DD146447A1

DD146447A1 - METHOD AND DEVICE FOR AEROBIC STABILIZATION OF SEWAGE SLUDGE

Info

Publication number: DD146447A1
Application number: DD21612379A
Authority: DD
Inventors: Jakob Dautermann; Helmut Keller; Guenter Ostermann
Original assignee: Jakob Dautermann; Helmut Keller; Guenter Ostermann
Priority date: 1979-10-09
Filing date: 1979-10-09
Publication date: 1981-02-11

Abstract

Die Erfindung betrifft die aerobe Schlammstabilisierung in Klaeranlagen, insbesondere bei vorgeschalteter vollbiologischer Abwasserreinigung. Ziel der Erfindung ist es, die aerobe Schlammstabilisierung bei geringem Material- und Energieaufwand zu intensivieren und die zu behandelnden Schlammengen zu minimieren. Die Erfindung sieht vor, dasz der Primaerschlamm aus der Vorklaerung und der Ueberschuszbelebtschlamm getrennt eingedickt, in einem abgedeckten Stabilisierungsbecken mittels erwaermter Druckluft stabilisiert und anschlieszend nochmals eingedickt werden. Die das waermeisolierende Schaumpolster haltende Beckenabdeckung enthaelt Gasaustritts- und Montageoeffnungen. Damit wird die Reaktionstemperatur ohne zusaetzlichen Aufwand erhoeht. Das Verfahren eignet sich auch zur Entlastung vorhandener Schlammfaulanlagen.The invention relates to the aerobic sludge stabilization in sewage treatment plants, in particular in upstream fully biological wastewater treatment. The aim of the invention is to intensify the aerobic sludge stabilization with low material and energy consumption and to minimize the sludge gene to be treated. The invention provides that the primary sludge from the preclarification and the excess activated sludge are thickened separately, stabilized in a covered stabilization basin by means of heated compressed air and subsequently thickened again. The basin cover holding the heat-insulating foam cushion contains gas outlet and assembly openings. Thus, the reaction temperature is increased without additional effort. The process is also suitable for relieving existing sludge digestion plants.

Description

Verfahren und Einrichtung zur aeroben Stabilisierung von AbwasserschlammMethod and device for the aerobic stabilization of sewage sludge

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur aeroben Stabilisierung von Abwasserschlamm in Kläranlagen, insbesondere bei vorgeschalteter vollbiologischer Abwasserreinigung.The invention relates to a method and a device for the aerobic stabilization of sewage sludge in sewage treatment plants, in particular in upstream fully biological wastewater treatment.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bekannt ist ein Verfahren mit entsprechenden Einrichtungen zur aerobai Stabilisierung von gemischtem -Vorklärschlamm (Primär- und Überschußbelebtschlamm), wobei in einigen Anwendungsfällen dem Stabilisierungsbecken auch Eindicker vorgeschaltet sind. Durch die Einleitung des Überschußbelebtschlammes in das anaerobe Vorklärbecken verliert dieser aber weitgehend seine biologische Aktivität, da zur Räumung des gemischten Schlammes aus dem Vorklärbecken meist vier bis zwölf Stunden vergehen.A method is known with corresponding devices for aerobai stabilization of mixed pre-sludge (primary and excess activated sludge), which in some cases the stabilization tank and thickener are connected upstream. By the introduction of the excess activated sludge in the anaerobic primary clarifier but this largely loses its biological activity, since it usually takes four to twelve hours to clear the mixed sludge from the primary clarifier.

Bei einem anderen bekannten Verfahren wurde das Vorklärbecken weggelassen und der gemischte Schlamm im Belebungsbecken der biologischen Abwasserreinigung mitbelüftet. Dadurch wird jedoch eine gesonderte Schwimmstoff-. .abscheidung erforderlich, die biologische Stufe muß wegen der erforderlichen Regenerierung des mit Primärschlammpartikeln belasteten Belebtschlammes vergrößert werden und schließlich ist auch die Nachklärung zu vergrößern, wegen der fast doppelten Peststoffflächenbe-In another known method, the primary clarifier was omitted and the mixed sludge aerated in the biological wastewater treatment aeration tank. However, this is a separate Schwimmstoff-. separation is required, the biological stage must be increased because of the required regeneration of the activated sludge loaded with primary sludge particles, and finally the secondary clarification must be increased because of the almost double

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lastung. Auch das Ableiten von vorgeklärten Regenwassermengen in den Vorfluter vor der biologischen Abwasserreinigungsstufe ist dann nicht möglich. Bei den angeführten bekannten Verfahren ist vor allem die Eindickung des Schlammes nicht optimal gelöst, so daß große Schlammengen transportiert werden müssen und das Stabilisierungsbecken sehr groß zu bemessen ist, damit mindestens 6 Tage Aufenthaltszeit gewährleistet sind.load. Also, the derivation of pre-cleared rainwater quantities in the receiving water before biological wastewater treatment stage is then not possible. In the cited known methods, especially the thickening of the sludge is not optimally solved, so that large amounts of sludge must be transported and the stabilization basin is very large, so that at least 6 days of residence are guaranteed.

Nach einem weiteren bekannten Verfahren wird der Schlamm in hochgestellten, wärmeisolierten Behältern mittels Rührkreiselbelüfter oder Druckstrahler stabilisiert, wobei infolge exothermer Reaktionen im Sommer Temperaturen bis über 40 ⁰C mit keimreduzierender Wirkung entstehen. Dieses Verfahren ist jedoch -wegen des erheblichen Isolieraufwandes auf kleine Stabilisierungsbehälter und damit auf kleinere Anlagengrößen begrenzt.According to another known method, the sludge is stabilized in superscript, heat-insulated containers by means of agitator or pressure blaster, which arise due to exothermic reactions in the summer temperatures above 40 ⁰ C with germ-reducing effect. However, this method is limited because of the considerable Isolieraufwandes on small stabilization tank and thus on smaller plant sizes.

Ziel der Erfindung-Ziel der Erfindung ist es, mit geringem Material- und Energieaufwand die aerobe Schlammstabilisierung so durchzuführen, daß die zu behandelnden Gesamtschlammengen minimiert und der Reaktionsablauf durch eine zweckmäßige Stabilisierungsbeckenbelastung sowie durch eine einfache und billige Erhöhung der Reaktionstemperatur beschleunigt werden. Desweiteren sind große Schlammengen bei der Stabilisierung und hohe Aufwendungen für die Schlammerwärmung zu vermeiden.It is the object of the invention to carry out the aerobic sludge stabilization with low material and energy expenditure in such a way that the total amount of sludge to be treated is minimized and the course of the reaction is accelerated by a suitable stabilizing tank load and by a simple and cheap increase in the reaction temperature. Furthermore, large amounts of sludge in the stabilization and high expenses for sludge heating are to be avoided.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den Abwasserschlamm vor den nachfolgenden Behandlungsstufen aerob zu stabilisieren und dabei den Überschußbelebtschlamm nicht in seiner biologischen Aktivität zu mindern, damit möglichst aktiver Belebtschlamm in das Stabilisierungsbek-The object of the invention is to aerobically stabilize the sewage sludge before the subsequent treatment stages and not to reduce the excess activated sludge in its biological activity so that activated sludge which is as active as possible is absorbed into the stabilization tank.

ken gelangt.ken.

Außerdem soll keine gesonderte Schwimmstoffabscheidung oder eine Vergrößerung der Wachklärung erforderlich v/erden.In addition, no separate floating separation or enlargement of the Wachklärung required v / ground.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe derart gelöst, daß der Primärschlamm aus dem Rohabwasser und der Überschußbelebtschlamm aus der biologischen Abwasserreinigung getrennt eingedickt und anschließend in einem abgedeckten Stabilisierungsbecken mit erwärmter Druckluft aerob stabilisiert werden. Abschließend wird der stabilisierte Schlamm zur Volumenverringerung nochmals in nachgeschaltete Rundeindicker geleitet.According to the invention, the object is achieved in such a way that the primary sludge from the raw sewage and the excess activated sludge from the biological wastewater purification are thickened separately and subsequently aerobically stabilized in a covered stabilization basin with heated compressed air. Finally, the stabilized sludge for volume reduction is redirected to downstream lap thickener.

Der Primärschlamm und der stabilisierte Schlamm werden vorteilhafterweise bei diskontinuierlichem Dickschlamm- und Schlammwässerabzug eingedickt. Die Zufuhr des eingedickten Schlammes in das Stabilisierungsbecken erfolgt ebenfalls diskontinuierlich. Dadurch werden der Reaktionsablauf beschleunigt- und der Stabilisierungseffekt verbessert. Der Überschußbelebtschlamm wird gesondert bei kontinuierlichem Schlammzufluß und Klarwasserabzug eingedickt, wobei das aerobe Milieu erhalten bleibt und Stapelbehälter vermieden werden. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das aerob arbeitende Stabilisierungsbecken direkt neben dem Belebungsbecken der biologischen Abwasserreinigung angeordnet, im Erdboden versenkt und mit einer einseitigen Druckluftzuführung versehen ist. An der Stabilisierungsbeckenoberfläche ist. eine Abdeckung mit kleinen, verstellbaren Gasaustrittsöffnungen und verschließbaren Montageöffnungen angeordnet. Dabei werden zweckmäßig die verstellbaren Gasaustrittsöffnungen auf höchstens 3 % Querschnittsfläche im Vergleich zur Gesamtabdeckung und die Montageöffnungen auf höchstens 20 % begrenzt.The primary sludge and the stabilized sludge are advantageously thickened in discontinuous thick sludge and sludge water discharge. The supply of the thickened sludge in the stabilization tank is also discontinuous. This accelerates the reaction process and improves the stabilizing effect. The excess activated sludge is thickened separately with continuous sludge inflow and clear water discharge, whereby the aerobic environment is maintained and stacking containers are avoided. The device according to the invention is characterized in that the aerobically operating stabilization tank arranged directly adjacent to the aeration tank of biological wastewater treatment, sunk in the ground and provided with a one-sided compressed air supply. At the stabilization basin surface is. a cover with small, adjustable gas outlet openings and closable mounting holes arranged. In this case, the adjustable gas outlet openings are expediently limited to a maximum of 3 % cross-sectional area compared to the total coverage and the mounting openings to a maximum of 20 % .

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Nach dieser Lösung ist es möglich, eine schnelle Schlammstabilisierung mit möglichst geringem Material- und Energieaufwand zu erreichen. Das aerob arbeitende Stabilisierungsbecken wird in I⁽¹orm der Belebungsbecken direkt neben diesen angeordnet, wodurch der Bauaufwand gering gehalten wird. Die einseitige Druckluftzuführung bewirkt die Durchmischung des Schlammes und die Sauerstoff zuführung. Dabei v/erden gleichzeitig durch die bis auf mindestens 50 ⁰C erwärmte Luft erhebliche Wärmemengen in das Stabilisierungsbecken eingetragen und der Reaktionsablauf beschleunigt. Das Stabilisierungsbekken ist gegen WärmeVerluste seitlich durch den Erdboden und nach oben infolge der Abdeckung durch das sich bildende Luft-Schaum-Gemisch isoliert. Dadurch wird die Schlarnmtemperatur auch im Winterbetrieb auf über 20 ⁰C gehalten. Der Austritt der Restluft und der Abgase aus dem Stoffwechsel des Belebtschlammes erfolgt über die kleinen Öffnungen in der Abdeckung. Pur Reparaturen an den Belüftereinrichtungen sind die verschließbaren Montageöffnungen vorgesehen.After this solution, it is possible to achieve rapid sludge stabilization with the least possible expenditure of material and energy. The aerobic working stabilization basin is in I ⁽¹ the aeration tank orm arranged directly next to these, whereby the construction cost is kept low. The one-sided supply of compressed air brings about the mixing of the sludge and the oxygen supply. In this case, v / ground simultaneously by up to at least 50 ⁰ C heated air substantial amounts of heat added to the stabilizing tank and course of the reaction accelerates. the Stabilisierungsbekken is against heat loss laterally through the ground and upwards as a result of the cover by the forming air-foam mixture is isolated. this is the Schlarnmtemperatur also in winter mode to over 20 ⁰ The escape of the residual air and the waste gases from the metabolism of the activated sludge takes place via the small openings in the cover.

Das Verfahren zeichnet sich durch einen geringen Investitionsund. Ausrüstungsaufwand sowie durch geringe Mengen an stabilisiertem Schlamm mit guten Entwässerungseigenschaften aus. Es ist auch zur Entlastung vorhandener Paulbehälter mit Teilschlammengen vorteilhaft einsetzbar.The process is characterized by a low investment and. Equipment expenditure and by small amounts of stabilized mud with good drainage properties. It is also advantageous for relieving existing Paul container with Teilschlammengen.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll, nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert v/erden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment v / ground. In the accompanying drawings show:

Pig. 1: Verfahrensschema mit Anlagenteilen und Schlammfließweg,Pig. 1: process diagram with plant parts and mud flow path,

Pig. 2i: Schnitt durch das aerob arbeitende StabilisierungsbeckenPig. 2i: section through the aerobic working stabilization basin

Nach Figur 1 v/erden der Primärschlamm aus dem Vorklärbecken 1 über den Schlammeindicker 2 und der Überschußbelebtschlamm aus dem Nachklärbecken 3 über den Eindicker 4 in eingedickter Form jeweils für sich dem aerob arbeitenden, längsdurchflossenen Stabilisierungsbecken 5 an der Stirnseite 6 zugeführt. Die Luftzuführung in das Stabilisierungsbecken 5 erfolgt wie bei dem benachbarten Belebungsbecken 7 über Gebläse, Rohrleitungen und einseitig angeordnete Belüfterrohre. Die mit der Luft zugeführte Wärmemenge und die entstehende Reaktionswärme bei der Zersetzung der organischen .Schlämmteile führen infolge des wärme isolierenden ^ Schaum-Luft-Polsters unter der Abdeckung 8 im Stabilisierungsbecken 5 zu einer Schlammerwärmung. Der nach 6 bis 8 Tagen Aufenthaltszeit im Stabilisierungsbecken 5 stabilisierte Schlamm wird vor der.Entwässerung nochmals in Rundeindickern 9 bei diskontinuierlichem Dickschlamm- und Schlammwasserabzug auf ca. 5 bis' 6 % Peststoffgehalt angereichert. Der Dickschlamm wird kurzfristig auf Schlainmentwässerungsplätzen 10 oder maschinell entwässert.According to FIG. 1, the primary sludge from the primary clarifier 1 via the sludge thickener 2 and the excess activated sludge from the secondary clarifier 3 are fed via the thickener 4 in thickened form to the aerobic working longitudinal stabilizer 5 at the end 6. The air supply into the stabilization tank 5 is carried out as in the adjacent activated sludge tank 7 via blowers, pipes and unilaterally arranged Belüfterrohre. The amount of heat supplied with the air and the resulting heat of reaction in the decomposition of the organic .Schlämmteile lead due to the heat insulating ^ foam-air cushion under the cover 8 in the stabilizing tank 5 to a sludge heating. The stabilized after 6 to 8 days residence time in the stabilization tank 5 sludge is enriched before der.Entwässerung again in round thickeners 9 in discontinuous Dickschlamm- and sludge water to about 5 to '6% content of pesticides. The thick sludge is briefly drained on sludge dewatering sites 10 or by machine.

Figur 2 zeigt das aerob arbeitende Stabilisierungsbekken 5 mit einem daneben angeordneten Belebungsbecken 7 der biologischen Abwasserreinigung. Die einseitige Druckluftzuführung 11 bewirkt die Belüftung und Durchmischung.FIG. 2 shows the aerobic working stabilizing basin 5 with an activated sludge tank 7 for biological wastewater treatment. The one-sided compressed air supply 11 causes the ventilation and mixing.

Zum Abzug der nicht verbrauchten Luft und der Reaktionsabgase sind in der Abdeckung 8 kleine verstellbare Gasaustrittsöffnungen 13 vorgesehen, die nicht im Bereich der verschließbaren Montageöffnungen 14 vorgesehen'sind;For the withdrawal of the unused air and the reaction exhaust gases small adjustable gas outlet openings 13 are provided in the cover 8, which are not provided in the region of the closable mounting holes 14;

Claims

iäis

invention claim

1. A method for the aerobic stabilization of sewage sludge, characterized in that the primary sludge from the primary clarifier and the excess activated sludge biological wastewater treatment separately thickened in round thickeners with Stabrührwerken and stabilized in a covered, aerobic working stabilization tank by means of heated compressed air, and the stabilized sludge before the drainage is enriched again in round thickeners.

2. The method according to item 1, characterized in that both the primary sludge and the stabilized sludge are thickened in discontinuous Dickschlamm- and sludge water withdrawal, the Einikkung the excess activated sludge takes place with continuous sludge influx and clear water withdrawal.

3. A device for carrying out the method according to item 1, characterized in that the aerobically operating stabilization tank (5) is arranged directly adjacent to the aeration tank (7) of the biological wastewater treatment and sunk in the ground, is provided with a one-sided compressed air supply (11) and to the Stabilisierungsbeckenoberfläche (12) a cover (8) with small adjustable gas outlet openings (13) and closable mounting holes. (14) is arranged.

4. Device according to item 3, characterized in that the cross-sectional area of the gas outlet openings (13) is at most 3% and that of the mounting openings (14) at most 20 % of the total Stabilisierungsbekkenabdeckung (8).

For this 1 sheet drawings.