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Überschussschlamm ⇒ 1973 - 2012
Betriebsjahre 1973 - 1994
Überschussschlammabzug und Sedimentation im Vorklärbecken
Das in die 4 Nachklärbecken geleitete Belebtschlammgemisch setzt sich dort relativ schnell in die 2 Trichter pro Becken abbekommt in der abgesetzten Form die neue Bezeichnung Rücklaufschlamm. Damit die Biomassenkonzentration und das Schlammalter, in allen Biologiebecken auf einem konstanten Wert bleiben, wird im Betriebslabor an jedem Arbeitstag die Trockensubstanz bestimmt. Dies geschieht mit der Analyse Trockensubstanz.
Die Fracht Berechnung für die Überschussschlamm-Abzugmenge
Um das Schlammalter beziehungsweise die Belebtschlammkonzenration auf konstanten 15 Tagen und 3 Prozent Trockensubstanz zu halten, muss jedem Tag der 15. Teil der Belebtschlammfracht aus dem System entfernt werden. Dieser Anteil der Biomasse bekommt die Bezeichnung Überschussschlamm.
Die im Betriebslabor definierte Fracht der Biomasse wird, als interner Rücklauf in den Zulauf der mechanischen Reinigungsstufe, ins Sandfangbecken und danach ins Vorklärbecken zurückgeführt.
Die Überschussschlamm-Menge (Sekundärschlamm) setzt sich bei geeigneten Bedingungen zusammen mit dem Primärschlamm vom zugeführten Abwasser im Vorklärbecken ab. Dieses Verfahren konnte in der ARA Untermarch von 1973 bis ins Betriebsjahr 1993 mit dem Absinkverfahren (Sedimentation) betrieben werden.
Die abgesetzten 2 Schlammarten Primärschlamm und Sekundärschlamm, werden vom Räumer im Vorklärbecken in die zwei Schlammtrichter beim VK Beckenzulauf geräumt. Das Gemisch der zwei Schlammarten bekommt jetzt die Bezeichnung Frischschlamm. Im Chargen Betrieb wird eine bestimmte Frischschlammmenge, aus dem Vorklärbeckens, in den Frischschlammschacht abgezogen. In den ersten 12 Betriebsjahren wird dieser Abzug des Frischlamm aus dem Vorklärbecken im Handbetrieb durchgeführt.
Im Normalfall wird in den Betriebsjahren 1973 - 1985, der Frischschlamm in 3 Chargen abgezogen. Die erste Charge wird jeweils nach Arbeitsbeginn um 07:35 Uhr durchgeführt. Die zweite um 11.30 Uhr oder um 13:35 Uhr und die dritte um 17:15 Uhr.
In dieser Zeitperiode wird der pneumatischen der Plattenschieber des Schlammtrichters, mit dem 5/2-Wege Handventil, nur solange geöffnet bis der Schlamm dünner wird.
Veränderungen des Sekundärschlammes
Ab dem Betriebsjahr 1993 stellt das Betriebspersonal fest: Der Überschussschlamm hat nicht mehr die gleichen Eigenschaften. Der veränderte Überschussschlamm setzt sich im Vorklärbecken nicht mehr ab. Dies führt zur Bildung von Blähschlamm und Schwimmschlamm.
Betriebsjahre 1994 - 2012 Neueinbau der Eindickungsanlage
ÜSS-Abzug mit Eindickung und direkt zur Schlammbehandlung
Die im Betriebsjahr 1993 festgestellten Unregelmässigkeiten und Betriebstörungen in diesem Verfahrensablauf veranlasste, das Betriebspersonal zum Handeln. Es musste nach einer Verfahrensanpassung gesucht werden.
Das Projekt Überschussschlamm Eindickung wird im Betriebsjahr 1994 an die Hand genommen und im Herbst fertig gestellt
Mit 2 Versuchsanlagen werden zwei verschiedenen Verfahren vor Ort getestet und anschliessend ausgewertet. Es handelte sich um eine Seihtischanlage und eine Zentrifugenanlage die jeweils 1 Woche, mit unserem Überschussschlamm, betrieben wird.
Die Auswertungen der beiden Versuche ergeben, unser Problem ist mit einer Zentrifuge für die Überschussschlamm Eindickung die bessere Lösung.
Der eingedickte Überschussschlamm wird in den Frischlamm Schacht abgeleitet. Dort wird er zusammen mit dem Primärschlamm aus der Vorklärung in Chargen mit einem Rührwerk gemischt und der Schlammbehandlung zugeführt.
Zentrifuge mit Wirbelstrombremse
Die Hochleistungs Zentrifuge wird zur Eindickung des Überschussschlammes der biologischen Reinigungstufe verwendet. In der Zentrifuge wird mit dem Gesetz der Fliehkraft der Absetzvorgang mit Hilfe der Technik beschleunigt. Mit 2'400 Umdrehungen pro Minute erzeugt die Zentrifuge ein vielfaches der Erdanziehungskraft. Die Fliehkraft bewirkt das ein kleiner Teil Wasser, vom geringfügig schwereren Feststoffanteil ohne Flockungshilfsmittel abgetrennt werden kann.
Im Innern der Trommel der Zentrifuge befindet sich die Austragschnecke. Der sich im innern der Trommel an der Aussenwand angesammelte eingedickte Feststoff erhöht das Drehmoment der Austragschnecke. Die Austragschnecke hat die Aufgabe die aufgebaute Feststoffschicht in den konusförmigen Teil der Zentrifuge zu transportieren. Die Schnecke rotiert in der Dekantertrommel 4 - 9 Umdrehungen langsamer. Daraus entsteht eine Vorwärts Bewegung in Richtung Austragzone Feststoff.
ÜSS Schaltanlage Aussen 1994-2012
Vorort Schaltanlage ÜSS Eindickung Aussenansicht
Feld 1: Bedienung und Blindschaltbild
Feld 3: Steuerung Zentrifuge
am 15.11.1994 © visualisiert: Jo Mächler
ÜSS Schaltanlage: Innenansicht 1994-2012
Vorort Schaltanlage ÜSS Eindickung Innenansicht
Feld 1: FU-Antriebsmotor, Feld 2: SPS-Steuerung
Feld 3: Regler Zentrifuge
am 15.11.1994 © visualisiert: Jo Mächler
Die Regelung der Differenzdrehzahl mit dem Drehmomentswert
Der Drehzahlunterschied und somit die Austraggeschwindigkeit wird nach dem Drehmomentwert der Austragschnecke geregelt. Wenn sich das Drehmoment erhöht wird mit einem Regelkreis die Differenzdrehzahl zur Austragschnecke ebenfalls erhöht. Das erhöhen der Differenzdrehzahl bewirkt, dass das Ausräumen des Feststoffes aus der Trommel beschleunigt wird.
Technisch geschieht dies zwischen der Trommel die durch den Elektromotor angetrieben wird und der Austragschnecke in der Trommel die von der Wirbelstrombremse auf die Differenzdrehzahl geregelt wird.
Zwischen der angetriebenen Trommel und der eingebremsten Austragschnecke befindet sich ein Planetengetriebe,das die Regelung der Differenzdrehzahl Austragschnecke zur Trommel möglich macht.
Bei tiefen Feststoff Frachten von 0.25 - 0.9 % TS (Trockensubstanz) kann auf die Zugabe von Flockungshilfsmittel verzichtet werden. Trotzdem wird eine ausreichende Abscheidung (Abscheidungsgrad 95 - 98%) erzielt. Vom Austragtrichter wird der eingedickte Schlamm, zirka 5.5 - 9.0 % TR, mit der Exzenter-Schneckenpumpe zum Frischschlammschacht und von dort zusammen mit dem Primärschlamm zusammengemischt in den Faulraum gefördert.
Das vom Schlamm abgetrennte Wasser wird, durch den stetig neu zugeführten Überschussschlamm, über die Wehrscheiben entlastet. Das abgetrennte Wasser das nur noch einen geringen Anteil Feststoffe enthält (0.1 % TS) wird Zentrat genannt. Das Zentrat wird als interner Rücklauf in die Biologiebecken zurückgeleitet.