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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Hygienisierung von hygienisch bedenklichem Gut, insbesondere von in Kläranlagen anfallendem Rechengut und Sandfanggut, durch Einwirkung von Dampf unter Überdruck, sowie auf ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Vorrichtung.
Krankheitserreger aller Art werden über hygienisch bedenkliche Abfälle, wie etwa über das Abwasser, den Kläranlagen zugeleitet. Viele von ihnen überstehen dort die einzelnen Reinigungsprozesse und werden zur weiteren Entsorgung, wie etwa Deponierung oder landwirtschaftliche Verwertung, der Umwelt abgegeben. Bei dieser Entsorgungsart entsteht eine seuchenhygienische Gefährdung in Form der Kette "Boden - Pflanze - Tier - Mensch". Seuchenhygienisch besonders bedenklich sind die in der sogenannten mechanischen Reinigungsstufe anfallenden Abfälle, wie etwa das Rechen- und Sandfanggut, Kanalrückstände, Abfälle aus Spitälern und Schlachthöfen u. dgl.
Zur Sterilisation von hygienisch bedenklichen Abfällen kann beispielsweise Wasserdampf verwendet werden. Aus der AT-PS Nr. 242634 ist ein Verfahren zum Entwässern von Schlamm bekanntgeworden, bei dem ein Filtrationsrückstand aus einer Filtriervorrichtung mit zugesetztem Dampf bei kontinuierlicher Zugabe von neuem und unbehandeltem Schlamm behandelt wird. Die DE-OS 1642426 zeigt und beschreibt eine Sterilisiereinrichtung mit einem in einer Sterilisationskammer
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mischer der zu behandelnde Schlamm angesaugt und intensiv mit dem Treibdampf vermischt wird.
Aus der DE-OS 1792172 ist ein Verfahren zur Desinfektion von Abwässern bekanntgeworden, wobei das Abwasser nach einer vorhergehenden Zerkleinerung der darin enthaltenen Feststoffe unter
Druck gesetzt wird und nach Vorwärmung in einem Wärmetauscher in einem Heissdampf-Mischbehälter Heissdampf zur Sterilisierung beigesetzt wird. Der Heissdampf soll dabei aus dem durch den Wärmeinhalt des Abwassers entstehenden absaugbaren Wasserdampf mittels adiabatischer Zustandsänderung hergestellt werden, wodurch die Zufuhr von Fremddampf überflüssig werden soll.
Die Erfindung zielt darauf ab, in wirksamer und einfacher Weise ein hygienisch bedenkliches Gut zu hygienisieren und damit der Seuchengefahr entgegenzuwirken.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass in einem Autoklaven ein Siebkorb für die Aufnahme des zu hygienisierenden Gutes um eine vertikale Achse rotierbar gelagert ist und dass der Deckel des Autoklaven mit einer in den Siebkorb ragenden Dampfzuleitung ausgestattet ist.
Dadurch, dass der Siebkorb in einem Autoklaven angeordnet ist, in welchem Überdruck herrscht, wird eine hohe Hygienisierungstemperatur des Dampfes ermöglicht. Dadurch, dass der Siebkorb rotierbar gelagert ist, wird ein besseres Durchmischen des zu hygienisierenden Gutes ermöglicht und es wird daher der Dampfzutritt zu den einzelnen Teilen dieses Gutes erleichtert. Gemäss der Erfindung ist vorzugsweise der Siebkorb als Spaltsiebkorb ausgebildet. Ein solches Spaltsieb ermöglicht eine besonders gute Siebwirkung.
Gemäss der Erfindung ist zweckmässig wenigstens ein Transportgefäss für den Transport des zu hygienisierenden Gutes von einem Zwischenbunker zum Autoklaven vorgesehen, welcher für den Angriff eines Gabelstaplers ausgebildet ist. Von diesem Transportbehälter kann das zu hygienisierende Gut in einfacher Weise in Chargen zum Autoklaven transportiert werden und dadurch, dass der Transportbehälter für den Angriff eines Gabelstaplers ausgebildet ist, ist eine leichte Handhabung des zu hygienisierenden Gutes ermöglicht, wobei ein solcher Gabelstapler auch das Einleeren des zu hygienisierenden Gutes in den Siebkorb ermöglicht.
Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann hiebei der Siebkorb selbst als Transportgefäss ausgebildet sein, wodurch der Arbeitsvorgang des Entleerens des Transportgefässes in den Siebkorb entfällt. Hiebei ist zweckmässig der Siebkorb mit dem Deckel des Autoklaven verbindbar, so dass der Siebkorb mit der im Deckel angeordneten Dampfzuleitung verbunden werden kann und mit dem Deckel gemeinsam in den Autoklaven eingesetzt werden kann. Wenn ein gesondertes Transportgefäss vorgesehen ist, aus welchem das zu hygienisierende Gut in den Siebkorb eingeleert wird, muss das Gut nach Durchführung der Hygienisierung wieder aus dem Siebkorb in einen Transportbehälter geleert werden. Um dies zu ermöglichen, ist gemäss der Erfindung zweckmässig der Autoklav gemeinsam mit dem Siebkorb und dessen Rotationsantrieb um eine horizontale Achse kippbar gelagert.
Es muss einfach der Deckel geöffnet werden und, da der gesamte Autoklav kippbar gelagert ist, muss der Siebkorb nicht aus dem Autoklaven entfernt und nicht
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von seinem Rotationsantrieb getrennt werden.
Gemäss der Erfindung kann auch der Siebkorb als Zentrifuge ausgebildet sein. Damit wird bereits ein Entwässerungseffekt des im Siebkorb befindlichen Gutes erreicht.
Gemäss der Erfindung ist zweckmässig an den unteren Bereich des Autoklaven eine vorzugs- weise über ein Regelventil steuerbare, zur Kläranlage, beispielsweise zum Klärbecken, führende
Abflussleitung angeschlossen. Dadurch, dass die Abflussleitung über ein Regelventil steuerbar ist, kann der flüssige Anteil des zu hygienisierenden Gutes noch so lange im Autoklaven zurückge- halten werden, bis auch dieser flüssige Anteil hygienisiert ist. Da dieser flüssige Anteil wieder in die Kläranlage geführt wird, erfolgt noch eine weitere Reinigung dieses flüssigen Anteiles. Ge- mäss der Erfindung kann hiebei die Abflussleitung über einen Wärmeaustauscher zur Vorwärmung des Speisewassers für den Dampferzeuger geführt sein, so dass die Wärme des aus dem Autoklaven abfliessenden flüssigen Anteiles ausgenutzt wird.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind wenigstens zwei Autoklaven vorgesehen, welchen der Dampf von einem gemeinsamen Dampferzeuger oder Dampfspeicher über ge- sonderte Regelventile zugeführt wird und an welche gesonderte durch Regelventile steuerbare Ab- flussleitungen angeschlossen sind. Auf diese Weise wird ein weitgehend kontinuierlicher Betrieb ermöglicht. Während in einem Autoklaven das Gut hygienisiert wird, kann der andere Autoklav beschickt werden. Dies ist durch die gesonderten Regelventile in der Dampfzuleitung ermöglicht, über welche der Dampf zum einen oder zum andern Autoklaven geführt wird. Dadurch, dass die
Abflussleitungen von den einzelnen Autoklaven durch gesonderte Regelventile steuerbar sind, wird ermöglicht, den flüssigen Anteil bis zur Vollendung der Hygienisierung im Autoklaven zurückzuhalten.
Hiebei können gemäss der Erfindung die Abflussleitungen über einen gemeinsamen Heisswasser- speicher und gegebenenfalls über einen gemeinsamen Wärmeaustauscher zu einer Kläranlage geführt sein.
Der Effekt der Hygienisierung ist abhängig von der Hygienisierungstemperatur und von der Hygienisierungsdauer. Je höher die Hygienisierungstemperatur ist und je länger das zu hygienisierende Material unter dieser Temperatur gehalten wird, desto sicherer ist der Effekt der Hygieni- sierung. Die erforderliche Hygienisierungstemperatur und die Zeitdauer, während welcher das zu hygienisierende Gut unter dieser Temperatur gehalten wird, ist für verschiedene Arten von Krankheitserregern verschieden. Die Temperatur und die Zeitdauer ihrer Einwirkung ist somit abhängig von den Arten der Krankheitserreger, welche sich erfindungsgemäss oder gemäss Testversucnen in dem zu hygienisierenden Gut befinden.
Gemäss der Erfindung kann nach Entspannung des Innenraumes des Autoklaven auf Atmosphärendruck und nach Ableitung des angefallenen Kondenswassers der Druck noch weiter, beispielsweise auf etwa 0, 2 bar, abgesenkt werden, worauf nach einer Verweilzeit der Druck wieder auf Atmosphärendruck angehoben wird. Die Absenkung des Druckes im Autoklaven kann beispielsweise durch eine Wasserstrahlpumpe bewirkt werden. Hiebei kühlt sich der Behälterinhalt ab, wobei beispielsweise eine Abkühlung bis auf etwa 60 C beobachtet wurde, und es wird gleichzeitig ein bestimmter Anteil des Wassers, das aus dem Dampf kondensiert wurde, wieder verdampft. Diese Abkühlung hat den Vorteil, dass das hygienisierte Gut leichter gehandhabt werden kann.
In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch erläutert. Fig. l zeigt ein Fliessschema, Fig. 2 zeigt in einem Ausführungsbeispiel den Autoklaven in Betriebsstellung, während Fig. 3 die Kippstellung des Autoklaven darstellt. Fig. 4 ist ein Diagramm, welches den Einfluss der Temperatureinwirkung und der Zeitdauer auf verschiedene Krankheitserreger darstellt.
In Fig. l ist das Fliessschema dargestellt. --1-- ist der Dampfkessel, welchem, wie durch den Pfeil 2 angedeutet ist, Wärme zugeführt wird. --3-- ist das Sicherheitsventil.--4 und 5-sind zwei Autoklaven, welche abwechselnd über die Leitung --6-- mit Dampf versorgt werden.
In den Autoklaven befinden sich Siebkörbe --7 und 8--, welche durch Motoren--9 und 10--zur Rotation um eine vertikale Achse angetrieben werden. Über Regelventile--11 und 12-- gelangt der Dampf in Dampfzuführungsrohre--13 und 14--, welche in die Siebkörbe --7 und 8--eintauchen. Die Siebkörbe --7 und 8--werden wechselweise mit dem zu hygienisierenden Gut gefüllt, wobei durch die Regelventile--11 und 12-- die Dampfzufuhr zu den Siebkörbe --7 oder 8--
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während des Hygienisierungsvorganges freigegeben wird.
Über Abflussleitungen --15 und 16-- und Regelventile --17 und 18-- wird jeweils der anfallende flüssige Anteil zu einem Heisswassersammelbehälter --19-- geleitet. Während des Hygienisierungsvorganges im Autoklaven --4-- bleibt das Regelventil --17-- geschlossen und während des Hygienisierungsvorganges im Autoklaven --5-- bleibt das Regelventil --18-- geschlossen, so dass der anfallende flüssige Anteil während der Hygienisierung in dem betreffenden Autoklaven zurückgehalten wird. Vom Heisswassersammelbehälter --19-- wird der bereits hygienisierte flüssige Anteil über eine Leitung --20-- und einen Wärmeaustauscher --21-- in Richtung des Pfeiles 22 zur Kläranlage abgeführt, wobei wieder in die Abfuhrleitung --23-- ein Regelventil --24-- eingeschaltet ist.
Das Speisewasser für den Dampfkessel --1-- wird über den Wärmeaustauscher --21-- und eine Leitung --25-- in den Dampfkessel --1-- geführt. In die Leitung --25-- ist eine Speisepumpe --26--, ein Regelventil --27-- und eine Rückschlagklappe --28-- eingeschaltet. An Stelle des Dampfkessels --1-- kann auch ein Dampfspeicher vorgesehen sein, in welchem Fall dann die Speisewasserzufuhr entfällt.
Nach Durchführung der Hygienisierung in den betreffenden Autoklaven --4 und 5--werden die Siebkörbe --7 und 8-- in Transportbehälter entleert.
Wie Fig. 2 zeigt, ist der Autoklav --4 bzw. 5-- um eine horizontale Achse --29-- kippbar.
Im Autoklaven --4 bzw. 5-- ist der Siebkorb --7 bzw. 8-- um die vertikale Achse --30-- rotierbar gelagert und über einen Antriebsmotor --10-- angetrieben. Der Deckel --31-- des Autoklaven wird geöffnet und der Autoklav wird gemeinsam mit dem Siebkorb und dem Antrieb gekippt, wobei der Siebkorb in einen Transportbehälter --32-- entleert wird. Die Kippstellung ist in Fig. 3 dargestellt. Um in diese Kippstellung zu gelangen, wird der Träger --33-- der horizontalen Achse --29-- verschwenkt, so dass die horizontale Achse --29-- in die Stellung --29'-- ge- langt.
Fig. 4 ist ein Diagramm, welches die Abhängigkeit der Hygienisierung verschiedener Krankheitserreger von der Hygienisierungstemperatur und der Verweilzeit bei dieser Temperatur darstellt.
In diesem Diagramm sind die verschiedenen Krankheitserreger wie folgt bezeichnet :
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<tb>
<tb> Ev <SEP> Enteroviren
<tb> (mit <SEP> Ausanahme <SEP> von <SEP> Hepatitis <SEP> A <SEP> Virus)
<tb> Sa <SEP> Salmonella
<tb> Sh <SEP> Shigella
<tb> Vc <SEP> Vibrio <SEP> cholerae
<tb> Eh <SEP> Entamoeba <SEP> histolytica
<tb> A <SEP> Ascaris
<tb> T <SEP> Taenia
<tb>
Die resistenten Viren sind hiebei Ev und A. Sobald die Bedingungen für die Zerstörung dieser Viren ausreichen, kann von einem sicheren Betrieb gesprochen werden.
Die Sicherheitszone beginnt hiebei bei folgenden Temperatur-Zeitkombinationen :
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<tb>
<tb> 62 C <SEP> 1 <SEP> h <SEP>
<tb> 500C <SEP> 1 <SEP> Tag
<tb> 460C <SEP> 1 <SEP> Woche
<tb> 430C <SEP> 1 <SEP> Monat
<tb> 420C <SEP> 1 <SEP> Jahr
<tb>
Die erforderliche Zeit für die Abtötung von A nimmt somit bei Temperaturen unter 460C sehr stark zu.
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The invention relates to a device for the hygienization of hygienically questionable goods, in particular screenings and sand traps occurring in sewage treatment plants, by the action of steam under excess pressure, and to a method for operating such a device.
Pathogens of all kinds are sent to the sewage treatment plants via hygienically questionable waste such as waste water. Many of them survive the individual cleaning processes there and are released to the environment for further disposal, such as landfilling or agricultural recycling. This type of disposal poses an epidemic hazard in the form of the chain "soil - plant - animal - human". Epidemiologically, the waste generated in the so-called mechanical cleaning stage, such as screenings and sand trap material, sewage residues, waste from hospitals and slaughterhouses and the like, is of particular concern. the like
For example, steam can be used to sterilize hygienically questionable waste. A process for dewatering sludge has become known from AT-PS No. 242634, in which a filtration residue from a filter device is treated with added steam with the continuous addition of new and untreated sludge. DE-OS 1642426 shows and describes a sterilization device with one in a sterilization chamber
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the sludge to be treated is sucked in and mixed intensively with the motive steam.
From DE-OS 1792172 a method for disinfecting wastewater has become known, the wastewater after a previous comminution of the solids contained therein
Pressure is set and after preheating in a heat exchanger in a hot steam mixing container, hot steam is added for sterilization. The hot steam is to be produced from the extractable water vapor created by the heat content of the waste water by means of an adiabatic change of state, whereby the supply of extraneous steam is to be superfluous.
The invention aims to sanitize a hygienically questionable good in an effective and simple manner and thus counteract the risk of epidemics.
The invention essentially consists in that a strainer basket for receiving the goods to be hygienized is rotatably mounted about a vertical axis in an autoclave and that the lid of the autoclave is equipped with a steam feed line projecting into the strainer basket.
The fact that the strainer basket is arranged in an autoclave in which there is overpressure enables a high hygienisation temperature of the steam. The fact that the strainer basket is rotatably mounted enables a better mixing of the goods to be hygienized and therefore steam access to the individual parts of this goods is facilitated. According to the invention, the screen basket is preferably designed as a slotted screen basket. Such a slotted screen enables a particularly good screening effect.
According to the invention, at least one transport vessel is expediently provided for the transport of the goods to be hygienized from an intermediate bunker to the autoclave, which is designed for the attack of a forklift. From this transport container, the goods to be hygienized can be transported in batches to the autoclave in a simple manner and the fact that the transport container is designed to attack a forklift enables easy handling of the goods to be hygienized, such a forklift also emptying the material hygienic goods in the strainer basket.
According to an advantageous embodiment of the invention, the strainer basket itself can be designed as a transport vessel, as a result of which the work process of emptying the transport vessel into the strainer basket is eliminated. The sieve basket can expediently be connected to the lid of the autoclave, so that the sieve basket can be connected to the steam feed line arranged in the lid and can be used together with the lid in the autoclave. If a separate transport vessel is provided, from which the goods to be hygienized are emptied into the strainer basket, the goods must be emptied out of the strainer basket into a transport container after the hygienization has been carried out. In order to make this possible, according to the invention the autoclave is expediently tiltable together with the screen basket and its rotary drive about a horizontal axis.
The lid simply has to be opened and, since the entire autoclave is tiltable, the strainer basket does not have to be removed from the autoclave and not
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be separated from its rotary drive.
According to the invention, the screen basket can also be designed as a centrifuge. This already has a dewatering effect on the material in the screen basket.
According to the invention, it is expedient for the lower region of the autoclave to be guided, preferably via a control valve, to the sewage treatment plant, for example to the settling tank
Drain line connected. Because the drain line can be controlled via a control valve, the liquid portion of the goods to be sanitized can be retained in the autoclave until this liquid portion is also sanitized. Since this liquid portion is returned to the sewage treatment plant, this liquid portion is further cleaned. According to the invention, the drain line can be guided via a heat exchanger to preheat the feed water for the steam generator, so that the heat of the liquid portion flowing out of the autoclave is used.
According to a preferred embodiment of the invention, at least two autoclaves are provided, to which the steam is fed from a common steam generator or steam store via separate control valves and to which separate drain lines which can be controlled by control valves are connected. This enables largely continuous operation. While the goods are being sanitized in an autoclave, the other autoclave can be charged. This is made possible by the separate control valves in the steam feed line, via which the steam is led to one or the other autoclave. Because the
Drain lines from the individual autoclaves can be controlled by separate control valves, it is possible to retain the liquid portion in the autoclave until the sanitation is completed.
According to the invention, the drain lines can be routed to a sewage treatment plant via a common hot water tank and, if appropriate, via a common heat exchanger.
The effect of hygienization depends on the hygienization temperature and the duration of the hygienization. The higher the hygienisation temperature and the longer the material to be hygienised is kept below this temperature, the safer the effect of the hygienisation. The required hygienization temperature and the length of time during which the goods to be hygienized are kept below this temperature differ for different types of pathogens. The temperature and the duration of their action is therefore dependent on the types of pathogens which are present in the goods to be hygienized according to the invention or according to test trials.
According to the invention, after the interior of the autoclave has been let down to atmospheric pressure and after the condensate has been discharged, the pressure can be reduced further, for example to about 0.2 bar, whereupon the pressure is raised again to atmospheric pressure after a dwell time. The pressure in the autoclave can be reduced, for example, by a water jet pump. The contents of the container cool down, cooling down to about 60 ° C. being observed, for example, and at the same time a certain proportion of the water that has been condensed from the steam is evaporated again. This cooling has the advantage that the hygienized goods can be handled more easily.
In the drawings, the invention is explained schematically using exemplary embodiments. 1 shows a flow diagram, FIG. 2 shows the autoclave in the operating position in an exemplary embodiment, while FIG. 3 shows the tilting position of the autoclave. Fig. 4 is a diagram illustrating the influence of temperature and time on various pathogens.
The flow diagram is shown in FIG. --1-- is the steam boiler, to which, as indicated by arrow 2, heat is added. --3-- is the safety valve - 4 and 5 - are two autoclaves which are alternately supplied with steam via line --6--.
Sieve baskets --7 and 8-- are located in the autoclaves, which are driven by motors - 9 and 10 - for rotation about a vertical axis. Via control valves - 11 and 12--, the steam reaches steam supply pipes - 13 and 14--, which are immersed in the filter baskets --7 and 8 -. The sieve baskets --7 and 8 - are alternately filled with the goods to be hygienized, whereby the steam supply to the sieve baskets --7 or 8-- through the control valves - 11 and 12--
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is released during the sanitation process.
The resulting liquid portion is routed to a hot water collecting tank --19-- via drain lines --15 and 16-- and control valves --17 and 18--. During the sanitization process in the autoclave --4-- the control valve --17-- remains closed and during the sanitization process in the autoclave --5-- the control valve --18-- remains closed, so that the resulting liquid portion during hygienization the autoclave in question is retained. The already hygienized liquid portion is discharged from the hot water collecting tank --19-- via a line --20-- and a heat exchanger --21-- in the direction of arrow 22 to the sewage treatment plant, with a control valve again in the discharge line --23-- --24-- is switched on.
The feed water for the steam boiler --1-- is fed via the heat exchanger --21-- and a pipe --25-- into the steam boiler --1--. A feed pump --26--, a control valve --27-- and a non-return valve --28-- are switched on in line --25--. Instead of the steam boiler --1--, a steam store can also be provided, in which case the feed water supply is then omitted.
After carrying out the hygienization in the relevant autoclaves --4 and 5 - the sieve baskets --7 and 8-- are emptied into transport containers.
As shown in Fig. 2, the autoclave can be tilted --4 or 5-- about a horizontal axis --29--.
In the autoclave --4 or 5--, the sieve basket --7 or 8-- is rotatably mounted about the vertical axis --30-- and driven by a drive motor --10--. The lid --31-- of the autoclave is opened and the autoclave is tilted together with the sieve basket and the drive, the sieve basket being emptied into a transport container --32--. The tilt position is shown in Fig. 3. In order to reach this tilt position, the support --33-- of the horizontal axis --29-- is pivoted so that the horizontal axis --29-- moves to the position --29 '-.
FIG. 4 is a diagram which shows the dependence of the hygienization of various pathogens on the hygienization temperature and the residence time at this temperature.
In this diagram, the various pathogens are labeled as follows:
EMI3.1
<tb>
<tb> Ev <SEP> enteroviruses
<tb> (with <SEP> exception <SEP> from <SEP> hepatitis <SEP> A <SEP> virus)
<tb> Sa <SEP> Salmonella
<tb> Sh <SEP> Shigella
<tb> Vc <SEP> Vibrio <SEP> cholerae
<tb> Eh <SEP> Entamoeba <SEP> histolytica
<tb> A <SEP> Ascaris
<tb> T <SEP> Taenia
<tb>
The resistant viruses are Ev and A. As soon as the conditions for the destruction of these viruses are sufficient, one can speak of safe operation.
The safety zone begins with the following temperature-time combinations:
EMI3.2
<tb>
<tb> 62 C <SEP> 1 <SEP> h <SEP>
<tb> 500C <SEP> 1 <SEP> day
<tb> 460C <SEP> 1 <SEP> week
<tb> 430C <SEP> 1 <SEP> month
<tb> 420C <SEP> 1 <SEP> year
<tb>
The time required to kill A increases very much at temperatures below 460C.