Schlammbehandlung

Verschiedene Arten von Schlamm werden in die Schlammbehandlung geführt. Der Primärschlamm (abgesetzter Schlamm aus der Vorklärung, zusammen mit dem Fällschlamm) wird über eine Schlammsiebung (Strainpresse) so gereinigt, dass verzopfende Materialien wie Textilfäden und Haare herausgesiebt werden. Diese Reinigung entlastet die weitere Schlammbehandlung beträchtlich.

Der Sekundärschlamm - Rückspülung der Filtration – wird in den Schlammeindicker geleitet. Das noch wenig konzentrierte Schlamm-Wasser-Gemisch wird durch Sedimentation aufkonzentriert. So kann das Schlammvolumen erheblich reduziert werden.

Um den immer noch sehr flüssigen Schlamm (2.5% TS) einzudicken, wird ein Scheibeneindicker dazwischen geschaltet um eine Trockensubstanz von ca. 6% zu erhalten. So kann das Schlammvolumen erheblich reduziert und somit die Aufenthaltszeit in der Faulung entsprechend vergrössert werden.

Fremdschlammannahme

Der Frischschlamm (nicht ausgefaulter Schlamm) der ARA Teufenthal wird auf die ARA Hallwilersee transportiert und über die Fremdschlammannahme in die weitere Schlammbehandlung (Faulung, Entwässerung) geführt. Diese in externen Kläranlagen angenommene Schlammmenge beträgt heute etwa ein Drittel des der ARA Region Hallwilersee anfallenden Schlammes.

Schlammfaulung

Die Schlammfaulung erfolgt als anaerobe Schlammstabilisierung. Der Schlamm wird unter Ausschluss von Sauerstoff unter Mitwirkung verschiedener Bakteriengruppen in mehreren Schritten ausgefault. Im ersten Schritt, der Hydrolyse (saure Faulung) zerlegen Bakterien die hochmolekularen Stoffe in Essigsäure, Buttersäure, Schwefelwasserstoff und Ammoniak. Aus den Säuren bilden acetogene Bakterien das für die Methanbakterien notwendige Acetat sowie Wasserstoff und CO2. Anschliessend kommen die Methanbakterien ins Spiel, die das begehrte Biogas bilden. Um einen optimalen Faulprozess zu erreichen, muss der Schlamm im Faulturm auf rund 37 °C aufgeheizt werden. Die mittlere Aufenthaltszeit im Faulraum beträgt ca. 25-30 Tage. Die Schlammfaulung der ARA Region Hallwilersee erfolgt in zwei Faulräumen zu je 550 m3.

Gasverwertung

Das im Faulprozess anfallende Methangas wird im oberen Bereich des Faulturms angereichert und im Gasspeicher (Gasometer) gepuffert und von Kondensat-Wasser befreit. Die Jahresproduktion an Biogas beläuft sich auf 300‘000 bis 350‘000m3. Biogas gehört zur Gruppe der erneuerbaren Energieträger und hat deshalb in letzter Zeit stark an Bedeutung gewonnen. Der Brennwert von Biogas resultiert überwiegend aus dem etwa 60%-igen Methananteil (CH4). Das Biogas wird in der ARA Region Hallwilersee über ein Blockheizkraftwerk (BHKW) zu Strom und Wärmeerzeugung genutzt.

Schlammstapelung

Nach der Schlammfaulung gelangt der nun als Klärschlamm bezeichnete (ausgefaulte) Schlamm in den Stapelraum. Der Stapel dient einerseits als Puffer zur Überbrückung bei Feiertagen und Engpässen, anderseits als Vorlage der Entwässerungsmaschine. Der auf die Entwässerungsmaschine geförderte Schlamm sollte möglichst homogen und mit konstantem Wassergehalt anfallen, damit das Flockungshilfsmittel in optimaler Konzentration und Menge zudosiert werden kann. Zu diesem Zweck kann der Stapelinhalt mit einem Rührwerk homogenisiert werden. Das grosse Vorlagevolumen erlaubt zudem einen mehrstündigen, kontinuierlichen Entwässerungsprozess.

Klärschlammentwässerung

Der Schlamm weist nach dem Faulungsprozess immer noch einen hohen Wassergehalt von rund 97% (3.0 bis 3.5% Trockensubstanz TS) auf. In dieser flüssigen Form wurde bis vor wenigen Jahren der Klärschlamm in die Landwirtschaft ausgetragen. Heute wird der Klärschlamm meist verbrannt. Zu diesem Zweck wird der Schlamm vorgängig entwässert oder gar getrocknet. Mit der installierten Schneckenpresse wird der Schlamm von ca. 3.5% auf 35% Trockengehalt entwässert, was eine Volumenreduktion auf ein Zehntel des ursprünglichen Schlammes entspricht. Die Trennung der Schlammstoffe vom Wasser erfolgt bei der kontinuierlich arbeitenden langsam laufenden Schneckenpresse unter Beigabe eines Flockungshilfsmittels (Polymer), über die Entwässerungsstufen Eindicker, Filtrieren, Nachpressen. Aus diesem Prozess entsteht Zentrat (Filtrat) und der entwässerte Schlamm. Das Zentrat (abgetrenntes Wasser) ist stark mit Ammonium belastet und wird über Nacht dem ARA-Zulauf in geringer Menge zudosiert, um in der Biologie abgebaut zu werden.

Der entwässerte Klärschlamm wird über Schneckenförderer auf zwei bereitgestellte Mulden verteilt. Von da wird er in der STRAG in Würenlingen getrocknet und dient anschliessend als Steinkohleersatz in der Zementherstellung des benachbarten Zementwerkes der Holcim als Primärenergie.