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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Veredlung, Hygienisierung, Entwässerung und Trocknung von Rotteschlamm im Rotteprozess, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotteschlamm in einen Rottebehälter eingeleitet und dort gerührt und belüftet wird, so dass sich bei biologischer Selbsterhitzung und zeitweiliger Unterbrechung des Belüftungs- und Rührvorganges durch Flotation eine Schwimmdecke aus fester Substanz und unter derselben eine Klarwasserzone bildet und gleichzeitig im unteren Behälterteil eine Flüssigrotte, im Schwimmdeckenbereich eine Feuchtrotte erzielt wird, worauf das Klarwasser vor Wiederaufnahme des Belüftungs- und Rührvorganges abgepumpt, die Schwimmdecke von oben her teilweise abgehoben und wieder Rotteschlamm in den Rottebehälter eingebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Rotteschlamm vor dessen Einbringung in den Rottebehälter der leichtere, d.h. verrottbare, Anteil von gemahlenen, getrockneten und windgesichteten, hygienischen Kehrichtfasern beigegeben wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das der Schwimmdecke entnommene Rottegut nach weiterer Zugabe von Kehrichtfasern und Durchlauf durch einen Trocknungssilo bei fortgesetzter Feuchtrotte zu lager- und streufähigem Rotteprodukt getrocknet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für den Rührvorgang und für die Sog belüftung ein Aggregat verwendet wird, dessen Umfangsgeschwindigkeit unter 7 m/sec. liegt.
Bei der Verrottung findet bekanntlich ein allmählicher Abbau- und Umwandlungsprozess organischer Substanzen unter dem Einfluss aerober Mikroorganismen statt.
Im Boden sowie in Kompostmieten vollzieht sich mit Feststoffen bzw. schüttbaren Stoffen die Feuchtrotte. Aufgrund von Rotteversuchen mit verrottbaren Stoffen in flüssigem Medium konnte der Nachweis erbracht werden, dass die Flüssig-Rotte zu den gleichen Ergebnissen wie die Feuchtrotte führt und dass die Kombination beider Rotteverfahren zur Veredlung, Entwässerung und Trocknung von Klärschlamm, insbesondere bei Zugabe von gereinigtem, verrottbarem Kehricht bezüglich beider Substanzen ökologisch und ökonomisch bedeutungsvoll ist.
Auf dieser Grundeinsicht beruht das erfindungsgemässe Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass Rotteschlamm in einen Rottebehälter eingeleitet und dort gerührt und belüftet wird, so dass sich bei biologischer Selbsterhitzung und zeitweiliger Unterbrechung des Belüftungs- und Rührvorganges durch Flotation eine Schwimmdecke aus fester Substanz und unter derselben eine Klarwasserzone bildet und gleichzeitig im unteren Behälterteil eine Flüssigrotte, im Schwimmdeckenbereich eine Feuchtrotte erzielt wird, worauf das Klarwasser vor Wiederaufnahme des Belüftungs- und Rührvorganges abgepumpt, die Schwimmdecke von oben her teilweise abgehoben und wieder Rotteschlamm in den Rottebehälter eingebracht wird.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann dem Rotteschlamm vor dessen Einbringung in den Rottebehälter der leichtere Anteil von gemahlenem, hygienisiertem und windgesichtetem, verrottbarem Kehricht beigegeben werden, und zwar in Mengen von 3-25 Gewichtsprozenten des zugeführten Schlammanteiles.
Die der Schwimmdecke periodisch entnommene Rottesubstanz kann entweder mit einem 10 bis 15%igen Trokkensubstanzanteil als hygienisierter, entwässerter Rotteschlamm an die Landwirtschaft abgegeben oder unter weiterer Zugabe windgesichteter Kehrichtfasern im Durchlauf bei Feuchtrotte durch einen künstlich belüfteten Trocknungsreaktor weiter getrocknet werden.
In früheren Forschungsarbeiten konnte nachgewiesen werden, dass die beiden Komponenten der Veredlung verrottbare Stoffe die Proteinsynthese und die Hygienisierung sind, und dass aufgrund dieser beiden exakt messbaren Parameter das Rotteprodukt nach Qualitätsklassen eingeteilt werden kann.
Der aerobe Rotteprozess ist abgeschlossen, d.h. das Rotteprodukt ist nach allen ökologischen Aspekten als erstklassig zu bezeichnen, wenn es - einen Anteil an organisch gebundenem Stickstoff von 85% und mehr aufweist (chemische Messmethode) oder - eine Osmolarität (Salzwirkung) von weniger als 50 Mil liosmol/l besitzt (physikalische Messmethode) oder - dem Regenwurm eine Überlebenszeit von einem Monat und länger gewährt (biologische Messmethode) und aus ser den Bedingungen nach einer der vorgenannten Mess methoden - die Kontrolle des mikrobiellen Hygienisierungseffektes bei
Selbsterwärmung durch antagonistische Wirkungen nach den üblichen Methoden für die Überprüfung der Keim zahl an Enterobacteriaceen des Trinkwassers positiv be steht.
Praktische Versuche haben die Gewissheit verschafft, dass bereits Temperaturen um 40 0C zur Hygienisierung innert einer Frist von etwa fünf Tagen ausreichen, demnach die notwendige Dauer und Temperatur des Rotteprozesses mit jener der Proteinsynthese übereinstimmen.
Bei dieser Einwirkungszeit des aeroben Rotteprozesses mit biologischer Seibsterwärmung, sowohl in der Phase der Flüssigrotte als auch in der Phase der Feuchtrotte, wird auch eine Homogenisierung der Substanz als Voraussetzung einer umfassenden Proteinsynthese und Hygienisierung erreicht.
Das Ziel der Klärtechnik besteht darin, Klarwasser und Klärschlamm so aufzubereiten, dass beide Substrate möglichst salzfrei sind; diese ökologische Anforderung ist nur auf dem Wege der Proteinsynthese erfüllbar und diese findet schon im Belebt- bzw. Rottebecken statt. Die Proteinsynthese lässt sich zunächst sichern durch Anwendung eines Rühr- und Belüftungsaggregates, das den Fadenpilzen infolge Scherwirkung nicht abträglich ist. Eigene Versuche haben gezeigt, dass Scherwirkung an Fadenpilzen bzw. Eiweissbild- nein unterbleibt, sobald die Umfangsgeschwindigkeit eines Rühraggregates unter sieben Meter pro Sekunde liegt.
Auch kann bei Zusatz von Fadenmolekülen die Gleitwir- kung der eiweissbildenden Fadenpilze (insbesondere Hefearten) um einiges erhöht werden (Tomms-Effekt).
Die Limite von 7 m Umfangsgeschwindigkeit ist im allgemeinen bei langsam laufenden Oberflächen- bzw. Kreiselbelüftern, womit Sogwirkung zur Diffusionsbelüftung und zugleich intensive Durchmischung erreicht werden, offenbar unabsichtlich gewahrt.
Was nun die Belüftungstechnik betrifft, so führt aufgrund eigener Beobachtungen einzig Sogwirkung zur molekularen Lösung des Sauerstoffes, deren es für den aeroben Rotteprozess bedarf. Mikroben sind auch bezüglich Sauerstoff auf molekulare Ebene angewiesen. Sauerstoff in Bläschenform ist ihnen nicht zugänglich. Die Sauerstoffsättigung des Regenwassers ist auf die Sogwirkung beim fallenden Regentropfen zurückzuführen. Die für den aeroben Rotteprozess erforderliche Lösung des Sauerstoffes im flüssigen Medium lässt sich damit nachweisen, dass z.B. in einem mit
Druckluft belüfteten Klärschlamm keine biologische Selbsterwärmung eintritt, während Sog- bzw. Diffusionsbelüftung eine Selbsterwärmung des gleichen Substrates verursacht.
Die Nichtbeachtung der biologischen Selbsterwärmung speziell von Klärschlamm mit Anwendung der Diffusionsbelüftung bei gleichzeitiger Durchmischung stellt eine eigentliche Lücke der Schlammaufbereitung dar.
Bei der Aufbereitung von Klarwasser und Rotteschlamm kommt es darauf an, dass der aerobe Rotteprozess im Belebt- bzw. Rottebecken optimal vor sich geht und dass ebenfalls der Klärschlamm (Primärschlamm, Uberschussschlamm und Faulschlamm) dem Rotteprozess durch Selbst- erwärmung unterzogen wird, ansonst eine Veredlung desselben gar nicht möglich ist.
Die Proteinsynthese als Komponente der Rotte ist von dem C/N-Verhältnis abhängig, als organischer Kohlenstoffträger ist Kehricht besonders geeignet. Klärschlamm und Kehricht gehören zusammen wie Schloss und Schlüssel. Praxisversuche haben aber gezeigt, dass es nicht genügt, aus dem Kehricht bloss Glas und magnetische Metalle zu entfernen und dieses so gewonnene Sortiergut zu mahlen und dem Klärschlamm beizumischen. Dieses Vorgehen bedingt die nachträgliche Sortierung des anfallenden Rotteproduktes am Ende des Rotteprozesses.
Schon im Altertum war bekannt, dass Spreu und Korn nicht mit dem Sieb, sondern nur mit Wind voneinander getrennt werden können. Dergleichen verhält es sich mit dem Kehricht. Hierbei geht es im Prinzip darum, leichte verrottbare Stoffe von schweren, nicht verrottbaren Stoffen zu trennen, was erfahrungsgemäss nur mit dem Windsichter geschehen kann.
Weil der Windsichter nur dann einwandfrei funktioniert, wenn das Sortiergut maximal 15% Wasser enthält, ist eine Trocknung des meist zu 45 bis 55% wasserhaltigen gemahlenen Kehrichts notwendig. Aus diesem Grunde wird der vorsortierte und vorgemahlene Kehricht bis auf ca. 8% Feuchtigkeit getrocknet und hernach durch Windsichter, vor allem zwecks Aussortierung von Schwermetallen, Glassplittern und Kunststoffen, sowie anderen, nicht verrottbaren Stoffen, geleitet. Die Hygienisierung mit Ozon bildet den Abschluss der Kehricht- bzw. Fasernaufbereitung (Jetzerverfahren).
Versuche mit der Zugabe von Fasern zum Klärschlamm ergaben, dass damit der Rotteprozess gefördert und speziell die biologische Selbsterwärmung des Substrates auf Temperaturen über 40 0C erhöht wird und ein ökologisch einwandfreies Rottegut anfällt.
Kombination von Flüssig- und Feuchtrotte
In Belebungsbecken und Tropfkörpern der Abwasserreinigung findet in sehr verdünntem Milieu ausschliesslich die Flüssigrotte statt. Bei der Aufbereitung von Klärschlamm wird nach dem nachstehend beschriebenen Verfahren eine Kombination von Flüssigrotte und Feuchtrotte bzw. ein Übergang von Flüssigrotte zu Feuchtrotte angewandt, indem in der flüssigen Zone des separierten Klärschlammes (Primärschlamm, Überschussschlamm aus Belebtbecken, Faulschlamm) die Flüssigrotte fortbesteht und parallel dazu entsprechend der mit der biologisch gesteuerten Schlammeindickung in der Schwimmdecke beide Rottearten nebeneinander und schliesslich im obern Teil die Feuchtrotte allein stattfinden.
Die Versorgung der Mikroben mit Sauerstoff erfolgt in der flüssigen Zone durch Diffusionsbelüftung, während die Schwimmdecke als obere feuchte Zone durch aufsteigende Gase, herrührend von der Diffusionsbelüftung der unteren flüssigen Zone im aeroben Rottezustand gehalten wird.
Die aerobe Wärmebehandlung des Schlammes reduziert das starke Wasserbindevermögen, das Raumgewicht des lufthaltigen Rotteschlammes ist kleiner als das von Wasser, und darum schwimmt der aerobe Schlamm auf seinem eigenen Wasser.
Mit jedem Unterbruch der Rührwirkung wächst die Schwimmdecke weiter, während unterhalb derselben die Klarwasserzone entsteht. Nach einer Belüftungspause von 6 bis 12 Stunden wird das Klarwasser in das Belebtbecken zurückgepumpt, entsprechend diesem Austrag und dem Zuwachs der Schwimmdecke erfolgt von Neuem der Schlamm Zulauf. Dieser wechselweise - Zufluss von Primärschlamm, Überschussschlamm und
Faulschlamm einerseits und dem - Rückfluss von Klarwasser und dem Zuwachs der
Schwimmdecke anderseits wird vorteilhaft nach der Rottetemperatur gesteuert. Es soll der Temperaturabfall durch die einzelne Schlammcharge im allgemeinen nicht über 5 0C betragen, wobei die optimale Rottetemperatur für Proteinsynthese und Hygienisierung in den Zonen der Flüssigrotte und der Feuchtrotte von 35 bis 45 0C einzuhalten ist.
Was nun die Zugabe von aufbereitetem, verrottbaren Kehricht betrifft, hat diese mit dem Schlammzufluss zu erfolgen. Sie soll 3 bis 5 Gewichtsprozent der Zuflussmenge an Schlamm betragen. Es wird damit wegen des hohen Gehaltes an organischem Kohlenstoff vornehmlich die biologische Selbsterhitzung des Substrates und die Schwimmdeckenbildung gefördert. Die Zugabe von Kehricht trägt auch zur Luftporenbildung in der Schwimmdecke bei.
Die Entnahme des entwässerten Rotteschlammes erfolgt durch Abtragen der Schwimmdecke mittels horizontaler Förderschnecke; es ist darauf zu achten, dass die Schwimmdecke nicht zerstört und nur in der oberen Schicht entfernt wird und in einer Mächtigkeit von mindestens 50 cm erhalten bleibt. Auf diese Weise kann ohne künstliche Entwässerung (Zentrifugen, Pressen und Saugfilter) entsprechend dem Zuwachs der Schwimmdecke Rotteschlamm mit einem Trockensubstanzgehalt von 10 bis 15% und mehr dem Rottereaktor (Schlammreaktor) entnommen werden.
Die Eindickung eines Rotteschlammes mit anfänglich 3% Trockensubstanz auf 10 bis 15% Trockensubstanz entspricht einer Volumenreduktion von 1 auf 0,3 bzw. von 1 auf 0,2 je nach Zugabe von gereinigtem, verrottbarem Kehricht.
Diese Volumenreduktion wirkt sich bei der Schlammausfuhr in einer entsprechenden Fuhrlohnersparnis aus, nämlich von 70 bis 80%.
Mit dem neuen Verfahren bei Kombination von Flüssigund Feuchtrotte zur Aufbereitung und Entwässerung von ökologisch einwandfreiem Rotteschlamm lassen sich Anlage- und Betriebskosten von mechanischen Entwässerungseinrichtungen ersparen, und ausserdem sind Transportkosten auf eine dem Nutzwert des entwässerten Rotteproduktes mindestens angemessene Höhe reduzierbar.
Der nach dem Verfahren der Kombination von Flüssigrotte und Feuchtrotte aufbereitete Rotteschlamm mit 10 bis
15% Trockensubstanz ist nebst direkter Verwertung in der
Landwirtschaft besonders für den Trocknungsprozess die geeignete Basis.
Die Fortsetzung des erfindungsgemässen Trocknungsverfahrens besteht darin, dass der im Rottereaktor nach der kombinierten Flüssig- und Feuchtrotte entwässerte Rotteschlamm mit horizontaler Förderschnecke von der Schwimmdecke in den Trocknungsreaktor geleitet wird.
Die Beimischung gereinigter Rottefasern erfolgt in die senkrechte Förderschnecke zum Trocknungsreaktor. Der Anteil an Rottefasern kann bis 100 Gewichtsprozent des anfallenden, entwässerten Rotteschlamms betragen, wobei
Rottefasern ca. 90% T.S. enthalten.
Mit der Zugabe von verrottbarem Kehricht wird die Feuchtrotte fortgesetzt und die Trocknung durch biologische Selbsterwärmung des Gemisches (Rotteschlamm mit 10 bis 15% T.S. und gereinigter, verrottbarer Kehricht mit 90% T.S.) gefördert. Damit erübrigt sich ein Rücklauf von getrocknetem Endprodukt vollständig.
Die Belüftung des Reaktors für die Trocknung des Rot te-Schlamm-Kehrichtfaserngemisches wird mit Kompressluft von unten her vorgenommen, von wo aus auch die Entnahme des Trockengutes erfolgt, während der Eintrag des Gemisches von oben stattfindet. Im übrigen ist der Trocknungsreaktor analog von Getreidetrocknern konzipiert, nur mit dem Unterschied, dass nicht Heissluft, sondern dank der biologischen Selbsterwärmung Kaltluft einzutragen ist.
Der Trocknungsprozess durch biologische Selbsterhitzung beim Rottevorgang ist so zu steuern, dass die optimale Temperatur von 35 bis 45 0C innegehalten wird. Nach eigenen Versuchen verursachen Temperaturen über 55 0C Stickstoffverluste aus anorganischen Verbindungen. Höhere Temperaturen als 45 0C sind demnach nur dann sinnvoll, wenn sämtlicher Stickstoff in organischer Form vorliegt, d.h.
wenn die Rotte als organische Phase der Verwesung umfassend abgeschlossen ist.
Wesentlich bei dem neuen Verfahren ist es somit - dass zur Entwässerung von Klärschlamm im Rottereaktor eine Kombination von Flüssigrotte und Feuchtrotte ange strebt wird, indem zugleich die Schwimmdecke dem aero ben Rotteprozess bei Selbsterwärmung ausgesetzt bleibt.
Nach dem Einführen von Schlamm jeder Art wird dieser zunächst gerührt und belüftet, worauf der Rühr- und Belüftungsvorgang abgestellt wird und sich eine Flotation bzw.
Konditionierung unter Bildung der Schwimmdecke vollzieht. Dank der Zugabe windgesichteten Kehrichts zum Überschussschlamm wird der Rotteprozess gefördert und auch die Schwimmdeckenbildung wird hierdurch begünstigt, indem diese mit der Zugabe von gereinigtem, verrottbarem Kehricht luftdurchlässig bleibt.
- dass Trocknung von biologisch entwässertem Rotte schlamm im Trocknungsreaktor bei Zugabe von gereinig tem, verrottbarem Kehricht (Jetzerfasern) bis 100 Ge wichtsprozent des Rotteschlammanteiles durch Belüftung mit Kompressluft bis auf 85% T.S. im fortgesetzten
Feuchtrotteprozess bei Selbsterhitzung im Temperaturbe reich von 35 bis 45 0C ca. innert 5 Tagen erreicht wird.
Im Rotteprozess entwässerter Klärschlamm ist ökologisch in jeder Hinsicht einwandfrei. Das Nämliche trifft für das im Rottevorgang getrocknete Endprodukt zu.
Rottesystem-NEBIKER Veredlung, Entwässerung und Trocknung von Klärschlamm zusammen mit gereinigtem Kehricht (Jetzer-Fasern) zum Übergang von Flüssigrotte zur Feuchtrotte
1. Silo für gereinigten Kehricht (Jetzer-Fasern)
2. Förderschnecke für gereinigten Kehricht
3. Eintrag von Klärschlamm und gereinigtem Kehricht
4. Rotte-Reaktor
5. Schwimmdecke (Übergang Flüssigrotte zu Feuchtrotte)
6. Klarwasser-Zone
7. Sogbelüftung
8. Ansaugbelüfter mit Unterwassermotor
9. Flüssigrotte-Zone 10. Horizontale Förderschnecke für Schwimmdecke-(Rotte schlamm) Abtrag 11. Zugabe von gereinigtem Kehricht zu Rotteschlamm 12. Senkrechte Förderschnecke für Rotteschlamm und Keh richt-Gemisch 13. Rottereaktor 14. Druckgebläse (Ringverdichter) 15.
Austragsförderschnecke für schüttbares Rottegut
Der im vorliegenden Zusammenhang verwendete Ausdruck Rotteschlamm soll sämtliche verrottbaren Produkte, insbesondere aber Klärschlamm, d.h. Primärschlamm, Belebtschlamm und Faulschlamm, umfassen.
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PATENT CLAIMS
1. A process for refining, sanitizing, dewatering and drying rotting sludge in the rotting process, characterized in that the rotting sludge is introduced into a rotting container and stirred and aerated there, so that there is a biological self-heating and temporary interruption of the aeration and stirring process by flotation Floating blanket made of solid substance and forms a clear water zone underneath it and at the same time a liquid grotto is achieved in the lower part of the tank, and a wet pad is obtained in the floating blanket area, whereupon the clear water is pumped out before resuming the ventilation and stirring process, the floating blanket partially lifted from above and red sludge again in the rotting tank is introduced.
2. The method according to claim 1, characterized in that the rotting sludge before it is introduced into the rotting container, the lighter, i.e. rotten, proportion of ground, dried and wind-sighted, hygienic waste fibers is added.
3. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the rotting material removed from the floating blanket after further addition of rubbish fibers and passage through a drying silo is dried with continued damp rotting to storage and spreadable rotting product.
4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that an aggregate is used for the stirring process and for suction ventilation, the peripheral speed of which is less than 7 m / sec. lies.
As is known, during rotting there is a gradual degradation and conversion process of organic substances under the influence of aerobic microorganisms.
The wet rot is carried out in the soil and in compost rents with solids or pourable substances. Based on rotting tests with rotting substances in a liquid medium, it was possible to prove that the liquid rotting produces the same results as the wet rotting and that the combination of the two rotting processes leads to the refinement, dewatering and drying of sewage sludge, especially when adding cleaned, rotten sludge Garbage is ecologically and economically significant with regard to both substances.
The method according to the invention is based on this basic insight, which is characterized in that rotting sludge is introduced into a rotting container and stirred and aerated there, so that in the case of biological self-heating and temporary interruption of the aeration and agitation process by flotation, a floating blanket of solid substance and under the same forms a clear water zone and, at the same time, a liquid grotto is achieved in the lower part of the container, and a wet root is obtained in the floating blanket area, whereupon the clear water is pumped out before the ventilation and stirring process is resumed, the floating blanket is partially lifted from above and red sludge is again introduced into the rotting container.
According to a preferred embodiment of the process, the lighter fraction of ground, hygienized and wind-sighted, rotten rubbish can be added to the rotting sludge before it is introduced into the rotting tank, in amounts of 3-25 percent by weight of the sludge component supplied.
The rot substance removed periodically from the floating blanket can either be released to agriculture as a hygienic, dewatered rot sludge with a 10 to 15% dry substance content, or can be further dried with the addition of wind-sighted rubbish fibers in the run through wet rot through an artificially ventilated drying reactor.
Previous research has shown that the two components of rotting substances are protein synthesis and hygienization, and that the rotting product can be classified according to quality classes based on these two precisely measurable parameters.
The aerobic rotting process is complete, i.e. The rotting product can be described as first-class in all ecological aspects if it - has a proportion of organically bound nitrogen of 85% and more (chemical measurement method) or - has an osmolarity (salt effect) of less than 50 miliosmol / l (physical measurement method ) or - grants the earthworm a survival time of one month and longer (biological measurement method) and, in addition, the conditions according to one of the aforementioned measurement methods - the control of the microbial hygiene effect
Self-heating through antagonistic effects according to the usual methods for checking the number of Enterobacteriaceen in drinking water is positive.
Practical tests have given certainty that temperatures around 40 ° C are sufficient for hygienization within a period of about five days, so that the necessary duration and temperature of the rotting process match that of protein synthesis.
During this time of action of the aerobic rotting process with biological self-heating, both in the phase of the liquid grotto and in the phase of the wet rotting, a homogenization of the substance is also achieved as a prerequisite for comprehensive protein synthesis and hygiene.
The aim of the sewage treatment technology is to treat clear water and sewage sludge so that both substrates are as salt-free as possible; this ecological requirement can only be met by protein synthesis and this already takes place in the living or rotting pool. The protein synthesis can first be secured by using a stirring and aeration unit which is not detrimental to the filamentous fungi due to the shear effect. Our own experiments have shown that the shear effect on filamentous mushrooms or protein picture - no, is eliminated as soon as the peripheral speed of a stirring unit is below seven meters per second.
If thread molecules are added, the gliding effect of the protein-forming thread fungi (especially types of yeast) can be increased considerably (Tomms effect).
The limit of 7 m circumferential speed is apparently inadvertently maintained with slow-running surface or centrifugal aerators, which creates suction for diffusion ventilation and at the same time intensive mixing.
As far as aeration technology is concerned, based on our own observations, the only suction effect leads to the molecular solution of oxygen, which is required for the aerobic rotting process. Microbes also rely on oxygen at the molecular level. Oxygen in the form of bubbles is not accessible to them. The oxygen saturation of the rainwater is due to the suction effect of the falling raindrops. The solution of oxygen in the liquid medium required for the aerobic rotting process can be demonstrated that e.g. in one with
Biological self-heating does not occur in compressed air-ventilated sewage sludge, while suction or diffusion ventilation causes self-heating of the same substrate.
Failure to observe the biological self-heating especially of sewage sludge with the use of diffusion ventilation with simultaneous mixing represents a real gap in sludge treatment.
When treating clear water and rotting sludge, it is important that the aerobic rotting process in the activated or rotting basin is optimal and that the sewage sludge (primary sludge, excess sludge and digested sludge) is also subjected to the rotting process through self-heating, otherwise a refinement is not possible at all.
Protein synthesis as a component of the rotting is dependent on the C / N ratio, and garbage is particularly suitable as an organic carbon carrier. Sewage sludge and rubbish belong together like a lock and key. Practical tests have shown, however, that it is not enough to simply remove glass and magnetic metals from the rubbish and to grind the resulting sorting material and add it to the sewage sludge. This procedure requires the subsequent sorting of the rotting product at the end of the rotting process.
It was already known in ancient times that chaff and grain could not be separated from one another with a sieve, but only with wind. The same applies to the rubbish. The principle here is to separate light rotten substances from heavy, non-rotten substances, which experience has shown that this can only be done with the air classifier.
Because the wind sifter only works properly when the sorted goods contain a maximum of 15% water, drying of the usually 45 to 55% water-containing rubbish is necessary. For this reason, the pre-sorted and pre-ground waste is dried to approx. 8% moisture and then passed through wind sifters, especially for the purpose of sorting out heavy metals, glass fragments and plastics, as well as other, non-rotten substances. Hygiene with ozone forms the end of waste and fiber processing (Jetzer process).
Experiments with the addition of fibers to the sewage sludge have shown that the rotting process is promoted and in particular the biological self-heating of the substrate is increased to temperatures above 40 0C and an ecologically perfect rotting material is obtained.
Combination of liquid and wet root
Only the liquid grotto takes place in aeration tanks and trickling filters for wastewater treatment in a very dilute environment. In the treatment of sewage sludge, a combination of liquid grotto and wet rotting or a transition from liquid grotto to wet rotting is used in the process described below, in that the liquid grotto persists in the liquid zone of the separated sewage sludge (primary sludge, excess sludge from activated sludge tanks, digested sludge) and in parallel in accordance with the biologically controlled sludge thickening in the swimming blanket both types of rot take place next to each other and finally in the upper part the wet rot takes place alone.
The microbes are supplied with oxygen in the liquid zone by means of diffusion ventilation, while the floating cover as the upper moist zone is kept in the aerobic rotting state by rising gases resulting from the diffusion ventilation of the lower liquid zone.
The aerobic heat treatment of the sludge reduces the strong water-binding capacity, the density of the air-containing red sludge is smaller than that of water, and therefore the aerobic sludge floats on its own water.
With each interruption of the stirring action, the floating blanket continues to grow, while below it the clear water zone is created. After an aeration pause of 6 to 12 hours, the clear water is pumped back into the activated pool, according to this discharge and the growth of the floating blanket, the sludge is fed again. This alternately - inflow of primary sludge, excess sludge and
Digested sludge on the one hand and the backflow of clear water and the growth of
Swimming blanket, on the other hand, is advantageously controlled according to the rotting temperature. The drop in temperature due to the individual batch of sludge should generally not exceed 5 ° C., the optimum rotting temperature for protein synthesis and hygienization in the zones of the liquid grotto and the wet rotting from 35 to 45 ° C. being observed.
As for the addition of prepared, rotten rubbish, this has to be done with the sludge inflow. It should amount to 3 to 5 percent by weight of the sludge inflow. Because of the high content of organic carbon, it primarily promotes the biological self-heating of the substrate and the formation of floating covers. The addition of garbage also contributes to the formation of air voids in the floating cover.
The dewatered rotting sludge is removed by removing the floating cover using a horizontal screw conveyor; care must be taken to ensure that the floating blanket is not destroyed and is only removed in the upper layer and remains at least 50 cm thick. In this way, without artificial drainage (centrifuges, presses and suction filters), red sludge with a dry matter content of 10 to 15% and more can be removed from the Rotterdam reactor (sludge reactor) in accordance with the growth of the floating cover.
The thickening of a red sludge with an initial 3% dry matter to 10 to 15% dry matter corresponds to a volume reduction from 1 to 0.3 or from 1 to 0.2 depending on the addition of cleaned, rotten rubbish.
This reduction in volume results in a corresponding saving in haulage wages, namely from 70 to 80%.
With the new process of combining liquid and wet rotting for the treatment and dewatering of ecologically sound rotting sludge, installation and operating costs of mechanical dewatering devices can be saved, and transport costs can also be reduced to an amount that is at least commensurate with the usefulness of the dewatered rotting product.
The rotting sludge prepared by the process of combining liquid grotto and wet rotting with 10 to
15% dry matter is in addition to direct recycling in the
Agriculture is a particularly suitable basis for the drying process.
The continuation of the drying process according to the invention consists in that the rotting sludge dewatered in the roto-reactor after the combined liquid and wet rotting is led from the floating blanket into the drying reactor with a horizontal screw conveyor.
Cleaned rotting fibers are added to the vertical screw conveyor to the drying reactor. The proportion of rotting fibers can be up to 100 percent by weight of the dewatered rotting sludge obtained, whereby
Rotting fibers approx. 90% T.S. contain.
With the addition of decomposable garbage, the wet rot is continued and drying is promoted by biological self-heating of the mixture (rot sludge with 10 to 15% T.S. and cleaned, rotten garbage with 90% T.S.). This completely eliminates the need for a return of the dried end product.
The aeration of the reactor for the drying of the rot-mud-garbage fiber mixture is carried out with compressed air from below, from where the dry material is also removed while the mixture is being fed in from above. Otherwise, the drying reactor is designed analogously to grain dryers, only with the difference that cold air is not to be entered, but thanks to the biological self-heating.
The drying process through biological self-heating during the rotting process is to be controlled in such a way that the optimal temperature of 35 to 45 ° C is maintained. According to our own experiments, temperatures above 55 0C cause nitrogen losses from inorganic compounds. Temperatures higher than 45 ° C are therefore only meaningful if all nitrogen is in organic form, i.e.
when the rotting process as an organic phase of decay has been completed.
It is therefore essential with the new process that a combination of liquid grotto and wet grotto is aimed at for the dewatering of sewage sludge in the roto-reactor, while at the same time the floating cover remains exposed to the aerobic rotting process during self-heating.
After the introduction of all types of sludge, it is first stirred and aerated, whereupon the stirring and aeration process is stopped and flotation or
Conditioning takes place with formation of the floating cover. Thanks to the addition of wind-sighted rubbish to the excess sludge, the rotting process is promoted and the formation of floating covers is also promoted by the fact that it remains air-permeable with the addition of cleaned, rotten rubbish.
- The drying of biologically dewatered rudge sludge in the drying reactor with the addition of cleaned, rotable rubbish (jet fibers) up to 100% by weight of the rotting sludge content by aeration with compressed air up to 85% T.S. in the continued
Moist rotting process with self-heating in the temperature range from 35 to 45 0C is reached within 5 days.
Sewage sludge dewatered in the rotting process is ecologically sound in every respect. The same applies to the end product dried in the rotting process.
Rottesystem-NEBIKER Refinement, dewatering and drying of sewage sludge together with cleaned rubbish (Jetzer fibers) for the transition from liquid grotto to wet rot
1. Silo for cleaned rubbish (Jetzer fibers)
2. Screw conveyor for cleaned rubbish
3. Entry of sewage sludge and cleaned rubbish
4. Rotte reactor
5. Floating blanket (transition from liquid grotto to wet rot)
6. Clear water zone
7. Suction ventilation
8. Intake aerator with submersible motor
9. Liquid grotto zone 10. Horizontal conveyor screw for floating blanket (rotting mud) removal 11. Addition of cleaned rubbish to rotting sludge 12. Vertical conveyor screw for rotting sludge and trash mixture 13. Rotary reactor 14. Pressure blower (ring compressor) 15.
Discharge conveyor screw for pourable rotting material
The term rotting sludge used in the present context is intended to mean all decomposable products, but especially sewage sludge, i.e. Primary sludge, activated sludge and digested sludge.