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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Aufbereitung von aus einer Kläranlage anfallendem Nassschlamm, bei dem man den Nassschlamm in einen Nassschlammbelüftungsbehälter leitet, in demselben den Schlamm mit einem sauerstoffhaltigen Gas oder reinem Sauerstoff belüftet, derart, dass im Schlamm durch den biologischen Umwandlungsprozess erhöhte Temperaturen entstehen, den so vorbehandelten Schlamm entwässert, und den entwässerten Schlamm anschliessend kompostiert, dadurch gekennzeichnet, dass man den Nassschlamm vor seiner Einleitung in den Nassschlammbelüftungsbehälter (2) mittels einer Entwässerungsvorrichtung (6) auf einen Wassergehalt von höchstens 90% entwässert,
den so entwässerten Schlamm im Nassschlammbelüftungsbehälter (2) zu seiner Belüftung in Zirkulation versetzt und durch Wärmeaustausch mit einem Wärmeaustauscher (38) auf eine Temperatur im Bereich von 55 bis 850C einreguliert und anschliessend den so biologisch vorbehandelten Schlamm in warmem Zustand bis auf einen Wassergehalt im Bereich von 80 bis 50% entwässert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Temperatur des im Nassschlammbelüftungsbehälters sich befindenden Schlammes mit Hilfe des Wärmeaustauschers auf eine im Temperaturbereich von 60 bis 750C einreguliert.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Verweilzeit des im Nassschlammbelüftungsbehälter sich befindenden Schlammes derart bemisst, dass in dieser Zeit infolge des biologischen Abbaus eine Abnahme der organischen Bestandteile in der im Nassschlammbelüftungsbehälter sich befindenden Flüssigkeit um mindestens 30%, vorzugsweise um mindestens 45% stattfindet.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man den aus dem Nassschlammbelüftungsbehälter abgezogenen, behandelten Schlamm nach seiner weiteren Entwässerung auf einen Wassergehalt von 80 bis 50% in warmem Zustand einem Mischer zuführt, in diesem dem behandelten Schlamm mindestens 10 bis 15 Gew.-% Zuschlagstoffe, wie z.B. Sägemehl, gemahlene Baumrinde, Hopfentreiber oder gemahlenen Müll beimischt, und zu seiner Pasteurisierung im Mischer auf eine Temperatur im Bereich von 55 bis 900C erwärmt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Entwässerung des in den Nassschlammbelüftungsbehälter abzugebenden und des aus dem letzteren entnommenen Schlammes alternierend die gleiche Entwässerungsvorrichtung verwendet.
6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem wärmeisolierten Nassschlammbelüftungsbehälter sowie einer Entwässerungsvorrichtung zur Entwässerung des aus dem Nassschlammbelüftungsbehälter austretenden Schlammes, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Entwässerungsvorrichtung (6) zur Entwässerung des aufzube- reitenden Nassschlammes, einen mit Umwälz- und Belüftungsmitteln (76 bzw. 4) versehenen Nassschlammbelüftungsbehälter (2) zur Aufnahme, Umwälzung und Belüftung des von der Entwässerungsvorrichtung (6) zugeführten, entwässerten Schlammes sowie einen mit dem im Innern des Nassschlammbelüftungsbehälters (2) sich befindenden zirkulierenden Schlamm in Wärmeaustauschverbindung stehenden Wärmeaustauscher (38) zur mindestens zeitweisen zusätzlichen Erwärmung oder Abkühlung des im Innern des Nassschlamm.
belüftungsbehälters (2) sich befindenden zirkulierenden Schlammes auf eine bestimmte Temperatur aufweist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaustauscher (38) im Innern des Nassschlamm- belüftungsbehälters (2) angeordnet ist und Steuermittel zur Regulierung des Durchflusses eines heizenden oder kühlenden Mediums durch den Wärmeaustauscher (38) vorgesehen sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwälzmittel (76) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass der im Nassschlammbelüftungsbehälter (2) sich befindende Schlamm mindestens annähernd um eine gedachte Vertikalachse in Rotation versetzt wird.
9. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwälzvorrichtung (76) ausserhalb des Nassschlammbelüftungsbehälters (2) angeordnet und über je eine absperrbare Zu- und Ableitung (77 bzw. 78) mit dem Innern des Nassschlammbelüftungsbehälters (2) verbunden ist, wobei die Zu- und die Ableitung (77 bzw. 78) an in vertikaler Richtung voneinander distanzierten Stellen mindestens annähernd tangential in den Nassschlammbelüftungsbehälter (2) münden, derart, dass der in letzterem sich befindende Schlamm längs einem schraubenförmigen Weg durch diesen zirkuliert.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Nassschlammbelüftungsbehälter (2) mit einem gelochten Doppelboden (79) versehen ist und die Zufuhrmittel zur Zufuhr des sauerstoffhaltigen Gases oder des reinen Sauerstoffes zwischen diesem gelochten Doppelboden (79) und dem eigentlichen Boden (80) des Nassschlammbelüftungsbehälters (2) in diesen münden.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen dem gelochten Doppelboden (79) und dem eigentlichen Behälterboden (80) sich befindenden Raum durch mindestens eine vertikal sich erstreckende Zwischenwand (81, 82) in mindestens zwei voneinander getrennte Kammern unterteilt und jede der Kammern einzeln über ein Regulierorgan (83) mit den Zufuhrmitteln zur getrennt steuerbaren Zufuhr des sauerstoffhaltigen Gases oder reinen Sauerstoffes verbunden ist.
12. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaustauscher (38') an der Zu- oder Ableitung (77 bzw. 78) der Umwälzvorrichtung (76), ausserhalb des Nassschlammbelüftungsbehälters (2), angeordnet ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausräumen von sedimentiertem Sand oder anderen Sedimenten in eine Abzugsleitung (88) im Zentrum des Nassschlammbelüftungsbehälters (2) eine vertikal verlaufende, drehbare Antriebswelle (89) angeordnet und mit einem Bodenräumer (90) verbunden ist.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (89) mit Flüssigkeitsförderflügeln (91) versehen und die letzteren derart angeordnet und ausgebildet sind, dass der im Nassschlammbelüftungsbehälter (2) sich befindenden Flüssigkeit ein nach unten gerichteter Drall erteilt wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von aus einer Kläranlage anfallendem Nassschlamm, bei dem man den Nassschlamm in einen Nassschlammbelüftungsbehälter leitet, in demselben den Schlamm mit einem sauerstoffhaltigen Gas oder reinem Sauerstoff belüftet, derart, dass im Schlamm durch den biologischen Umwandlungsprozess erhöhte Temperaturen entstehen, den so vorbehandelten Schlamm entwässert, und den entwässerten Schlamm anschliessend kompostiert, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Der Patentanspruch I des Schweizer Patentes Nr. 599 056 umschreibt ein Verfahren zur kontinuierlichen Aufbereitung von aus einer Kläranlage anfallendem Nassschlamm, wobei man den Nassschlamm mit einem Wassergehalt von 90 bis 95% in einen Nassschlammbelüftungsbehälter leitet, in demselben den Schlamm mit einem sauerstoffhaltigen Gas oder
reinem Sauerstoff belüftet, derart, dass im Schlamm durch dep biologischen Umwandlungsprozess Temperaturen im Bereich von 40 bis 700C entstehen, den so vorbehandelten Schlamm bis auf einen Wassergehalt von 80 bis 65% entwässert, und den entwässerten Schlamm anschliessend in einer Behandlungskammer mit sauerstoffhaltigem Gas oder reinem Sauerstoff durchsetzt, bis durch den biologischen Umwandlungsprozess Temperaturen im Bereich von 65 bis 85 0C in der Behandlungskammer entstehen und Humus mit einem Wassergehalt von 70 bis 45% gebildet wird.
Der Patentanspruch II des Patentes umschreibt ferner eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, welche einen mit Belüftungsmitteln versehenen, wärmeisolierten Nassschlammbelüftungsbehälter zur Aufnahme und Belüftung des zugeführten Nassschlammes, Entwässerungsmittel zur Entwässerung des belüfteten und warmen Schlammes auf einen Wassergehalt von 80 bis 65%, sowie eine zur Aufnahme des entwässerten Schlammes bestimmte Behandlungskam- mer, welche mit Zufuhrmitteln zur Zufuhr von sauerstoffhaltigem Gas oder reinem Sauerstoff in den in der Behandlungskammer zu belüftenden Schlamm versehen ist, aufweist.
Es hat sich gezeigt, dass es zur Erzielung eines optimalen Prozessablaufes wichtig ist, dass die Temperatur des im Nassschlammbelüftungsbehälter sich befindenden, aufzubereitenden Schlammes nur innerhalb bestimmter Grenzen variiert, da bei zu tiefen Temperaturen, die zum Beispiel bei der Zuführung von neuem, aufzubereitendem Schlamm auftreten kann, der Umwandlungsprozess zu langsam abläuft oder gar nicht in Gang kommt, und anderseits bei zu hohen Schlammtemperaturen die den biologischen Umwandlungsprozess bewirkenden Mikroorganismen absterben und der Umwandlungsprozess zum Stillstand kommt.
Es wurde nun gefunden, dass man das umschriebene Verfahren durch Regulierung der Temperatur des im Nassschlammbelüftungsbehälter sich befindenden Schlammes mittels Wärmeaustausch auf einen bestimmten Wert noch verbessern kann und anderseits bei bestimmten Schlammzusammensetzungen noch wirkungsvoller betreiben kann, wenn man eine höhere Umwandlungsprozesstemperatur verwendet und den biologisch vorbehandelten Schlamm vor seiner Kompostierung in warmem Zustand noch stärker als bisher entwässert.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren der eingangs genannten Art, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man den Nassschlamm vor seiner Einleitung in den Nassschlammbelüftungsbehälter mittels einer Entwässerungs- vorrichtung auf einen Wassergehalt von höchstens 90% entwässert, den so entwässerten Schlamm im Nassschlammbelüftungsbehälter zu seiner Belüftung in Zirkulation versetzt und durch Wärmeaustausch mit einem Wärmeaustauscher auf eine Temperatur im Bereich von 55 bis 850C einreguliert und anschliessend den so biologisch vorbehandelten Schlamm in warmem Zustand bis auf einen Wassergehalt im Bereich von 80 bis 50% entwässert.
Dabei ist es zweckmässig, wenn man die Temperatur des im Nassschlammbelüftungsbehälter sich befindenden Schlammes mit Hilfe des Wärmeaustauschers auf einen im Bereich von 60 bis 750C sich befindenden Wert einreguliert.
Um zu vermeiden, dass im Bodenbereich des Nassschlammbelüftungsbehälters eingeführtes Belüftungsgas wie Luft, mit reinem Sauerstoff angereicherte Luft oder reiner Sauerstoff sich auf dem kürzesten Weg vertikal nach oben bewegt und dort aus dem Schlamm austritt, ist es vorteilhaft, wenn man den im Nassschlammbelüftungsbehälter sich befindenden Schlamm um eine gedachte vertikale Achse in Rotation versetzt.
Um eine möglichst kleine zu kompostierende Menge an behandeltem Schlamm zu erhalten, ist es ferner zweckmässig, wenn man die Verweilzeit des im Nassschlammbelüftungs.
behälter sich befindenden Schlammes derart bemisst, dass in dieser Zeit infolge des biologischen Abbaus eine Abnahme der organischen Bestandteile in der im Nassschlammbelüftungsbehälter sich befindenden Flüssigkeit um mindestens 30%, vorzugsweise um mindestens 45% stattfindet.
Um nur eine Entwässerungsvorrichtung zu benötigen, ist es ausserdem vorteilhaft, wenn man zur Entwässerung des in den Nassschlammbelüftungsbehälters abzugebenden und des aus dem letzteren entnommenen Schlammes alternierend die gleiche Entwässerungsvorrichtung verwendet.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, welche mit einem wärmeisolierten Nassschlammbelüftungsbehälter sowie einer Entwässerungsvorrichtung zur Entwässerung des aus dem Nassschlammbelüftungsbehälter austretenden Schlammes versehen und dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine Entwässerungsvorrichtung zur Entwässerung des aufzubereitenden Nassschlammes, einen mit Umwälz- und Belüftungsmitteln versehenen, wärmeisolierten Nassschlammbelüftungsbehälter zur Aufnahme, Umwälzung und Belüftung des von der Entwässerungsvorrichtung zugeführten,
entwässerten Schlammes sowie einen mit dem im Innern des Nassschlamm- belüftungsbehälters sich befindenden zirkulierenden Schlamm in Wärmeaustauschverbindung stehenden Wärmeaustauscher zur mindestens zeitweisen zusätzlichen Erwärmung oder Abkühlung des im Innern des Nasschlammbelüftungsbehälters sich befindenden zirkulierenden Schlammes auf eine bestimmte Temperatur aufweist.
Um zu vermeiden, dass bei einem Defekt der Umwälzvor- richtung der gesamte Nassschlammbelüftungsbehälter entleert werden muss, ist es zweckmässig, wenn die Umwälzvorrichtung ausserhalb dem Nassschlammbelüftungsbehälter angeordnet und über je eine absperrbare Zu- und Ableitung mit dem Innern des Nassschlammbelüftungsbehälters verbunden ist, wobei die Zu- und die Ableitung an in vertikaler Richtung voneinander distanzierten Stellen mindestens annähernd tangential in den Nassschlammbelüftungsbehälter münden, derart, dass der in letzterem sich befindende Schlamm längs einem schraubenförmigen Weg durch diesen zirkuliert wird.
Dabei ist es zur optimalen Ausnutzung des in den Schlamm eingeführten Sauerstoffes vorteilhaft, wenn die Umwälzmittel derart angeordnet und ausgebildet sind, dass der im Nassschlammbelüftungsbehälter sich befindende Schlamm mindestens annähernd um eine gedachte Vertikalachse in Rotation versetzt wird.
Nachstehend wird das Verfahren der Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Einrichtung beispielsweise erläutert.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Einrichtung wird der aus einer Kläranlage unregelmässig anfallende, einen Wassergehalt von etwa 96% aufweisende Nassschlamm über eine Zuleitung 1 einem Stapelbehälter 64 zugeführt und in diesem gespeichert. Intermittierend wird mit Hilfe einer Schlammpumpe 65 Nassschlamm aus diesem Stapelbehälter 64 abgezogen und einer Entwässerungsvorrichtung 6 zugeleitet, wo der Schlamm auf einen Wassergehalt von etwa 85% entwässert wird.
Dieser entwässerte Schlamm wird über die Leitung 66 einem Pufferspeicher 67 zugeführt, von wo er in der gewünschten Dosierung mit Hilfe der Pumpe 68 in den Nassschlammbelüftungsbehälter 2 befördert wird, in welchem der hochkonzentrierte Schlamm über die mit einer Sauerstoffanlage verbundene Zuleitung 4 mit reinem Sauerstoff versorgt wird. Der Nassschlammbelüftungsbehälter 2 weist von oben betrachtet einen kreisrunden Querschnitt auf, und um zu vermeiden, dass bei einer allfällig notwendigen Demontage der Umwälzvorrichtung 76 der gesamte Nassschlammbelüftungs behälter 2 geleert werden muss, ist die Umwälzvorrichtung 76 ausserhalb des Nassschlammbelüftungsbehälters 2 angeordnet und über je eine mittels einem Schieber absperrbare Zu- und Ableitung 77 bzw. 78 mit dem Innern des Nassschlammbelüftungsbehälters 2 verbunden.
Um eine Verstopfung der Umwälzvorrichtung 76 sicher zu vermeiden, wirken die Eintrittskanten der Förderschaufeln der Umwälzvorrichtung 76 mit einem feststehenden Messer 84 zusammen. Die Zu- und die Ableitung 77 bzw. 78 münden an in vertikaler Richtung voneinander distanzierten Stellen annähernd tangential in den Nassschlammbelüftungsbehälter 2, so dass der im letzteren sich befindende Schlamm längs einem schraubenförmigen Weg durch diesen zirkuliert wird.
Zur Einleitung des Sauerstoffes in den im Nassschlammbelüftungsbehälter 2 befindenden Schlamm ist der Behälter 2 mit einem gelochten Doppelboden 79 versehen und die Zufuhrleitungen zur Zufuhr des Sauerstoffes münden zwischen diesem gelochten Doppelboden 79 und dem eigentlichen Boden 80. Um eine bessere Regulierung des in den Schlamm einzuleitenden Sauerstoffes zu erzielen, ist der zwischen dem gelochten Doppelboden 79 und dem eigentlichen Behälterboden 80 sich befindende Raum durch zwei konzentrisch zueinander angeordnete, einen ringförmigen Grundriss aufweisende Zwischenwände 81 und 82 in drei voneinander getrennte Kammern unterteilt. Jede der drei Kammern ist einzeln über ein Regulierorgan 83 mit der Zufuhrleitung 4 verbunden, so dass die über die einzelnen Kammern in den Schlamm eingeführte Sauerstoffmenge kammerweise gesteuert werden kann.
Mit Hilfe der Umwälzvorrichtung 76 wird der im Nassschlammbelüftungsbehälter 2 sich befindende Nassschlamm in Zirkulation versetzt und die aus den gelochten Doppelboden 79 austretenden Sauerstoffblasen am vertikalen Aufsteigen gehindert, so dass diese Blasen sehr lange im Schlamm bleiben und durch die aeroben Mikroorganismen der in diesen Blasen enthaltende Sauerstoff vollständig aufgenommen wird.
Um im Nassschlammbelüftungsbehälter 2 optimale Be dingungen für den biologischen Umwandlungsprozess zu erhalten, ist im Innern des Nassschlammbelüftungsbehälters 2 ein Wärmeaustauscher 38 angeordnet, mit dessen Hilfe es möglich ist, den im Nassschlammbelüfter 2 sich befindenden Schlamm zusätzlich mit Hilfe einer Heizvorrichtung 85 noch mehr zu erwärmen oder durch Durchleitung von Kühlwasser über die Zuleitung 86 und Abführleitung 87 zu kühlen. Bei Inbetriebsetzung der Anlage ist es notwendig, den im Nassschlammbelüftungsbehälter 2 sich befindenden kalten Schlamm mit Hilfe des Wärmeaustauschers 38 auf mindestens 300C zu erwärmen, da sonst der biologische Umwandlungsprozess nicht in Gang kommt.
Während dem normalen Betrieb der Anlage, ist darauf zu achten, dass die Temperatur des im Nassschlammbelüftungsbehälter 2 sich befindenden Schlammes sich im Temperaturbereich von 60 bis 700C befindet, da bei zu tiefer Temperatur der biologische Umwandlungsprozess zu langsam abläuft und bei zu hoher Temperatur die für den biologischen Umwandlungsprozess notwendigen Mikroorganismen absterben und der Umwandlungsprozess zum Erliegen kommt. Zu diesem Zweck ist eine mit Temperaturfühlern versehene Steuervorrichtung vorgesehen, die je nachdem bewirkt, dass heisses oder kaltes Wasser durch den Wärmeaustauscher 38 geleitet wird.
Um eine möglichst geringe Menge an zu kompostierenden, behandelten Schlamm zu erhalten, wird die Verweilzeit für den im Nassschlammbelüftungsbehälter 2 sich befindenden Schlamm derart bemessen, dass in dieser Zeit infolge des biologischen Abbaus eine Abnahme der organischen Bestandteile in der im Nassschlammbelüftungsbehälter 2 sich befindenden Flüssigkeit um mindestens 45% stattfindet.
Wenn der im Nassschlammbelüftungsbehälter 2 ablaufende biologische Umwandlungsprozess den gewünschten Umwandlungsgrad erreicht hat, wird die Zufuhr von Nassschlamm aus dem Stapelbehälter 64 unterbrochen, und die Schlammpumpe 65 über die Leitung 69 mit dem Nassschlammbelüftungsbehälter 2 verbunden, um den bereits einen reduzierten Wassergehalt aufweisenden, biologisch vorbehandelten, pasteurisierten, warmen Schlamm erneut der Entwässerungsvorrichtung 6 zuzuleiten und auf einen Wassergehalt von etwa 60% zu entwässern.
Der derart entwässerte, biologisch vorbehandelte Schlamm wird darauf einem mittels einem Motor 72 angetriebenen Mischer 8 zugeführt. dessen Austragöffnung 74 ohne Wärmeverlust direkt in das Innere einer zur Kompostierung dienenden Belüftungskammer 5 mündet. In diesem Mischer 8 wird zur Auflockerung des Schlammes etwa 10 bis 20% aus einem Speicher abgezogenes und über eine Zuleitung zugeführtes Zusatzmaterial dem Schlamm beigemischt.
Zur weiteren Entwässerung des in der Behandlungskammer 5 zu belüftenden Gutes wird mittels einem Unterdruckerzeuger 22 im Innern des Mischers 8 ein Unterdruck erzeugt und feuchte Luft sowie Wasserdampf abgezogen und zur Kondensation einem Kondensator zugeleitet.
Um den biologischen Umwandlungsprozess und die Entwässerung zu fördern, ist der Mischer 8 von einem Hohlraum 11 umgeben, durch welchen mittels einer Pumpe 73 eine Wärmeaustauschflüssigkeit befördert wird. die in einem im Innern des Nassschlammbelüftungsbehälters 2 angeordneten Wärmeaustauscher 38 oder durch die Heizvorrichtung 85 auf etwa 85 bis 900C (kurzfristig Pasteurisierung) erhitzt wird.
Auf die beschriebene Weise kann mit Hilfe einer einzigen Entwässerungsvorrichtung 6 eine aufeinanderfolgende, stufenweise Entwässerung des Nassschlammes durchgeführt werden, was eine optimale Ausnutzung der Entwässerungseinrichtung 6 ergibt.
Zur Zufuhr von reinem Sauerstoff in das Innere der Behandlungskammer 5 ist eine mit Zufuhrleitungen verbundene Sauerstoffzufuhranordnung 3 vorgesehen.
Anstatt den Wärmeaustauscher 38 im Innern des Nassschlammbelüftungsbehälters 2 anzuordnen ist es auch möglich, einen Wärmeaustauscher 92 auf der Aussenseite der Umwälzvorrichtung 76 anzuordnen, so dass bei einem allfälligen Defekt am Wärmeaustauscher dieser ohne Entleerung des Beckens 2 entfernt, repariert und wieder montiert werden kann.
Über die Austraganordnung 20 kann nach genügender Verweilzeit des aufzubereitenden Gutes in der Behandlungskammer 5 sterile, gesunde Erdsubstanz in humusähnlicher Form mit einem Wassergehalt von 45 bis 55sec abgegeben werden.
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PATENT CLAIMS
1. Process for the treatment of wet sludge from a sewage treatment plant, in which the wet sludge is passed into a wet sludge aeration tank, in which the sludge is aerated with an oxygen-containing gas or pure oxygen, in such a way that the biological conversion process creates elevated temperatures in the sludge, the so pretreated sludge is dewatered, and the dewatered sludge is then composted, characterized in that the wet sludge is dewatered to a water content of at most 90% by means of a dewatering device (6) before it is introduced into the wet sludge aeration tank,
the so dewatered sludge in the wet sludge aeration tank (2) is put into circulation for its aeration and regulated by heat exchange with a heat exchanger (38) to a temperature in the range of 55 to 850C and then the biologically pretreated sludge in a warm state up to a water content in the range 80 to 50% dehydrated.
2. The method according to claim 1, characterized in that the temperature of the sludge in the wet sludge aeration tank is regulated to a temperature range of 60 to 750C with the aid of the heat exchanger.
3. The method according to claim 1, characterized in that the dwell time of the sludge in the wet sludge aeration tank is dimensioned in such a way that during this time, as a result of the biological degradation, the organic components in the liquid in the wet sludge aeration tank decrease by at least 30%, preferably by at least 45% takes place.
4. The method according to claim 1, characterized in that the withdrawn from the wet sludge aeration tank, treated sludge after its further dewatering to a water content of 80 to 50% in the warm state of a mixer, in this the treated sludge at least 10 to 15 wt. -% aggregates, such as Sawdust, ground tree bark, hops or ground garbage are mixed in, and heated to a temperature in the range of 55 to 90 ° C in the mixer for pasteurization.
5. The method according to claim 1, characterized in that the same dewatering device is used alternately for dewatering the sludge to be dispensed into the wet sludge aeration tank and the sludge removed from the latter.
6. Device for carrying out the method according to claim 1, with a heat-insulated wet sludge aeration tank and a dewatering device for dewatering the sludge emerging from the wet sludge aeration tank, characterized in that it has a dewatering device (6) for dewatering the wet sludge to be prepared, one with circulation and Aeration means (76 or 4) provided wet sludge aeration tank (2) for receiving, circulating and aeration of the dewatered sludge supplied by the dewatering device (6) as well as a heat exchanger (38) in heat exchange connection with the circulating sludge inside the wet sludge aeration tank (2) ) for at least temporary additional heating or cooling of the inside of the wet sludge.
aeration tank (2) located circulating sludge to a certain temperature.
7. Device according to claim 6, characterized in that the heat exchanger (38) is arranged in the interior of the wet sludge ventilation container (2) and control means are provided for regulating the flow of a heating or cooling medium through the heat exchanger (38).
8. Device according to claim 6, characterized in that the circulating means (76) are arranged and designed such that the sludge in the wet sludge aeration tank (2) is set in rotation at least approximately about an imaginary vertical axis.
9. Device according to claim 6 or 8, characterized in that the circulating device (76) is arranged outside the wet sludge aeration tank (2) and is connected to the inside of the wet sludge aeration tank (2) via a lockable inlet and outlet line (77 or 78) , the inlet and outlet lines (77 and 78) opening at least approximately tangentially into the wet sludge aeration tank (2) at points spaced apart from one another in the vertical direction, in such a way that the sludge located in the latter circulates along a helical path through it.
10. Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that the wet sludge aeration container (2) is provided with a perforated double bottom (79) and the supply means for supplying the oxygen-containing gas or pure oxygen between this perforated double bottom (79) and the actual bottom (80) of the wet sludge ventilation container (2) open into this.
11. Device according to claim 10, characterized in that the space between the perforated double bottom (79) and the actual container bottom (80) is divided into at least two separate chambers by at least one vertically extending partition (81, 82) and each of the chambers is individually connected via a regulating element (83) to the supply means for the separately controllable supply of the oxygen-containing gas or pure oxygen.
12. Device according to claim 9, characterized in that the heat exchanger (38 ') is arranged on the supply or discharge line (77 or 78) of the circulating device (76), outside the wet sludge ventilation container (2).
13. Device according to claim 6, characterized in that a vertically extending, rotatable drive shaft (89) is arranged and connected to a bottom scraper (90) for clearing out sedimented sand or other sediments in a discharge line (88) in the center of the wet sludge ventilation container (2) is.
14. Device according to claim 13, characterized in that the drive shaft (89) is provided with liquid delivery vanes (91) and the latter are arranged and designed in such a way that the liquid in the wet sludge aeration tank (2) is given a downward twist.
The invention relates to a method for processing wet sludge from a sewage treatment plant, in which the wet sludge is passed into a wet sludge aeration tank, in which the sludge is aerated with an oxygen-containing gas or pure oxygen, in such a way that elevated temperatures arise in the sludge due to the biological conversion process, dewatered the pre-treated sludge and then composted the dewatered sludge, as well as a device for carrying out the process.
The patent claim I of the Swiss patent No. 599 056 describes a process for the continuous processing of wet sludge from a sewage treatment plant, whereby the wet sludge with a water content of 90 to 95% is passed into a wet sludge aeration tank, in the same the sludge with an oxygen-containing gas or
pure oxygen aerated in such a way that temperatures in the range of 40 to 700C arise in the sludge due to the dep biological conversion process, the so pretreated sludge is dewatered to a water content of 80 to 65%, and the dewatered sludge is then in a treatment chamber with oxygen-containing gas or pure Oxygen is permeated until temperatures in the range of 65 to 85 0C arise in the treatment chamber through the biological conversion process and humus with a water content of 70 to 45% is formed.
Claim II of the patent further describes a device for carrying out the method, which has a heat-insulated wet sludge aeration tank provided with aeration means for receiving and aerating the supplied wet sludge, dewatering means for dewatering the aerated and warm sludge to a water content of 80 to 65%, and one for Receiving the dewatered sludge has a certain treatment chamber which is provided with supply means for supplying oxygen-containing gas or pure oxygen into the sludge to be aerated in the treatment chamber.
It has been shown that, in order to achieve an optimal process sequence, it is important that the temperature of the sludge to be treated in the wet sludge aeration tank varies only within certain limits, since temperatures that are too low, for example when new sludge to be treated is fed in, varies can, the conversion process is too slow or does not start at all, and on the other hand, if the sludge temperatures are too high, the microorganisms causing the biological conversion process die and the conversion process comes to a standstill.
It has now been found that the described process can be improved to a certain value by regulating the temperature of the sludge in the wet sludge aeration tank by means of heat exchange and, on the other hand, can be operated even more effectively with certain sludge compositions if a higher conversion process temperature is used and the biologically pretreated sludge dehydrated even more than before before composting when warm.
The present invention relates to a method of the type mentioned at the outset, which is characterized in that the wet sludge is dewatered to a water content of at most 90% by means of a dewatering device before it is introduced into the wet sludge aeration tank, and the sludge thus dewatered in the wet sludge aeration tank for its aeration put into circulation and regulated by heat exchange with a heat exchanger to a temperature in the range of 55 to 850C and then dewatered the biologically pretreated sludge in a warm state to a water content in the range of 80 to 50%.
It is advisable to regulate the temperature of the sludge in the wet sludge aeration tank with the aid of the heat exchanger to a value in the range of 60 to 750C.
In order to avoid that aeration gas such as air, air enriched with pure oxygen or pure oxygen introduced into the bottom area of the wet sludge aeration tank moves vertically up the shortest path and emerges from the sludge there, it is advantageous to remove the sludge in the wet sludge aeration tank set in rotation about an imaginary vertical axis.
In order to obtain the smallest possible amount of treated sludge to be composted, it is also expedient to reduce the dwell time of the in the wet sludge aeration.
The sludge located in the container is dimensioned in such a way that during this time the organic components in the liquid in the wet sludge aeration container decrease by at least 30%, preferably by at least 45%, due to the biological degradation.
In order to only need one dewatering device, it is also advantageous if the same dewatering device is used alternately for dewatering the sludge to be discharged into the wet sludge aeration tank and the sludge removed from the latter.
The subject of the present invention is also a device for carrying out the method, which is provided with a heat-insulated wet sludge aeration tank and a dewatering device for dewatering the sludge emerging from the wet sludge aeration tank and is characterized in that it has a dewatering device for dewatering the wet sludge to be treated, one with circulating and Aeration means provided, heat-insulated wet sludge aeration tank for receiving, circulating and aeration of the supplied from the dewatering device,
dewatered sludge and a heat exchanger which is in heat exchange connection with the circulating sludge located inside the wet sludge aeration tank for at least temporary additional heating or cooling of the circulating sludge located inside the wet sludge aeration tank to a certain temperature.
In order to avoid that the entire wet sludge aeration tank has to be emptied in the event of a defect in the circulation device, it is advisable if the circulation device is arranged outside the wet sludge aeration tank and is connected to the inside of the wet sludge aeration tank via a lockable inlet and outlet line - and the discharge at points spaced apart from one another in the vertical direction open at least approximately tangentially into the wet sludge aeration tank, in such a way that the sludge located in the latter is circulated along a helical path through it.
For optimal utilization of the oxygen introduced into the sludge, it is advantageous if the circulation means are arranged and designed in such a way that the sludge in the wet sludge aeration tank is set in rotation at least approximately around an imaginary vertical axis.
The method of the invention is explained below using the device shown in the drawing, for example.
In the device shown in the drawing, the irregularly accumulating wet sludge from a sewage treatment plant, with a water content of about 96%, is fed via a feed line 1 to a stacking container 64 and stored therein. Intermittently, with the aid of a sludge pump 65, wet sludge is withdrawn from this stacking container 64 and fed to a dewatering device 6, where the sludge is dewatered to a water content of about 85%.
This dewatered sludge is fed via line 66 to a buffer storage 67, from where it is conveyed in the desired dosage with the aid of the pump 68 into the wet sludge aeration tank 2, in which the highly concentrated sludge is supplied with pure oxygen via the supply line 4 connected to an oxygen system . The wet sludge aeration container 2 has a circular cross-section when viewed from above, and in order to avoid that the entire wet sludge aeration container 2 has to be emptied in the event of a possibly necessary dismantling of the circulation device 76, the circulation device 76 is arranged outside of the wet sludge aeration container 2 and each via a Slider lockable feed and discharge lines 77 and 78 are connected to the interior of the wet sludge ventilation container 2.
In order to reliably avoid clogging of the circulating device 76, the leading edges of the conveyor blades of the circulating device 76 interact with a stationary knife 84. The inlet and outlet lines 77 and 78 open approximately tangentially into the wet sludge aeration tank 2 at points spaced from one another in the vertical direction, so that the sludge located in the latter is circulated along a helical path through it.
To introduce the oxygen into the sludge in the wet sludge aeration tank 2, the tank 2 is provided with a perforated double bottom 79 and the supply lines for supplying the oxygen open between this perforated double bottom 79 and the actual bottom 80. In order to better regulate the oxygen to be introduced into the sludge To achieve this, the space located between the perforated double bottom 79 and the actual container bottom 80 is divided into three separate chambers by two concentrically arranged partition walls 81 and 82 having an annular plan. Each of the three chambers is individually connected to the supply line 4 via a regulating element 83, so that the amount of oxygen introduced into the sludge via the individual chambers can be controlled chamber by chamber.
With the help of the circulation device 76, the wet sludge in the wet sludge aeration tank 2 is put into circulation and the oxygen bubbles emerging from the perforated double bottom 79 are prevented from rising vertically, so that these bubbles remain in the sludge for a very long time and the oxygen contained in these bubbles through the aerobic microorganisms is fully recorded.
In order to obtain optimal conditions for the biological conversion process in the wet sludge aeration tank 2, a heat exchanger 38 is arranged in the interior of the wet sludge aeration tank 2, with the aid of which it is possible to heat or even more the sludge in the wet sludge aerator 2 with the aid of a heating device 85 to cool by passing cooling water through the supply line 86 and discharge line 87. When starting up the plant, it is necessary to heat the cold sludge in the wet sludge aeration tank 2 to at least 30 ° C. with the aid of the heat exchanger 38, otherwise the biological conversion process will not start.
During normal operation of the system, it must be ensured that the temperature of the sludge in the wet sludge aeration tank 2 is in the temperature range of 60 to 700C, because if the temperature is too low, the biological conversion process proceeds too slowly and if the temperature is too high, that for the The microorganisms necessary for the biological conversion process die off and the conversion process comes to a standstill. For this purpose, a control device provided with temperature sensors is provided which, depending on the case, causes hot or cold water to be passed through the heat exchanger 38.
In order to obtain the smallest possible amount of treated sludge to be composted, the residence time for the sludge in the wet sludge aeration tank 2 is dimensioned such that during this time, as a result of the biological degradation, a decrease in the organic components in the liquid in the wet sludge aeration tank 2 at least 45% takes place.
When the biological conversion process taking place in the wet sludge aeration tank 2 has reached the desired degree of conversion, the supply of wet sludge from the stacking tank 64 is interrupted, and the sludge pump 65 is connected via the line 69 to the wet sludge aeration tank 2 to remove the biologically pretreated, already reduced water content, To supply pasteurized, warm sludge again to the dewatering device 6 and to dewater to a water content of about 60%.
The biologically pretreated sludge dewatered in this way is then fed to a mixer 8 driven by a motor 72. the discharge opening 74 of which opens directly into the interior of a ventilation chamber 5 used for composting, without loss of heat. In this mixer 8, in order to loosen up the sludge, about 10 to 20% of the additional material drawn off from a reservoir and supplied via a feed line is added to the sludge.
For further dewatering of the material to be ventilated in the treatment chamber 5, a negative pressure is generated inside the mixer 8 by means of a negative pressure generator 22 and moist air and water vapor are drawn off and fed to a condenser for condensation.
In order to promote the biological conversion process and the dewatering, the mixer 8 is surrounded by a cavity 11 through which a heat exchange fluid is conveyed by means of a pump 73. which is heated in a heat exchanger 38 arranged in the interior of the wet sludge aeration tank 2 or by the heating device 85 to about 85 to 90 ° C. (briefly pasteurization).
In the manner described, with the aid of a single dewatering device 6, successive, step-by-step dewatering of the wet sludge can be carried out, which results in optimal utilization of the dewatering device 6.
In order to supply pure oxygen into the interior of the treatment chamber 5, an oxygen supply arrangement 3 connected to supply lines is provided.
Instead of arranging the heat exchanger 38 inside the wet sludge aeration tank 2, it is also possible to arrange a heat exchanger 92 on the outside of the circulating device 76 so that if the heat exchanger is defective, it can be removed, repaired and reassembled without emptying the basin 2.
After a sufficient residence time of the material to be processed in the treatment chamber 5, sterile, healthy earth substance in humus-like form with a water content of 45 to 55 seconds can be discharged via the discharge arrangement 20.