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WEBER ENTEC GMBH & CO. KG

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Betriebskosten­einsparung mit Ultraschalldesintegration

Hohe Ansprüche an Effektivität

Im Fokus der Entwicklungsarbeit zur DesiUS (Desintegration Ultraschallsystem) stand die Forderung nach maximaler Kavitationsleistung bei maximaler Betriebssicherheit. Die DesiUS berücksichtigt spezifische Schlammeigenschaften und ist zudem anderen Desintegrationsverfahren hinsichtlich Betriebssicherheit sowie Kosten- und Energieeffizienz überlegen.

Grundsätzlich wird der schlüsselfertig gebauten Anlage ein Mazerator vorgeschaltet. Dieser dient in erster Linie dem Schutz der gesamten Anlage vor Fremdkörpern. Durch eine Exzenterschneckenpumpe wird der Schlamm mit geregelter Geschwindigkeit durch das Schallfeld geführt, um den für die Behandlung des Schlammes idealen spezifischen Energieeintrag einzustellen. Eine SPS gestützte Steuerung ermöglicht einen anwenderfreundlichen, robusten und störungsarmen Betrieb.

Technische Vorteile

  • Sehr hohe Energieeffizienz – 50 % Ersparnis gegenüber anderen Des­inte­gra­tions­systemen
  • Sehr wartungsarme Anlagentechnik
  • Hohe Betriebssicherheit
  • Lange Standzeiten
  • Optimale Anpassung an die
    jeweiligen Anforderungen
  • Geringer Platzbedarf durch kompakte Bauweise, einfache Installation – Plug & Play
  • Geringe Amortisationszeit

Desintegration
durch Ultraschall

Unter Ultraschalldesintegration versteht man den Substrataufschluss mit Ultraschall.

Das Substrat wird auf Zellebene effektiv aufgeschlossen und damit die Substratoberfläche vergrößert. Die resultierende Oberflächenvergrößerung führt zu einer Beschleunigung des organischen Abbauprozesses und somit zu einer gesteigerten Biogasausbeute. Zusätzlich wird durch die Freisetzung von Exo-Enzymen aus der äußeren Zellschicht die Enzymaktivität im Faulturm erhöht. Bei der Desintegration mit Ultraschall werden die von einem Generator erzeugten elektrischen Schwingungen durch einen Konverter (Schallwandler) in mecha­nische Schwingungen umgewandelt. Diese Schwingungen werden über eine sog. Sono­trode in das umgebende Medium übertragen. Sie verursachen hier abwechselnd im Rhythmus der Ultraschallfrequenz hohe Über- und Unterdrücke, je nachdem, ob sich der Schwinger gerade ausdehnt oder zusammenzieht. Während der Unterdruckphase ent­stehen in der beschallten Flüssigkeit mikroskopisch kleine Dampfblasen, die in der anschlie­ßenden Überdruckphase implodieren.

Diesen Vorgang bezeichnet man als Kavitation. Aus der Implosion, welche hohe Drücke und Temperaturen freisetzt, entstehen in der näheren Umgebung starke Prall- und Scherkräfte, die zu einer Desintegration der umgebenden Mikro­organismen führen. Kerntechnologie der DesiUS ist die Ultraschalltechnik von Weber Ultrasonics. Der eigens für die Behandlung biogener Schlämme entwickelte Reaktor BioPush trägt den hohen Anforderungen an den Desintegrationsprozess Rechnung und eignet sich in mehrfacher Hinsicht deutlich besser als die herkömmliche Stabschwinger- oder Sonotrodentechnik.

Betriebskosten­einsparung mit Ultraschall­desintegration

Die DesiUS (DesintegrationUltraschallSystem) steht für energieeffiziente und prozessrobuste Aufschlusstechnik

Der Begriff DesiUS steht für Desintegration Ultraschall System. Der dem DesiUS zugrunde liegende Desintegrationsprozess wurde von Weber Ultrasonics in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut entwickelt und von Weber Entec durch den Einsatz des BioPush Reaktors optimiert. Die DesiUS steht für energieeffiziente und prozessrobuste Aufschlusstechnik mit außergewöhnlich hohem Wirkungsgrad zur Behandlung von biogenen Schlämmen z.B. Überschussschlamm auf Kläranlagen. Durch den Ultraschall wird ein homogenes und hoch effizientes Kavitationsfeld erzeugt, durch welches der Schlamm geführt wird. Die ständig stattfindenden Kavitationsimplosionen reißen durch die entstehenden Scherkräfte die biologischen Zellen auseinander, vergrößern somit die Substratoberfläche und steigern die Enzymaktivität im Faulturm. Die Konsequenz ist eine deutliche Beschleunigung des Abbauprozesses, was wiederum zu einer Steigerung der Gasausbeute sowie einer Reduktion der zu entsorgenden Schlammenge führt. Auch wird die Viskosität deutlich gesenkt und das Entwässerungsverhalten des Faulschlamms verbessert. Neben den genannten Kosteneinsparungen bzw. Mehrerlösen durch die gesteigerte Gasausbeute kann die DesiUS auch zur Bekämpfung z.B. der Microtrix Parvicella, der für die Bildung von Schaum- und Blähschlamm verantwortlichen Fadenbakterie, eingesetzt werden.

Die völlig wartungsfreien Ultraschallreaktoren (1) werden durch eine Exzenterschneckenpumpe (3) beschickt. Der Schlamm wird mit spezifischer Geschwindigkeit so durch das Schallfeld geführt, dass der für die Behandlung des Schlammes ideale spezifische Energieeintrag erzielt wird. Ein Mazerator (2) schützt die Anlage vor Fremdkörpern. Eine SPS gestützte Steuerung ermöglicht einen robusten und störungsarmen Betrieb. Die Anlage ist zudem mit Temperatur-, Druck- und Volumenstromsensorik (4) ausgestattet.

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