Ultraschall-gestützte Abwasser- und Schlammbehandlung
Biogas wird aus Ausgangsstoffen wie organischen Abfällen, Klärschlamm, Mist oder Dung gewonnen. Ultraschall verbessert den mikrobiellen Abbau des organischen Materials und führt damit zu einem höheren Biogasertrag und zu weniger Schlammrückständen.
Bei Biogas handelt es sich um ein Nebenprodukt der Verfaulung/Vergärung organischer Stoffe durch anaerobe oder aerobe Bakterien. Es besteht hauptsächlich aus Methan, Kohlenstoffdioxid und Schwefelwasserstoff. Damit ist Biogas eine erneuerbare Alternative zu fossilen Brennstoffen, z. B. zu Erdgas.
Die Energiepreise, die Kosten für die Entsorgung von Chemikalien und Klärschlamm, Umweltverordnungen und andere Interessen, wie z. B. die Reduktion der luftverschmutzenden Emissionen, erfordern eine Verwertung, durch die die Prozesseffizienz verbessert wird. Die Desintegration des organischen Materials mit Ultraschall vor dem Faulungsprozess steigert den Biogasertrag erheblich. Dies geht mit der Tatsache einher, dass durch das Beschallen die Entwässerung des Klärschlamms verbessert wird und die Menge des Restschlammes, der beseitigt werden muss, gesenkt wird.
Ausgangsstoffe für die Biogasproduktion sind Mischungen aus verschiedenen aggregierten und ausgeflockten Substanzen, Faserstoffen, Viren und Bakterien, Zellulose, Stärke und anorganische Substanzen. Biologische Abfälle (z.B. Biotonne) oder organische Industrieabfälle, wie z.B. Fette oder Vinasse werden in Biogasanlagen oft zur Steigerung der Gasproduktion beigefügt. Ultraschallkavitation zerstört diese Aggregate und zellulären Strukturen. Wegen dieses Effekts auf die Materialstruktur kann der Klärschlamm leichter entwässert werden. Des Weiteren wird durch die Zerstörung der Aggregate und der Zellwände die Verfügbarkeit des intrazellulären Materials für die Verfaulung durch die Bakterien verbessert.
Schon seit 1999 liefert Hielscher Ultrasonics Ultraschallsysteme zur Desintegration an verschiedene städtische und industrielle Aufbereitungseinrichtungen auf der ganzen Welt. Einige dieser Systeme konnten den Biogasertrag um bis zu 25% steigern.
| Die Tabelle rechts zeigt generelle Leistungsanforderungen für verschiedene Durchflussraten. Normalerweise wird das Ultraschallsystem inline integriert, so dass der Faulturm mit dem beschallten Material gespeist werden kann. Alternativ kann das organische Material auch vom Faulturm durch das Ultraschallsystem zurück in den Faulturm rezirkulieren. Auch bestehende Anlagen können problemlos mit einem Ultraschallsystem nachgerüstet werden. |
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Durch die Anwendung von Ultraschall auf Klärschlamm- und Abfallströme können verschiedene Ergebnisse erreicht werden, so beispielsweises:
- Anstieg des Biogasertrags
- Verbesserung der anaeroben Zersetzung
- Verbesserung des Sedimentationsverhaltens auf Grund der Entgasung und der Flockendesintegration
- Verbesserung des C/N-Verhältnisses für die Denitrifikation
- Verbesserung der Eindickung des überschüssigen Schlamms
- Verbesserung der Faulung und der Entwässerbarkeit
- Reduzierung der Flockungsmittelmenge
- Geringere Entsorgungskosten auf Grund der Reduzierung des Restschlamms nach der Faulung
- Reduzierung des benötigten Polymers
- Zerstörung fadenförmiger Bakterien
Wir empfehlen Ihnen anfänglich Versuche im Technikumsmaßstab (z. B. mit 1 bis 4kW Geräten) durchzuführen. Dabei werden sich die generelle Effekten und die Verbesserungen für Ihren individuellen Prozessstrom zeigen. Kontaktieren Sie uns, gerne besprechen wir Ihren Prozess mit Ihnen und beraten Sie hinsichtlich der weiteren Schritte.