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Verfahren und Vorrichtung zur Entwässerung von Frisch- und bzw, oder Faulschlamm aus Kläranlagen
Die in den kommunalen oder industriellen Abwasserkläranlagen anfallenden Frisch- oder Faulschläm- me werden bekanntlich entwässert und anschliessend durch Verbrennen oder auf andere Weise beseitigt. Für die bisherige Arbeitsweise, bei der die Schlämme in Trockenbeeten auf natürlichem Wege entwässert werden, fehlen heute zumeist die Flächen für solche Trockenbeete.
In neueren Anlagen werden deshalb solche Schlämme durch Zentrifugieren und bzw. oder Filtrieren entwässert und anschliessend meist verbrannt. Um diese Zentrifugen und bzw. oder Filter möglichst zu entlasten, lässt man den Frisch- oder Faulschlamm in Absitzbehältem soweit als möglich eindicken, wobei man den eingedickten Schlamm am Boden des Behälters entnimmt, um ihn dann den Entwässerung- maschinen oder-einrichtungen zuzuführen, während man das überstehende, feststoffarme Wasser von der Oberfläche ab in die mechanische Vorklärung der Kläranlage oder in die Nachklärung oder direkt in den Vorfluter ableitet. Diese Arbeitsweise hat den Nachteil, dass im Frisch- oder Faulschlamm enthaltene spezifisch schwere Feststoffteilchen, z. B.
Sand oder andere körnige, leicht absitzende Stoffe die nachgeschalteten Zentrifugen oder Filter unnötig belasten und überdies dort Schwierigkeiten durch mechanischen Verschleiss der bewegten Teile verursachen. Man kann den Gehalt an schweren körnigen Stoffen im Schlamm durch Vergrösserung und Verbesserung der Sandfänge vor der Kläranlage vermindern. Ausserdem kann man die Zentrifugen gegen Verschleiss widerstandsfähiger machen ; z. B. durch Verwendung härterer Stähle oder durch Aufschweissen von Hartmetallbelägen auf die verschleissgefährdeten Zentrifugenteile.
Durch diese Massnahmen werden die Lebensdauer und die Betriebssicherheit der Zentrifugen zwar merklich, aber nicht soweit verbessert, dass der Einsatz von Zentrifugen zur Entwässerung grosser Schlammmengen als wirtschaftlich tragbar gelten kann.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entwässerung von Frisch- und bzw. oder Faulschlamm aus Kläranlagen durch Eindicken und nachfolgendes Zentrifugieren, wobei Rohschlamm einem Eindicker kontinuierlich unterhalb einer Klärzone zugeführt und der Überlauf von der Oberfläche der Klärzone abgeleitet wird. Erfindungsgemäss wird im Eindicker eine Zerlegung der Schlämme in einen schweren, gegebenenfalls sandhaitigen, feststoffreichen Schlammanteil, in einen leichten, aber weitgehend eingedickten Schlammanteil und einen wasserreichen, feststoffarmen Überlauf vorgenommen.
Dies infolge dadurch, dass Frisch- oder Faulschlamm oder ein Gemisch beider dem Eindicker kontinuierlich zugeführt und darin unter stetigem Rühren gemischt, aufgelockert und bewegt wird, so dass die spezifisch schweren körnigen Feststoffe Gelegenheit haben, durch den Schlamm nach unten zu wandern, während dem Wasser Gelegenheit geboten wird, nach oben zu steigen. Dadurch bilden sich im Eindicker drei Zonen aus, nämlich eine untere Zone mit schwerem, gegebenenfalls sandhaltigem, feststoffreichem Schlamm, eine mittlere Zone mit leichtem, aber weitgehend eingedicktem Schlamm und eine obere Zone mit feststoffarmem Wasser. Erfindungsgemäss wird die leichte Schlammfraktion durch eine in der mittleren Zone beginnende Ableitung von der schweren Schlammfraktion gesondert abgeleitet und für sich zentrifugiert.
Um das Absitzen der körnigen schweren Feststoffe und damit die Bildung eines konzentrierten schweren Schlammes am Eindickerboden zu erleichtern, kann man in weiterer Ausbildung der Erfindung den
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Schlamm vor seiner Einführung in den Eindicker in an sich bekannter Weise mit Wasser oder mit feststoff- armem Dünnschlamm verdünnen. Eine solche Verdünnung bewirkt oftmals auch eine Nachflockung im
Schlamm und somit eine Verbesserung des Eindickungsverhaltens. Dieses Eindickungsverhalten kann man in manchen Fällen noch weiter verbessern durch Zusatz von Chemikalien ; beispielsweise von Kalk, Eisen- sulfat, Aluminiumsulfat od. dgl.
Der leichtere, aus der mittleren Zone des Eindickers kommende Schlammanteil wird durch Zentri- fugieren, z. B. in kontinuierlich arbeitenden Zentrifugen, entwässert. Der dabei anfallende Zentrifugen- überlauf wird anschliessend filtriert, beispielsweise auf Vakuumdrehfiltern. Diese Filter kann man auch dazu benützen, um den schweren Schlammanteil weiter zu entwässern, falls dieses noch erforderlich ist.
Man kann auch den schweren Schlammanteil mit dem Zentrifugenüberlauf mischen und dann durch Filtrieren entwässern.
Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht aus einem kontinuierlich arbeitenden
Rundeindicker, der mit einem umlaufenden Bodenräumer und mit senkrechten, über diesen Bodenräumer angebrachten umlaufenden Rührstäben ausgerüstet ist. Die zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens wesentlichen Teile dieses Eindickers sind ein Abschirmblech, das unter dem zentralen Schlammzulauf angebracht ist und etwa 20 - 800/0 des Eindicker-Querschnittes überdeckt und eine Entnahmeleitung für den leichteren Schlamm, die unter diesem Abschirmblech in etwa 30 - 150 cm Entfernung über dem Boden des Eindickers mündet. Schliesslich ist dieser Eindicker noch mit einer Entnahmeleitung für den schwereren Schlamm versehen, welche an einer Vertiefung am Beckenboden beginnt.
In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens beispielsweise und schematisch dargestellt.
In dem Rundbecken 1 mit dem Beckenboden 2 und der Vertiefung 3 im Beckenboden befinden sich am oberen äusseren Rand die Sammelrinne für den Überlauf 4 und zentral angeordnet das Verteilerrohr für den Schlammzulauf 5. Inmitten des Beckens hängt die senkrechte Achse 6, die mit einem Antrieb versehen ist. An dieser Achse hängt das Abschirmblech 7 und unterhalb davon die beiden Arme 8. An diesen Armen sind die Rührstäbe 9 und die Bodenräumschilde 10 befestigt. Das Schlammgemisch kommt durch die Rohrleitung 11 in den Zulaufverteiler 5 und strömt dann, abgelenkt durch das Abschirmblech 7. nach aussen. Die Schlämme gelangen nach unten.
Das Wasser steigt zur Oberfläche auf und wird von dort durch die Öffnungen 12 im Beckenmantel 1 in die Überl aufsammelrinne 4 geleitet. Der leichtere Schlamm wird durch die Mündung 13 des Entnahmerohres 14 abgesaugt und der schwerere Schlamm wird über Rohrleitung 15 auf der Vertiefung 3 im Beckenboden 2 entnommen.
Beispiel1 :FaulschlammauseinerstädtischenKläranlagemiteinemFeststoffgehaltvon10Gew.-% wurde in dem erfindungsgemässen Eindicker bei einer mittleren Aufenthaltsdauer von 3 h unter stetigem Rühren behandelt. Dabei stellte sich der Feststoffgehalt in unmittelbarer Bodennähe des Eindickers auf 18 Gew. J1/0. in der Mitte des Eindickers auf 11 Gew. -0/0 und nahe der Oberfläche der Schlammschicht auf 8 Gew. -0/0 ein. Über der Schlammschicht befand sich nur eine sehr kleine feststoffarme Wassermenge, deren gesonderte Entnahme keine Vorteile versprach. Die feststoffreiche, am Boden befindliche Schicht brauchte bei der angegebenen Zusammensetzung keine maschinelle Nachentwässerung mehr.
Der Schlamm aus der Mitte des Eindickers konnte auf einer kontinuierlich arbeitenden Dekantierzentrifuge leicht bis auf 45 Gew. -0/0 Feststoffgehalt entwässert werden, da sich in diesem Schlamm keine groben, körnigen Feststoffe mehr befanden, die die Entwässerungsmaschine hätten schädigen können.
B e i s'p i e l 2 : Bei einem Gemisch aus Frischschlamm und Faulschlamm mit einem Feststoffgehalt von 10% konnte allein durch Rühren keine wesentliche Anreicherung an Feststoffen in der Nähe des Eindickerbodens festgestellt werden. Der Schlamm war verhältnismässig zäh, so dass die vorgegebene Zeit von 3 bis 6 hfürdieAnreicherung derkörnigenFeststoffe am Boden des Eindickers nicht ausreichte. Nachdem dieser Schlamm vor seiner Behandlung im Eindicker mit Wasser im Verhältnis l : l verdünnt worden
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Schlammes auf zirka 5 Gel.-% am Boden des Eindickers ein Feststoffgehalt von 21 Gel.-% und im unteren Drittel ein solcher von 12 Gew. -0/0 festgestellt. Etwa die untere Hälfte des Eindickers war bei zweistündiger mittlerer.
Aufenthaltszeit mit Schlamm und die obere Hälfte mit Wasser, das noch einen Feststoffgehalt von 0, 1 bis 0,2 Gel.-% enthielt, gefüllt. Dieses Wasser konnte in den mechanischen Teil der Kläranlage zurückgeleitet werden. Der Schwerschlamm vom Eindickerboden konnte unmittelbar verbrannt werden. Der Schlamm aus der mittleren Eindickerzone wurde durch Zentrifugieren auf 42 Gew. -0/0 Feststoffgehalt gebracht und zusammen mit dem Schwerschlamm verbrannt.