Rühr- und Begasungssystem zur aeroben Aufbereitung industrieller Abwässer

Die enorme Nachfrage an braunem Karton und Pappe, die durch die steigenden Umsatzzahlen im Onlinehandel getrieben wird, erfordert speziell abgestimmte Verfahren und Apparate bei der Aufreinigung der Abwässer. Rohstoff für die Produktion von braunem Karton und Pappe ist ein möglichst hoher Anteil an recyceltem Altpapier.

Herausforderungen der aeroben Reinigung

Im aeroben Verfahrensschritt werden Bakterien durch ein Belüftungssystem mit Sauerstoff versorgt und somit die organische Schmutzfracht zuverlässig abgebaut. Die Herausforderung in der aeroben Stufe besteht, neben einem energieeffizienten Sauerstoffeintrag, vor allem in den schwierigen Randbedingungen, die sich im Abwasser einer Papierfabrik ergeben.

• Sobald kalkhaltiges („hartes“) Wasser mit Umgebungsluft begast wird, kommt es zu einer Verschiebung des Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichts. Es kommt im gesamten Becken (Wände, Rohrleitungen etc.) zu flächigen Kalkablagerungen und zur Ausfällung von Kalkpartikeln. Diese liegen lose vor und lagern sich durch ihre hohe Dichte am Beckenboden ab, wenn sie nicht ausreichend stark durch eine Umwälz­einrichtung aufgewirbelt werden.
• Der ausfallende Kalk lagert sich in die Schlammflocken ein, wodurch neben dem Sauerstoffeintrag auch eine ausreichend hohe Umwälzung vorhanden sein muss, um diesen schweren Schlamm homogen im gesamten Becken zu verteilen, den aeroben Prozess optimal zu fahren und Ablagerungen zu vermeiden.
• Randbedingungen wie hohe Temperaturen, große Einblastiefen und Kalkausfällungen führen bei vielen Belüftungssystemen zu Beschädigungen und einem Einbruch der Sauerstoffzufuhr.

Die Belüfter können durch die Partikel verschleißen, verstopfen (starker Anstieg des Druckverlustes) und stark an Eintragsleistung verlieren. Letztendlich kann der aerobe Verfahrensschritt nicht mehr die geplante Abbauleistung erbringen und die Ablaufwerte der Kläranlage übersteigen die genehmigten Zielwerte. Dies hat Auswirkungen auf die maximal mögliche Produktionskapazität.

Mechanische Belüftung

Das Hyperclassic-Rühr- und Begasungssystem ist ein mechanisches Belüftungssystem, das seit mehr als 20 Jahren in industriellen Abwässern eingesetzt wird. Der Erlanger Umwelt- und Verfahrenstechnikspezialist bietet mit der Kombination aus Rührwerk und Belüftungssystem die Lösung für die anspruchsvollen Aufgaben der aeroben Abwasserreinigung. Speziell im Abwasser der Papierproduktion werden durch spezifische Eigenschaften der Komponenten alle Probleme in der aeroben Stufe umgangen:

• Der Sauerstoff wird über einen Begasungsring eingetragen, der dicht über dem Beckenboden installiert wird. Dieser Aufbau sorgt für eine hohe Einblastiefe und lange Verweilzeit der Luftblasen. Zudem sorgen die großen Einblasöffnungen für einen langjährigen Belüftungsbetrieb ohne Verstopfungen, Druck- und Effizienzverlust.
• Die hohe Eintragseffizienz bzw. die Erzeugung feiner Luftblasen erfolgt durch die Edelstahlrippen an der Unterseite des Rührkörpers. Während des Belüftungsbetriebs rotiert immer der Rührkörper und erzeugt im Nachlauf der Edelstahlrippen sehr feine Blasen. Diese werden mit der Rührkörperströmung seitlich, radial ins Becken gefördert und verteilt.
• Das Rühr- und Begasungssystem zeigt seine hohe Flexibilität auch bei der Einbindung in eine Kläranlage.
• Für den Betrieb wird je Aggregat lediglich ein Luft- und ein Strom­anschluss benötigt. Ein Aggregat kann ein gesamtes Becken mit bis zu 2.000 Nm³/h Luft versorgen.
• Das Rühr- und Begasungssystem kann in einem Edelstahlkäfig geliefert werden und ist somit im Bedarfsfall leicht einhebbar, ohne das Belebungsbecken leeren zu müssen. Durch das Eigengewicht steht es sicher am Aufstellort.

Diese einzigartigen Eigenschaften haben das wartungsarme Hyperclassic- Rühr- und Begasungssystem in den letzten Jahrzenten im Bereich aerobe Behandlung von Papierabwasser zum Industriestandard gemacht.

Im Jahr 2020 wurden bei der Papierfabrik Palm am Standort Aalen insgesamt zwölf Hyperclassic-Rühr- und Begasungssysteme eingebaut. Jedes Aggregat verteilt bis zu 1.800 Nm3/h bei einer Einblastiefe von bis zu 11,5 m.

Autor
Christopher Nowak, Invent Umwelt- und Verfahrenstechnik