DE102015211378A1

DE102015211378A1 - Verfahren zum Trocknen von Klärschlamm und Trocknungsanlage

Info

Publication number: DE102015211378A1
Application number: DE102015211378.7A
Authority: DE
Inventors: Ugur Cakir
Original assignee: GEMEINDE WEISSACH
Current assignee: GEMEINDE WEISSACH
Priority date: 2004-07-24
Filing date: 2015-06-19
Publication date: 2015-08-20
Also published as: DE102004036081A1; DE102004036081B4

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Trocknen von entwässertem Klärschlamm (17) in einer Kläranlage beschrieben. Der Klärschlamm (17) wird in einem Trockenmischer (2) mit einem Luftstrom (12) gemischt und getrocknet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von Klärschlamm nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Trocknungsanlage nach dem Oberbegriff eines nebengeordneten Anspruchs.
Im Stand der Technik gemäß den Druckschriften DE 697 03 975 T2 , DE 43 31 932 A1 , DE 40 16 100 A1 , DE 195 47 062 A1 und DE 196 06 917 A1 werden unterschiedliche Verfahren beschrieben. In keiner dieser Druckschriften wird jedoch darauf hingewiesen, die bei der Erzeugung von Druckluft für ein Belebungsbecken auftretende Wärme zur Trocknung von Klärschlamm zu nutzen.
Das der Erfindung zu Grunde liegende Problem wird durch das Verfahren nach dem Anspruch 1 sowie eine Trocknungsanlage nach einem nebengeordneten Anspruch gelöst.
Der entwässerte Schlamm wird in einem Trockenmischer mit einem Luftstrom getrocknet, der durch Wärmetausch von Umgebungsluft mit der für das Belebungsbecken bestimmten erhitzten Druckluft erwärmt wurde. Somit wird der entwässerte Klärschlamm noch trockener und enthält mehr Trockensubstanzgehalt. Das Verfahren ist zum Trocknen von in einer Kläranlage mit Belebtschlammverfahren anfallendem Klärschlamm vorgesehen.
1, 2 und 3 zeigen die schematische Darstellung eines Verfahrens zum Trocknen von Klärschlamm 17 sowie eine Trocknungsanlage für Klärschlamm 17.
Eine Trocknungsanlage für Klärschlamm 17 umfasst einen ganz normalen Betonmischer 2. In jeder Kläranlage entsteht Energie, die nutzbar gemacht werden soll. Diese erzeugte Energie soll auf ganz einfache Weise genutzt werden. Die Energie wird in einen Trockenmischer 2 (Betonmischer) geleitet. In dem Trockenmischer 2 wird der entwässerte Klärschlamm 17 mit der gewonnenen Energie (heißer Luft) 12 gemischt. In dem entwässerten Klärschlamm 17 enthaltenes Wasser verdampft, womit der entwässerte Klärschlamm 17 noch trockener wird und mehr Trockensubstanzgehalt aufweist.
Jede Kläranlage mit Belebschlammverfahren benötigt im Belebungsbecken 8 Sauerstoff, damit die Mikroorganismen die Schmutzstoffe abbauen. Um diesen Sauerstoff in das Belebungsbecken 8 zu fördern, hat jede Kläranlage einen Gebläseraum 6 und je nach Größe der Kläranlage eine Anzahl von Gebläsen 10. Die Gebläse 10 haben die Aufgabe, die Luft 9 (frische Luft) abzusaugen, zu verdichten und durch ein Leistungssystem in das Belebungsbecken 8 zu fördern. In diesem Arbeitsvorgang entsteht in der Luftleitung 11 wegen der Verdichtung und Reibung heiße Luft. Beispielshaft kann eine Kläranlage drei Gebläse 10 umfassen (28 m3/min), die Luft absaugen, verdichten und unter Reibung zum Belebungsbecken 8 fördern. In der Luftleitung 11 entsteht mindestens 108°C–maximal 140°C heiße Luft, wobei die Angaben drehzahlabhängig sind. Durchschnittlich beträgt die Temperatur der heißen Luft in der Luftleitung 11 120°C. An diese ca. 120°C heiße Luft wird ein Kreuzstromwärmetauscher 7 installiert, der einen Wirkungsgrad von mindestens 60% aufweist, wobei die zurückgewonnene Energie 70°C–75°C beträgt. In der ca. 120°C heißen Luftleitung wird ein Kreuzstromwärmetauscher 7 installiert. Die gewonnene 70°C–75°C heiße Luft wird mit dem installierten Gebläse 14 durch eine gut isolierte Kunststoffleitung 16 an einen Trockenmischer (Betonmischer) 2 geleitet. Zusätzlich wird die (mind. 40°C) warme Luft in einer Gebläseraumablüftung 6 bzw. im Gebläseraum, in die isolierte Leitung 16 geleitet, wobei die heiße Luft durch den Betrieb der Gebläsemotoren entsteht.
Der entwässerte Klärschlamm 17 wird nach einer Bandfilterpresse 1 oder Kammerfilterpresse 1 mit der Schnecken- oder Förderband 3 in den Trockenmischer 2 gefördert (ganz normaler Betonmischer). Der entwässerte Klärschlamm 17 mit 20%–35% enthaltener Trockensubstanz wird in den Betonmischer 2 gefördert (10 m3 Inhalt). Die gewonnene 70°C–80°c heiße Luft (Winter und Sommer) wird durch das oben genannte Leitungssystem von oben in den Betonmischer 2 gepustet bzw. geblasen bzw. eingeleitet, währenddessen dreht sich der Betonmischer 2 in die Mischrichtung.
Der Grund, warum die heiße Luft von oben in den Betonmischer 2 hineingepustet bzw. hineingeblasen bzw. hineingeleitet wird, ist, dass die Luft länger im Betonmischer 2 bleibt und lange in Kontakt mit dem entwässerten Klärschlamm 17 ist. Der im Betonmischer 2 entstehende Dampf entweicht durch die Öffnung des Betonmischers nach oben. So erreicht man mind. 30%–40% mehr Trockensubstanz.
Ein Vorteil dieses Konzepts ist, dass der Betonmischer 2 innen Flügel aufweist. Wenn sich der Betonmischer in die Mischrichtung dreht, mischt sich der Klärschlamm. Wenn sich der Betonmischer 2 in die andere Richtung dreht, schüttet er die Trockensubstanz in einen Container 4, 5 aus.
Vorteilhafte Eigenschaften des Verfahrens bzw. der Trocknungsanlage für Klärschlamm sind die folgenden:

• die benötigte Energie ist in allen Kläranlagen vorhanden;
• die nicht genutzte Energie in den Kläranlagen kann durch das Verfahren bzw. die Trocknungsanlage genutzt werden;
• es bestehen nur geringe Investitionskosten;
• das Verfahren und die Trocknungsanlage haben einen einfachen Aufbau;
• es ist kein zusätzliches Personal notwendig;
• der Arbeitsvorgang des Betonmischers ist einfach;
• die Förderung und Trocknung des entwässerten Klärschlamm ist einfach;
• der Energieverbrauch des Mischers ist gering;
• die Entleerung durch die Flügel des Mischers ist ein großer Vorteil; und
• es sind keine zusätzlichen Gebäude notwendig.

Die Nachteile hingegen sind:

• bei großen Kläranlagen mit über 50 000 EWG kann es zu Problemen kommen;
• bei großen Anlagen benötigt man mehr Platz;
• bei großen Anlagen ist die Förderung und Entleerung komplizierter; und
• dieses Konzept wurde noch nicht praktiziert, um weitere Nachteile aufzulisten.

Die Trocknungsanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Kläranlage entstehende Energie nutzbar gemacht werden kann und diese erzeugte Energie in ganz einfache Weise genutzt werden kann. Diese Energie wird in einen Trockenmischer 2 (Betonmischer) geleitet, dort wird der entwässerte Klärschlamm 17 mit der gewonnenen Energie (heiße Luft) gemischt. In dem entwässerten Klärschlamm 17 enthaltenes Wasser verdampft, und somit wird der entwässerte Klärschlamm 17 noch trockener und enthält mehr Trockensubstanzgehalt (bis 80%).
Somit ist es möglich, die in jeder Kläranlage eingesetzte Energie nutzbar zu machen und so Klärschlammentsorgungskosten zu sparen.
Jede Kläranlage mit Belebtschlammverfahren benötigt im Belebungsbecken 8 Sauerstoff, damit die Mikroorganismen die Schmutzstoffe abbauen können. Um diesen Sauerstoff in das Belebungsbecken 8 einzublasen, besitzt die Kläranlage einen Gebläseraum 6, in dem je nach Größe der Anlage ein oder mehrere Gebläse 10 untergebracht sind. Die Gebläse 10 saugen die frische Außenluft 9 an, verdichten diese und pressen sie durch ein Leitungssystem 11 in das Belebungsbecken 8. Bei diesem Verdichten und Reiben der Luft erhitzt sich diese und es entsteht in der Luftleitung 11 eine Temperatur von 108°C bis zu 140°C (Anlagen sind Drehzahl abhängig). Durchschnittlich strömt 120°c heiße Luft in der Luftleitung 11. In diese Luftleitung 11 wird ein Kreuzstromwärmetauscher 7 eingebaut. Der Wirkungsgrad des Wärmetauschers 7 liegt bei mindestens 60%. Dadurch beträgt die Temperatur der nutzbaren Heißluft 12 ca. 70°C. Die nutzbare Heißluft 12 wird mit einem regelbaren Gebläse 14 oder Ventilator 14 durch einen ausreichend dimensionierten Luftkanal (Luftleitung) 16 zum Trommelmischer (Betonmischer) 2 geleitet. Zusätzlich wird in diesem Luftkanal 16 die von den Gebläsen 10 erzeugte warme Raumluft 15 (30°C–40°C) aus dem Gebläseraum 6 eingeleitet. Der entwässerte Klärschlamm, mit einer Trockensubstanz (TS) bis zu 35%, wird nach der Bandfilterpresse oder Kammerfilterpresse 1 mit einer Förderschnecke 3 oder einem Förderband 3 in den Trockenmischer 2 mit angepasstem Inhalt eingebracht. Dazu wird nutzbare Heißluft 12 von oben in die Öffnung des Trockenmischers 2 eingeblasen. Dabei dreht sich der Trockenmischer 2 in Mischrichtung x, so dass der Klärschlamm durch Flügel in einer Drehrichtung gemischt wird. Die Warmluft 12 wird jedoch weiterhin kontinuierlich eingeblasen. Dadurch dass der entwässerte Klärschlamm 17 in dem erwärmten Trockenmischer 2 kontinuierlich mit der Warmluft oder Trockenluft 12 durchmischt wird, entweicht das Wasser aus dem Klärschlamm in Form von Wasserdampf 18. Das Entleeren getrockneten Klärschlamms 19 erfolgt einfach durch Ändern der Drehrichtung y in bereitgestellte Container 4–5.
Bei dem Verfahren zum Trocknen von in einer Kläranlage mit Belebtschlammverfahren anfallendem Klärschlamm wird der entwässerte Schlamm in einem Trockenmischer mit einem Luftstrom getrocknet. Der durch Wärmetausch von Umgebungsluft mit der für das Belebungsbecken bestimmten erhitzten Druckluft wurde erwärmt. Zusätzliche Gebläseraumabluft wird zur Schlammtrocknung eingesetzt. Die Trocknung in einem Betonmischer wird durchgeführt. Der Klärschlamm wird durch Flügel in einer Drehrichtung gemischt und in der anderen Drehrichtung ausgetragen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 69703975 T2 [0002]
DE 4331932 A1 [0002]
DE 4016100 A1 [0002]
DE 19547062 A1 [0002]
DE 19606917 A1 [0002]

Claims

Ein Verfahren zum Trocknen von entwässertem Klärschlamm (17) in einer Kläranlage, dadurch gekennzeichnet, dass der Klärschlamm (17) in einem Trockenmischer (2) mit einem Luftstrom (12) gemischt und getrocknet wird.
Das Verfahren nach dem Anspruch 1, wobei der Luftstrom (12) aus Umgebungsluft erzeugt wird, und wobei der Luftstrom (12) durch Wärmetausch von der Umgebungsluft (14) mit erhitzter Druckluft erwärmt wurde.
Das Verfahren nach dem Anspruch 2, wobei die Kläranlage ein Belebungsbecken (8) umfasst, und wobei die erhitzte Druckluft für das Belebungsbecken (8) bestimmt ist.
Das Verfahren nach dem Anspruch 2 oder 3, wobei die Umgebungsluft und die erhitzte Druckluft einem Kreuzwärmetauscher (7) zugeführt werden.
Das Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zusätzlich Gebläseraumabluft zur Trocknung des Klärschlamms eingesetzt wird.
Das Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Trockenmischer (2) ein Betonmischer ist.
Das Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei sich der Trockenmischer (2) zu einer Mischung des Klärschlamms mit dem Luftstrom (12) in eine Mischrichtung (x) dreht.
Das Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, wobei sich der Trockenmischer (2) zu einer Ausschüttung des Klärschlamms in eine Ausschüttrichtung (y) dreht.
Eine Trocknungsanlage zum Trocknen von entwässertem Klärschlamm (17) in einer Kläranlage, dadurch gekennzeichnet, dass der Klärschlamm (17) in einem Trockenmischer (2) mit einem Luftstrom (12) mischbar und trockenbar ist.
Die Trocknungsanlage nach dem vorstehenden Anspruch, wobei die Trocknungsanlage zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8 ausgebildet ist.