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Befüllen
Der Schlamm kann direkt nach der Entwässerung ohne Zwischenlagerung eingebracht werden.
Wenden
Das vollflächige Wenden ermöglicht eine optimale Verdunstung und vermeidet konsequent das Entstehen anaerober Zonen.
Versetzen
Der Schlamm wird automatisch durch die Trocknungshalle transportiert.
Anstauen
Das getrocknete Granulat kann in der Trocknungshalle bis zu einer Höhe von 80cm angestaut und somit bis zur Entnahme zwischengelagert werden.
Austragen
Am Hallenende wird der getrocknete Klärschlamm z.B. in einen Lagerbunker oder eine Fördereinrichtung ausgetragen.
WendeWolf®
Der WendeWolf, eine Wende- und Fördermaschine, ist das Kernstück des solaren Trockners. Die Maschine besteht im Wesentlichen aus einer fahrenden Stahlbrücke, einer höhenverstellbaren Wendetrommel sowie Steuerungen für die Maschinen und das Hallenklima.
Der Fahrantrieb und die Rotation der Trommel erfolgt mit frequenzgesteuerten Antriebsmotoren. Die Fahrmotoren erlauben eine Eilgangsgeschwindigkeit von 8 m/min und eine Arbeitsgeschwindigkeit zwischen 0,8 und 2,0 m/min. Die Wendetrommel rotiert beim Wen-den mit einer Umlaufgeschwindigkeit von ca. 2,5 m/s. Bei starker Belastung wird die Arbeitsgeschwindigkeit reduziert.
Die gezackten Metallkämme der Trommel wenden den zu trocknenden Schlamm auf der ganzen Bettbreite in einer einstellbaren Tiefe und transportieren den Schlamm dabei von der Einbringöffnung durch die Halle zur Austragsöffnung. Der Schlamm kann in beide Richtungen gewendet und versetzt werden, es gibt keine Vorzugsrichtung. Die Trommelbewegung erlaubt auch ein Abtragen von größeren Schütthöhen, die beim Abkippen des Filterkuchens aus Mulden oder mit Radladern entstehen.
Weiterhin wird mit der Wendemaschine der Schlamm in der Halle verteilt und das getrocknete Granulat kann am Hallenende auf bis zu 80cm Höhe aufgestaut werden. Die Trocknungsfläche selbst muss dazu weder betreten noch befahren werden.
Die Höhenverstellung der Trommel erfolgt über Spindelantrieb.
Der Walzenhub beträgt über 750 mm.
| Beispiel: WendeWolf SW-12 | Werte |
|---|---|
| Durchmesser der Wendetrommel | 1,0 m |
| Länge | 4,3 m |
| Gesamtbreite | 11,7 m |
| Gewicht | 4100 kg |
| Durchfahrtshöhe | 2,6 m |
| Fahrbahnabstand | 11,3 m |
| Schutzklasse der Motoren | IP66 |
| Gesamt Anschlussleistung | 15 kW |
| Spannung | 400 V |
| Frequenz | 50 Hz |
| Trommeldrehzahl | 30-60 U/min |
| Schnellgang | 8,0 m/min |
| Arbeitsgang | 0,8-2,0 m/min |
Elektrotechnik
Die Anschlussleistung der Wendemaschine beträgt ca. 14 kW, die Anschlusswerte für die Umluftventilatoren (Wirbler) betragen ca. 0,6 – 0,7 kW pro 100 m² Trock-nungsfläche.
Bauseitig ist ein eigenständiger Internetanschluss für die Fernüberwachung der Anlage und zur Übertragung von Software-Updates vorzusehen.
Trocknungshalle (Gewächshaus)
Es handelt sich um marktgängige Gewächshauskonstruktionen, die an die Bedürfnisse einer Trocknungshalle geringfügig angepasst werden.
Der Grundkonstruktion ist mit feuerverzinktem Stahl ausreichend gegen Korrosion geschützt.
Für die Dach- und Wandeindeckung können verschiedene Materialien verwendet werden, wobei die verwendeten Materialien eine Transparenz von 85% oder mehr haben sollen.
Folgende Materialien können für die Eindeckung verwendet werden:
Gewächshausfolien
Polyethylenfolien (UV-5) als Einfachfolien, aufblasbare Doppelfolie oder im Gewächshausbau übliche Luftpolsterfolien
ETFE (f-clean) als Einfachfolie oder aufblasbare Doppelfolien
Dachplatten
Polycarbonat oder PVC Platten in Einfach- oder Doppelstegausführung.
Glas – Einfach- oder Doppelverglasung
Die Auswahl der Eindeckung und die Dimensionierung der Tragkonstruktion, der Bedachung und der Seitenwände hat unter Berücksichtigung der örtlichen Gegebenheiten (Windlast / Schneelast) zu erfolgen.
Es hat sich gezeigt, dass Glas zwar eine hervorragende Transparenz aufweist, die Tragkonstruktion aber auf-wendiger gestaltet werden muss als bei Kunststoffeindeckungen.
| Gewichtsvergleich Eindeckung | Werte |
|---|---|
| 4 mm Glas | ca. 10,0 kg/m² |
| Doppelstegplatten | ca. 1,5 kg/m² |
| aufblasbarer Doppelfolie | ca. 0,7 kg/m² |
Weiterhin ist eine gute Wärmeisolierung der Bedachung von Vorteil, schlecht wärmeisolierte Bedachungen beschlagen leichter. Dies führt zu einem geringeren Strahlungseintrag und somit zu einer geringeren Verdunstung.
Der WendeWolf® benötigt im Bereich der Fahrbahn eine freie Durchfahrtshöhe von ca. 2,2 Meter über Boden, die Seitenwände sind entsprechend hoch zu gestalten.
Als freie Durchfahrt durch die Halle ist eine Höhe von ca. 2,5 Meter zu wählen.
Tiefbau und seitliche Mauern
Als Hallenboden eignet sich eine asphaltierte Fläche wie beim Straßenbau, auf eine armierte Betonplatte kann verzichtet werden. Die seitlichen Begrenzungsmauern, die auch als Fahrbahn für den WendeWolf® dienen, können mit Betonfertigteilen errichtet oder vor Ort in traditioneller Betonbauweise gegossen werden.
Die Sockelhöhe inkl. Laufschiene soll ca. 0,85m betragen, die Auflagefläche für die Maschine muss jeweils 0,20 Meter betragen. Die lichte Breite zwischen den Begrenzungsmauern beträgt 11,3 m, die Maschinentechnik kann aber auch auf andere Breiten angepasst werden.
Die örtlichen Forderungen und Vorschriften sind zu beachten.
Frequently asked questions
Für welche Anlagengröße ist das WendeWolf®-Verfahren besonders geeignet?
Das WendeWolf®-Verfahren ist für mittelgroße Kläranlagen konzipiert. Die von uns realisierten Projekte liegen zwischen 5.000 und 500.000 Einwohnergleichwerten mit einer Trocknungsfläche von 500 bis 12’500m². Die Schlammmengen pro Jahr liegen in diesen Anlagen bei ca. 400 – 32.850 Tonnen (mechanisch entwässert). Das System ist modular aufgebaut, die Größe einer Einzelhalle beträgt 12 x 120 Meter also 1’440m².
Weitere Hallen können errichtet werden, wenn dies durch die anfallenden Schlammmengen erforderlich wird.
Was ist das Besondere am WendeWolf®-Verfahren?
Wir wenden und transportieren den Schlamm mit einem drehenden Schubwender durch die Trocknungshalle. Der maschinell entwässerte Schlamm kann regelmäßig an einer Stirnseite angeliefert und bei erreichtem Trocknungsgrad an der gegenüberliegenden Stirnseite abgeholt werden. Die Halle dient gleichzeitig als Lagerplatz des Trockengutes und braucht weder vom Personal betreten noch mit einem Radlader befahren zu werden.
Welche Schlämme können mit dem WendeWolf®-Verfahren behandelt werden?
Wir benötigen maschinell entwässerten Schlamm. Am einfachsten zu behandeln sind Schlämme mit einem TS-Gehalt größer als 20%, aber wir haben auch Anlagen in denen wir Schlämme mit TS-Gehalt um 15% erfolgreich trocknen. Mit dem WendeWolf®-Verfahren können auch Schlämme in der sogenannten Leimphase bearbeitet werden. Dazu sind patentierte Schaufeln und Messer entwickelt worden.
Wie sieht es mit Geruchs-Emissionen des WendeWolf® aus?
Die Geruchs-Emissionen des angelieferten Schlamms müssen wir als gegeben hinnehmen. Da wir ganzflächig wenden und belüften, verliert sich dieser Geruch sehr schnell, und die aeroben Bakterien lassen den Schlamm ähnlich wie erdigen Kompost riechen. Solange die o.e. Randbedingungen seitens des Kläranlagenbetreibers eingehalten werden, garantieren wir, dass keinerlei zusätzliche Geruchsbelastungen während der Trocknungszeit entstehen. Das gilt auch für eine Lagerungsperiode von mehreren Monaten.
Wie lange dauert die Trocknung mit dem WendeWolf®?
Da pro m² Grundfläche nur eine begrenzte Wassermenge verdunsten kann, ist die Verweildauer eine Funktion der Schütthöhe und des Wetters. Im Sommer kann die Trocknung bei 10 cm Schütthöhe beispielsweise in einer Woche abgeschlossen sein. Im Winter wird nur eine Teiltrocknung erreicht. Mithilfe eines detaillierten Simulationsprogramms und den örtlichen Wetterdaten berechnen wir den monatlichen Wasseraustrag und die dann zu erreichenden Trocknungsgrade.
Welche Trocknungsgrade können mit dem WendeWolf® erreicht werden?
Der erzielbare Trocknungsgrad ist ausschließlich eine Funktion der Zeit. Wir erreichen bei genügend langer Aufenthaltszeit im Sommer Trocknungsgrade um 90%. Auch im Winter wird in den Trocknungshallen Wasser verdunstet, aber der spezifische Wasserentzug je m² Grundfläche ist dann verständlicherweise kleiner als im Sommer.
Welche Endtrocknungsgrade sind sinnvollerweise mit dem WendeWolf® anzustreben?
Die Verdunstungsgeschwindigkeit nimmt ab, sobald ein Trocknungsgrad von etwa 65% TS erreicht wird. Wird nur nach Gewicht abgerechnet, lohnt sich eine Trocknung über etwa 65% TS in der Regel nicht mehr. Beispiel: Aufgabe des Filterkuchens in den Trockner mit 25% TS. Pro Tonne sind 750 kg Wasser und 250 kg Feststoff enthalten. Wird auf 65% getrocknet beträgt die restliche Menge noch 250/0,65 = 384 kg, davon 250 kg Feststoff und 134 kg Wasser. Von dem ursprünglichen Wassergehalt von 750 kg sind also 616 kg oder 82% schon verdunstet. Wird gewünscht, auf 85% zu trocknen, beträgt die Restmenge noch 250/0,85 = 294 kg, davon 44 kg Wasser.
Größere Kläranlagen wie die ARA Glarnerland, Veszprém und Rzeszów betreiben deshalb ihre Trocknungsanlage im gleichmässigen Durchlaufbetrieb, haben aber mit dem Entsorger einen Abnahmevertrag abgeschlossen, der unterschiedliche Trocknungsgrade ermöglicht.
Wieviel Platz benötigt der WendeWolf®?
Mit den notwendigen Zu- und Abfahrtswegen sollten ca. 1,5 m² pro Tonne angelieferten Schlamms vorgesehen werden. Wir dimensionieren einerseits nach dem angelieferten TS-Gehalt und dem gewünschten Trocknungsgrad und andererseits nach dem Stapelvolumen zwischen den möglichen Ausbringzeiten.
Besteht die Optimierung durch eine Zusatzheizung?
In unseren Anlagen haben wir drei verschiedene Zusatzheizungen in der Anwendung: Bodenheizung in der ARA Glarnerland, KA Murnau, KA Ilawa und Myszkow, Luftheizung in den Kläranlagen Sargans, Veszprém, Rzeszów, Miltenberg, Weil am Rhein und Riedlingen, Infrarotstrahler (Dunkelstrahler) in der Kläranlage Vils. Als Wärmequellen dient die Abwärme der Gasmotoren und ein Wärmezugewinn aus einer Wärmepumpenanlage. Die Infrarotstrahler verwenden Überschussgas aus dem Faulturm, welches ansonsten abgefackelt werden müsste.
Wie sieht die Kostenseite aus?
Die Investitionskosten teilen sich in Tiefbauarbeiten, Hallenkonstruktion und Maschinentechnik zu etwa gleichen Teilen auf. Pro Jahrestonne Filterkuchen schwanken die Investitionskosten zwischen 400,- und 500,- €/t.
Die Betriebskosten sind Dank des extrem niedrigen elektrischen Stromverbrauchs, etwa 10-30 kWh pro Tonne Wasserentzug, äußerst gering. Die einfache Bedienung und der automatische Verfahrensablauf benötigen einen geringen Personalaufwand. Wir rechnen pro Halle und Arbeitstag 0,5 h, darin sind die üblichen Wartungsarbeiten enthalten.
Zu Buche schlagen die Finanzierungskosten, die je nach Zuschüssen, Zinsen von Bankdarlehen unterschiedlich ausfallen können.
Legt man der Kostenberechnung die VDI Richtlinie 2067 zu Grunde, so erhält man für einen reinen Solartrockner mit 1.200 m² Grundfläche, entsprechend etwa pro Tonne Wasserentzug ca. 15,- € für die Betriebskosten und ca. 50,- € für die Annuitäten. Liegen die Entsorgungskosten über 65,- €/t lohnt sich eine solare Schlammtrocknung.
Durch evtl. Landeszuschüsse oder/und die Ausnutzung von Abwärme können diese Kosten gesenkt werden.
Ist eine Genehmigung erforderlich?
Die Genehmigung erfolgt nach Wasserrecht als Verfahren zur Schlammentwässerung und wird auch in eine eventuelle Bezuschussung aufgenommen (z. B. in Baden-Württemberg).