Das Schlammvolumen bezeichnet das Gesamtvolumen des Schlamms, das in einem Wasser- oder Abwasserbehandlungsprozess anfällt. Es setzt sich aus dem Volumen der Feststoffe und dem Volumen des eingeschlossenen Wassers zusammen. Das Schlammvolumen ist eine entscheidende Größe in der Planung und im Betrieb von Kläranlagen sowie in industriellen Wasseraufbereitungsanlagen, da es die Dimensionierung der Behandlungsanlagen, die Effizienz der Entwässerungsprozesse und die Entsorgungskosten maßgeblich beeinflusst.

Bedeutung des Schlammvolumens in der Wasser- und Abwassertechnik

1. Dimensionierung von Anlagen:

   • Das Schlammvolumen ist eine wichtige Grundlage für die Auslegung von Anlagenkomponenten wie Sedimentationsbecken, Eindickern, Entwässerungssystemen und Faultürmen.

2. Betriebsoptimierung:

   • Die regelmäßige Überwachung des Schlammvolumens ermöglicht die Steuerung von Prozessen wie Fällung, Flockung und Schlammrückführung.

3. Entsorgung und Transport:

   • Ein hohes Schlammvolumen erhöht die Transport- und Entsorgungskosten. Daher ist die Reduzierung des Volumens ein zentrales Ziel der Schlammbehandlung.

4. Nachhaltigkeit:

   • Die Minimierung des Schlammvolumens trägt zur Ressourcenschonung bei, indem weniger Entsorgungsflächen und Chemikalien benötigt werden.

Messung des Schlammvolumens

Schlammvolumenindex (SVI)

Der Schlammvolumenindex (SVI) ist ein standardisierter Parameter, der das Volumen eines Schlamms nach 30 Minuten Sedimentation in einem 1-Liter-Zylinder beschreibt. Der SVI gibt das Verhältnis des Volumens des abgesetzten Schlamms zur Trockensubstanz (TS) an und wird in mL/g TS angegeben.

• Interpretation:

  • Niedriger SVI (< 100 mL/g):
    • Schlamm ist gut sedimentierbar und kompakt.
  • Hoher SVI (> 150 mL/g):
    • Schlamm hat schlechte Sedimentationseigenschaften und neigt zu Fadenbildung oder Aufschwimmen.

Direkte Volumenmessung

• Sedimentationsversuche:
  • Messung des Volumens des abgesetzten Schlamms nach einer definierten Zeit in Sedimentationsbehältern.
• Online-Sensoren:
  • Moderne Anlagen nutzen Ultraschallsensoren oder optische Messsysteme zur kontinuierlichen Überwachung des Schlammvolumens.

Weitere Kenngrößen

• Feststoffgehalt (TS):
  • Gibt den Anteil an Trockensubstanz im Schlamm an.
• Wassergehalt:
  • Der Wasseranteil im Schlamm beeinflusst direkt das Gesamtvolumen und die Entwässerungseigenschaften.

Einflussfaktoren auf das Schlammvolumen

Das Schlammvolumen wird durch eine Vielzahl von Faktoren beeinflusst, die sowohl von der Zusammensetzung des Rohwassers als auch von den eingesetzten Behandlungsverfahren abhängen:

Zusammensetzung des Rohwassers

• Organische Belastung:
  • Hohe Konzentrationen organischer Stoffe (z. B. in der Lebensmittel- oder Chemieindustrie) führen zu einem erhöhten Schlammvolumen.
• Anorganische Stoffe:
  • Mineralische Partikel wie Sand oder Metalle erhöhen die Dichte, können aber das Volumen des Schlamms verringern.

Behandlungsverfahren

• Fällung und Flockung:
  • Die Dosierung von Chemikalien wie Eisen- oder Aluminiumsalzen zur Fällung von Phosphaten oder Schwermetallen erhöht das Schlammvolumen durch die Bildung von Fällungsprodukten.
• Biologische Prozesse:
  • Die Menge an Belebtschlamm hängt von der organischen Belastung und der Aktivität der Mikroorganismen ab.
• Entwässerung und Trocknung:
  • Effiziente Entwässerungsverfahren reduzieren das Volumen erheblich, indem sie den Wassergehalt minimieren.

Betriebsbedingungen

• Hydraulische Belastung:
  • Hohe Zuflussraten können die Sedimentationseigenschaften verschlechtern und das Schlammvolumen erhöhen.
• pH-Wert und Temperatur:
  • Extremwerte können die Flockenbildung oder die biologische Aktivität beeinflussen und somit das Volumen verändern.