Navigation

 
 

Schlavaki

Entwicklung eines Schlamm-/Medienvorbehandlungsverfahrens mittels Kavitation zur Wasser- und Ressourceneinsparung in Filtrationsprozessen


Prof. Dr. Stephan Kleemann
Fakultät für Versorgungs- und Gebäudetechnik, Verfahrenstechnik Papier und Verpackung, Druck- und Medientechnik


Ausgangssituation/Problemstellung:
Bei der Papiererzeugung fallen große Mengen verschiedener Schlämme (z.B. Deinkingschlämme, Rejektschlämme, Klärschlämme,…) mit unterschiedlichen Wassergehalten an. Dabei besteht die Aufgabe, dieses Wasser möglichst optimal von den enthaltenen Feststoffen zu trennen - aus wirtschaftlichen und physikalischen Gründen kann dies jedoch nicht zu 100% gelingen. Zur Entfernung des Wassers werden verschiedene Entwässerungsverfahren genutzt, die durch chemische Produkte wie Fällungs- oder Flockungsmittel unterstützt werden.


Im Rahmen des Projektes soll eine Vorbehandlung des zu entwässernden Schlamms mit einer von der Partnerfirma Reiflock Abwassertechnik GmbH Baden-Baden zur Verfügung gestellten Kavitationsdüse, genannt Reijector, erfolgen. Das Verfahrensprinzip dieser Düse basiert darauf, dass Dampf und zu behandelndes Medium in einer sehr kleinen Zone aufeinandertreffen, in der es zu plötzlichen Geschwindigkeits- und Druckänderungen kommt. In Vorversuchen war festgestellt worden, dass Faserstoff durch diese Behandlung ein unterschiedliches Sedimentationsverhalten aufwies.


Forschungsziel/Forschungsergebnis:
Forschungsziel des Projektes ist es, durch die Vorbehandlung von Schlämmen im nachgeschalteten Entwässerungsele-ment mindestens 5%, möglichst 10% mehr Wasser abzutrennen. Dadurch kann u.a. die Masse und das Volumen bei den zu entsorgenden Schlämmen bei Transport und Deponierung reduziert werden.


Bei den bisher sowohl im Labor- als auch im Technikumsmaßstab durchgeführten Versuchen zeigte sich, dass eine Ver-besserung der Entwässerung durch die Behandlung im Reijector möglich ist, wobei sich hohe Temperaturen und hohe Anlagendrücke in der Regel positiv auf die Entwässerung auswirken. Verschiedene Schlämme reagieren dabei unterschiedlich auf die Behandlung im Reijector, hier ist u.a. der Anteil an Fasern und anorganischen Füllstoffen von Bedeutung. Untersuchungen an einer Versuchspapiermaschine zeigten, dass nach der Behandlung im Reijector das Siebwasser einen geringeren Anteil an kolloidal gelösten Substanzen aufwies, was einen positiven Einfluss auf die Abwasserqualität hat.


Bei den Untersuchungen zeigte sich auch, dass die in der Papierindustrie üblichen Labormethoden zur Bewertung der Entwässerung nicht für alle Schlammtypen geeignet sind. Die erzielten Ergebnisse oder Trends, die sich bei den Labor- und Technikumsversuchen ergaben, sollen nun in Betriebsversuchen mit den jeweils vorhandenen Entwässerungselementen geprüft werden.


Anwendungen/Wirtschaftliche Bedeutung:
Die in der Papierindustrie (und anderen Industriezweigen) anfallenden Schlammmengen z.B. in der Klärschlammentwässerung sind sehr hoch und es wird intensiv nach Lösungen zur Ressourcen- und Energieeinsparung gesucht. Können die angestrebten Effekte der Verbesserung der Entwässerbarkeit von Schlämmen um 5-10% erreicht werden, wird es den Anwendern möglich, z.B. durch eine Reduktion des Polymerverbrauchs zur Entwässerung, die Investition in eine Kavitationsdüse in wenigen Jahren zu amortisieren.


Das Forschungsprojekt wurde vom 01.11.2011 bis 30.04.2015 durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.


Projektpartner war die Reiflock-Abwassertechnik GmbH.