DE10019918A1

DE10019918A1 - Method and device for comminuting microorganisms

Info

Publication number: DE10019918A1
Application number: DE10019918A
Authority: DE
Inventors: Henning Marschler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-04-20
Filing date: 2000-04-20
Publication date: 2001-10-31
Also published as: DE10191540D2; WO2001081256A1; AU6574801A

Abstract

The invention relates to a method and a device (1) for comminuting micro-organisms contained in the sewage sludge of a sewage treatment works. According to said method, a volume containing the micro-organisms is first compressed in a pressure chamber, emerges through an outlet (4) after the abrupt opening of the latter and subsequently strikes an impact element (5). This produces high tensile and shear forces which are used to liquidate the internal structure of the micro-organisms and their mutual bonds, in order to prepare favourable conditions for a subsequent conversion process. Said invention significantly reduces production and operating costs for the device (1), in comparison with conventional treatment works used in practice, and at the same time substantially increases operational safety.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Zerkleinerung von insbesondere im Klärschlamm einer Kläranlage enthaltenen Mikroorganismen. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to methods for comminuting, in particular in sewage sludge Wastewater treatment plant contained microorganisms. The invention further relates to a device to carry out the procedure.

Verfahren der genannten Art sind erforderlich, um den vor allem in den Wintermonaten häufig auftretenden Schwimmschlamm zu zerkleinern und damit günstige Voraussetzungen für weitere mikrobakterielle Umwandlungsprozesse, beispielsweise einem nachfolgenden Faulungsprozeß, zu schaffen. Bei solchen Umwandlungsprozessen erweist sich insbesondere die Umschlingung der kugelförmigen Mikroorganismen durch fadenförmige Mikroorganismen und den dadurch entstehenden großen Komplexen als hinderlich, so daß hierzu zunächst die fadenförmige Struktur aufgelöst werden muß.Procedures of the type mentioned are necessary, especially in the winter months comminuting frequently occurring floating sludge and thus favorable conditions for further microbacterial conversion processes, for example a subsequent one Digestion process to create. In such transformation processes it turns out in particular the wrapping of the spherical microorganisms by thread-like Microorganisms and the resulting large complexes as a hindrance, so that to do this, the thread-like structure must first be dissolved.

In der Praxis sind hierzu beispielsweise Homogenisator-, Kugelmühlen- oder auch Ultraschallverfahren gebräuchlich. Gemeinsam haben die genannten Verfahren jedoch den Nachteil, daß sie entweder einen hohen Anschaffungs- und Instandhaltungsaufwand oder aber einen hohen Energiebedarf aufweisen. Die durch die Verfahren zur Zerkleinerung gewonnenen Vorteile im Hinblick auf den nachfolgenden Umwandlungsprozeß der Mikroorganismen führen aufgrund der genannten Nachteile zu einer geringen Wirrschaftlichkeit bei der Anwendung des Verfahrens. Weiterhin ist der Wirkungsgrad der Verfahren häufig vergleichsweise gering, so daß die nachfolgenden Umwandlungsprozesse in lediglich geringem Umfang günstig beeinflusst werden können. In practice, for example, homogenizers, ball mills or Ultrasound process in use. However, the methods mentioned have in common the Disadvantage that they are either a high cost and maintenance or but have a high energy requirement. The through the crushing process advantages gained with regard to the subsequent conversion process of Because of the disadvantages mentioned, microorganisms lead to a low level Efficiency in the application of the procedure. Furthermore, the efficiency of the Processes are often comparatively small, so that the subsequent conversion processes can only be influenced to a small extent.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, durch das die Zerkleinerung der Mikroorganismen in wirtschaftlicher Weise durchgeführt werden kann. Dabei soll insbesondere der Wirkungsgrad des Verfahrens im Hinblick auf die Verbesserung des nachfolgenden Umwandlungsprozesses erhöht werden. Weiterhin soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen werden.It is therefore the object of the present invention, a method of the aforementioned To create way by which the crushing of microorganisms in an economical manner can be carried out. In particular, the efficiency of the process in With a view to improving the subsequent conversion process. Furthermore, a device for performing the method is to be created.

Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst ein die Mikroorganismen enthaltendes Volumen, insbesondere des Klärschlammes, komprimiert und anschließend nach dem Erreichen eines vorbestimmten Druckes schlagartig entspannt wird. Durch das plötzliche und schlagartige Entspannen des Volumens wird die Zellstruktur bzw. die Verbindung der aneinander haftendenden Mikroorganismen zunächst unter dem Einfluß des hohen Kompressionsdruckes partiell aufgelöst bzw. getrennt. Die Umschlingung durch die fadenförmigen Mikroorganismen wird dabei gelöst und in die unerwünschten Komplexe in kleine Teilbestandteile zerlegt. Diese ursprünglich durch die fadenförmige Beschaffenheit miteinander zu größeren Gesamtkomplexen verbundenen Mikroorganismen bilden in ihren Teilbestandteilen somit erheblich günstigere Voraussetzung für die weitere Umwandlung. Dabei wird der Grad der Zerkleinerung durch die auftretende Druckdifferenz wesentlich bestimmt, so daß neben der Auflösung der Verbindung der Mikroorganismen untereinander zusätzlich auch die Zellstruktur einschließlich des Zellkernes der einzelnen Mikroorganismen gelöst werden kann.The first-mentioned object is achieved according to the invention in that a first Volume containing microorganisms, in particular the sewage sludge, compressed and then suddenly relaxed after reaching a predetermined pressure becomes. Due to the sudden and sudden relaxation of the volume, the cell structure becomes or the connection of the mutually adhering microorganisms first under the Influence of the high compression pressure partially resolved or separated. The wrap the thread-like microorganisms dissolve it and turn it into the unwanted Complexes broken down into small parts. This originally through the thread-like Condition of microorganisms linked together to form larger overall complexes in their sub-components thus form a considerably more favorable prerequisite for the further Conversion. The degree of shredding is determined by the pressure difference that occurs essentially determined so that in addition to the dissolution of the connection of the microorganisms among themselves also the cell structure including the cell nucleus of the individual Microorganisms can be solved.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auch dadurch erreicht, daß komprimierte Volumen durch eine Düse gegen einen Prallkörper geleitet wird. Durch den Aufprall auf den Prallkörper entstehen hohe Zerreißkräfte, die zu einer weitgehenden Auflösung der Struktur der Mikroorganismen führen. Dieser Effekt wird durch die vorangehende Beschleunigung mittels der Düse und der dadurch wesentlich erhöhten kinetischen Energie zusätzlich verstärkt. Beim Austreten aus der Düse entstehen weiterhin Scherkräfte, durch welche die Auflösung der die Mikroorganismen verbindende fadenförmige Struktur zusätzlich verbessert wird.A particularly advantageous embodiment of the method according to the invention is also thereby achieved that compressed volume through a nozzle against an impact body is directed. The impact on the impact body creates high tensile forces, which too extensive dissolution of the structure of the microorganisms. This effect will due to the preceding acceleration by means of the nozzle and thereby essential increased kinetic energy is additionally amplified. Arise when exiting the nozzle further shear forces, by which the dissolution of the microorganisms connecting filamentary structure is additionally improved.

Dabei hat es sich in der Praxis als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn die Kompression des Volumens im Bereich zwischen 10-100 bar, insbesondere 70 bar, stufenlos durchgeführt wird. Hierdurch wird einerseits eine zuverlässige mechanische Zerkleinerung der Mikroorganismen erreicht, andererseits zugleich auch die Betriebskosten sowie der konstruktive Aufwand bei der Herstellung der Anlage vergleichsweise gering gehalten. Dabei kann sowohl auf erhöhte Sicherheitsvorkehrungen als auch auf regelmäßige Sicherheitsüberprüfung, wie sie bei nach dem Stand der Technik gebräuchlichen Anlagen in vergleichsweise kurzen zeitlichen Abständen erforderlich sind, verzichtet werden. Die so erreichbaren Ergebnisse sind selbst bei relativ geringem Kompressionsdruck im Hinblick auf ihre bestimmungsgemäße Wirkung mit bekannten Homogenisatorverfahren vergleichbar.It has proven particularly useful in practice if the compression of the volume in the range between 10-100 bar, in particular 70 bar, carried out continuously becomes. On the one hand, this results in reliable mechanical comminution of the Microorganisms achieved, on the other hand also the operating costs and the constructive effort in the manufacture of the system kept comparatively low. there can both on increased security measures as well as on regular Security check, such as that used in state of the art systems in comparatively short intervals are required. The so Achievable results are with regard to even at relatively low compression pressures their intended effect comparable to known homogenizer processes.

Besonders vorteilhaft ist auch eine Weiterbildung der Erfindung, bei der die Kompression durch die gemessene Viskosität des die Mikroorganismen enthaltenden Volumens bestimmt wird. Hierdurch wird der Wirkungsgrad der Anlage weiter erhöht, indem die für die jeweils vorherrschende Viskosität optimale Druckdifferenz eingestellt werden kann.A further development of the invention is particularly advantageous, in which the compression determined by the measured viscosity of the volume containing the microorganisms becomes. As a result, the efficiency of the system is further increased by the for each prevailing viscosity optimal pressure difference can be set.

Die zweitgenannte Aufgabe, eine Vorrichtung zur Zerkleinerung von insbesondere im Klärschlamm einer Kläranlage enthaltenen Mikroorganismen mit einem zur Aufnahme eines die Mikroorganismen enthaltenden Volumens bestimmten Behälter zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Behälter eine Druckkammer mit einer verschließbaren Auslaßöffnung aufweist, durch die das komprimierte Volumen nach dem Erreichen eines vorbestimmten Druckes schlagartig austritt. Hierdurch werden die Zellen zunächst einem hohen Druck ausgesetzt und treten anschließend durch die Auslaßöffnung aus dem Druckbehälter aus. Dabei werden bereits durch die hohe und schlagartige Druckdifferenz die inneren Strukturen der Mikroorganismen bis hin zu den Zellwänden aufgelöst bzw. zerkleinert. Die so aufgelöste Umschlingung der Mikroorganismen der nur noch bruchstückhaft vorhandenen Bestandteile der Komplexe erleichtern den nachfolgenden Umwandlungsprozeß, insbesondere in einem Faulturm der Kläranlage. Die Zerkleinerung erfolgt dabei bis hin zur Desintegration, der Auflösung der Zellwände und dem Freilegen des Zellwassers, wodurch der nachfolgende Umwandlungsprozeß zusätzlich beschleunigt wird. Daher kann der Faulturm zugleich ein geringeres Volumen aufweisen, wodurch der hierfür erforderliche Aufwand verringert und die Wirtschaftlichkeit erhöht werden kann. Dabei wird zugleich die Gasausbeute gesteigert, die so zusätzlich zu einer wirtschaftlichen Durchführung beiträgt. Weiterhin können der Wartungs- und Instandhaltungsaufwand sowie die Herstellungskosten wesentlich reduziert werden, da die Vorrichtung aus problemlos verfügbaren Bauelementen aufgebaut ist. Der erforderliche Kompressionsdruck kann dabei problemlos an unterschiedliche Zusammensetzungen der in dem Volumen enthaltenden Mikroorganismen angepasst werden, um so unter wechselnden Bedingung einen optimalen Wirkungsgrad zu erreichen. Zum Befüllen der Vorrichtung wird das Volumen wahlweise durch die Auslaßöffnung oder durch eine zusätzliche Einlaßöffnung in die Druckkammer eingefüllt bzw. -gesaugt.The second task, a device for crushing especially in Sewage sludge from a sewage treatment plant containing microorganisms for taking up a the volume containing microorganisms certain containers for carrying out the To create the method is achieved in that the container is a Has pressure chamber with a closable outlet opening through which compressed volume suddenly after reaching a predetermined pressure exit. As a result, the cells are initially exposed to high pressure and kick then through the outlet opening from the pressure vessel. Doing so already due to the high and sudden pressure difference, the internal structures of the microorganisms dissolved or crushed down to the cell walls. The loosening of the Microorganisms of the components of the complexes which are only present in fragments facilitate the subsequent conversion process, especially in a digestion tower Sewage treatment plant. The shredding takes place up to disintegration, the dissolution of the Cell walls and exposing the cell water, making the subsequent Conversion process is additionally accelerated. Therefore, the digester tower can at the same time have a smaller volume, which reduces the effort required for this and the economy can be increased. At the same time, the gas yield is increased, which also contributes to economic implementation. Furthermore, the Maintenance and repair costs as well as manufacturing costs are significantly reduced be because the device is constructed from easily available components. The required compression pressure can easily be applied to different Adjusted compositions of the microorganisms contained in the volume in order to achieve optimal efficiency under changing conditions. To fill the device, the volume is either through the outlet or filled or sucked into the pressure chamber through an additional inlet opening.

Hierbei wird eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dann erreicht, wenn die Auslaßöffnung mit einer Düse versehen ist, um so die Mikroorganismen neben der plötzlichen Druckdifferenz zusätzlich auch einer hohen Beschleunigung auszusetzen. Hierdurch kommt es zu Scherkräften, die eine zusätzliche mechanische Zerkleinerung der Struktur der aneinander haftenden Mikroorganismen bewirkt. Dabei haben sich Austrittsgeschwindigkeiten von 250 m/s in der Praxis als zugleich wirtschaftlich und ausreichend wirkungsvoll erwiesen, um zu einer ausreichenden Auflösung der Struktur der Mikroorganismen zu kommen. Der Querschnitt der Düse beträgt dabei etwa 2 mm. Eine mögliche Verstopfung der Düse kann hierbei in einfacher Weise durch eine vorangehende Filterung vermieden werden, wobei durch eine chemische Vorbehandlung des zu komprimierenden Volumens eine weitere Verbesserung des Zerkleinerungsprozesses bewirkt werden kann.This then becomes a particularly advantageous embodiment of the present invention reached when the outlet opening is provided with a nozzle, so the microorganisms in addition to the sudden pressure difference, also high acceleration to suspend. This leads to shear forces that require an additional mechanical Shredding of the structure of the mutually adhering microorganisms causes. there exit speeds of 250 m / s have been found to be economical in practice and proven to be sufficiently effective to sufficiently dissolve the structure of the microorganisms to come. The cross section of the nozzle is about 2 mm. A Possible blockage of the nozzle can easily be caused by a previous one Filtering can be avoided, with a chemical pretreatment of the compressing volume a further improvement of the shredding process can be effected.

Das zunächst komprimierte Volumen kann durch die Auslaßöffnung frei in die Umgebung austreten. Besonders zweckmäßig ist hingegen eine Abwandlung der vorliegenden Erfindung, bei der die Vorrichtung einen der Auslaßöffnung gegenüberliegenden Prallkörper aufweist. Auf diesen Prallkörper trifft der durch die Auslaßöffnung austretende Strahl auf und wird dort schlagartig abgebremst zw. abgelenkt. Durch die hierbei auftretenden Zerreißkräfte wird eine weitere Zerkleinerung der Struktur der Mikroorganismen erreicht. Der Prallkörper kann dabei zusätzlich mit einer Strukturierung oder Ausformung versehen sein, durch die eine erhöhte Krafteinleitung mit einem weiter verbesserten Wirkungsgrad der Vorrichtung erreicht werden kann.The initially compressed volume can flow freely into the environment through the outlet opening emerge. In contrast, a modification of the present is particularly expedient Invention, in which the device is a baffle opposite the outlet opening having. The jet emerging through the outlet opening strikes this impact body and is suddenly braked or distracted. By the occurring here Tearing forces further crush the structure of the microorganisms. The Impact body can additionally be provided with a structure or shape, through the increased force transmission with a further improved efficiency of the Device can be achieved.

Hierzu ist es auch besonders zweckmäßig, wenn der Prallkörper einen auf die Querschnittsfläche der Auslaßöffnung abgestimmten Vorsprung aufweist, welcher mit geringem Abstand zu der Auslaßöffung in unterschiedlichen Positionen fixierbar ist. Hierdurch ist der Abstand zwischen der Auslaßöffnung und dem Prallkörper in einfacher Weise auf die jeweiligen Eigenschaften des die Mikroorganismen enthaltenden Volumens einstellbar. Zugleich läßt sich dabei auch eine gewünschte Umlenkung des auftreffenden Strahles erreichen, wobei der Prallkörper sowohl im wesentlichen eine Orientierung senkrecht zu der Austrittsrichtung als auch zu dieser geneigt aufweisen kann.For this purpose, it is also particularly expedient if the impact body hits one on the Cross-sectional area of the outlet opening has matched projection, which with small distance to the outlet opening can be fixed in different positions. As a result, the distance between the outlet opening and the impact body is easier Way to the respective properties of the volume containing the microorganisms adjustable. At the same time, a desired redirection of the incident can also be made Reach the beam, with the impact body both essentially orienting perpendicular to the exit direction and inclined to this.

Eine andere besonders wirkungsvolle Weiterbildung der Erfindung wird dadurch erreicht, daß der Vorsprung zur Begrenzung eines Ringspaltes in die Auslaßöffnung einführbar ist. Hierdurch läßt sich die Ausprägung und Richtung des Austrittsstrahles in der auf die Beschaffenheit des komprimierten Volumens abgestimmten Weise bestimmen. Dabei wird insbesondere die Austrittsgeschwindigkeit durch einen verringerten Ringspalt erhöht, wobei der Vorsprung zusätzlich auch konische oder abgestufte Abschnitte aufweisen kann, um so durch eine einfache Zustellbewegung des Prallkörpers die Geometrie des Ringspaltes zu verändern. Dabei treten zugleich auch erhöhte Scherspannungen auf, durch welche die gewünschte Strukturauflösung der Mikroorganismen unterstützt wird.Another particularly effective development of the invention is achieved by that the projection can be inserted into the outlet opening to limit an annular gap. This allows the expression and direction of the exit jet in the Determine the nature of the compressed volume in a coordinated manner. Doing so in particular the exit speed is increased by a reduced annular gap, wherein the projection can also have conical or stepped sections, so the geometry of the annular gap is closed by a simple infeed movement of the impact body change. At the same time, there are also increased shear stresses by which the desired structural resolution of the microorganisms is supported.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung wird auch dadurch erreicht, daß der Prallkörper einen gegen die Auslaßöffnung anlegbaren Dichtungsabschnitt aufweist. Dieser Dichtungsabschnitt dient somit zugleich als Verschluß der Auslaßöffnung, wodurch zunächst in dem Druckbehälter der erforderliche Druck erzeugt und anschließend die Auslaßöffnung schlagartig freigegeben werden kann. Eine zusätzliche Einlaßöffnung bzw. Verschlussvorrichtung kann daher entfallen, wodurch der Herstellungsaufwand weiter reduziert werden kann.Another advantageous embodiment of the device is also achieved in that the Impact body has a sealing section which can be placed against the outlet opening. This Sealing section thus also serves as a closure of the outlet opening, which initially generates the required pressure in the pressure vessel and then the outlet opening can be released suddenly. An additional inlet opening or Closure device can therefore be omitted, which further increases the manufacturing outlay can be reduced.

Eine andere zweckmäßige Abwandlung wird auch erreicht, indem der Prallkörper mittels eines Federelementes gegenüber der Auslaßöffnung vorspannbar ist. Nach dem Überschreiten eines durch die Federkraft des Federelementes bestimmten Druckes wird so die Auslaßöffnung von dem Prallkörper freigegeben bzw. die auf den Prallkörper übertragene Energie vermindert, so daß eine Beschädigung der Vorrichtung ausgeschlossen werden kann. Der Prallkörper übernimmt dadurch zugleich die Funktion eines Überdruckventiles.Another expedient modification is also achieved by means of the impact body a spring element can be biased towards the outlet opening. After this Exceeding a pressure determined by the spring force of the spring element is so the outlet opening is released from the impact body or onto the impact body transmitted energy is reduced, so that damage to the device can be excluded. The impact body also takes over the function a pressure relief valve.

Hierzu ist es auch besonders zweckmäßig, wenn das Federelement eine einstellbare Federkraft aufweist, um so eine einfache Anpassung an unterschiedliche gewünschte Druckkräfte im Inneren der Durckkammer zu erreichen. Dabei kann das Federelement auch zum selbsttätigen Öffnen der Auslaßöffnung verwendet werden, so daß eine zusätzliche Steuerung für die Vorrichtung entfallen kann und zugleich die für einen Prozeßzyklus erforderliche Dauer wesentlich verkürzt werden kann, da der Austritt des Volumens aus der Druckkammer unmittelbar nach dem Erreichen des erforderlichen Druckes ohne weitere Verzögerung erfolgt.For this purpose, it is also particularly expedient if the spring element is adjustable Has spring force so as to easily adapt to different desired To achieve pressure forces inside the pressure chamber. The spring element can also be used to automatically open the outlet opening, so that an additional Control for the device can be omitted and at the same time for a process cycle required time can be shortened significantly, since the exit of the volume from the Pressure chamber immediately after reaching the required pressure without further Delay occurs.

Eine andere vorteilhafte Abwandlung der Erfindung ist dadurch realisierbar, daß der Prallkörper als ein Rückschlagventil zum Verschließen der Auslaßöffnung ausgeführt ist. Die Auslaßöffnung wird dadurch mittels des als Rückschlagventil ausgeführten Prallkörpers automatisch verschlossen, sofern auslaßseitig ein unzulässig hoher Gegendruck auftritt. Weiterhin kann dadurch zum Befüllen der Druckkammer ein Unterdruck erzeugt werden, wobei das Rückschlagventil die Auslaßöffnung zuverlässig verschließt, um so das die Mikroorganismen enthaltende Volumen problemlos ansaugen zu können. Another advantageous modification of the invention can be realized in that the Impact body is designed as a check valve for closing the outlet opening. The The outlet opening is thereby by means of the impact body designed as a check valve automatically closed if there is an impermissibly high back pressure on the outlet side. Furthermore, a negative pressure can be generated to fill the pressure chamber, wherein the check valve closes the outlet opening reliably, so that the To be able to easily suck in microorganism-containing volumes.

Besonders praxisnah ist eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung, bei der die Auslaßöffnung in einen Auffangbehälter mündet. Hierdurch kann in einfacher Weise die Weiterleitung des Volumens zu einer nachfolgenden Station erfolgen, so daß eine weitgehende Automatisation realisierbar ist.Another embodiment of the present invention, in which the Outlet opens into a collecting container. This allows the The volume is forwarded to a subsequent station, so that a extensive automation is feasible.

Dabei kann der Effekt der mechanischen Zerkleinerung der Mikroorganismen durch eine vorteilhafte Ausgestaltung zusätzlich verstärkt werden, wenn in dem Auffangbehälter gegenüber dem Umgebungsdruck der Vorrichtung ein Unterdruck, insbesondere ein Vakuum, einstellbar ist. Die hierdurch erreichbare Druckdifferenz ermöglicht eine weitgehende Auflösung der Zellstruktur, welche durch ein geeignetes Verhältnis von dem Kompressionsdruck gegenüber dem Unterdruck im Auffangbehälter auch zu einer Auflösung der Zellwände führt.The effect of mechanical comminution of the microorganisms by a advantageous embodiment are additionally reinforced when in the collecting container a negative pressure, in particular a relative to the ambient pressure of the device Vacuum, is adjustable. The pressure difference that can be achieved in this way enables one extensive dissolution of the cell structure, which is determined by a suitable ratio of the Compression pressure compared to the negative pressure in the collecting container also to one Disintegration of the cell walls leads.

Zur Erzeugung des erforderlichen Druckes in der Durckkammer können grundsätzlich beliebige Kompressoren oder Pumpen zum Einsatz kommen. Als besonders einfach erweist sich jedoch eine Ausführungsform, bei der die Druckkammer der Vorrichtung eine hydraulische Kolbenpumpe hat. Hierdurch läßt sich in dem relevanten Bereich zwischen 10 und 250 bar mühelos der gewünschte Druck einstellen. Dabei können mehrere Druckstufen der Vorrichtung mittels eines gemeinsamen Hydraulikelementes betrieben werden, welches bei Bedarf problemlos und vergleichsweise kostengünstig austauschbar ist.Basically, to generate the required pressure in the pressure chamber any compressors or pumps can be used. Has proven to be particularly easy However, there is an embodiment in which the pressure chamber of the device hydraulic piston pump. As a result, between 10 and 10 and set the desired pressure with ease. Several pressure levels can be used the device can be operated by means of a common hydraulic element, which can be easily and comparatively inexpensively replaced if required.

Die Erfindung läßt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt inThe invention allows various embodiments. To further clarify your Basic principles are shown two of them in the drawing and are shown below described. This shows in

Fig. 1 eine Prinzipskizze eine erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 1 is a schematic diagram of a device according to the invention,

Fig. 2 einen Abschnitt der Vorrichtung mit einer Auslaßöffnung und einem Prallkörper. Fig. 2 shows a portion of the device with an outlet opening and an impact body.

Fig. 1 zeigt in einer Prinzipskizze den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Zerkleinerung von Mikroorganismen, wie sie insbesondere im Klärschlamm enthalten sind. Die Vorrichtung 1 hat hierzu einen Behälter 2 mit einer Druckkammer 3, in welche das die Mikroorganismen enthaltende Volumen einfüllbar ist. Nach dem Verschließen einer Auslaßöffnung 4 der Druckkammer 3 wird das eingefüllte Volumen zunächst mit einem vorbestimmten Druck komprimiert und tritt anschließend, nach dem schlagartigen Öffnen der Auslaßöffnung 4, mit hoher Geschwindigkeit aus der Druckkammer 3 aus. Dabei entstehen hohe Zerreiß- und Scherkräfte, die zu einer Auflösung der die Mikroorganismen verbindenden Strukturen sowie zu einer Zerstörung der Zellstruktur führen. Verstärkt wird dieser Effekt durch einen der Auslaßöffnung 4 gegenüberliegend angeordneten Prallkörper 5, auf den der austretende Strahl auftrifft, wobei zusätzliche mechanische Kräfte auf die Mikroorganismen wirken. Fig. 1 shows a schematic diagram of the structure of a device 1 according to the invention for the comminution of microorganisms, such as they are contained in particular in sewage sludge. For this purpose, the device 1 has a container 2 with a pressure chamber 3 , into which the volume containing the microorganisms can be filled. After closing an outlet opening 4 of the pressure chamber 3 , the filled volume is first compressed with a predetermined pressure and then, after the sudden opening of the outlet opening 4 , emerges from the pressure chamber 3 at high speed. This creates high tearing and shear forces, which lead to the dissolution of the structures connecting the microorganisms and to the destruction of the cell structure. This effect is intensified by a baffle 5 arranged opposite the outlet opening 4 , on which the emerging beam strikes, additional mechanical forces acting on the microorganisms.

Die genaue konstruktive Ausführung der Auslaßöffnung 4 und des Prallkörpers 5 wird anhand der Fig. 2 näher beschrieben, die einen vergrößerten Abschnitt der Vorrichtung 1 zeigt. Zu erkennen ist eine mittels eines Gewindeabschnittes 6 in der Auslaßöffnung 4 in verschiedenen Positionen fixierbare Düse 7, durch die der Austrittsstrahl einstellbar ist. Der Auslaßöffnung 4 gegenüberliegend angeordnet ist der Prallkörper 5, der an seinem der Auslaßöffnung 4 zugeneigten Ende einen Vorsprung 8 aufweist. Dieser Vorsprung 8 weist einen lediglich geringfügig kleineren Durchmesser auf als die Auslaßöffnung 4 und ist in diese unter Ausbildung eines Ringspaltes einführbar, um so eine gezielte Beeinflussung des Austrittsstrahles zu ermöglichen. Der Prallkörper 5 hat weiterhin einen konisch ausgeführten Dichtungsabschnitt 9, welcher gegen die Auslaßöffnung 4 anlegbar ist, um diese druckdicht zu verschließen. Hierzu ist ein den Vorsprung 8 und den Dichtungsabschnitt 9 tragender, beweglicher Dorn 10 mittels eines Federelementes 11 gegenüber der Auslaßöffnung 4 vorspannbar, so daß diese automatisch beim Überschreiten eines maximalen zulässigen Druckes freigegeben wird. Der Prallkörper 5 ist weiterhin mit einem Innengewinde 12 versehen, um so die Auslaßöffnung 4 druckdicht durch einen so gebildeten Auffangbehälter 13 des Prallkörpers 5 einzuschließen. Im Inneren dieses Auffangbehälters 13 ist zusätzlich ein Unterdruck einstellbar, durch den eine weitere Steigerung des Wirkungsgrades erreicht werden kann. Das durch die Auslaßöffnung 4 austretende Volumen wird dabei durch Kanäle 14 in dem Prallkörper 5 einem nachfolgenden, nicht dargestellten Verfahrensabschnitt zugeführt.The exact structural design of the outlet opening 4 and the impact body 5 is described in more detail with reference to FIG. 2, which shows an enlarged section of the device 1 . A nozzle 7 , which can be fixed in different positions by means of a threaded section 6 in the outlet opening 4 and through which the outlet jet can be adjusted, can be seen. Arranged opposite the outlet opening 4 is the impact body 5 , which has a projection 8 at its end inclined towards the outlet opening 4 . This projection 8 has only a slightly smaller diameter than the outlet opening 4 and can be inserted into it with the formation of an annular gap, in order to enable the exit jet to be influenced in a targeted manner. The impact body 5 also has a conical sealing section 9 , which can be placed against the outlet opening 4 in order to close it in a pressure-tight manner. For this purpose, a movable mandrel 10 carrying the projection 8 and the sealing section 9 can be pretensioned with respect to the outlet opening 4 by means of a spring element 11 , so that the latter is automatically released when a maximum permissible pressure is exceeded. The impact body 5 is further provided with an internal thread 12 so as to enclose the outlet opening 4 in a pressure-tight manner through a collecting container 13 of the impact body 5 formed in this way. A vacuum can also be set in the interior of this collecting container 13 , by means of which a further increase in efficiency can be achieved. The volume emerging through the outlet opening 4 is fed through channels 14 in the impact body 5 to a subsequent process section, not shown.

Claims

1. A process for comminuting microorganisms contained in particular in the sewage sludge of a sewage treatment plant, characterized in that a volume containing the microorganisms, in particular the sewage sludge, is first compressed and then suddenly released after reaching a predetermined pressure.

2. The method according to claim 1, characterized in that the compressed volume is directed through a nozzle against an impact body.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the compression of the Volume in the range between 10-100 bar, in particular 70 bar, carried out continuously becomes.

4. The method according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the compression by the measured viscosity of the one containing the microorganisms Volume is determined.

5. Device (1) microorganisms contained for the comminution of, in particular in the sludge of a sewage plant given with a containing for receiving the microorganisms volume container (2), characterized in that the container (2) a pressure chamber (3) with a closable outlet opening ( 4 ), through which the compressed volume suddenly emerges after reaching a predetermined pressure.

6. The device ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the outlet opening ( 4 ) is provided with a nozzle ( 7 ).

7. The device ( 1 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the device ( 1 ) has one of the outlet opening ( 4 ) opposite baffle ( 5 ).

8. The device ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the impact body ( 5 ) has a on the cross-sectional area of the outlet opening ( 4 ) coordinated projection ( 8 ), which can be fixed in different positions with a small distance to the outlet opening ( 4 ) .

9. The device ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the projection ( 8 ) for limiting an annular gap in the outlet opening ( 4 ) can be inserted.

10. The device ( 1 ) according to at least one of claims 7 to 9, characterized in that the impact body ( 5 ) has a sealing portion ( 9 ) which can be placed against the outlet opening ( 4 ).

11. The device ( 1 ) according to at least one of claims 7 to 10, characterized in that the impact body ( 5 ) by means of a spring element ( 11 ) against the outlet opening ( 4 ) can be biased.

12. The device ( 1 ) according to claim 11, characterized in that the spring element ( 11 ) has an adjustable spring force.

13. The device ( 1 ) according to at least one of claims 7 to 12, characterized in that the impact body ( 5 ) is designed as a check valve for closing the outlet opening ( 4 ).

14. The device ( 1 ) according to at least one of claims 7 to 13, characterized in that the outlet opening ( 4 ) opens into a collecting container ( 13 ).

15. The device ( 1 ) according to claim 14, characterized in that in the collecting container ( 13 ) with respect to the ambient pressure of the device ( 1 ) a negative pressure, in particular a vacuum, is adjustable.

16. The device according to at least one of claims 7 to 15, characterized in that the pressure chamber of the device has a hydraulic piston pump.