Beschallen von Abfall und Schlamm mit Ultraschall

Biogas wird aus Ausgangsstoffen wie organischen Abfällen, Klärschlamm, Mist oder Dung gewonnen. Ultraschall verbessert die Faulbarkeit solch organischen Materials und führt damit zu einem höheren Biogasertrag und zu weniger Schlammrückständen. Ultraschall verbessert die Schlammfaulung.

Bei Biogas handelt es sich um ein Nebenprodukt der Verfaulung 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 Müllaufbereitungsanlagen, 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. 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.

Durchflussrate	Equipment
50 - 200l/h	UIP1000hd
200 - 800l/h	4xUIP1000hd
1 - 3m³/h	4xUIP4000
5 - 20m³/h	6xUIP16000
50 - 200m³/h	62xUIP16000

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.