DE10249081A1 - Simplified sewage sludge treatment comprises an enzyme treatment step, and optionally a peroxide treatment step at an acidic pH - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von, insbesondere eingedicktem, Klärschlamm, vorzugsweise nach einem Faulungsprozeß.The invention relates to a method for the treatment of, especially thickened, sewage sludge, preferably after a rotting process.
Bei der Entsorgung von anaerob bzw. aerob stabilisiertem Klärschlamm wird diese Suspension, die typischerweise 15 bis 30 Gramm Trockenrückstand pro Liter enthält, zunächst auf eine höhere Konzentration an Trockenrückständen eingedickt. Anschließend wird der eingedickte Klärschlamm durch Zusatz von zweiwertigen oder dreiwertigen Metallionen, bzw. Erdalkalimetallionen, wie beispielsweise Fe2+, Fe3+, bzw. Al3+ und/oder organischen, polymeren, in erster Linie kationisch modifizierten Flockungshilfsmitteln konditioniert. Anschließend wird der so konditionierte Klärschlamm dann über Zentrifugen, oder Filterpressen entwässert und danach landwirtschaftlich, thermisch oder mittels Deponieren entsorgt. Weil diese Art der Entsorgung verhältnismäßig hohe Kosten aufwirft, sollte eine möglichst gute Entwässerbarkeit des konditionierten Klärschlammes erreicht werden, damit sich so ein möglichst hoher Trockensubstanzgehalt erhalten läßt. Aus verschiedenen Gründen läßt sich der Trockensubstanzgehalt aber nicht beliebig steigern. Ein großes Problem wirft die Gegenwart von verschiedenen oberflächenaktiven Stoffen im Klärschlamm auf, wie beispielsweise Tenside oder mikrobiell produzierte schleimige exozelluläre polymere Stoffe (EPS), die als -Schutzkolloide wirken. Diese Schutzkolloide werden durch die vorstehend beschriebenen Methoden nicht hinreichend beseitigt, wodurch die Entsorgungsbetriebe größere Behälter und Apparate sowie einen höheren apparativen und energetischen Einsatz benötigen. Dies wirft wiederum höhere Kosten für die Entwässerung auf.When anaerobically or aerobically stabilized sewage sludge is disposed of, this suspension, which typically contains 15 to 30 grams of dry residue per liter, is first thickened to a higher concentration of dry residues. The thickened sewage sludge is then conditioned by adding divalent or trivalent metal ions or alkaline earth metal ions such as Fe 2+ , Fe 3+ or Al 3+ and / or organic, polymeric, primarily cationically modified flocculation aids. The sewage sludge conditioned in this way is then dewatered via centrifuges or filter presses and then disposed of in agricultural, thermal or landfill. Because this type of disposal entails relatively high costs, the conditioned sewage sludge should be drained as well as possible so that the highest possible dry matter content can be obtained. For various reasons, the dry matter content cannot be increased arbitrarily. The presence of various surface-active substances in sewage sludge poses a major problem, such as surfactants or microbially produced slimy exocellular polymeric substances (EPS), which act as protective colloids. These protective colloids are not adequately eliminated by the methods described above, which means that the waste disposal companies require larger containers and apparatus as well as a greater use of apparatus and energy. This in turn poses higher drainage costs.
Es gibt einen Ansatz, die Hydrathülle mittels einer Depolymerisation der als Schutzkolloit wirkenden Schleime zu entfernen. Zu diesem Zweck wird Klärschlamm bei einer Temperatur von 50° Celsius bis 90° Celsius und einem pH-Wert von 3,0 in Gegenwart von FeSO4 mit 15 bis 30 mMol H2O2 pro Liter Schlamm versetzt und der so präparierte Schlamm etwa 1 bis 2 Stunden behandelt. Bei einem weiteren Ansatz wird der Klärschlamm mit unterstöchiometrischen Mengen H2O2 katalytisch teiloxidiert. Dazu wird bei einem pH-Wert von 3,0 bis 4,0 und einer Temperatur von 20° Celsius bis 30° Celsius H2O2 mit einem Zusatz von 0,75 g FeCl2 pro kg H2O2 (100%ig) zudosiert, wobei die Menge an zudosiertem H2O2 derart eingeregelt wird, daß das Redoxpotential gemessen und auf 200 bis 500 Millivolt stabilisiert wird. Anschließend erfolgt ein Anheben des pH-Werts auf einen Wert von 9,0 bis 11,0 mittels Zugabe von Ca(OH)2.There is an approach to remove the hydration shell by means of a depolymerization of the mucus acting as a protective colloite. For this purpose, sewage sludge is mixed with 15 to 30 mmol H 2 O 2 per liter sludge at a temperature of 50 ° Celsius to 90 ° Celsius and a pH value of 3.0 in the presence of FeSO 4 and the sludge thus prepared is about 1 treated up to 2 hours. In another approach, the sewage sludge is catalytically partially oxidized with substoichiometric amounts of H 2 O 2 . For this purpose, H 2 O 2 with an addition of 0.75 g FeCl 2 per kg H 2 O 2 (100% strength ) is added at a pH of 3.0 to 4.0 and a temperature of 20 ° Celsius to 30 ° Celsius ) metered in, the amount of metered H 2 O 2 being regulated in such a way that the redox potential is measured and stabilized at 200 to 500 millivolts. The pH is then raised to a value of 9.0 to 11.0 by adding Ca (OH) 2 .
Mit den genannten Ansätzen läßt sich zwar eine Verbesserung der Entwässerbarkeit erreichen. Jedoch führt ein Absenken des pH-Wertes auf Werte um 3,0 bis 4,0 zu einer hohen Beanspruchung des verwendeten Behältermateriales. Insbesondere kann es zu unerwünschter Korrosion kommen. Die anschließend weiterhin erforderliche Neutralisation führt zu einer unerwünschten Aufsalzung der konditionierten Schlämme. Diese Salze müssen wiederum aufwändig entsorgt werden. Der bei dem ersten Ansatz erforderliche Temperaturbereich von 50° Celsius bis 90° Celsius bedeutet außerdem einen unerwünscht hohen Energieverbrauch. Ferner sind die erforderlichen Mengen an H2O2 von 15 bis 30 mMol pro Liter Klärschlamm ebenfalls recht hoch, wodurch die Verbrauchskosten an H2O2 ebenfalls unerwünscht hoch sind.With the approaches mentioned, an improvement in drainage can be achieved. However, lowering the pH value to values around 3.0 to 4.0 leads to high stress on the container material used. In particular, undesirable corrosion can occur. The neutralization that is subsequently required leads to an undesirable salting-up of the conditioned sludge. These salts in turn have to be disposed of in a complex manner. The temperature range of 50 ° Celsius to 90 ° Celsius required in the first approach also means an undesirably high energy consumption. Furthermore, the required amounts of H 2 O 2 of 15 to 30 mmol per liter of sewage sludge are also quite high, as a result of which the consumption costs of H 2 O 2 are also undesirably high.
Das der Endung zugrundeliegende Problem ist es, ein Verfahren zum Behandeln von Klärschlamm anzugeben, mit dem sich auf einfache Weise und ohne störende Nebenprodukte eine hohe Entwässerbarkeit des konditionierten Klärschlammes ergibt.The problem underlying the ending is to provide a process for treating sewage sludge that high in a simple way and without annoying by-products dewatering of the conditioned sewage sludge results.
Das Problem wird dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art der Klärschlamm in Gegenwart mindestens eines Enzyms behandelt wird.The problem is solved in that one Process of the type mentioned sewage sludge in the presence at least of an enzyme is treated.
Mittels eines Enzyms läßt sich bereits bei verhältnismäßig geringen Temperaturen ein hoher Stoffumsatz erreichen, wodurch keine unerwünscht hohen Energiekosten anfallen. Unter ungeeigneten Bedingungen, also nach der eigentlichen Behandlung, zerfallen Enzyme verhältnismäßig schnell in unschädliche Bestandteile, so daß hier auch keine aufwändig zu entsorgenden unerwünschten Nebenprodukte anfallen. Insbesondere hat sich überraschenderweise ergeben, daß Klärschlamm auf diese Weise auch bei niedrigen Temperaturen und bei nahe dem neutralen Bereich liegenden pH-Werten unter Einsatz nur geringer Mengen Chemikalien so behandelbar ist, daß nur geringe Mengen Restschlamm mit verbesserter Entwässerbarkeit erhalten werden.Using an enzyme even at relatively low Temperatures reach a high metabolic rate, which prevents undesirably high Energy costs are incurred. Under unsuitable conditions, i.e. after the actual treatment, enzymes disintegrate relatively quickly in harmless Components, so here also no complex unwanted to dispose of By-products are incurred. In particular, surprisingly, that sewage sludge this way even at low temperatures and near neutral pH range using only lower Amounts of chemicals can be treated so that only small amounts of residual sludge with improved drainability be preserved.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird eine Kombination mehrerer Enzyme verwendet. Durch eine geeignete Auswahl der Enzyme dieser Kombination läßt sich der erzielbare Stoffumsatz deutlich steigern. Als Enzyme können beispielsweise Cellulase, Hemicellulase, Protease und/oder Lysozym verwendet werden. Insbesondere die Konbination von Lysozym mit Protease hat sich als besonders wirkungsvoll erwiesen. Bei der Verwendung von Lysozym ergibt sich ein besonders wirksamer Mechanismus. Das Lysozym löst Schleimstoffe auf und wirkt somit zellzerstörend. Auf diese Weise werden die in den Zellen vorhandenen Enzyme gleichfalls freigesetzt. Diese sind zwar verhältnismäßig kurzlebig unter den vorherrschenden Bedingungen. Jedoch wird dadurch aber eine Art Kettenreaktion ausgelöst, was die Wirksamkeit außerordentlich steigert. Als Protease läßt sich auf vorteilhafte Weise Pepsin und/oder Pankratin verwenden.In a further development of the invention a combination of several enzymes is used. By a suitable one The achievable metabolic rate can be selected by selecting the enzymes of this combination increase significantly. As enzymes can for example cellulase, hemicellulase, protease and / or lysozyme be used. Especially the combination of lysozyme with protease has proven to be particularly effective. When using A particularly effective mechanism results from lysozyme. The Lysozyme dissolves Mucus and thus destroys cells. That way the enzymes present in the cells are also released. This are relatively short-lived under the prevailing conditions. However, this will triggered a kind of chain reaction, what the effectiveness is extraordinary increases. As a protease use pepsin and / or pankratin in an advantageous manner.
Bei einer Weiterbildung wird ein Enzym eines extremophilen Organismus und/oder ein Enzym eines gentechnisch veränderten extremophilen Organismus verwendet. Ein extremophiler Organismus ist ein solcher, der unter extremen Bedingungen, insbesondere im Eismeer bei tiefen Temperaturen und hohen Salzgehalten vorkommt. Es hat sich gezeigt, daß die Enzyme solcher extremophilen Organismen extrem widerstandsfähig sind. Im Gegensatz zu normalen Enzymen, die nur in einem sehr schmalen Umgebungsbereich bezüglich der Temperatur, des pH-Wertes, des Salzgehaltes und anderer Bedingungen über einen längeren Zeitraum stabil sind, sind die Enzyme eines solchen extremophilen Organismus auch deutlich außerhalb ihrer natürlichen Umgebungsbedingungen überraschend stabil. Insbesondere hat es sich gezeigt, daß die Enzyme eines gentechnisch veränderten und insbesondere eines rekombinanten Organismus außerordentlich resistent sind.In one development, an enzyme from an extremophile organism and / or an enzyme from a genetically modified extremophile organism is used. An extremophile organism is one that lives under extreme conditions, especially in the Arctic Ocean at low temperatures and high salt levels hold occurs. The enzymes of such extremophilic organisms have been shown to be extremely resistant. In contrast to normal enzymes, which are only stable in a very narrow environmental range with regard to temperature, pH, salinity and other conditions over a longer period of time, the enzymes of such an extremophilic organism are also surprisingly stable outside their natural environmental conditions. In particular, it has been shown that the enzymes of a genetically modified and in particular a recombinant organism are extremely resistant.
Ein weiteres Enzym, das sich bei der Klärschlammbehandlung vorteilhaft verwenden läßt, ist ein solches, das als Produkt des Pilzes Trichoderma reesei bzw. des Pilzes Trichoderma viride, insbesondere fermentativ gewonnen wird. Dieser Pilz kommt beim Abbau von Holz und Cellulose vor. Auf diese Weise läßt sich der Celluloseanteil im Klärschlamm wirkungsvoll abbauen.Another enzyme found in sewage sludge treatment can be used advantageously one that is the product of the fungus Trichoderma reesei or of the fungus Trichoderma viride, especially obtained by fermentation becomes. This fungus occurs when wood and cellulose are broken down. On this way can be the cellulose content in sewage sludge break down effectively.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung werden zum Behandeln 200 mg bis 1.200 mg, vorzugsweise 300 mg bis 1.000 mg, insbesondere 400 mg bis 900 mg des Enzyms oder der Kombination pro kg, insbesondere organischer, Trockensubstanz des Klärschlamms diesem zugesetzt. Diese verhältnismäßig geringen Mengen des Enzyms oder der Kombination der Enzyme haben sich als vollständig ausreichend erwiesen.In a further development of the invention 200 to 1,200 mg, preferably 300 mg to 1,000 mg, in particular 400 mg to 900 mg of the enzyme or the combination per kg, in particular organic, dry matter of the sewage sludge added to this. This relatively small Amounts of the enzyme or combination of the enzymes have been shown to be Completely proven sufficiently.
Vorzugsweise erfolgt die Behandlung mittels des Enzyms anaerob. Die hierbei auftretenden Gärprozesse oder Fäulnisprozesse werten einen hohen Anteil von Methangas ab, das sich nutzbringend verwenden läßt.The treatment is preferably carried out by means of the enzyme anaerobic. The fermentation processes that occur here or putrefaction processes devalue a high proportion of methane gas, which is beneficial lets use.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Behandlung bei einem pH-Wert von 6,6 bis 7,5, vorzugsweise von 6,8 bis 7,3 und insbesondere von 6,9 bis 7,2. In diesem verhältnismäßig neutralen pH-Bereich sind nur geringe Chemikalienzugaben erforderlich.In a further development of the invention the treatment is carried out at a pH of 6.6 to 7.5, preferably from 6.8 to 7.3 and especially from 6.9 to 7.2. In this relatively neutral Only small additions of chemicals are required in the pH range.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Klärschlamm zum Behandeln zu heizen, vorzugsweise auf 30° Celsius bis 37° Celsius, insbesondere auf 35° Celsius. Bei diesen verhältnismäßig geringen Temperaturen sind nur geringe Energien zum Heizen erforderlich. Gleichzeitig wird aber mittels der Enzyme ein hoher Stoffumsatz erzielt.It has proven to be beneficial the sewage sludge to heat for treatment, preferably to 30 ° Celsius to 37 ° Celsius, especially to 35 ° Celsius. With these relatively small Temperatures require only minimal energy for heating. At the same time, however, a high metabolic rate is achieved using the enzymes.
Eine vorteilhafte Kombination weist 10% bis 30% Cellulase, 50% bis 70% Hemicellulase und 5% bis 30% Protease auf. Mittels dieser Kombination lassen sich besonders gute Ergebnisse erzielen.An advantageous combination shows 10% to 30% cellulase, 50% to 70% hemicellulase and 5% to 30% Protease on. This combination enables particularly good ones Get results.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung wird bei einem Verfahren zum Behandeln von Klärschlamm dieser bei einem sauren pH-Wert mittels Zusetzen eines Peroxides behandelt, wobei die Behandlung bei einem pH-Wert von 4,5 bis 6,8 erfolgt. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß sich bereits in diesem nur schwach sauren pH-Wertbereich mittels Zusetzen eines Peroxids eine gute Entwässerbarkeit des so behandelten Klärschlammes ergibt. Die Behandlung kann in einem pH-Wertbereich von 4,7 bis 6,5, vorzugsweise von 4,9 bis 6,3 und insbesondere von 5,0 bis 5,8 erfolgen Hier sind nur geringe Chemikalienmengen erforderlich. Im Test wurden die besten Ergebnisse mit einem pH-Wert 5,0 erzielt. Um den Chemikalieneinsatz und die Korrosionsgefahr ab der Apparatur zu verringern, kann es aber zweckmäßig sein, den pH-Wert trotzdem anzuheben, hin zu beispielsweise 5,3 bis 6,0. Als Peroxid kommen zweckmäßigerweise geeignete, lagerstabile Peroxide oder solche in ihrer lagerstabilen Form zur Anwendung.According to another aspect of the invention is used in a process for treating sewage sludge in an acidic pH treated by adding a peroxide, the treatment at a pH of 4.5 to 6.8. It has turned out surprisingly shown that already in this only weakly acidic pH range by adding of a peroxide has good drainability of the sewage sludge treated in this way results. Treatment can be in a pH range from 4.7 to 6.5, preferably from 4.9 to 6.3 and in particular from 5.0 to 5.8 only small amounts of chemicals are required here. in the Test, the best results were achieved with a pH of 5.0. About the use of chemicals and the risk of corrosion from the equipment but it may be useful to reduce the pH anyway to 5.3 to 6.0, for example. Come as peroxide expediently suitable, storage-stable peroxides or those in their storage-stable Form for use.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt das Einstellen des pH-Wertes mittels Zusätzen einer Säure, vorzugsweise einer mineralischen Säure, insbesondere Salzsäure (HCl). Gerade bei der Verwendung von Salzsäure werden außerordentlich gute Ergebnisse bei geringstmöglicher Belastung durch aufwändig zu entsorgende Chemikalien erreicht.In a further development of the invention the pH is adjusted by adding an acid, preferably a mineral acid, especially hydrochloric acid (HCl). Especially when using hydrochloric acid will be extraordinary good results with the least possible Expensive burden chemicals to be disposed of.
Vorzugsweise wird zum Behandeln ein Peroxid, ein organisch oder anorganisch gebundenes Peroxid, Wasserstoffperoxid, Kaliumperoxidisulfat, Perameisensäure, oder Peressigsäure zugesetzt. Diese Peroxide haben sich als besonders wirkungsvoll erwiesen. Gerade bei Wasserstoffperoxid wurde entdeckt, daß dieses unter den angegebenen Bedingungen nicht auf herkömmliche Weise unter Bildung eines OH-Radikals zerfällt. Dieses OH-Radikal ist außerordentlich reaktiv.A is preferably used for treatment Peroxide, an organically or inorganically bound peroxide, hydrogen peroxide, Potassium peroxydisulfate, performic acid, or peracetic acid added. These peroxides have proven to be particularly effective. Just in the case of hydrogen peroxide, it was discovered that this is among the specified Conditions not on conventional Decays to form an OH radical. This is OH radical extraordinarily reactive.
Es ist weiter von Vorteil, daß zum Behandeln 0,05 gMol bis 1,18 gMol, vorzugsweise 0,07 gMol bis 1,5 gMol, insbesondere 0,1 gMol bis 1,0 gMol, nämlich 0,6 gMol bis 0,8 gMol Peroxid pro kg Trockensubstanz des Klärschlammes zugesetzt werden. Unter gMol ist das Gewicht in Gramm zu verstehen, das 1 Mol des Peroxids entspricht. Diese außerordentlich geringen Mengen reichen bei den angegebenen Bedingungen voll aus. Dadurch werden nur geringe Kosten hinsichtlich des Peroxidverbrauchs aufgeworfen.It is also advantageous to treat that 0.05 gmol to 1.18 gmol, preferably 0.07 gmol to 1.5 gmol, in particular 0.1 gmol to 1.0 gmol, namely 0.6 gmol to 0.8 gmol peroxide per kg dry matter of the sewage sludge be added. GMol is the weight in grams, which corresponds to 1 mole of the peroxide. These extremely small amounts are fully sufficient under the specified conditions. This will little cost peroxide consumption raised.
Vorteilhafterweise erfolgt die Behandlung mittels Zusetzen des Peroxides für 20 Minuten bis 120 Minuten, vorzugsweise 30 Minuten bis 60 Minuten. Bei dieser verhältnismäßig kurzen Behandlungszeit läßt sich ein hoher Durchsatz bei gleichzeitig guten Ergebnissen erzielen.The treatment is advantageously carried out by adding the peroxide for 20 minutes to 120 minutes, preferably 30 minutes to 60 minutes. With this relatively short Treatment time can be achieve high throughput with good results.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Klärschlamm mit den Schritten:A third aspect of the invention relates to a process for treating sewage sludge, comprising the steps:
- – Einstellen eines vorbestimmten ersten pH-Wertes des zu behandelnden Klärschlammes und Zusetzen einer vorbestimmten Menge des Enzyms, anschließende anaerobe Behandlung des so präparierten Klärschlammes für eine vorbestimmte erste Zeit,- To adjust a predetermined first pH value of the sewage sludge to be treated and adding a predetermined amount of the enzyme, subsequent anaerobic Treatment of the prepared sewage sludge for one predetermined first time,
- – Absenken des pH-Wertes des Klärschlammes auf einen niedrigeren zweiten pH-Wert, Zusetzen einer vorbestimmten Menge des Peroxides und anschließendes Behandeln des so präparierten Klärschlammes für eine vorbestimmte zweite Zeit. Mittels dieser beiden Schritte läßt sich eine gute Entwässerbarkeit bei geringer Schadstoffbelastung erzielen.- Lowering the pH of the sewage sludge to a lower second pH, adding one before determined amount of the peroxide and then treating the sewage sludge thus prepared for a predetermined second time. By means of these two steps, good drainability can be achieved with little pollution.
Bei einer Weiterbildung wird nach der zweiten Zeit eine Protease zugesetzt, wobei der so präparierte Klärschlamm dann für eine vorbestimmte dritte Zeit behandelt wird. Dadurch lassen sich noch nicht vollständig abgebaute Proteine weiter abbauen. Damit läßt sich die Entwässerbarkeit weiter steigern, so daß geringere Mengen an Restschlamm entsorgt werden müssen.In the case of further training, a protease was added to the second time, the sewage sludge thus prepared then for a predetermined third time is treated. This allows not completely dismantled Continue to break down proteins. So that can the drainability further increase so that smaller quantities must be disposed of with residual sludge.
Bei einer anderen Weiterbildung wird der Schritt des Absenkens des pH-Wertes auf den zweiten pH-Wert vor und/oder nach dem Schritt des Einstellens des ersten pH-Werts durchgeführt. Durch das eventuell zusätzliche Durchführen des Absenkens des pH-Wertes auch vor dem Einstellen des ersten pH-Wertes läßt sich die Restschlammmenge weiter reduzieren und die Entwässerbarkeit des Restschlamms weiter verbessern.Another training course the step of lowering the pH to the second pH before and / or after the step of adjusting the first pH. By the possibly additional Carry out lowering the pH even before setting the first pH let yourself further reduce the amount of residual sludge and drainability of the residual sludge continue to improve.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:The following is an embodiment the invention closer explained. Show it:
Die Leitung
Ein Ausgang des Reaktors
Der Dekanter
Eine Steuerung zur Aufnahme der Meßwerte der
Fühler
Nachfolgend wird die Wirkungsweise
der in
In Schritt S10 wird das Verfahren
gestartet. Dabei gelangt in
Als nächstes folgt der Schritt S12.
In dem Schritt S12 wird eine anaerobe Behandlung des Klärschlammes,
nämlich
eine Faulung durchgeführt,
wie nachfolgend noch anhand der
Weiter geht es mit Schritt S14. In
Schritt S14 wird eine Peroxidbehandlung des der Faulung in Schritt S12
bereits unterzogenen Klärschlammes
durchgeführt.
Auf die einzelnen Verfahrensschritte der Peroxidbehandlung wird
nachfolgend noch anhand von
In Schritt S16 erfolgt außerdem eine
Proteasezugabe, die in
Als nächstes folgt im Schritt S18 das Ende des Verfahrens. Hierbei wird der behandelte Klärschlamm auf bekannte Weise entwässert. Dies kann beispielsweise mittels Pressen, eines Siebes oder eines Zyklons erfolgen. Vorzugsweise wird zur Entwässerung aber eine Zentrifuge eingesetzt. Der abgetrennte Feststoffanteil wird auf geeignete Weise, wie beispielsweise landwirtschaftlich, thermisch oder mittels Deponieren entsorgt. Die abgetrennte flüssige Phase kann einer sogenannten Belebungsstufe eines Klärwerkes zugeführt werden. Die gelösten Abbauprodukte der Depolymerisation sind wegen ihres Gehalts an Sachariden, Peptiden und Aminosäuren ein hervorragender Stimmulator der Schlammaktivitäten. Andererseits ist der Gehalt an toxischen oder anderweitig problematischen Stoffen derart gering, daß die Prozesse in der Belebungsstufe nicht übermäßig beeinträchtigt werden.Next follows in step S18 the end of the process. Here, the treated sewage sludge is removed known way drained. This can be done, for example, using presses, a screen or one Cyclones take place. A centrifuge is preferred for dewatering used. The separated solids content is suitably such as agricultural, thermal or by landfill disposed of. The separated liquid Phase can be a so-called activation stage of a sewage treatment plant are fed. The solved Degradation products of depolymerization are due to their content of saccharides, Peptides and amino acids an excellent stimulator of mud activity. on the other hand is the content of toxic or otherwise problematic substances so small that the Processes in the aeration stage are not unduly affected.
Anschließend erfolgt in Schritt S22
die Enzymzugabe. Dabei wird von der Zugabeeinheit
Als nächstes folgt in Schritt S24
die eigentliche Behandlung. Diese Behandlung erfolgt anaerob, also unter
Luftabschluß in
dem Reaktor
Als nächstes folgt in Schritt S28
eine Peroxidzugabe mittels der Zugabeeinheit
Anschließend folgt in Schritt S30 die eigentliche Behandlung für eine Zeit von 20 bis 120 Minuten. Im Einzelfall können 30 bis 60 Minuten bereits ausreichen.This is followed in step S30 actual treatment for a time of 20 to 120 minutes. In individual cases 30 up to 60 minutes are sufficient.
Die zusätzliche Peroxidbehandlung vor der Faulung in Schritt S12 ermöglicht es, auch schwerabbaubare hochmolekulare Verbindungen, wie beispielsweise Moreine der mikrobiellen Zellwand katalytisch teilweise vorabzubauen. Dadurch wird die Methargasausbeute verbessert und die Entwässerbarkeit des behandelten Klärschlammes erhöht.The additional peroxide treatment before the digestion in step S12 it, even poorly degradable high molecular compounds, such as Partially pre-degrading more of the microbial cell wall. This improves the methar gas yield and drains of the treated sewage sludge elevated.
Es hat sich gezeigt, daß durch die Absenkung des pH-Wertes Metallionen freigesetzt werden, wodurch ein zusätzlicher Zusatz von zweiwertigen metallischen Aktivatoren nicht erforderlich ist. Auf diese Weise wird eine zusätzliche Belastung des Klärschlammes vermieden. Überraschend ist dabei die Tatsache, daß die Depolymerisation der mittels Peroxid vorbehandelten Schlämme im Gegensatz zu den üblichen Methoden auch ohne Zusatz von zweiwertigen metallischen Aktivatoren der peroxidischen Katalysatoren beinahe quantitativ abläuft. Bei dem Verfahren mit den Erfindungsmerkmalen wird einerseits mehr Biogas gebildet, andererseits fällt weniger Restschlamm an, der zugleich auch noch besser entwässerbar ist. Als Indikator für die Entwässerbarkeit läßt sich die kapillare Fließzeit (CST in Sekunden) verwenden. Bei nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Klärschlämmen läßt sich eine Reduzierung der kapillaren Fließzeit um 80 bis 90% erreichen.It has been shown that through lowering the pH metal ions are released, causing a additional The addition of divalent metallic activators is not necessary is. In this way there is an additional load on the sewage sludge avoided. Surprised is the fact that the In contrast, depolymerization of the sludge pretreated with peroxide to the usual Methods without the addition of divalent metallic activators of the peroxidic catalysts is almost quantitative. at On the one hand, the process with the features of the invention becomes more biogas formed, on the other hand falls less residual sludge, which is also easier to drain is. As an indicator of the drainability let yourself the capillary flow time Use (CST in seconds). In the case of the method according to the invention treated sewage sludge can achieve a capillary flow time reduction of 80 to 90%.
Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung des Verfahrens mit den Erfindungsmerkmalen. Die Beispiele 1 und 2 beschreiben den Einfluß der Art des Katalysators, dessen verwendeter Menge und des eingestellten pH-Wertes auf die Entwässerbarkeit. Beispiel 3 betrifft das komplette Verfahren. Die dargestellten Ergebnisse verdeutlichen die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens. Insbesondere fallen dabei geringe Dosiermengen der Katalysatoren, vergleichsweise milde Reaktionsbedingungen, verbesserter Bioabbau, höhere Biogasbildung und niedrige CST-Werte bei der reduktiven Behandlung sowie bessere Entwässerbarkeit der behandelten Schlämme auf.The following examples are for explanation of the method with the features of the invention. Examples 1 and 2 describe the influence of Type of catalyst, its amount used and the set pH value on the drainability. Example 3 concerns the complete process. The results presented illustrate the advantages of the method according to the invention. In particular small doses of the catalysts fall, comparatively mild reaction conditions, improved biodegradation, higher biogas formation and low CST values in reductive treatment as well as better ones Drainability of the treated sludges on.
Beispiel 1example 1
4 × 1000 ml einer Faulschlammprobe enthaltend 34,20 g/L Trockenrückstand, mit 57,6% Glühverlust (GV), mit pH 7,67 und einem CST-Wert von 620 Sekunden werden unter Einrühren von 37%-iger Salzsäure auf die gewünschten pH-Werte eingestellt, mit den in der Tabelle angegebenen Mengen und Art des Katalysators vermengt, 30 bis 60 Minuten bei Raumtemperatur nachgerührt, wonach die einzelnen CST-Werte bestimmt wurden.4 × 1000 ml of a digested sludge sample containing 34.20 g / L dry residue, with 57.6% loss on ignition (GV), with pH 7.67 and a CST value of 620 seconds while stirring in 37% hydrochloric acid the desired pH values set with the amounts given in the table and type of catalyst blended, 30 to 60 minutes at room temperature stirred, after which the individual CST values were determined.
Beispiel 2Example 2
4 × 1000 ml Faulschlamm, mit 43,2 g/L Trockenrückstand, 45,4% Glühverlust, pH-8,0 und CST 785 Sek. wird gemäß Beispiel 1 behandelt.4 × 1000 ml digested sludge, with 43.2 g / L dry residue, 45.4% loss on ignition, pH 8.0 and CST 785 sec. is according to example 1 treated.
Beispiel 3Example 3
2 × 2000 ml fassende, bei 35°C thermostatierte,
magnetisch gerührte
und mit Gasbürette
versehene, diskontinuierliche Laboratoriums-Anaerobanlagen werden
mit je 600 ml Faulschlamm und 600 ml Rohschlamm befüllt, wie
in der Tabelle angegeben, mit Zusätzen dotiert und einer 7 Tage
dauernden reduktiven Behandlung unterworfen.
*820 mg pro kg org.
Trockensubstanz eingesetztes Enzympräparat mit den Aktivitäten Cellulase,
Hemicellulase und Protease.2 × 2000 ml holding, thermostatted at 35 ° C, magnetically stirred and provided with gas burette, discontinuous laboratory anaerobic plants are each with 600 ml digested sludge and 600 ml raw filled sludge, as indicated in the table, doped with additives and subjected to a 7-day reductive treatment.
* 820 mg per kg org. Enzyme preparation used in dry matter with the activities cellulase, hemicellulase and protease.
Die derart reduktiv behandelten Proben wurden auf pH-6,0 eingestellt und gemäß folgender Tabelle nachbehandelt: The reductively treated samples were adjusted to pH 6.0 and aftertreated according to the following table:
- 1010
- Leitungmanagement
- 1111
- Fühlersensor
- 1212
- Zugabeeinheitadding unit
- 1313
- Leitungmanagement
- 1414
- Fördermittelfunding
- 1515
- Leitungmanagement
- 1616
- Zugabeeinheitadding unit
- 1717
- Leitungmanagement
- 1818
- Reaktorreactor
- 1919
- Leitungmanagement
- 2020
- Fühlersensor
- 2121
- Zugabeeinheitadding unit
- 2222
- Fördermittelfunding
- 2323
- Leitungmanagement
- 2424
- Zugabeeinheitadding unit
- 2525
- Dekanterdecanter
- 2626
- Leitungmanagement
- 2727
- Trennmittelrelease agent
- 2828
- Siebscree
- 2929
- Leitungmanagement
- 3030
- Leitungmanagement
- 3131
- Leitungmanagement
- 3232
- Leitungmanagement
- 3333
- Wärmetauscherheat exchangers
- 3434
- Leitungmanagement
- 3535
- Leitungmanagement
- 3636
- Leitungmanagement
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