Brüdenkondensat – Verfahren zur Schadstoffabscheidung
Brüden bezeichnet eine mit Wasserdampf gesättigte, schadstoffbelaste Abluft, die bei der Trocknung von Klärschlamm entsteht und meistens zur Wärmenutzung kondensiert wird.
Der Schadstoffanteil – Staub, organische Verbindungen, Ammoniak – setzt sich unterschiedlich zusammen und ergibt sich durch die Trocknungsart – Voll- oder Teiltrocknung, Kontakt- oder Konvektionstrocknung –, wie der Klärschlamm stabilisiert wird und durch die Kondensationstemperatur. Brüdenkondensat darf nicht unbehandelt in die Umgebung abgeleitet werden. Eine umfassende Schadstoff-Austreibung (Strippung) erfordert das Kombinieren geeigneter Verfahren.
Spezielle Fällungsmittel wie Eisen- oder Aluminiumsalze und Polyelektrolyte ermöglichen die gezielte Reduzierung der CSB-Konzentration (siehe Kasten) in einem Behandlungsschritt. Sie führen zur Koagulation und Adsorption von feindispersen Bestandteilen, welche dann durch eine anschließende Sedimentations- oder Filtrationsstufe in der Abwasserbehandlungsanlage abgeschieden werden können.
Je nach Bedarf können auch zusätzlich Flockungshilfsmittel aus hochmolekularen Polymeren eingesetzt werden, um den Koagulationsprozess und damit die Abscheideleistung zu verbessern. Metallische Salze als Flockungshilfsmittel haben den Vorteil, dass sie aufgrund ihrer elektrostatischen Ladung Bestandteile aus dem Kondensat binden und in sedimentier- oder filtrierbare Flocken überführen können.
Kiesfilter, mit Luft oder Dampf
Die Abscheidung der ausgefällten Partikel erfolgt zum Beispiel über einen Lamellenschrägklärer zur drucklosen Fest-Flüssigtrennung: Die in einer Suspension enthaltenen Partikel werden sedimentiert und abgetrennt. Die Sedimentierbarkeit erfordert eine gewisse Partikelgröße, die mithilfe von Flockungshilfsmittel hergestellt werden kann. Um sehr feine ungelöste Feststoffe beziehungsweise Schwebstoffe abzuscheiden, haben sich Kiesfilter bewährt. Ein Bett aus Quarzkies, das die zu filtrierende Flüssigkeit von oben nach oben durchströmt, dient hier als Filtermedium.
Mit Luft oder Dampf lässt sich Ammoniakgas aus dem Brüdenkondensat austreiben. Bei dieser sogenannten Strippung mit Luft wird das Brüdenkondensat je nach seinem pH-Wert zunächst alkalisiert und der gewünschte pH-Wert eingestellt. Anschließend wird das Kondensat auf eine für den Prozess optimale Temperatur aufgeheizt und hierzu beheizte Luft von unten in den Behälter eingeblasen. Die Luft reichert sich mit Ammoniak an und zieht nach oben ab. Das Abwasser wird über einen Wärmetauscher geleitet und dann weiteren Behandlungsmethoden zugeführt. Das ammonium-reduzierte Brüdenkondensat wird ebenfalls abgezogen und entweder weiter aufbereitet oder der Belebung der Kläranlage zugeführt.
Das Verfahren der membranbasierten Ammoniak-Strippung setzt eine gasdurchlässige Membran voraus. Die ammoniakhaltige Flüssigkeit befindet sich auf der einen Seite der Membran. Auf der anderen fließt im Gegenstrom konzentrierte Ammoniumsulfat-Lösung. Aufgrund des Konzentrationsgefälles von Ammoniak zwischen den Membranseiten passiert das Ammoniak in Gasform die Membran und wird auf der anderen Seite der Membran durch Adsorption gebunden. Wichtig ist hierbei, dass die Feststoffe vor der Durchführung der Entstickung abgetrennt werden. Sonst kommt es leicht zu Verstopfungen und einem Leistungsabfall der Ammoniumabscheidung.
Das Ammoniak in der belasteten Abluft kann nach erfolgter Strippung zum Beispiel in einem Wäschersystem mit Schwefelsäure als Ammoniumsulfat ausgefällt werden. Auf diese Weise lässt sich das Ammonium aus dem Brüdenkondensat als Flüssigdünger für die Landwirtschaft nutzen. Anstatt Schwefelsäure kann auch Phosphorsäure zur Ausfällung eingesetzt werden.
Der Beitrag „Brüdenkondensat – ein vernachlässigtes Problem?“ von Margit Löschau und Timo Pittmann befasst sich im Detail mit dem Thema und ist abgedruckt in: Verwertung von Klärschlamm, hrsg. v. Olaf Holm, Elisabeth Thomé-Kozmiensky, Peter Quicker, Stefan Kopp-Assenmacher, TK Verlag, Neuruppin 2019, ISBN 978-3-944310-43-5.
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CSB-Konzentration
Das Kürzel steht für „Chemischer Sauerstoffbedarf“. CSB ist ein Maß für die oxidierbaren Bestandteile beziehungsweise die noch vorhandenen organischen Kohlenstoffverbindungen. Die CSB-Konzentration im Brüden wird durch dessen Staubgehalt bestimmt. Die Brüden-Entstaubung erfolgt vor der Brüdenkondensation über Zyklone oder Gewebefilter.
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(EU-Recycling 02/2020, Seite 32, Foto: Leiblein)
