DE102015203484A1

DE102015203484A1 - Verfahren zur Schlammbehandlung und Schlammbehandlungsanlage

Info

Publication number: DE102015203484A1
Application number: DE102015203484.4A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-02-26
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2016-09-01
Anticipated expiration: 2035-02-27
Also published as: DE102015203484B4

Abstract

Ein Verfahren zur Schlammbehandlung mit den Schritt einer anaeroben Behandlung (26) von Schlamm wird beschrieben. Es erfolgt ein Entnehmen einer Teilmenge (3) von Faulschlamm aus der anaeroben Behandlung (26), Abscheiden (7) von Stickstoffverbindungen aus der entnommenen Teilmenge (3) des Faulschlamms und Rückführen der im Stickstoffgehalt reduzierten Teilmenge (3) des entnommenen Faulschlamms in die anaerobe Behandlung (26).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schlammbehandlung mit dem Schritt einer anaeroben Behandlung.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Schlammbehandlungsanlage zur Behandlung von Schlämmen mit einem solchen Verfahren mit einem anaeroben Behälter zur anaeroben Behandlung des Schlammes.
Bei der Abwasserreinigung werden die Verschmutzungen im Wasser abgetrennt und meist in Form von Schlämmen abgeschieden. Im Wesentlichen sind das der Primärschlamm, der aus der mechanischen Vorreinigung anfällt, und der Überschussschlamm, der in der biologischen Reinigung entsteht. Neben einem großen Anteil von Wasser bestehen die Schlämme aus organischen Bestandteilen, in denen unter anderem Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor in der Regel nicht in reiner Form, sondern in spezifischen Verbindungen enthalten ist. Das Ziel einer Schlammbehandlung ist meistens, diese Inhaltsstoffe zu konzentrieren, die darin enthaltene Energie zurückzugewinnen und auch Wertstoffe, wie Stickstoff und Phosphor separat zurückzugewinnen. Durch die fortschreitende Optimierung der Schlammbehandlung kann es wiederum durch die Schlamminhaltsstoffe zu Störungen, bspw. zu Ausfällungen, kommen. Besonders problematisch sind hierbei Ausfällungen durch Magnesium-Ammonium-Phosphat (MAP oder Struvit). Neben der energetischen und stofflichen Rückgewinnung von Inhaltsstoffen ist bei einer optimierten Schlammbehandlung auch dafür zu sorgen, dass betriebliche Störungen möglichst verhindert werden.
Der Primärschlamm entsteht in der Regel durch eine Schwerkraftsedimentation in Absetzbecken und stellt im anaerob-Prozess eine relativ leicht abbaubare und gut entwässerbare Komponente des gesamten Schlammsystems dar. Der Überschussschlamm besteht weitgehend aus Bakterienmasse, der im Wesentlichen in der aeroben biologischen Behandlungsstufe entstanden ist und im Vergleich zum Primärschlamm relativ schwer anaerob abbaubar ist. Es weist ein starkes kolloidales System auf. Zudem besitzen die exopolymeren Substanzen des Überschussschlamms ein hohes Wasserbindevermögen, was die Entwässerung erschwert.
Ein solcher weitestgehend aus Bakterienmasse bestehender Schlamm bei der kommunalen oder industriellen Abwasserbehandlung, wie insbesondere der Überschussschlamm, wird nachfolgend als organischer Schlamm bezeichnet. Als organischer Schlamm werden weiterhin auch Stoffe und Substrate bezeichnet, die beispielsweise in einer Biogasanlage unter anaeroben Bedingungen in Biogas umgesetzt werden.
Im Folgenden wird der Schlamm und speziell auch Gülle aus der anaeroben Behandlung als Faulschlamm bezeichnet. Dieser Begriff ist in der Abwasserbehandlung üblich. Gleichwertig ist unter Faulschlamm im Folgenden auch z.B. das Substrat in einer Biogasanlage zu verstehen, das einer anaeroben Behandlung unterzogen wird, das dort üblicherweise als Gärsubstrat bezeichnet wird.
DE 101 12 934 B4 offenbart ein Verfahren zur Vermeidung und Beseitigung von Inkrustationen bei der Förderung und Ableitung von Faulschlammwasser. Hierbei wird in Fließrichtung vor der Faulschlammentwässerung Kohlendioxid bei gleichzeitiger Dosierung von Metallsalzlösungen und Veränderung von Zusammensetzung der Feststoffe im Faulschlammwasser entfernt.
DE 10 2011 112 780 A1 offenbart ein Verfahren zur Behandlung von Klärschlamm mit dem Behandlungsschritt der Hydrolyse des Klärschlamms und der Faulung des hydrolysierten Klärschlamms zur anaeroben Behandlung. Es erfolgt eine Phosphatabtrennung nach dem Behandlungsschritt der Hydrolyse und vor dem Behandlungsschritt der Faulung des hydrolysierten Klärschlamms. Durch das Abtrennen von Phosphat vor der anaeroben Behandlung durch Faulung wird die Verfaulung verbessert und eine höhere Gasausbeute erzielt.
In H. Bormann, M. Sievers, W. Ewert: Auswirkungen der thermischen Klärschlammhydrolyse und der prozessintegrierten Nährstoffgewinnung auf die Stoffstrom- und Energiebilanzen auf Kläranlagen, Abschlussbericht Az. 24507-23 der Deutschen Bundesstiftung Umwelt, Osnabrück, 13. September 2009, werden die Auswirkungen einer thermischen Hydrolyse zur Intensivierung der Faulung auf die Nährstoffkonzentration im Faulschlamm beschrieben. Es wird neben einer Phosphatabtrennung, die in der Regel auch mit einer geringfügigen Reduzierung des Stickstoffgehalts einhergeht, die Stickstoffabtrennung und Stickstoffrückgewinnung z.B. durch Strippung mit Hilfe von Gas oder Dampf beschrieben. Die Nährstoffrückgewinnung insbesondere von Phosphorverbindungen und Stickstoffverbindungen erfolgt dabei nach der separaten anaeroben Behandlung des Überschussschlamms. Es wird gezeigt, dass der Anteil von Phosphorverbindungen und Stickstoffverbindungen in dem nach der anaeroben Behandlung des Überschussschlamms entstehenden Faulschlamm größer als in dem durch anaerobe Behandlung des Primärschlamms entstehenden Faulschlamm ist. Der Anteil von Phosphorverbindungen im Faulschlamm aus der Überschussschlammfaulung ist zudem größer als bei der anaeroben Behandlung von einem Primärschlamm- und Überschussschlamm-Gemisch.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Schlammbehandlung und eine verbesserte Schlammbehandlungsanlage zur Behandlung von organischen Schlämmen zu schaffen, bei dem die Nährstoffrückgewinnung sowie die Energierückgewinnung noch effizienter ist und die anaerobe Behandlung der organischen Schlämme prozesssicher und effizient durchgeführt werden kann.
Die Aufgabe wird mit dem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit der Schlammbehandlungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der vorliegenden Beschreibung gemacht.
Bei dem Verfahren der eingangs genannten Art wird vorgeschlagen, dass eine Entnahme einer Teilmenge von Faulschlamm aus der anaeroben Behandlung, ein Abscheiden von Stickstoffverbindungen aus der entnommenen Teilmenge des Faulschlamms und ein direktes oder nach weiterer Behandlung indirektes Rückführen der im Stickstoffgehalt reduzierten Teilmenge des entnommenen Faulschlamms in die anaerobe Behandlung erfolgt.
Bei dem Verfahren wird somit Stickstoff aus dem Schlamm in einem separaten Kreislauf während des Prozesses der anaeroben Behandlung entfernt. Dieser Kreislauf kann einen vom Eingangsschlammstrom in die anaerobe Behandlung unabhängigen Volumenstrom aufweisen und somit auf die Stickstoffabscheidung hin optimiert werden. Durch eine zur Stickstoffabscheidung sinnvolle Anhebung des pH-Wertes, z.B. durch Zugabe von Lauge, wird Kohlendioxid in dem Schlammstrom gebunden und Schwefelwasserstoffe in die Flüssigphase verlagert. Bei der Stickstoffabscheidung entsteht dann gereinigtes Biogas, das bevorzugt in das Gassystem der anaeroben Behandlung zurückgeführt wird, um somit die Gasqualität des im Behälter zur anaeroben Behandlung (nachfolgend „anaerober Behälter“) entstehenden Biogases insgesamt signifikant zu verbessern.
Bei einer üblichen Verweildauer von Faulschlamm im anaeroben Behälter zur anaeroben Behandlung von etwa 20 Tagen und mehr kann der Stickstoffgehalt im Faulschlamm durch den Kreislaufprozess und die Behandlung nur von Teilmengen sehr effizient mit positiven Auswirkungen auf die Stabilität der anaeroben Behandlung und auf die Gasausbeute reduziert werden.
Unter dem Schritt des Abscheidens von Stickstoff wird nicht einfach nur eine mehr oder weniger unkontrollierte Reduzierung des Stickstoffanteils beim Schlammtransport und einer etwaigen weiteren Schlammbehandlung durch Hydrolyse und Phosphorabscheidung verstanden. Der Schritt des Abscheidens von Stickstoffverbindungen erfordert gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung vielmehr einen gezielten Prozess, der auf die kontrollierte Reduzierung des Stickstoffgehalts im Stoffstrom des hydrolysierten organischen Schlamms ausgerichtet ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Kreislaufprozess zur Stickstoffabreicherung des Faulschlamms mit einer Behandlung von organischem Schlamm, wie insbesondere von Überschussschlamm einer Kläranlage gekoppelt wird. Dieser Überschussschlamm hat in der Regel einen erheblich geringeren Stickstoffanteil und bedarf daher an sich keiner Abscheidung von Stickstoff. Die Teilmenge von Faulschlamm wird dem organischen Schlamm vor der Hydrolyse, während der Hydrolyse und/oder unmittelbar nach der Hydrolyse zugeführt. Durch die Hydrolyse werden eine Erwärmung des mit der Teilmenge von Faulschlamm versetzten organischen Schlammes sowie ein relativ dünnflüssiger, niedrigviskoser Schlammstrom erreicht. Dies wirkt sich positiv auf die Stickstoffabscheidung aus.
Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn in dem Kreislaufprozess zusätzlich Phosphorverbindungen aus dem Schlammstrom entfernt werden. Dies gelingt besonders effizient nach der Abreicherung der Stickstoffverbindungen und vor der Rückführung der behandelten Faulschlamm-Teilmenge zur anaeroben Behandlung.
In entsprechender Weise hat die zur Durchführung des Verfahrens eingerichtete Schlammbehandlungsanlage bevorzugt einen Hydrolysereaktor und zwischen dem Hydrolysereaktor und dem anaeroben Behälter einen Stickstoffabscheider zum Abscheiden von Stickstoffverbindungen aus dem hydrolysierten organischen Schlamm sowie optional einen separaten Phosphorabscheider zum Abscheiden von Phosphorverbindungen aus dem mit einer Teilmenge von Faulschlamm versetzten hydrolysierten organischen Schlamm.
Der organische Schlamm, insbesondere Überschussschlamm, wird in einem ersten Schritt in einer Hydrolyse aufgeschlossen. Dies kann z.B. thermisch und/oder thermisch-chemisch erfolgen. Durch die Hydrolyse ist einerseits Phosphor als Ortho-Phosphat leicht verfügbar. Zudem wird der im organischen Schlamm vorhandene Kohlenstoff für die Methanbildung in der nachfolgenden anaeroben Behandlung so freigesetzt, dass eine schnelle Umsetzung in Methan erfolgen kann.
Dieser hydrolysierte organische Schlamm wird somit vor der anaeroben Behandlung z.B. in einem anaeroben Behälter zusammen mit dem im Kreisprozess fließenden Faulschlamm-Teilstrom aufbereitet, indem der Anteil nicht nur von Phosphorverbindungen, sondern insbesondere der Anteil an Stickstoffverbindungen durch die Stickstoffabscheidung und Phosphorabscheidung reduziert wird.
Die Reduktion nicht nur des Phosphorgehaltes, sondern insbesondere des Stickstoffgehaltes vor der anaeroben Behandlung hat den Vorteil, dass die Gefahr von Störungen, wie bspw. eine Ammoniakhemmung der Biozönose in der anaeroben Behandlung, oder die Bildung von Magnesium-Ammonium-Phosphat während des Prozesses der anaeroben Behandlung oder unmittelbar danach reduziert wird. Zudem hat sich gezeigt, dass die Phosphorverbindungen nach der Hydrolyse des organischen Schlamms in hoher Konzentration verfügbar sind und leicht abgeschieden werden können. Die Hydrolyse des organischen Schlamms mit einer nachfolgenden Abscheidung von Stickstoff- und Phosphorverbindungen vor der anaeroben Behandlung führt überraschend zu einem Synergieeffekt, der die nachfolgende Gasausbeute bei der anaeroben Behandlung und damit die aus dem organischen Schlamm gewinnbare Energiemenge signifikant steigert.
Das Zuführen einer Teilmenge von Faulschlamm aus der anaeroben Behandlung des Schlammes in den Hydrolyseprozess oder in den hydrolysierten organischen Schlamm vor der Abscheidung von Stickstoffverbindungen hat zur Folge, dass durch diese zusätzliche Faulschlammkomponente der Stickstoffgehalt in dem hydrolysierten organischen Schlamm erhöht wird. Dies verbessert die Stickstoffausbeute bei dem nachfolgenden Schritt des Abscheidens von Stickstoff und senkt die Gesamtbelastung des Klärprozesses mit Stickstoff signifikant.
Die Zugabe von Faulschlamm, der über eine gewisse Struktur verfügt, in den organischen Schlamm während des Hydrolyseprozesses oder möglichst unmittelbar im Anschluss daran ist auch für die spätere Entwässerung des hydrolysierten organischen Schlamms von Vorteil. Das Stützgerüst des Faulschlamms trägt zur besseren Entwässerung des relativ strukturlosen, hydrolysierten organischen Schlamms bei und verbessert die Trennschärfe zwischen der flüssigen und der festen Phase.
Über den Faulschlamm wird dem Prozess zudem ausreichend verfügbarer Stickstoff in Form von Ammonium (NH₄ ⁺) zugeführt, der für die Phosphatabscheidung bspw. durch Ausfällen von Magnesium-Ammonium-Phosphat MAP erforderlich ist und durch die Hydrolyse des organischen Schlamms selbst nicht freigesetzt wird.
Es hat sich gezeigt, dass die Zuführung einer Teilmenge von Faulschlamm in einem Mengenverhältnis im Bereich von 1:1 bis 4:1 von zugeführtem Faulschlamm zu organischem Schlamm vorteilhaft ist. Die bei der Hydrolyse oder unmittelbar danach zugeführte Menge von Faulschlamm sollte damit größer als die Menge des organischen Schlamms selbst sein. Durch einen Kreislaufprozess, bei dem der Faulschlamm aus der anaeroben Behandlung wieder zurückgeführt ist, steht immer eine solche ausreichende Überschussmenge von Faulschlamm bereit.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Teilmenge von Faulschlamm, dem organischen Schlamm/oder dem hydrolysierten und mit einer Teilmenge von Faulschlamm vermischten organischen Schlamm Lauge vor dem Prozess des Abscheidens von Stickstoffverbindungen oder in einem solchen Prozess zugeführt wird. Als Lauge eignet sich bspw. Natronlauge. Mit Hilfe der Zuführung von Lauge die auch an mehreren Punkten parallel z.B. vor dem Hydrolyseprozess und im Prozess der Stickstoffabscheidung erfolgen kann, werden die Bedingungen zur Abscheidung von Stickstoffverbindungen, insbesondere zur Ammoniakabscheidung verbessert. So ist es vorteilhaft, wenn durch die Zugabe von Lauge der pH-Wert des hydrolysierten organischen Schlamms für das Abscheiden von Stickstoffverbindungen auf einen Wert von größer 10 und vorzugsweise ca. 11 gesteigert wird. Damit verschiebt sich z.B. ein in hohen Konzentrationen aus der Zuführung von Faulschlamm vorhandenes Ammonium gleichgewichtsmäßig in Richtung Ammoniak. Dieses Ammoniak kann dann bspw. durch eine Vakuumentgasung oder Strippung entfernt werden. Durch die hierdurch bewirkte Anhebung des pH-Wertes wird Kohlendioxid gebunden und der im Schlamm vorhandene Schwefelwasserstoff in der flüssigen Phase gehalten. Es entsteht bei der Stickstoffabreicherung daher reineres Biogas, das in das Gassystem der anaeroben Behandlung zurückgeführt werden kann und die Qualität des dort als Nutzenergie anfallenden Gases verbessert.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn Ammoniak aus einem ammoniakhaltigen Gasgemisch abgeschieden wird und das abgeschiedene Ammoniak dann unter Zugabe einer Säure, bspw. Schwefelsäure, abgetrennt und als gelöstes Ammoniumsalz und z.B. flüssiges Diammoniumsulfat, zur Verfügung gestellt wird. Ein solches Ammoniumsalz kann dann z.B. als Dünger genutzt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Abtrennen von Feststoffen aus dem hydrolysierten organischen Schlamm nach dem Schritt des Abscheidens von Stickstoffverbindungen und vor der anaeroben Behandlung erfolgt. Der hydrolysierte organische Schlamm wird somit in eine Feststoffphase und eine Flüssigphase aufgetrennt. Dies kann bspw. mit Hilfe einer Zentrifuge erfolgen.
Eine dem organischen Schlamm zugeführte Faulschlamm-Teilmenge unterstützt eine solche Fest-Flüssig-Trennung, indem der Faulschlamm als Stützmaterial dient und zu einer höheren Trennschärfe zwischen der flüssigen und festen Phase beiträgt.
Das Abscheiden von Phosphor erfolgt dann vorzugsweise aus der abgetrennten Flüssigphase des Schlammgemisches.
Eine Abtrennung von Phosphor aus dem ungetrennten Schlammgemisch ist im Vergleich hierzu weniger effizient, da aufgrund der höheren Viskosität eines organischen Schlammgemisches gegenüber der reinen Flüssigphase ein Großteil des in Kristallform gebundenen Phosphors in Mikrokristallen im organischen Schlamm verbleiben würde.
Das Abscheiden von Phosphorverbindungen kann bspw. durch hinreichend bekannte Metallsalzfällung erfolgen. Hier bietet sich bspw. das Ausfällen von Magnesium-Ammonium-Phosphat an, das auch als MAP oder Struvit bezeichnet wird. Denkbar ist aber auch eine Nutzung anderer Metallsalze, wie bspw. die Zugabe von Aluminiumsulfat, Eisen (III) Chlorid oder Kalk. Besonders vorteilhaft ist eine Fällung von Phosphat durch Zugabe von Calciumhydroxyd. Damit wird nicht nur Phosphor gebunden, sondern auch durch eine Anhebung des pH-Wertes Ammoniak freigesetzt. Dies führt somit zu einer weiter verbesserten Stickstoffabreicherung.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei dem Abscheiden von Phosphatverbindungen der hierbei auftretende Gasstrom einer zusätzlichen Abscheidung von Stickstoffverbindungen unterzogen wird. Der aus dem Phosphat-Fällreaktor austretende Gasstrom wird somit in einen Stickstoffabscheider geleitet. Hierbei kann ein separater Stickstoffabscheider verwendet werden. Denkbar ist aber auch, dass der Gasstrom in den zwischen Hydrolysereaktor und anaeroben Behälter geschalteten Stickstoffabscheider geleitet wird.
Wie einleitend bereits erwähnt, betrifft die Erfindung weiterhin eine Schlammbehandlungsanlage zur Schlammbehandlung mit einem anaeroben Behälter zur anaeroben Behandlung des Schlammes.
Die Schlammbehandlungsanlage weist einen Stickstoffabscheider zum Abscheiden von Stickstoffverbindungen auf, der mit dem anaeroben Behälter zur Entnahme einer Teilmenge von Faulschlamm aus der anaeroben Behandlung verbunden ist, wobei die Schlammbehandlungsanlage zum Abscheiden von Stickstoffverbindungen aus der entnommenen Teilmenge des Faulschlamms und zum Rückführen der im Stickstoffgehalt reduzierten Teilmenge des entnommenen Faulschlamms in die anaerobe Behandlung eingerichtet ist.
Bevorzugt weist die Schlammbehandlungsanlage einen Hydrolysereaktor zur Hydrolyse von organischem Schlamm, insbesondere von Überschussschlamm einer Kläranlage, auf, wobei der Stickstoffabscheider zum Abscheiden von Stickstoffverbindungen aus dem mit der Teilmenge von Faulschlamm versetzten hydrolysierten organischen Schlamm zwischen dem Hydrolysereaktor und dem anaeroben Behälter angeordnet ist.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Schlammbehandlungsanlage einen Phosphorabscheider aufweist, der zum Abscheiden von Phosphorverbindungen im Schlammkreislauf zwischen dem Stickstoffabscheider und dem anaeroben Behälter geschaltet ist.
Vorzugsweise ist ein Gasauslass des Phosphorabscheiders mit einem weiteren Stickstoffabscheider zum Abscheiden von Stickstoffverbindungen aus dem im Prozess der Phosphorabscheidung austretenden Gasstrom verbunden.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn der anaerobe Behälter mit dem Hydrolysereaktor zum Einspeisen der Teilmenge von Faulschlamm aus dem anaeroben Behälter in den hydrolysierten organischen Schlamm unmittelbar nach der Hydrolyse und vor dem Stickstoffabscheider verbunden ist.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn eine Phasentrennvorrichtung im Schlammstrom hinter dem Stickstoffabscheider zur Trennung einer Feststoffphase von einer Flüssigphase angeordnet ist, wobei der Ausgang der Phasentrennvorrichtung für die Feststoffphase mit dem anaeroben Behälter zur Rückführung der Feststoffphase in die anaerobe Behandlung verbunden ist.
Vorzugsweise ist der Ausgang der Phasentrennvorrichtung für die Flüssigphase mit dem Phosphorabscheider verbunden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 Blockdiagramm einer Schlammbehandlungsanlage mit dem Verfahrensablauf zur Schlammbehandlung;
2 Blockdiagramm einer durch eine zusätzliche Hydrolyse ergänzten Schlammbehandlungsanlage mit einem entsprechend modifizierten Verfahrensablauf;
3 Blockdiagramm der Schlammbehandlungsanlage aus 2 mit optionalen Modifikationen im Bereich der Hydrolyse;
4 Blockdiagramm der Schlammbehandlungsanlage aus 3 mit einer zusätzlichen Kühlung und Wärmerückgewinnung vor der Phosphorabscheidung und weiteren optionalen Modifikationen.
1 zeigt ein Blockdiagramm einer Schlammbehandlungsanlage mit dem grundlegenden Verfahrensablauf zur Schlammbehandlung.
Aus einer anaeroben Behandlung 26, die in einem Behälter zur anaeroben Behandlung, wie z.B. einem Faulturm oder Gärbehälter/Fermenter, durchgeführt wird, wird eine Teilmenge 3 von Faulschlamm als Zirkulationsstrom entnommen, durch einen Stickstoffabscheider 7 geleitet und wieder als stickstoffverarmter Schlamm 12 zurück in die anaerobe Behandlung 26 geleitet. Der Zirkulationsstrom kann unabhängig von dem Zulaufstrom zur anaeroben Behandlung 26 größer und auch kleiner gewählt werden. Hiermit kann Einfluss auf die mit Hilfe des Stickstoffabscheiders 7 abzuscheidene Stickstoffmenge genommen werden. Vor der Stickstoffabscheidung 7 kann noch Lauge 5 z.B. Natronlauge zugeführt werden, um das Ammonium-Ammoniak Gleichgewicht mehr auf die Seite des Ammoniaks zu verlagern und somit die mögliche Abscheidung zu vergrößern. Durch die Laugendosierung wird außerdem der im Schlamm möglicherweise enthaltene Schwefelwasserstoff besser in der Flüssigphase gehalten und das Kohlendioxid neutralisiert. Der von dem Stickstoffabscheider 7 abgeschiedene stickstoffhaltige Gasstrom 8 enthält somit im Wesentlichen Ammoniak und Methan. Das Ammoniak wird in einem Wäscher 9 mit Säure 10, z.B. Schwefelsäure, niedergeschlagen und als Stickstoffsalz 11, z.B. als Diammoniumsulfat, abgeführt. Ein im Schritt der Abscheidung von Stickstoff aus dem Wäscher 9 austretendes Restgas 34 enthält weitestgehend nur noch Methan. Es kann in das Gassystem der anaeroben Behandlung 26 geleitet werden und trägt dann zusätzlich zu einer Methananreicherung des Gesamtfaulgases bei. In der zirkulierenden Teilmenge 3 von Faulschlamm enthaltenes Kohlendioxid wird durch die Zugabe von Lauge 5 neutralisiert und Schwefelwasserstoff wird durch die mit der Zugabe von Lauge einhergehenden Erhöhung des pH-Wertes besser in der Flüssigphase gehalten. Das bei der Abscheidung von Stickstoff anfallende Restgas ist damit relativ rein.
Durch die Stickstoffabreicherung in dem Zirkulationskreislauf wird in der anaeroben Behandlung 26 auch das Methangleichgewicht zwischen der Flüssig- und Gasphase so verschoben, dass eine vermehrte Methanbildung erfolgt. Der insgesamt geringere, anhaftende Gasanteil in der anaeroben Behandlung 26 führt weiterhin zu einer Verbesserung der Entwässerungseigenschaften des Schlamms.
2 zeigt eine Erweiterung der reinen Stickstoffabtrennung aus dem bei der anaeroben Behandlung im anaeroben Behälter 26 zirkulierenden Faulschlamm-Teilstrom 3 durch eine zusätzliche Hydrolyse 2 von der anaeroben Behandlung 26 zugeführten organischen Schlämmen 1. Das so entstanden Schlammgemisch 4, dass der Stickstoffabtrennung 7 zugeführt wird, weist insbesondere bei einer thermischen Hydrolyse 2 eine markant höhere Temperatur auf. Diese führt für das Schlammgemisch insgesamt zu einer deutlich geringeren Viskosität und bei Zugabe von Natronlauge 5 in der Hydrolyse 2 außerdem noch zu einer weiteren pH-Wert-Anhebung. Beide Effekte wirken sich positiv auf die Wirkung der Stickstoffabtrennung aus. Letztlich kann die anaerobe Behandlung 26 auf einem deutlich höheren Temperaturniveau gefahren werden, da durch die Stickstoffabreicherung die Bildung von hemmendem Ammoniak gemindert wird.
Aus dem entsprechenden Blockdiagramm einer durch den Prozess der Hydrolyse 2 ergänzten Schlammbehandlungsanlage ist erkennbar, dass organischer Schlamm 1, insbesondere Überschussschlamm einer kommunalen Abwasserreinigungsanlage in einen Hydrolysereaktor 2 geleitet wird. In dem Hydrolysereaktor 2 erfolgt eine Hydrolyse der organischen Schlämme 1. Dem hydrolysierten organischen Schlamm am Ausgang des Hydrolysereaktors 2 wird dann die der anaeroben Behandlung entnommene Teilmenge 3 von Faulschlamm beigemischt. Diese Beimischung erfolgt vorzugsweise unmittelbar am Ausgang des Hydrolysereaktors 2 oder vorzugsweise noch im Hydrolysereaktor 2 selbst. Denkbar ist aber auch, dass ein Teilmengenstrom der Faulschlamm-Teilmenge 3 an den Eingang des Hydrolysereaktors 2 und ein Teilstrom der Faulschlamm-Teilmenge 3 in den hydrolysierten Schlamm im Bereich des Ausgangs des Hydrolysereaktors 2 eingeleitet wird. Dabei sollte die größere Menge der Faulschlamm-Teilmenge 3 in den Ausgang des hydrolysierten Schlamms 4 eingeleitet werden und nicht nochmals hydrolysiert werden.
Durch den Prozess der Hydrolyse im Hydrolysereaktor 2 wird der organische Schlamm 1, wie z.B. Überschussschlamm aus der biologischen Reinigungsstufe einer Kläranlage, aufgeschlossen, sodass ein Teil der darin enthaltenen Phosphorverbindungen als Ortho-Phosphat in Lösung geht.
Die Zumischung der Teilmenge 3 von Faulschlamm direkt in die Hydrolyse oder unmittelbar danach führt zu einer starken Durchmischung und zu einer Intensivierung des Aufschlusses des organischen Schlamms 1. Dies wird durch einen Teilaufschluss der Faulschlamm-Teilmenge 3 durch diesen Rückführungsprozess und gegebenenfalls auch durch eine Pufferung des pH-Wertes erreicht. Damit wird die Gasausbeute in der nachfolgenden anaeroben Behandlung mit positiven Nebeneffekten, wie z.B. geringere zu entsorgende Schlammmenge, zusätzlich gesteigert.
Das hydrolysierte und mit der Faulschlamm-Teilmenge 3 vermischte Schlammgemisch 4 kann optional noch durch eine weitere Zugabe von Lauge 5, z.B. Natronlauge, im pH-Wert so weit angehoben werden, dass sich die in hohen Konzentrationen aus der Faulschlamm-Teilmenge 3 vorhandenen Stickstoffverbindungen in Form von Ammonium gleichgewichtsmäßig in Richtung Ammoniak verschieben. Das mit Lauge 5 versetzte Schlammgemisch 4 wird dann über einen zur Entgasung geeigneten Apparat 7 geleitet, der ein Teil eines Stickstoffabscheiders bildet. Das aus dem Apparat 7 ausströmende stickstoffhaltige Gasgemisch 8 wird dann in einen Abscheider 9 geleitet, wo sich das Ammoniak aus dem ammoniakhaltigen Gasgemisch 8 niederschlägt und dann unter Zugabe einer Säure 10 gelöst wird. In dieser Stufe 9 zur Niederschlagung des Ammoniaks wird das Ammoniak dann z.B. durch Zugabe von Schwefelsäure in gelöstes Ammonium-Salz 11, wie z.B. flüssiges Diammoniumsulfat überführt. Dieses am Ausgang der Stufe 9 anfallende Ammonium-Salz 11 kann dann zur weiteren Verwertung entnommen werden. Ammonium-Salze sind als z.B. als Dünger zugelassen und dafür bestens geeignet.
Der in dem durch den Apparat 7 mit gebildeten Stickstoffabscheider zum Großteil von Stickstoffverbindungen befreite Schlamm 12 wird einer Phasentrennvorrichtung 13 zur Trennung des Schlamms 12 in eine Feststoffphase 14 und eine Flüssigphase 15 zugeführt. Eine solche Phasentrennvorrichtung 13 kann bspw. als Zentrifuge ausgeführt werden. Eine Zentrifuge hat den Vorteil, dass keine Filterflächen vorhanden sind, die sich zusetzen können.
Die im Bereich des Hydrolysereaktors 2 bereits zugeführte Faulschlamm-Teilmenge 3 dient für die Fest-Flüssig-Trennung in der Phasentrennvorrichtung 13 als Stützmaterial und trägt zur höheren Trennschärfe zwischen der festen Phase 14 und der flüssigen Phase 15 bei.
Mit dem Ausgang der Phasentrennvorrichtung 13 ist ein Phosphorabscheider 16 verbunden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird nur die Flüssigphase 15 in den Phosphorabscheider 16 geleitet, da diese den größten Anteil an Phosphorverbindungen enthält.
Grundsätzlich ist aber auch denkbar, dass der Stickstoffentreicherte Schlamm 12 dem Phosphorabscheider 16 zugeführt wird, um die Phosphorverbindungen direkt aus dem Fest-Flüssig-Schlammgemisch abzutrennen. Dabei würde jedoch aufgrund der höheren Viskosität des Schlammgemischs 12 gegenüber der reinen Flüssigphase 15 ein Großteil des in Kristallform gebundenen Phosphors in Mikrokristallen im Schlamm verbleiben und somit in den nachfolgenden Schritten, insbesondere der anaeroben Behandlung, möglicherweise zu Problemen führen. Daher ist die Phosphorabscheidung nur der Flüssigphase 15 des Schlammgemischs 12 von Vorteil.
Die Abscheidung von Phosphorverbindungen kann bspw. durch Fällung mit Hilfe von Metallsalzen erfolgen. Hierzu wird ein z.B. magnesiumhaltiger Zusatzstoff 17 direkt der Flüssigphase 15 zugemischt und/oder zusammen mit der Flüssigphase 15 in den Phosphorabscheider 16 geleitet. Der Phosphorabscheider 16 ist dabei bevorzugt als Fällreaktor ausgebildet. Zur Anpassung des pH-Wertes an den zur Fällung optimierten pH-Wert wird bevorzugt Lauge 18, z.B. Natronlauge, direkt in die Flüssigphase 15 eingemischt und/oder zusammen mit der Flüssigphase 15 und dem magnesiumhaltigen Zusatzstoff 17 in den Phosphorabscheider 16 geleitet.
In einem Fällreaktor 60 des Phosphorabscheiders 16 findet dann eine Kristallbildung statt, bei der dann Magnesium-Ammonium-Phosphat-Kristalle 22 ausfällen und dem Phosphorabscheider 16 entnommen werden können. Dieser Vorgang der Fällung kann durch Zugabe von Gas 20, vorzugsweise Luft, unterstützt werden. Hierzu wird ein Gasstrom 20 in den Phosphorabscheider 16 eingeleitet. Die Abscheidung der Magnesium-Ammonium-Phosphat-Kristalle 22 (MAP-Kristalle) kann z.B. durch eine ein- oder mehrstufige Sedimentation/Filtration oder Zentrifugation 21 direkt im Fällreaktor 60 erfolgen. Vorteilhaft ist jedoch, wenn die abgetrennten Magnesium-Ammonium-Phosphat-Kristalle, welche in einer sehr dünnflüssigen Flüssigphase enthalten sind, einem separaten Abscheider 21 zugeführt werden. Diese Prozesse können durch Hilfsstoffe zur Flockung oder Koagulation noch optimiert werden. In diesem Abscheider 21 wird z.B. durch Sedimentation erreicht, dass die MAP-Kristalle 22 aus der Flüssigphase 15 abgetrennt werden. Dieser Prozess der Phosphatabtrennung kann auch mehrstufig erfolgen. Die MAP-Kristalle 22 können dann einem Wäscher 23 zugeführt werden, um dort gewaschen und anschließend als gereinigte MAP-Kristalle 24 gelagert zu werden. Diese gereinigten MAP-Kristalle 24 werden dann der weiteren Verwertung bspw. in Form von Dünger zugeführt.
Die am Ausgang des Abscheiders 21 vorliegende Flüssigphase 25 hat einen erheblich reduzierten Anteil an Stickstoff- und Phosphorverbindungen. Diese Stickstoff- und Phosphorentreicherte Flüssigphase 25 wird dann zusammen mit der Feststoffphase 14, die am Ausgang der Phasentrennvorrichtung 13 vorliegt, einem anaeroben Behälter 26 zur dortigen anaeroben Behandlung zugeführt. Optional kann auch Primärschlamm 27 der Kläranlage zumindest in Teilmengen mit in den anaeroben Behälter 26 gegeben werden.
Optional ist es denkbar, dass ein im Phosphorabscheider 16 auftretender Gasstrom 28 abgezogen und einem weiteren Stickstoffabscheider 29 zugeführt wird. Dieser Gasstrom 28 ist insbesondere bei erhöhten pH-Werten noch stickstoffhaltig. Dieser ammoniakhaltige Gasstrom wird dann in dem Stickstoffabscheider 29, der z.B. als Niederschlagstufe ausgebildet ist, geführt. Dort schlägt sich das Ammoniak nieder und wird unter Zugabe einer Säure 30 gelöst und in eine flüssige Form überführt. Die am Ausgang anfallende Salzlösung 31 kann dann z.B. als Ammonium-Salz, wie z.B. flüssiges Diammoniumsulfat weiter verwertet werden, z.B. als Dünger.
3 lässt eine modifizierte Ausführungsform der Schlammbehandlungsanlage aus 1 erkennen. Der Aufbau der Anlage und der Verfahrensablauf ist ausgehend von dem Stickstoffabscheider 7 identisch zu der ersten Ausführungsform in 1. Diesbezüglich wird somit auf die obigen Ausführungen zur 1 verwiesen.
Im Unterschied zur ersten Ausführungsform ist nunmehr dargestellt, dass optional eine Faulschlamm-Teilmenge 3 in den organischen Schlamm 1 am Eingang des Hydrolysereaktors 2 eingeleitet wird. Hier ist denkbar, dass eine Teilmenge 3 von Faulschlamm vor der Hydrolyse dem organischen Schlamm 1 beigemischt wird. Durch diese erhöhte Rückführung von Faulschlamm 3 im Bereich des Hydrolysereaktors wird eine verbesserte Vermischung, ein verbesserter Aufschluss und damit eine verbesserte Stickstoffanreicherung erreicht. Damit kann im Prozess im nachfolgenden Stickstoffabscheider 7 eine höhere Menge an Stickstoff entzogen werden. Dies führt zu einer markanten Senkung der Stickstoffbelastung des gesamten Klärprozesses.
Zusätzlich zur Ausführung der 1 sieht dieses Ausführungsbeispiel optional noch vor, eine Teilmenge 6 des hydrolysierten und mit Faulschlamm 3 vermischten organischen Schlammgemischs 4 wieder an den Eingang des Hydrolysereaktors 2 zurückzuführen. Hierdurch wird erreicht, dass der organische Schlamm 1 noch besser aufgeschlossen wird.
4 lässt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Schlammbehandlungsanlage aus 2 und 3 mit einem verbesserten Prozess der Stickstoffabscheidung und Phosphorabscheidung erkennen. Für den prinzipiellen Verfahrensablauf kann wieder auf die Ausführungen zu den vorhergehenden Figuren verwiesen werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das ammoniakhaltige Gasgemisch 8 am Ausgang des Stickstoffabscheiders 7, der bspw. zur Vakuumentgasung oder Strippung ausgebildet ist, vor dem Apparat 9 zur Niederschlagung des Ammoniaks in einem Wäscher 32 gereinigt.
Weiterhin ist vorgesehen, dass das flüssige Ammonium-Salz 11 in einem Konzentrierer 33 aufkonzentriert wird.
In dem Apparat 9 zur Niederschlagung des Ammoniaks tritt Restgas 34 auf, das weitestgehend von Stickstoffverbindungen befreit ist. Es enthält größtenteils noch Methan, das dem anaeroben Behälter 26 für den Prozess der anaeroben Behandlung zugeführt werden kann. Zur Unterstützung des Entgasungsprozesses im Stickstoffabscheider 7 kann es je nach Gaskonzentration des ammoniakhaltigen Gasgemisches 8 sinnvoll sein, einen Teilgasstrom des Restgases 34 als Rückführgas 35 nach der Niederschlagung des Ammoniaks 11 in den Stickstoffabscheider 7 zurückzuführen. Diese Rückführung ist dabei vorzugsweise in Abhängigkeit von der Menge und Qualität des ammoniakhaltigen Gasgemisches 8 und des Restgases 34 geregelt. Durch diese Rückführung kann die Entgasung im Stickstoffabscheider 7 optimiert werden.
Das dritte Ausführungsbeispiel zeigt eine weitere Modifikation im Bereich des Phosphorabscheiders 16. Diese Modifikation kann zusammen mit der im dritten Ausführungsbeispiel gezeigten Stickstoffabscheidung realisiert werden. Denkbar ist aber auch, dass die Modifikation der Stickstoffabscheidung alleine in einem der Ausführungsbeispiele der 1 bis 3 ergänzt wird, oder dass nur die Modifikation der Phosphorabscheidung in einem der Ausführungsbeispiele der 1 bis 3 realisiert wird.
Insofern zeigt 4 zwei an sich voneinander unabhängige Modifikationen für die Stickstoffabscheidung und die Phosphorabscheidung, die einzeln oder bevorzugt zusammen realisiert werden können.
Anders als in den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Flüssigphase 15 nach der Phasentrennvorrichtung 13, die bereits einen reduzierten Stickstoffgehalt aufweist, in einen Wärmetauscher 36 geleitet. In dem Wärmetauscher 36 erfolgt eine Kühlung und Wärmerückgewinnung mit dem Ziel, die nach der Hydrolyse unter Umständen erhöhte Temperatur auf eine zur MAP-Fällung geeignete Temperatur herunterzufahren.
Weiterhin ist vorgesehen, dass das Metallsalz 17, bevorzugt magnesiumhaltiger Zusatzstoff in einen Mischer 37 oder Reaktionsbehälter eingeleitet wird, um dort die Flüssigphase 15 mit dem magnesiumhaltigen Zusatzstoff 17 und ggf. einer Lauge 18 zu vermischen. Die Anpassung des pH-Wertes durch Lauge 18, vorzugsweise Natronlauge, erfolgt somit in dem Mischer zusammen mit dem Einleiten des magnesiumhaltigen Zusatzstoffes 17 vor dem Einleiten in den Fällreaktor 16.
Diese so aufbereitete flüssige Schlammphase kann dann noch in einen weiteren Begasungsbehälter 38 geleitet werden, in dem die Zugabe von Gas 20, bevorzugt Luft, erfolgt. Der Ausgang dieses Begasungsbehälters 38 ist dann an den Eingang des Fällreaktors 16 gekoppelt, um die so aufbereitete Flüssigphase in den Fällreaktor 16 zum Ausfällen der MAP-Kristalle zu leiten.
Die in den ersten Ausführungsbeispielen im Fällreaktor 16 erfolgende Anpassung des pH-Wertes und Begasung wird somit in dem Mischer 37 und Begasungsbehälter 38 vorgelagert.
Eine weitere in 4 skizzierte Modifikation betrifft die zusätzliche Stickstoffabscheidung im Stickstoffabscheider 29. Der aus dem Stickstoffabscheider 29 austretende Gasstrom 39 kann einer weiteren Abgasbehandlung 40, wie bspw. einer bereits vorhandenen Abgasreinigungsanlage der Schlammbehandlungsanlage oder gegebenenfalls auch dem Gassystem der anaeroben Behandlung im Behälter 26 zugeführt werden. Dieser Abgasstrom 39 kann optional auch gemeinsam mit dem ammoniakhaltigen Gas 8 in der Abscheidungsstufe 9 zur Niederschlagung des Ammoniaks behandelt werden.
Die von Stickstoff- und Phosphorverbindungen weitestgehend befreite Flüssigphase 25 kann optional durch einen Wärmetauscher 41 geleitet werden, um vorzugsweise unter Rückgewinnung von Wärmeenergie auf das in der anaeroben Behandlung im anaeroben Behälter 26 erforderliche Niveau abgekühlt zu werden. Eine solche Abkühlung ist dann sinnvoll und erforderlich, wenn die dem anaeroben Behälter 26 zugeführten Feststoffphasen 14 der Schlämme und der optionale Primärschlamm 27 sowie die von Stickstoff- und Phosphorverbindungen befreite Flüssigphase 25 als Gemisch für die anaerobe Behandlung zu warm sind.
Es ist aber auch denkbar, die nährstoffarme Flüssigphase 25 gar nicht mehr in den Prozess der anaeroben Behandlung im anaeroben Behälter 26 zurückzuführen oder nur teilweise. Je nach Zusammensetzung und weiteren Anforderungen ist es unter Umständen vorteilhaft, zumindest einen Teilstrom 42 der dünnflüssigen, nährstoffarmen Flüssigphase 25 aus dem dargestellten Prozess abzuziehen und anderweitig auf der Kläranlage z.B. als Kohlenstoffquelle zu nutzen.
Die vorgelagerte Stickstoffabscheidung am Ausgang des Hydrolysereaktors 2 und vor der Phosphorabscheidung hat den Vorteil, dass der dort leicht und in hoher Konzentration verfügbare Stickstoff gut aus dem Klärprozess entfernt werden kann. Dabei kann der Anteil des Faulschlamms 3 an die technischen Bedingungen optimal angepasst werden. Auch die Phosphorverbindungen sind dann gut verfügbar und können leicht abgetrennt werden.
Mit den dargestellten Ausführungsbeispielen der Schlammbehandlungsanlage und dem entsprechenden Schlammbehandlungsverfahren werden Störungen, wie bspw. eine Stickstoffhemmung der Biozönose in der anaeroben Behandlung, oder die Bildung von Magnesium-Ammonium-Phosphat-Kristallen in oder nach der anaeroben Behandlung vermieden. Die abgeschiedenen Stoffe, wie insbesondere Ammoniumsalze und MAP, können als Wertstoffe, wie z.B. Dünger in der Landwirtschaft, weiter verwertet werden. Durch die Senkung des Stickstoff-gehaltes im gesamten Prozess wird somit der Prozess der anaeroben Behandlung verbessert und die dort erzeugte Methangasausbeute erhöht. Die Kombination der bekannten Verfahren zur Hydrolyse und Phosphorabreicherung führt in Kombination mit der Stickstoffabreicherung nach der Hydrolyse zu einem hohen Synergieeffekt, der sich letztendlich auch auf die Gasausbeute und damit auf die aus dem organischen Schlamm 1 gewinnbare Energiemenge positiv auswirkt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10112934 B4 [0007]
DE 102011112780 A1 [0008]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Bormann, M. Sievers, W. Ewert: Auswirkungen der thermischen Klärschlammhydrolyse und der prozessintegrierten Nährstoffgewinnung auf die Stoffstrom- und Energiebilanzen auf Kläranlagen, Abschlussbericht Az. 24507-23 der Deutschen Bundesstiftung Umwelt, Osnabrück, 13. September 2009 [0009]

Claims

Verfahren zur Schlammbehandlung mit dem Schritt einer anaeroben Behandlung (26) von Schlamm, gekennzeichnet durch Entnehmen einer Teilmenge (3) von Faulschlamm aus der anaeroben Behandlung (26), Abscheiden (7) von Stickstoffverbindungen aus der entnommenen Teilmenge (3) des Faulschlamms und Rückführen der im Stickstoffgehalt reduzierten Teilmenge (3) des entnommenen Faulschlamms in die anaerobe Behandlung (26).
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Hydrolyse (2) von organischem Schlamm (1) und Zuführen der aus der anaeroben Behandlung (26) entnommenen Teilmenge (3) von Faulschlamm in den organischen Schlamm (1), in den Prozess der Hydrolyse (2) und/oder in den hydrolysierten organischen Schlamm (4) sowie nachfolgendes Abscheiden (7) der Stickstoffverbindungen aus der mit hydrolisiertem organischen Schlamm (4) vermischten Teilmenge (3) des der anaeroben Behandlung entnommenen Faulschlamms.
Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Zuführen der Teilmenge (3) von Faulschlamm in den Hydrolyseprozess (2) oder in den hydrolysierten organischen Schlamm (4) im Mengenverhältnis im Bereich von 1:1 bis 4:1 von zugeführter Faulschlammmenge (3) zur organischen Schlammmenge (1).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Zuführen von Lauge, vorzugsweise von Natronlauge, zu der Teilmenge (3) von Faulschlamm, zu dem organischen Schlamm (1) und/oder zu dem hydrolysierten und mit einer Teilmenge (3) von Faulschlamm vermischten organischen Schlamm (4) vor oder während des Prozesses des Abscheidens (7) von Stickstoffverbindungen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Abscheiden (7) von Stickstoffverbindungen mittels Vakuumentgasung oder Strippung.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Abscheiden (7) von Stickstoffverbindungen in Form von Ammoniak und Zugeben einer Säure zu dem abgeschiedenen Ammoniak zur Abtrennung des abgeschiedenen Ammoniaks und zur Bildung von Ammoniaksalz (11).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Abtrennen (13) von Feststoffen aus dem nach dem Schritt des Abscheidens (7) von Stickstoffverbindungen stickstoffabgereicherten Schlammgemisch (12) vor der anaeroben Behandlung (26) und Rückführen der abgetrennten Feststoffphase (14) in die anaerobe Behandlung (26).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Abscheiden (16) von Phosphorverbindungen aus dem nach dem Schritt des Abscheidens (7) von Stickstoffverbindungen stickstoffabgereicherten Schlammgemisch (12) oder der daraus gewonnenen Flüssigphase (15), wobei der Schritt des Abscheidens (16) von Phosphorverbindungen nach dem Schritt des Abscheidens (7) von Stickstoffverbindungen und vor der Rückführung zur anaeroben Behandlung (26) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Abscheiden (16) von Phosphat durch Metallsalzfällung, insbesondere durch Ausfällen von Magnesium-Ammonium-Phosphat (MAP), bevorzugt durch Zugabe eines magnesiumhaltigen Zusatzstoffes (17), oder durch die Fällung mit Calciumhydroxyd.
Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch zusätzliches Abscheiden (29) von Stickstoffverbindungen aus einem bei dem Abscheiden (16) von Phosphorverbindungen austretenden Gasstrom (28).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Rückführen von beim Abscheiden (7, 9) von Stickstoff anfallenden Restgases (34) in das Gassystem der anaeroben Behandlung (26).
Schlammbehandlungsanlage zur Schlammbehandlung mit einem anaeroben Behälter (26) zur anaeroben Behandlung (26) des Schlammes, gekennzeichnet durch einen Stickstoffabscheider (7) zum Abscheiden von Stickstoffverbindungen, der mit dem anaeroben Behälter (26) zur Entnahme einer Teilmenge (3) von Faulschlamm aus der anaeroben Behandlung (26) verbunden ist, wobei die Schlammbehandlungsanlage zum Abscheiden (7) von Stickstoffverbindungen aus der entnommenen Teilmenge (3) des Faulschlamms und zum Rückführen der im Stickstoffgehalt reduzierten Teilmenge (3) des entnommenen Faulschlamms in die anaerobe Behandlung (26) eingerichtet ist.
Schlammbehandlungsanlage nach Anspruch 12, zur Behandlung von Schlämmen mit dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Hydrolysereaktor (2) zur Hydrolyse von organischem Schlamm (1), insbesondere von Überschussschlamm einer Kläranlage, wobei der Stickstoffabscheider (7) zum Abscheiden von Stickstoffverbindungen aus dem mit der Teilmenge (3) von Faulschlamm versetzten hydrolysierten organischen Schlamm (4) zwischen dem Hydrolysereaktor (2) und dem anaeroben Behälter (26) angeordnet ist.
Schlammbehandlungsanlage nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch einen Phosphorabscheider (16), der zum Abscheiden von Phosphorverbindungen im Schlammkreislauf zwischen dem Stickstoffabscheider (7) und dem anaeroben Behälter (26) geschaltet ist.
Schlammbehandlungsanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gasauslass des Phosphorabscheiders (16) mit einem weiteren Stickstoffabscheider (29) zum Abscheiden von Stickstoffverbindungen aus dem im Prozess der Phosphorabscheidung (16) austretenden Gasstrom (28) verbunden ist.
Schlammbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der anaerobe Behälter (26) mit dem Hydrolysereaktor (2) zum Einspeisen der Teilmenge (3) von Faulschlamm aus dem anaeroben Behälter (26) in den hydrolysierten organischen Schlamm (4) unmittelbar nach der Hydrolyse (2) und vor dem Stickstoffabscheider (7) verbunden ist.
Schlammbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Phasentrennvorrichtung (13) im Schlammstrom hinter dem Stickstoffabscheider (7) zur Trennung einer Feststoffphase (14) von einer Flüssigphase (15) angeordnet ist, wobei der Ausgang der Phasentrennvorrichtung (13) für die Feststoffphase (14) mit dem anaeroben Behälter (26) zur Rückführung der Feststoffphase (14) in die anaerobe Behandlung verbunden ist.
Schlammbehandlungsanlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang der Phasentrennvorrichtung (13) für die Flüssigphase (15) mit dem Phosphorabscheider (16) verbunden ist.