DD235861A5 - METHOD FOR REMOVING SLEEPING AND / OR ORGANIC MATERIALS AND DEVICE FOR CARRYING OUT SAID METHOD - Google Patents

METHOD FOR REMOVING SLEEPING AND / OR ORGANIC MATERIALS AND DEVICE FOR CARRYING OUT SAID METHOD Download PDF

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Abstract

Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, ein Verfahren zum Entwaessern von Schlaemmen und/oder organischen Stoffen sowie eine Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens zu schaffen, mit dem der Bedarf an Waschwasser fuer die Reinigung der in den Pressen enthaltenden Filter- bzw. Siebflaechen verringert wird. Zur Loesung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, anschliessend an einen ersten Pressvorgang den mechanischen Pressdruck zurueckzunehmen und das Pressgut mit Sattdampf einer Temperatur zwischen 100C und 200C zu beaufschlagen, worauf neuerlich mechanisch gepresst wird. Die Kammerfilterpresse (3) weist zu diesem Zweck neben den Leitungen (11) fuer das Beaufschlagen mit Druckmedium Anschluesse fuer Sattdampfleitungen (8) auf. FigurThe object and the object of the invention are to provide a method for dewatering sludges and / or organic substances as well as an apparatus for carrying out the method, which reduces the need for washing water for the cleaning of the filters or Siebflaechen contained in the presses , To solve this problem, it is proposed to subsequently take back the mechanical pressing pressure on a first pressing operation and to apply compressed air to the pressed material at a temperature of between 100 ° C. and 200 ° C., whereupon it is mechanically pressed again. The chamber filter press (3) has for this purpose, in addition to the lines (11) for pressurizing medium connections for saturated steam pipes (8). figure

Description

Hierzu Λ Seite ZeichnungenFor this Λ page drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Entwässern von Schlämmen und/oder organischen Stoffen, insbesondere Klärschlamm, unter Anwendung eines Preßdruckes, bei welchem das zu entwässernde Gut nach einem ersten Preßvorgang vom mechanischen Preßdruck entspannt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for dewatering of sludges and / or organic substances, in particular sewage sludge, using a pressing pressure, in which the material to be dewatered is relaxed after a first pressing of the mechanical pressing pressure, and an apparatus for performing this method.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bei derartigen Verfahren ist es bereits bekannt, vor einem Entwässern der Schlämme und/oder organischer Stoffe, beispielsweise in Siebbandpressen oder Zentrifugen, eine Konditionierung des Schlammes vorzunehmen, bei welcher in der Regel mit Flockungshilfsmitteln und mit Wasserdampf drucklos gearbeitet wird. Das auf diese Weise vorbehandelte Material wird in der Folge gepreßt oder zentrifugiert und kann nachfolgend einer weiteren Entwässerungs- bzw. Trocknungsstufe zugeführt werden.In such methods, it is already known to carry out a conditioning of the sludge before dewatering the sludge and / or organic substances, for example in belt presses or centrifuges, which is usually operated without pressure with flocculants and with water vapor. The material pretreated in this way is subsequently pressed or centrifuged and can subsequently be fed to a further dehydration or drying stage.

Aus der EP-PS 57732 ist bereits ein Verfahren bekannt geworden, bei welchem zur Entwässerung von Schlämmen Filterpressen eingesetzt wurden, wobei derartige Pressen zyklisch betrieben wurden und zwischen einzelnen Preßvorgängen eine Entspannung vorgenommen wurde. Spezielle Verfahrensweisen bei derartigen zyklischen Pressungen sind auch der DE-OS 3004826 und der CH-PS 634538 zu entnehmen.From EP-PS 57732 a method has already become known in which filter presses were used for dewatering of sludges, wherein such presses were operated cyclically and between individual pressing operations a relaxation was made. Special procedures in such cyclic pressures can also be found in DE-OS 3004826 and CH-PS 634538.

Gemäß einem älteren, noch nicht veröffentlichten, Vorschlag der Anmelderin wurde zur Verbesserung der Entwässerungsleistung bereits vorgeschlagen, gleichzeitig mit einem mechanischen Pressen, beispielsweise unter Verwendung von Filterbandpressen, oder gleichzeitig mit einem Zentrifugieren eine thermische Erhitzung unter Anwendung von Sattdampf vorzunehmen. Durch die Erwärmung während der Anwendung des Preßdruckes wird hierbei vor allen Dingen darauf abgezielt, die Bindungskräfte zwischen den Feststoffen und dem Wasser zu verringern, wobei der Effekt ausgenutzt wurde, daß durch die Erhitzung die dynamische Viskosität des Wassers erheblich vermindert wurde.According to an earlier, unpublished, Applicant's proposal, in order to improve the dewatering performance, it has already been proposed to carry out a thermal heating using saturated steam simultaneously with mechanical pressing, for example using filter belt presses or simultaneously with centrifuging. The heating during the application of the pressing pressure in this case is aimed primarily at reducing the binding forces between the solids and the water, wherein the effect was exploited that the dynamic viscosity of the water was significantly reduced by the heating.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein besonders vorteilhaftes Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine zur Durchführung dieses Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung zu schaffen, bei welcher die Abwasserbelastung weiter verringert werden kann.The aim of the invention is to provide a particularly advantageous method of the type mentioned above and a device particularly suitable for carrying out this method, in which the wastewater load can be further reduced.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Verfahren zum Entwässern von Schlämmen und/oder organischen Stoffen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen, mit dem der Bedarf an Waschwasser für die Reinigung der in den Pressen enthaltenen Filter- bzw. Siebflächen verringert wird. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen darin, daß anschließend an die Entspannung vom mechanischen Preßdruck mit Sattdampf das zu entwässernde Gut mit einer Temperatur zwischen 1000C und 2000C beaufschlagt und anschließend neuerlich unter mechanischen Preßdruck gesetzt wird. Dadurch, daß das zu entwässernde Gut vor dem Beaufschlagen mit Sattdampf zunächst vom mechanischen Preßdruck entlastet wird, erfolgt zunächst aufgrund von elastischen Kräften innerhalb des zu pressenden Materialseine Aufweitung der Struktur, welche den Angriff von Sattdampf erleichtert. Im übrigen werden auch die Preßflächen weitgehend freigegeben, so daß eine größere Angriffsfläche für den Sattdampf zur Verfügung steht.The invention has for its object to provide a novel method for dewatering of sludges and / or organic matter and an apparatus for performing the method, with which the need for washing water for cleaning the filter or filter surfaces contained in the presses is reduced. To solve this problem, the inventive method consists essentially in the fact that then applied to the relaxation of the mechanical pressure with saturated steam the material to be dehydrated at a temperature between 100 0 C and 200 0 C and then set again under mechanical pressure. Due to the fact that the material to be dewatered is first relieved of the mechanical pressing pressure before being exposed to saturated steam, expansion of the structure, which facilitates the attack of saturated steam, initially takes place due to elastic forces within the material to be pressed. Moreover, the pressing surfaces are largely released, so that a larger attack surface for the saturated steam is available.

-2- /DO //-2- / DO //

Vorzugsweise wird vor dem neuerlichen mechanischen Pressen der Dampfdruck entspannt. Auf diese Weise wird erreicht, daß gegebenenfalls kondensierendes Wasser durch die Druckverminderung rasch abgezogen werden kann, so daß kein zusätzlicher Wasserballast eingetragen wird. Dieses rasche Verflüchtigen von dampfförmigen Anteilen aus dem mit Sattdampf behandelten zu entwässernden Gut führt aufgrund der mittlerweile eingetretenen Erwärmung des zu entwässernden Gutes auch zu einem Freiwerden von zusätzlichem Stoffwasser, welches teilweise verdunsten oder aber für die nachfolgende neuerliche Pressung besser ausgetrieben werden kann, da es nunmehr an die Oberfläche des Preßkuchens gelangt. Bei dem nachfolgenden neuerlichen mechanischen Pressen wird dieses mobilisierte Wasser leichter ausgepreßt, so daß ein höherer Trocknungsgrad erzielt werden kann. Die Verwendung von Sattdampf zwischen zwei mechanischen Preßvorgängen hat überraschenderweise zur Folge, daß bei der nachfolgenden Filterreinigung bis zu 50% weniger Waschwasser erforderlich ist.Preferably, the vapor pressure is released before the renewed mechanical pressing. In this way it is achieved that optionally condensing water can be rapidly withdrawn by the pressure reduction, so that no additional water ballast is entered. This rapid volatilization of vaporous fractions from the treated with saturated steam to be dewatered good leads due to the now occurred heating of the material to be drained to a release of additional water of matter, which partially evaporate or can be better expelled for subsequent repressurization, as it now reaches the surface of the press cake. In the subsequent renewed mechanical pressing this mobilized water is easily squeezed out so that a higher degree of dryness can be achieved. The use of saturated steam between two mechanical pressing operations has, surprisingly, the result that up to 50% less washing water is required in the subsequent filter cleaning.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, den Preßdruck nach dem Beaufschlagen mit Sattdampf über einen kürzeren Zeitraum aufzubringen als vor dem Beaufschlagen mit Sattdampf. In besonders vorteilhafter Weise wird das Verfahren so durchgeführt, daß das beim neuerlichen mechanischen Pressen gebildete Filtrat gesondert abgeleitet und weiterbehandelt wird. Auf diese Weise kann derTatsache Rechnung getragen werden, daß es hier anfallende Filtrat an Schwermetallen angereichert ist und es können die gelösten Schwermetalle gesondert aufgearbeitet werden. Alle Filtrate sind mit gelösten organischen Verbindungen stark angereichert und es werden daher vorzugsweise die mit gelösten organischen Verbindungen angereicherten Filtrate einer Faulanlage zur Gaserzeugung und Dampferzeugung zugeführt.In the context of the method according to the invention, it has been found to be particularly advantageous to apply the pressing pressure after applying saturated steam over a shorter period of time than before applying saturated steam. In a particularly advantageous manner, the method is carried out so that the filtrate formed in the renewed mechanical pressing separately derived and treated. In this way the fact can be taken into account that it is accumulated here filtrate enriched in heavy metals and it can be worked up the dissolved heavy metals separately. All filtrates are highly enriched with dissolved organic compounds and it is therefore preferably the enriched with dissolved organic compounds filtrates fed to a digestion plant for gas production and steam generation.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist im wesentlichen gekennzeichnet durch eine Filterpresse, insbesondere Kammerfilterpresse, Membranfilterpresse oder Rahmenfilterpresse, welche in einem druckfest verschließbaren Gehäuse angeordnet ist, an welches abschließbare Leitungen für die Sattdampfzufuhr und die Entspannung angeschlossen sind. Eine derartige Filterpresse erlaubt den Druckabbau vor der Anwendung des Dampfes und kann somit ohne nennenswerte Modifikation unmittelbar für die erfindungsgemäßen Zwecke eingesetzt werden. Es ist auf diese Weise möglich, die Entwässerung, eine Konditionierung und die Nachentwässerung in der gleichen Einrichtung vorzunehmen. Derartige Filterpressen sind üblicherweise für einen Betriebsdruck von 12 bis 16 bar gebaut und können daher ohne grundsätzliche Änderungen unmittelbar eingesetzt werden. Im Zusammenhang mit der Sattdampfbehandlung ist es möglich, gegenüber Filterbandpressen wesentlich höhereTrockensubstanzgehalte zu erzielen. Kammerfilterpressen zeichnen sich darüber hinaus durch eine hohe Betriebssicherheit aus, da sie wenig bewegte, vom zu entwässernden Gut berührte Teile aufweisen. Gegenüber anderen Entwässerungseinrichtungen, wie beispielsweise Zentrifugen, handelt es sich bei Kammerfilterpressen um baulich relativ einfache Einrichtungen, welche daher auch ohne weiteres höheren Betriebsdrucken und höheren Betriebstemperaturen, insbesondere einer Sattdampfbeaufschlagung, standhalten.The device according to the invention for carrying out this method is essentially characterized by a filter press, in particular chamber filter press, membrane filter press or frame filter press, which is arranged in a pressure-tight lockable housing, to which lockable lines for the saturated steam supply and relaxation are connected. Such a filter press allows the pressure reduction before the application of steam and can thus be used without significant modification directly for the purposes of the invention. It is thus possible to carry out the dewatering, conditioning and post-dewatering in the same facility. Such filter presses are usually built for an operating pressure of 12 to 16 bar and can therefore be used directly without any fundamental changes. In connection with the saturated steam treatment, it is possible to achieve substantially higher dry substance contents compared to filter belt presses. Chamber filter presses are also characterized by a high level of operational safety, since they have little moving, touched by the material to be drained parts. Compared with other drainage devices, such as centrifuges, chamber filter presses are structurally relatively simple devices, which therefore also readily withstand higher operating pressures and higher operating temperatures, in particular saturated steam admission.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment of the device for carrying out the method according to the invention shown schematically in the drawing.

In der Zeichnung ist der Zulauf vom Dünnschlamm schematisch durch eine Aufgabeeinrichtung 1 angedeutet. Über eine Pumpe 2 gelangt der Dünnschlamm in eine Kammerfilterpresse 3, welche einen beweglichen Stempel 4 aufweist. Das Filtrat dieser Kammerfilterpresse wird über eine Leitung 5 abgezogen und gelangt in einen Faulbehälter 6. Aus einer Dampferzeugung 7 wird Dampf über eine Leitung 8 der Kammerfilterpresse 3 zugeführt, wobei der Anschluß in einfacher Weise an den üblicherweise vorgesehenen Anschluß für Waschflüssigkeit oder für Druckluft erfolgen kann. Der ausgetragene Schlamm wird über einen Schlammbunker 9 und einen Förderer 10 als Trockenschlamm ausgeworfen. Zusätzlich kann über eine Leitung 11 Druckluft für den Antrieb der Kammerfilterpresse zugeführt werden. Über eine Leitung 12 kann Spritzwasser für die Reinigung der Klappen bzw. Filter eingebracht werden. Nach dem Einleiten von Dampf über die Leitung 8 kann durch Öffnen des absperrbaren Ventiles 13 eine Entspannung vorgenommen werden, worauf der entspannte kondensierende Dampf über eine Leitung 14 dem Faulbehälter zugeführt wird. Ein Teil des Faulschlammes kann der Aufgabeeinrichtung 1 wiederrum rückgeführt werden, wobei diese Aufgabeeinrichtung 1 als Eindicker ausgebildet ist.In the drawing, the inlet of the thin sludge is indicated schematically by a feed device 1. Via a pump 2, the thin sludge enters a chamber filter press 3, which has a movable punch 4. The filtrate of this chamber filter press is withdrawn via a line 5 and enters a digester 6. From a steam generator 7 steam is supplied via a line 8 of the chamber filter press 3, wherein the connection can be made in a simple manner to the usually provided connection for washing liquid or compressed air , The discharged sludge is discharged via a sludge bunker 9 and a conveyor 10 as dry sludge. In addition, compressed air for driving the chamber filter press can be supplied via a line 11. Via a line 12 spray water can be introduced for the cleaning of the flaps or filters. After the introduction of steam via the line 8 can be made by opening the lockable valve 13 a relaxation, whereupon the relaxed condensing steam is fed via a line 14 to the digester. A part of the digested sludge can be returned to the task device 1, wherein this task device 1 is designed as a thickener.

Vor der Aufgabe des Dünnschlammes in die Kammerfilterpresse kann noch Flockungsmittel zudosiert werden, wofür ein Vorratsbehälter 15 vorgesehen ist.Before the task of the thin sludge in the chamber filter press still flocculant can be added, for which a reservoir 15 is provided.

Die Anlage wird mit folgenden Arbeitstakten betrieben. Zunächst wird die Kammerfilterpresse gefüllt und eine erste Entwässerung auf etwa 40% Trockensubstanzgehalt vorgenommen. Hierauf wird analog wie beim üblicherweise bei derartigen Kammerfilterpressen vorgesehenen Waschvorgang eine Entspannung vorgenommen und es wird die Kammerfilterpresse 3 mit Sattdampf beaufschlagt. Nach dem neuerlichen Entspannen durch Öffnen des Ventiles 13 erfolgt eine Nachentwässerung unter mechanischer Beaufschlagung der Kammerfilterpressen auf einen Trockensubstanzgehalt von größer als 60Gew.-%. Der ausgetragene Schlammkuchen wird aus dem Schlammbunker9 anschließend abgezogen und durch die Fördereinrichtung 10 abgeworfen.The system is operated with the following working cycles. First, the chamber filter press is filled and made a first dehydration to about 40% dry matter content. Thereafter, a relaxation is carried out analogously as in the customary in such chamber filter presses washing process and it is applied to the chamber filter press 3 with saturated steam. After renewed relaxing by opening the valve 13, a subsequent dewatering takes place under mechanical loading of the chamber filter presses to a dry matter content of greater than 60% by weight. The discharged sludge cake is subsequently withdrawn from the Schlammbunker9 and dropped by the conveyor 10.

Alternativzu einer derartigen Kammerfilterpresse sind auch andere Filterpressen für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet. In erster Linie seien hierzu die Rahmenfilterpresse und die Membranfilterpresse genannt. Bei Verwendung einer Rahmenfilterpresse kann Dampf unmittelbar an den Waschflüssigkeitseingang angeschlossen werden, wohingegen bei Membranfilterpressen mit Vorzug der Dampf über die Druckluftleitung eingebracht wird.As an alternative to such a chamber filter press, other filter presses are also suitable for carrying out the method according to the invention. In the first place, the frame filter press and the membrane filter press may be mentioned. When using a frame filter press, steam can be connected directly to the wash fluid inlet, whereas with membrane filter presses, the steam is preferably introduced via the compressed air line.

Claims (6)

Erfindungsanspruch:Invention claim: 1. Verfahren zum Entwässern von Schlämmen und/oder organischen Stoffen, insbesondere Klärschlamm, unter Anwendung eines Preßdruckes, bei welchem das zu entwässernde Gut nach einem ersten Preßvorgang vom mechanischen Preßdruck entspannt wird, gekennzeichnet dadurch, daß anschließend an die Entspannung vom mechanischen Preßdruck mit Sattdampf dieses mit einer Temperatur zwischen 100°C und 200°C beaufschlagt und anschließend neuerlich unter mechanischen Preßdruck gesetzt wird.1. A method for dewatering sludges and / or organic matter, in particular sewage sludge, using a pressing pressure, in which the material to be dewatered after a first pressing of the mechanical pressure is relaxed, characterized in that subsequent to the relaxation of the mechanical pressure with saturated steam this is subjected to a temperature between 100 ° C and 200 ° C and then set again under mechanical pressure. 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß nach dem Beaufschlagen mit Sattdampf und vordem neuerlichen mechanischen Pressen der Druck entspannt wird.2. The method according to item 1, characterized in that after the application of saturated steam and before renewed mechanical pressing the pressure is released. 3. Verfahren nach den Punkten 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß Preßdruck nach dem Beaufschlagen mit Sattdampf über einen kürzeren Zeitraum aufgebracht wird als vor dem Beaufschlagen mit Sattdampf.3. The method according to points 1 or 2, characterized in that pressing pressure is applied after applying saturated steam over a shorter period of time than before the application of saturated steam. 4. Verfahren nach einem der Punkte 1,2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß das beim neuerlichen mechanischen Pressen gebildete Filtrat gesondert abgeleitet und weiterbehandelt wird.4. The method according to any one of the items 1, 2 or 3, characterized in that the filtrate formed in the renewed mechanical pressing is separately discharged and further treated. 5. Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die mit gelösten organischen Verbindungen angereicherten Filtrate einer Faulanalge (6) zur Gaserzeugung und Dampferzeugung (7) zugeführt werden.5. The method according to any one of items 1 to 4, characterized in that the enriched with dissolved organic compounds filtrates a Faulanalge (6) for gas production and steam generation (7) are supplied. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Punkte 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Filterpresse, insbesondere eine Kammerfilterpresse, eine Membranfilterpresse oder eine Rahmenfilterpresse, welche in einem druckfest verschließbaren Gehäuse angeordnet ist, an welches abschließbare Leitungen für die Sattdampfzufuhr und die Entspannung angeschlossen sind.6. Apparatus for carrying out the method according to any one of items 1 to 5, characterized by a filter press, in particular a chamber filter press, a membrane filter press or a frame filter press, which is arranged in a pressure-tight sealable housing, connected to which lockable lines for the saturated steam supply and relaxation are.
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