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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Pasteurisieren von Schlamm in einer Pasteurisieranlage, insbesondere aus Kläranlagen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlamm chargenweise auf Pasteurisiertemperatur erhitzt und auf dieser Temperatur gehalten, anschliessend gekühlt und dann in eine Faulstation gefördert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens während des Erhitzens den Schlamm dauernd umwälzt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man während der Haltezeit, vorzugsweise 30', umwälzt.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Pasteurisieranlage mittels des pasteurisierten Schlammes pasteurisiert und dass man vorzugsweise eine Homogenisierung mittels Zentrifugalpumpen erreicht.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Anlage im Gegentakt betreibt und der Wärmeaustausch über zwei Wärmetauscher (6, 26) erfolgt, die gleichzeitig in getrennten Kreisen liegend vom gleichen Heiz /Kühlmedium beschickt werden.
6. Pasteurisieranlage zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch eine oder zwei, wahlweise miteinander wirkverbindbare, Pasteurisier-Einrichtung(en).
7. Anlage nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch mindestens ein Frischschlammbehältnis (1) mindestens eine Fördereinrichtung (3) mindestens einen Pasteurisier-Behälter (7) mindestens eine Umwälzeinrichtung (10) mindestens einen Wärmetauscher (6) und durch mindestens einen Temperaturregler (11) und mindestens einen Niveauregler (8, 9) zur Minimal- und Maximalwertregelung im Pasteurisierbehälter (7).
8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ausser dem Frischschlammbehältnis (1) alle Anlageteile (3; 7, 27; 10; 30; 6, 26; 8/9, 28/29) doppelt vorhanden sind, um zwei Kreisläufe zu bilden.
9. Anlage nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Heizkessel (40) und ein von diesem speisbares, die beiden Wärmetauscher (6, 26) einschliessendes Heiz-/Kühlnetz mit eigener Umwälzpumpe (12).
10. Anlage nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen dritten Wärmetauscher (18) mit einer Pumpe (17), welcher in das Heiz-/Kühlnetz einschaltbar ist, um den pasteurisierten Schlamm zusätzlich zu kühlen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pasteurisieren von Schlamm in einer Pasteurisieranlage, insbesondere aus Kläranlagen, sowie eine Pasteurisieranlage zur Ausführung des Verfahrens.
Es ist bekannt, Roh- oder Faulschlamm zur Entseuchung auf 700C zu erhitzen und während mindestens 30 Min. auf dieser Temperatur zu halten, um eine weitgehende Krankheitskeime und -erreger abtötende Entseuchung des Schlammes zu gewährleisten. Danach erfolgt bei Rohschlamm ein Faulprozess, bei Faulschlamm dann die Entwässerung in entsprechenden Behältern, auf Trockenbeeten, speziell hierfür geeigneten Vorrichtungen und Maschinen oder direkt der Nassaustrag zur Düngung landwirtschaftlich genutzter Flächen.
Alle bisher bekannten kontinuierlich oder diskontinuierlich arbeitenden Verfahren haben den Nachteil, dass z.T.
erhebliche Mengen Wasser in den Schlamm eingetragen werden, oder dass, speziell bei kontinuierlich arbeitenden Systemen, der kleinen Rohrleitungsquerschnitte wegen grosse Verstopfungsgefahr besteht. Bei allen bekannten Verfahren ist zudem erwiesenermassen die Gefahr der Rekontamination sehr gross.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zu schaffen, welches die Entseuchung mit einem möglichst geringen apparativen Aufwand energiesparend und unter Beachtung der unterschiedlichen Beschaffenheit zu behandelnder Schlämme vornimmt, wobei die Entseuchung hinsichtlich Behandlungstemperatur und -zeit gewährleistet sein muss, kein Arbeiten unter Druck erforderlich sein darf, keine Erhöhung des Wassergehaltes des Schlammes erfolgen darf und die Gefahr der Rekontamination weitgehendst ausgeschlossen wird.
Diese Aufgaben löst das erfindungsgemässe Verfahren, das sich dadurch auszeichnet, dass der Schlamm chargenweise auf Pasteurisiertemperatur erhitzt und auf dieser Temperatur gehalten anschliessend gekühlt und dann in eine Faulstation gefördert wird. Zur Erfindung gehört ferner eine Pasteurisieranlage zur Ausführung des Verfahrens, die gekennzeichnet ist durch eine oder mehrere, wahlweise miteinander wirkverbindbare, Pasteurisier-Einrichtung(en).
Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens als Vorpasteurisierung,
Fig. 2 schematisch den zeitlichen Verfahrensablauf in den Zwei-Kreis-Verfahren.
Der unbehandelte Rohschlamm wird aus einem Behältnis 1 mit einem Niveauregler 2 über eine Zentrifugalpumpe 3, zwei Schieber 4 und 5 und einem Wärmetauscher 6 in einen Pasteurisierbehälter 7 mit zwei Niveauschaltern 8 und 9 gefördert. Nach dem Füllen des Behälters 7 wird der Schieber 4 geschlossen. Nun wälzt die Zentrifugalpumpe 10 den Schlamm solange um, bis ein Thermostat 11 die gewünschte Pasteurisiertemperatur feststellt. Die Rezirkulation wird noch 30 Minuten aufrechterhalten, wobei die Temperatur gehalten wird. Als Heizmedium dient Heisswasser oder ein gleichwertiges Medium. Ein zweiter, analoger Kreis, anschliessbar an die Pumpe 3, führt über einen Schieber 24 und einen Schieber 25 in einen Wärmetauscher 26 und von diesem in einen Pasteurisierbehälter 27.
Während des Pasteurisierens des Schlammes im ersten Kreis mit dem Pasteurisierbehälter 7 wird der zweite Kreis entleert und nach Ablauf der Haltezeit von Kreis 1 wieder gefüllt. Der Behälter 27 ist ebenfalls mit zwei Niveau#reglern 28 und 29 versehen. Der Niveauregler 29 schliesst bei Abschluss des Füllvorganges den Schieber 24, schaltet die Pumpe 3 aus und die Pumpe 30 zum Umwälzen ein. Der Thermostat 31 stellt das Erreichen der Pasteurisiertemperatur und legt den Beginn der Haltezeit von 30 Minuten fest.
Zu Beginn der Aufheizperiode des Schlammes auf Pasteurisiertemperatur im einen Teil der Anlage wird der andere Teil der Anlage nach der Haltezeit gekühlt. Daher werden beim Aufheizen des Schlammes für den Behälter 7 und beim Kühlen des Schlammes aus dem Behälter 27 die beiden Wärmetauscher 6 und 26 kühl- bzw. heizmittelseitig miteinander wärmetauschend verbunden.
So wird in der ersten Phase des Erwärmens des Schlammes im ersten Kreis beim Einpumpen in den Pasteurisierbehälter 7 die Wärme des im zweiten Kreis, d.h. Pasteurisierbehälter 27, Pumpe 30 und Wärmetauscher 26 zirkulierenden Schlammes durch das Heiz- bzw. Kühlmedium entnommen.
Dieses Medium wird durch die Pumpe 12 umgepumpt. Es gibt seine im Tauscher 26 aufgenommene Wärme im Tauscher 6 an den kalten Schlamm ab. Nach Erreichen der gewünschten Rückkühltemperatur am Thermostat 31 oder
nach einer einstellbaren Zeit des Wärmeaustauschens wird dem zu erhitzenden Schlamm im ersten Kreis durch Umstellen der Schieber 13 und 14 Wärme aus dem Heizkessel 40 zugeführt, bis die gewünschte#Pasteurisiertemperatur erreicht ist. Nach einer Verweilzeit von 30 Minuten kann der Füllvorgang in geschilderter Weise für Pasteurisierbehälter 27 eingeleitet werden.
Nach dem Umstellen der Schieber 13 und 14 kann der Schlamm wahlweise über einen Schieber 35 in den Faulraum gefördert werden oder ausnahmsweise bei Gefahr des Überhitzens durch Umstellen eines Schiebers 16 über eine weitere Pumpe 17 und einen Wärmetauscher 18 weiter gekühlt werden, indem über den beschriebenen Kreislauf Wärme, z.B. an den Kühlwasserkreislauf der Pumpe 17, abgegeben wird.
Ein grosser Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass dank der frei wählbaren Förderleistung der Schlammförderpumpen ein Rohrsystem mit grosser Nennweite gewählt werden kann, ohne dass zu geringe Strömungsgeschwindigkeiten Ablagerungen, insbesondere Fette, befürchten lassen. Des weiteren wird das Rezirkulationssy stern bei jedem Aufheizzyklus auf Entseuchungstemperatur gebracht und so automatisch pasteurisiert.
Fig. 2 zeigt ein typisches Sequenzdiagramm mit Temperaturverlauf des Schlammes in den beiden Kreisen. Bei geeigneter Wahl der Rückkühltemperatur kann auf eine zusätzliche Heizung des Faulbehälters verzichtet werden.
Mit der erfindungsmässigen Anlage lassen sich die Vorschriften zur Behandlung von Schlämmen mit Sicherheit einhalten. Diese fordern eine mindestens 30minütige konstant gehaltene Pasteurisierungstemperatur von mindestens 70 C.
Neben dem wesentlich vereinfachten apparativen Aufwand für das erfindungsmässige Verfahren mit zwei Kreisläufen wird eine zuverlässige Entseuchung des Schlammes in einem Verfahren gewährleistet, welches zu einer Vereinfachung des Ablaufes und einer übersichtlichen, leicht zu überwachenden Anordnung der gesamten Anlage führt. Da bei dieser Anlage konventionelle Kreiselpumpen zur Schlammförderung eingesetzt werden können und auf eine Zerkleinerung des Schlammes verzichtet werden kann, ist zudem eine wartungsarme und betriebssichere Anlage geschaffen worden.
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PATENT CLAIMS
1. A process for pasteurizing sludge in a pasteurization plant, in particular from sewage treatment plants, characterized in that the sludge is heated in batches to pasteurization temperature and kept at this temperature, then cooled and then conveyed to a digestion station.
2. The method according to claim 1, characterized in that the sludge is continuously circulated at least during the heating.
3. The method according to claim 2, characterized in that one circulates during the holding time, preferably 30 '.
4. The method according to claim 2, characterized in that the pasteurizing system is pasteurized by means of the pasteurized sludge and that one preferably achieves homogenization by means of centrifugal pumps.
5. The method according to claim 1, characterized in that the system is operated in push-pull and the heat exchange takes place via two heat exchangers (6, 26), which are simultaneously fed lying in separate circles from the same heating / cooling medium.
6. Pasteurizing system for carrying out the method according to claim 1, characterized by one or two, optionally mutually operable, pasteurizing device (s).
7. Plant according to claim 6, characterized by at least one fresh sludge container (1) at least one conveying device (3) at least one pasteurizing container (7) at least one circulating device (10) at least one heat exchanger (6) and by at least one temperature controller (11) and at least one level controller (8, 9) for regulating the minimum and maximum values in the pasteurizing container (7).
8. Plant according to claim 7, characterized in that, in addition to the fresh sludge container (1), all plant parts (3; 7, 27; 10; 30; 6, 26; 8/9, 28/29) are duplicated to two circuits form.
9. Plant according to claim 8, characterized by a boiler (40) and a feedable from this, the two heat exchangers (6, 26) including heating / cooling network with its own circulation pump (12).
10. Plant according to claim 8, characterized by a third heat exchanger (18) with a pump (17) which can be switched into the heating / cooling network to additionally cool the pasteurized sludge.
The present invention relates to a method for pasteurizing sludge in a pasteurizer, in particular from sewage treatment plants, and to a pasteurizer for carrying out the method.
It is known to heat raw or digested sludge to 700C for decontamination and to keep it at this temperature for at least 30 minutes in order to ensure extensive decontamination of the sludge that kills pathogens and pathogens. This is followed by a digestion process for raw sludge, then dewatering in appropriate containers, on dry beds, specially suitable devices and machines or directly wet discharge for fertilizing agricultural areas.
All previously known continuous or discontinuous processes have the disadvantage that in some cases
considerable amounts of water are introduced into the sludge, or that, especially in the case of continuously operating systems, the small pipe cross-sections exist due to the high risk of clogging. In all known methods, the risk of recontamination has also been proven to be very great.
The invention has for its object to provide a method which undertakes the disinfection with the least possible expenditure on equipment in an energy-saving manner and taking into account the different properties of the sludge to be treated, whereby the disinfection must be guaranteed with regard to the treatment temperature and time, no working under pressure may be necessary, there must be no increase in the water content of the sludge and the risk of recontamination is largely excluded.
These tasks are solved by the method according to the invention, which is characterized in that the sludge is heated in batches to pasteurization temperature and then kept at this temperature, then cooled and then conveyed to a digestion station. The invention also includes a pasteurizing system for carrying out the method, which is characterized by one or more pasteurizing device (s) which can optionally be operatively connected to one another.
The invention is subsequently explained in more detail, for example, using a drawing. Show it:
1 schematically shows an arrangement for carrying out the method as pre-pasteurization,
Fig. 2 shows schematically the temporal process flow in the two-circuit process.
The untreated raw sludge is conveyed from a container 1 with a level controller 2 via a centrifugal pump 3, two sliders 4 and 5 and a heat exchanger 6 into a pasteurization tank 7 with two level switches 8 and 9. After filling the container 7, the slide 4 is closed. The centrifugal pump 10 now circulates the sludge until a thermostat 11 detects the desired pasteurization temperature. Recirculation is maintained for 30 minutes while maintaining the temperature. Hot water or an equivalent medium is used as the heating medium. A second, analog circuit, connectable to the pump 3, leads via a slide 24 and a slide 25 into a heat exchanger 26 and from there into a pasteurizing container 27.
During the pasteurization of the sludge in the first circuit with the pasteurization container 7, the second circuit is emptied and filled again after the holding time of circuit 1. The container 27 is also provided with two level controllers 28 and 29. The level controller 29 closes the slide 24 at the end of the filling process, switches off the pump 3 and switches on the pump 30 for circulation. The thermostat 31 detects when the pasteurization temperature is reached and defines the start of the holding time of 30 minutes.
At the beginning of the heating period of the sludge to pasteurization temperature in one part of the plant, the other part of the plant is cooled after the holding time. Therefore, when heating the sludge for the container 7 and when cooling the sludge from the container 27, the two heat exchangers 6 and 26 are connected to one another in a heat-exchanging manner on the coolant or heating means side.
Thus, in the first phase of heating the sludge in the first circuit when it is pumped into the pasteurizing container 7, the heat of the in the second circuit, i.e. Pasteurizing tank 27, pump 30 and heat exchanger 26 circulating sludge removed by the heating or cooling medium.
This medium is pumped around by the pump 12. It transfers its heat absorbed in exchanger 26 to the cold sludge in exchanger 6. After reaching the desired recooling temperature on thermostat 31 or
after an adjustable time of the heat exchange, the sludge to be heated in the first circuit is supplied with heat from the boiler 40 by moving the slides 13 and 14 until the desired # pasteurization temperature is reached. After a dwell time of 30 minutes, the filling process can be initiated for pasteurizing container 27 in the manner described.
After changing over the slide 13 and 14, the sludge can be conveyed into the digestion chamber either via a slide 35 or, exceptionally, if there is a risk of overheating, by cooling a slide 16 via a further pump 17 and a heat exchanger 18, further cooling by using the circuit described Heat, e.g. is delivered to the cooling water circuit of the pump 17.
A great advantage of the described method is that, thanks to the freely selectable delivery capacity of the sludge feed pumps, a pipe system with a large nominal size can be selected without the fact that the flow velocities are too low, so that deposits, especially fats, are not to be feared. Furthermore, the recirculation system is brought to the decontamination temperature during each heating cycle and is thus pasteurized automatically.
2 shows a typical sequence diagram with the temperature profile of the sludge in the two circles. With a suitable choice of the recooling temperature, additional heating of the digester can be dispensed with.
With the system according to the invention, the regulations for the treatment of sludges can be adhered to with certainty. These require a pasteurization temperature of at least 70 C which is kept constant for at least 30 minutes.
In addition to the considerably simplified equipment outlay for the process according to the invention with two circuits, reliable disinfection of the sludge is guaranteed in one process, which leads to a simplification of the process and a clear, easy-to-monitor arrangement of the entire system. Since conventional centrifugal pumps can be used to pump sludge and there is no need to shred the sludge, a low-maintenance and reliable system has also been created.