurch der Schlamm biochemisch stabilisiert. Es gibt aber auch die Möglichkeit, dies chemisch, ohne Mineralisierung, zu erreichen.
Aerobe Schlammstabilisierung Bearbeiten
Bei der aeroben Schlammstabilisierung wird das Schlamm-Wasser-Gemisch entweder im Belebungsbecken oder in einem extra dafür vorgesehenen Behälter ohne weitere oder nur geringe Nährstoffzugabe weiter belüftet. Die im Schlamm enthaltenen Mikroorganismen bauen daraufhin alle für sie verfügbaren organischen Verbindungen (BSB) und Reserven ab, bis im Schlamm kaum noch weitere Bestandteile enthalten sind, die faulen könnten. Dabei wird der Schlamm um bis zu 30 % reduziert.[2] Ist der Prozess abgeschlossen, haben die Bakterien ihren Stoffwechsel aufgrund des Nahrungsmangels so weit heruntergefahren, dass sie in eine Art Ruhezustand versetzt sind und kaum noch biologische Aktivität vorhanden ist.
Simultane Schlammstabilisierung Bearbeiten
Bei manchen kleineren Kläranlagen wird dieser Prozess durch die niedrige Belastung simultan zur Klärung angewandt und dabei der Überschussschlamm weitgehend stabilisiert. Dies hat neben der einfacheren Bauweise der Anlage den Vorteil, dass zum einen das Schlammvolumen verringert wird und zum anderen der Schlamm ohne größere Geruchsbelästigung entwässert, gelagert oder transportiert werden kann.[3]
Stabilisation durch Langzeitbelüftung Bearbeiten
Bei diesem Prozess wird der Belebtschlamm über einen langen Zeitraum belüftet. Da die Geschwindigkeit der biologischen Abbauprozesse mit der Zeit abnimmt, muss der Schlamm bei kommunalen Abwässern auch aufgrund der vorhandenen Feststofffracht bis zu einem Schlammalter von 25 Tagen stabilisiert werden, um eine ausreichende Reduzierung der biologischen Aktivität zu erreichen. Da gewöhnlich dabei auf eine Vorklärung verzichtet wird, entsteht dabei kein Primärschlamm. Der Nachteil des Verfahrens im kommunalen Bereich liegt darin, dass es energetisch aufwändig ist. So geht Biomasse verloren, die im Faulturm Biogas erzeugen würde. Zudem wird bei dem Belüften viel Energie verbraucht.[4]
Weitere Anwendungen der aeroben Schlammstabilisierung Bearbeiten
Durch die Stabilisierung wird der Schlamm lagerfähig, ohne zu faulen. Er kann dadurch zum Beispiel für folgende Einsätze bei industriellen Anlagen mit zeitweiligem Betrieb aufbewahrt werden. Sobald er wieder mit Nährstoffen versorgt und belüftet wird, wird er wieder aktiv und kann nach kurzer Zeit wieder seine Aufgabe erfüllen.
Anaerobe Schlammstabilisierung Bearbeiten
Bei der anaeroben Schlammstabilisierung erfolgt die Schlammfaulung unter mesophilen Bedingungen. Dabei wird der zu behandelnde Schlamm (Primär- und Sekundärschlamm) in einem Faulturm unter Luftabschluss unter Freisetzung von Biogas und Erzeugung von Faulschlamm umgesetzt.
Ein vereinfachtes Prinzip der anaerobe Schlammstabilisierung bietet der Emscherbrunnen. Er wird allerdings kaum noch benutzt.[5]
Chemische Schlammstabilisierung Bearbeiten
Bei der chemischen Schlammstabilisierung wird der pH-Wert des Schlammes meist durch Zugabe von Brandkalk stark auf ca. 12 erhöht. Damit wird der biologische Abbau gehemmt.
Thermische Schlammstabilisierung Bearbeiten
Mit der thermischen Stabilisierung meint man in der Regel die Trocknung. Sie ist eine Pseudo-Stabilisierung, da dabei nicht die Zusammensetzung der Nährstoffe verändert wird. Sie ist aber ein wichtiger Schritt, um den Schlamm einer thermischen Verwertung zuzuführen (Verbrennung oder Vergasung).[5] Allerdings ist dabei darauf zu achten, dass ein ausreichender Trocknungsgrad erreicht wird. Ist der Feuchtigkeitsgehalt im Trockengut zu hoch, kann es durch biologische Aktivität zur Wärmeentwicklung bis hin zur Selbstentzündung kommen.[6] Entsprechend sind solche Brände auch nicht mit Wasser zu löschen.
Einzelnachweise Bearbeiten
- ↑ Anaerobe und aerobe Schlammstabilisierung - ein Verfahrensvergleich, Helmer 1974
- ↑ Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft Merkblatt Nr. 4.7/11 Stand: 01.07.2004
- ↑ Eintrag auf Wasser – Wissen
- ↑ EnArgus - Internet-Portal das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
- ↑ a b Hochschule Augsburg - Kurzfassung zum Schlussbericht, F&E-Vorhaben Anforderungen an die Schlammstabilisierung auf Kläranlagen 76e167
- ↑ Baumbach, G., Hartmann, H., Höfer, I., Hofbauer, H., Hülsmann, T., Kaltschmitt, M., Lenz, V., Neuling, U., Nussbaumer, T., Obernberger, I., Schulze, A.-L., Wilk, V., & Winter, F. (2016). Grundlagen der thermochemischen Umwandlung biogener Festbrennstoffe. In M. Kaltschmitt, H. Hartmann, & H. Hofbauer (Hrsg.), Energie aus Biomasse (S. 615). 3. Auflage. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag GmbH.