DE10226322B4

DE10226322B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Verbrennen von Schwimmschlamm

Info

Publication number: DE10226322B4
Application number: DE10226322A
Authority: DE
Inventors: Reiner Schommer
Original assignee: Berliner Wasserbetriebe Anstalt des Offentlichen Rechts
Current assignee: Berliner Wasserbetriebe Anstalt des Offentlichen Rechts
Priority date: 2002-06-11
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2022-06-12
Also published as: DE10226322A1; EP1371902A1; ATE365893T1; EP1371902B1; DE50307547D1

Abstract

Verfahren zum Verbrennen von Schwimmschlamm, der bei der Vorklärung einer Kläranlage als nicht sedimentierbarer Stoff hervorgeht und über eine Fördereinrichtung in eine Schwimmschlammleitung (6) eingebracht wird, und das mit einer Klärschlammverbrennung durchgeführt wird, wobei der Schwimmschlamm aus der Schwimmschlammleitung (6) in eine Klärschlammkuchenleitung (13) geleitet und zu Klärschlammkuchen von entwässertem Klärschlamm dosiert wird, wobei dann der Schwimmschlamm und der Klärschlammkuchen gemeinsam über die Klärschlammkuchenleitung (13) einem Wirbelschichtverbrennungsofen (15) zugeführt und dort anschließend gemeinsam verbrannt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen von Schwimmschlamm, der bei der Vorklärung einer Kläranlage als nicht sedimentierbarer Stoff hervorgeht und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
In einer Kläranlage werden über den Abwasserzulauf neben Fäkalien, Rechengut und Schwerstoffen, gelöste oder emulgierte Öle und Fette kontinuierlich in schwankenden Konzentrationen in den Abwasserreinigungsprozess eingetragen. Diese Schwimmstoffe werden bekannter weise mittels Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit in der Vorklärstufe dichteabhängig an der Wasseroberfläche abgeschieden und über Räumeinrichtungen aus dem Abwasserreinigungsprozess entfernt.

Es ist nach der DE 199 23 108 A1 ein Verfahren zur Auftrennung von Stoffgemischen bekannt, das zur Auftrennung von Stoffgemischen in die einzelnen Bestandteilfraktionen dient. Die jeweiligen Fraktionen werden anschließend separat den entsprechenden Verwertungsmöglichkeiten zugeführt.

Nachteilig hierbei ist, dass die Verwertungsmöglichkeiten entsprechend der abfallrechtlichen Auflagen stark eingeschränkt sind. Es müssen ausreichend Stapelkapazitäten zur Überbrückung von Transport- und Verwertungsengpässen vorgehalten werden. Soweit für die Organikfraktion eine Kompostierung vorgesehen ist, entsteht eine erhebliche Belastung für die Umwelt durch Geruchsemissionen.

Die Veröffentlichung DE 39 19 350 C1 und DE 197 37 438 C1 beschreiben ebenfalls Verfahren zur Aufbereitung von Mischschlamm, der aus sedimentierbaren Stoffen besteht, aus dem im weiteren Verfahren die Fremdkörper entfernt werden.

Üblicherweise wird der Schwimmschlamm zur Gewichtsreduktion anschließend entwässert und grundsätzlich außerhalb einer Kläranlage entsorgt oder einem Verwertungsprozess, beispielsweise durch Herstellung von Industriefett, zugeführt.

Nach der DE 33 07 509 A1 werden Schwimmstoffe durch Zugabe von Chemikalien gelöst. Der Anteil an schwimmfähigen Kunststoffen wird nicht aufgelöst und baut sich mit den bekannten Nachteilen weiterhin als Schwimmdecke im Nacheindicker auf. Aufgrund des schwankenden Anteils an löslichen Schwimmstoffen wird zur Sicherstellung des Verfahrens immer eine Chemikalien-Überschussdosierung durchgeführt. Nach der Entwässerung des eingedickten Schlammes gelangt der Chemikalienüberschuss über die Zentratrückführung in den Klärprozess und führt zu einer Erhöhung des chemischen Sauerstoffbedarfs und damit zu einer wirtschaftlichen Belastung, infolge des höheren Sauerstoffeintrages in die Belebung oder bei Kläranlagen ohne biologische Reinigungsstufe zur Belastung des Klarwasserablaufes.

Bei einem weiteren Verfahren ( DE 34 40 754 C2 ) wird Schwimmschlamm weiteren Stoffkomponenten zugemischt und letztendlich kompostiert. Die Minimierung von Geruchsemissionen erfordert von dem Verwerter ein zügiges Untermischen mit leicht rottbarem Material, um einen Faulungsprozess einzuschränken. Die Verwertung wird nicht beim Erzeuger durchgeführt, da dieser lediglich einen Teil der benötigten Stoffkomponenten liefert. Die energetische Nutzung der Schwimmstoffe wird, soweit verfahrenstechnisch überhaupt möglich, nicht beim Erzeuger stattfinden.

Weitere Verfahren ( DE 37 08 079 C2 , DE 100 15 441 A1 ) beschreiben die Aufbereitung von Schwimmschlamm. Der aufbereitete Schwimmschlamm wird ebenfalls einem Verwertungsverfahren zugeführt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbrennen von Schwimmschlamm anzugeben, die eine Reduzierung von Rohrleitungsdruckverlusten und eine Minimierung des Zusatzbrennstoffbedarfs mit der Klärschlammverbrennung ermöglichen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 und des Anspruches 3 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Schwimmschlamm in bekannter Weise über eine Fördereinrichtung in eine Schwimmschlammleitung eingebracht wird.

Danach wird der Schwimmschlamm aus der Schwimmschlammleitung in eine Klärschlammkuchenleitung geleitet und in Verbindung mit einem Klärschlammkuchen des entwässerten Klärschlammes dosiert. Der Schwimmschlamm und der Klärschlammkuchen werden gemeinsam über die Klärschlammkuchenleitung einem Wirbelschichtverbrennungsofen zugeführt und anschließend gemeinsam verbrannt.

Die Dosierung des Schwimmschlamms erfolgt über eine Ringdüse, die eine gleichmäßige Stoffverteilung am Rohrleitungsumfang ermöglicht, oder einer Einpunktdosierung. Da der verdichtete, stichfeste Klärschlammkuchen sich nicht mit dem fließfähigen Schwimmschlamm vermischt, bildet sich zwischen Rohrleitungswandung und Klärschlammkuchen ein partieller Gleitfilm aus. Durch den Gleitfilm werden die Rohrreibungsverluste herabgesetzt und somit der für das Pumpen des Klärschlammkuchens erforderliche Energieaufwand reduziert.

Der Schwimmschlamm wird entgegen dem Klärschlammkuchen exotherm verbrannt und somit minimiert sich der Bedarf an Zusatzbrennstoff bei der Verbrennung des Klärschlammkuchens.

Vor einer Schwimmschlammleitung ist bekannterweise eine Vorpresseinrichtung mit Exzenterschnecke, in der sich der Schwimmschlamm befindet, angeordnet. Diese Schwimmschlammleitung ist mit einen Klärschlammkuchenleitung verbunden und mündet über mehrere Klärschlammkuchenaufgabelanzen in dem Wirbelschichtverbrennungsofen. Die Klärschlammkuchenaufgabelanzen sind gleichmäßig auf den Umfang des Wirbelschichtverbrennungsofens verteilt.

An der Schwimmschlammleitung und der Klärschlammkuchenleitung sind ein Manometer zur Messung des Rohrleitungsdrucks und ein Induktionsmessgerät zur Messung des Volumenstroms angebracht.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel in 1 näher erläutert:
Die in einem Schwimmschlammvorlagebehälter 1 eingebaute Austragsschnecke 2 fördert die Schwimmstoffe in den Übergabetrichter einer Exzenterschneckenpumpe 3 mit Vorpresseinrichtung 4. Nach Einschalten der Pumpe steigt der durch ein Manometer 5 angezeigte Rohrleitungsdruck in der Schwimmschlammleitung 6. Mit Überschreiten des vom Manometer 7 der Klärschlammkuchenleitung 13 gemessenen Rohrleitungsdruckes wird ein Kugelhahn 8 geöffnet und der Förderweg in die Klärschlammkuchenleitung freigegeben. Ein Rückschlagklappe 9 verhindert bei einem Pumpenausfall den Rückfluss von Klärschlammkuchen in die Schwimmschlammleitung 6. Der mittels eines Induktionsmessgerätes 10 gemessene Schwimmschlammvolumenstrom wird über die Regelung der Pumpendrehzahl, entsprechend dem beim Verbrennungsvorgang momentanen Zusatzenergiebedarf, eingestellt.
Der von der Klärschlammkuchenpumpe 11 geförderte Klärschlammkuchen trifft an der Einbindung der Schwimmschlammleitung 6 mit dem Schwimmschlamm zusammen.
Der Schwimmschlamm wird mittels einer Einpunktdosierung 12 am Umfang der Klärschlammkuchenleitung 13 verteilt. Aufgrund der hohen Verdichtung des Klärschlammkuchens vermengt sich der Schwimmschlamm nicht mit dem Klärschlammkuchen, sondern bildet zwischen Rohrleitungswandung und Klärschlammkuchen einen partiellen Gleitfilm. Die eintretende Reduzierung der Rohrreibungsverluste führt zur Reduzierung der Stromaufnahme der Klärschlammkuchenpumpe 11 bei unveränderten Klärschlammkuchenvolumenstrom, der mittels eines Induktionsmessgerätes 14 kontinuierlich gemessen wird.
Die Klärschlammkuchenleitung 13 teilt sich im weiteren Verlauf auf und mündet in mehreren, gleichmäßig auf den Umfang des Wirbelschichtverbrennungsofens 15 verteilten Klärschlammkuchenaufgabelanzen 16. Die Wirbelschicht selbst sorgt für eine schnelle und gleichmäßige Verteilung und Vermengung von Schwimmschlamm und Klärschlammkuchen. Aufgrund des hohen Heizwertes des Schwimmschlammes wird die Stützölfeuerung in Form von Heizöl entsprechend der gewünschten Feuerungstemperaturen zurückgefahren.

1: Schwimmschlammvorlagebehälter
2: Austragsschnecke
3: Exzenterschneckenpumpe
4: Vorpresseinrichtung
5: Manometer der Schwimmschlammleitung
6: Schwimmschlammleitung
7: Manometer der Klärschlammkuchenleitung
8: Kugelhahn
9: Rückschlagklappe
10: Induktionsmessgerät der Schwimmschlammleitung
11: Klärschlammkuchenpumpe
12: Einpunktdosierung
13: Klärschlammkuchenleitung
14: Induktionsmessgerät der Klärschlammkuchenleitung
15: Wirbelschichtverbrennungsofen
16: Klärschlammkuchenaufgabelanzen

Claims

Verfahren zum Verbrennen von Schwimmschlamm, der bei der Vorklärung einer Kläranlage als nicht sedimentierbarer Stoff hervorgeht und über eine Fördereinrichtung in eine Schwimmschlammleitung (6) eingebracht wird, und das mit einer Klärschlammverbrennung durchgeführt wird, wobei der Schwimmschlamm aus der Schwimmschlammleitung (6) in eine Klärschlammkuchenleitung (13) geleitet und zu Klärschlammkuchen von entwässertem Klärschlamm dosiert wird, wobei dann der Schwimmschlamm und der Klärschlammkuchen gemeinsam über die Klärschlammkuchenleitung (13) einem Wirbelschichtverbrennungsofen (15) zugeführt und dort anschließend gemeinsam verbrannt wird.
Verfahren nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierung des Schwimmschlammes gleichmäßig unter Bildung eines Gleitfilmes am Umfang der Klärschlammkuchenleitung (13) durchgeführt wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der dem Ansprüche 1 oder 2, bei der eine Vorpresseinrichtung (4) mit einer Exenterschnecke vor einer Schwimmschlammleitung (6) vorhanden ist, wobei die Schwimmschlammleitung (6) mit einer Klärschlammkuchenleitung (13) verbunden ist, und über mehrere Klärschlammkuchenaufgabelanzen (16) in einen Wirbelschichtverbrennungsofen (15) mündet.
Vorrichtung nach dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schwimmschlammleitung (6) und der Klärschlammkuchenleitung (13) jeweils ein Manometer (5) und (7) zur Messung des Rohrleitungsdruckes sowie jeweils ein Induktionsmessgerät (10) und (14) zur Messung des Volumenstromes angebracht sind.
Vorrichtung nach dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klärschlammkuchenaufgabelanzen (16) gleichmäßig auf den Umfang des Wirbelschichtverbrennungsofens (15) verteilt sind.