-
Technisches
Gebiet der Erfindung
-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung von entwässertem
Schlamm, insbesondere Klärschlamm,
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, das sich zur Anwendung für eine mobile
Trocknungsanlage eignet.
-
Die
Erfindung betrifft außerdem
eine Trocknungsanlage, insbesondere mobile Trocknungsanlage, zur
Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
Stand der
Technik
-
Die
in Kläranlagen
bei der Reinigung von Abwässern
anfallenden Klärschlämme weisen üblicherweise
einen Trockensubstanzgehalt von lediglich etwa 3–5% auf. Wegen des niedrigen
Trockensubstanzgehalts haben Klärschlämme daher
ein relativ großes
Volumen sowie ein verhältnismäßig großes Gewicht.
Insoweit sind diese Schlämme
nur sehr raumaufwändig
zu transportieren und deponieren. Des Weiteren steigt im Falle der
Entsorgung durch Verbrennung die benötigte Brennstoffmenge mit zunehmendem
Flüssigkeitsanteil
drastisch an. Zur Vereinfachung der Handhabung von Klärschlämmen ist man
daher seit langem bestrebt, den Trockensubstanzgehalt durch mechanische
Entwässerung und/oder
thermische Trocknung so weit als möglich zu erhöhen. In
der Landwirtschaft lässt
sich Schlamm mit einem hohen Trockensubstanzgehalt mit vorhandenen
Maschinen einfacher und präziser
dosieren, als Brennstoff ist er leichter zu beherrschen und erfordert
weniger Verbrennungsenergie. Des Weiteren erweist sich der Transport
und die Lagerung von Klärschlamm
mit einem hohen Trockensubstanzgehalt infolge eines geringen Gewichts
und Volumens als einfacher.
-
Auf
kleineren Kläranlagen,
für die
eine stationäre
Entwässerungs-
und Trocknungsanlage mangels Wirtschaftlichkeit nicht in Betracht
kommt, erfolgt die Klärschlammbehandlung
in regelmäßigen Abständen durch
mobile Entwässerungsanlagen,
wie sie beispielsweise in der
JP
60-41599 ,
JP 10-34196 , WO
99/27205 A oder
EP 437
465 A1 oder der
AT
409 488 B vorgeschlagen sind. So ist beispielsweise die in
der
AT 409 488 B gezeigte
und beschriebene mobile Entwässerungsanlage
auf einem Lkw montiert und weist einen Dekanter, ein Stromaggregat,
einen Schaltschrank und eine Polymerstation mit Polymertank zum
Zumischen eines Polymers in den Klärschlamm, bevor er im Dekanter
mechanisch entwässert
wird, auf. Die gesamte Entwässerungsanlage
ist in einem kastenförmigen
Aufbau für
einen dreiachsigen Lkw untergebracht. Dabei ist das Stromaggregat vorne
quer zur Fahrtrichtung angeordnet, der Dekanter im mittleren Bereich,
der Schaltschrank hinten und der Polymertank unterhalb des Aufbaus
angeordnet. Im Heckbereich ist schließlich noch ein zusammenlegbares,
einschwenkbares Förderband zum
Abtransportieren des entwässerten
Klärschlamms
angeordnet.
-
Durch
die mechanische Entwässerung
lässt sich
ein Trockensubstanzgehalt von 15 bis maximal 25% erreichen. Zur
Erzielung eines höheren
Trockensubstanzgehalt ist daher eine an die mechanische Entwässerung
anschließende
thermische Trocknung des vorenwässerten
Schlamms üblich, beispielsweise
indem mechanisch vorentwässerter Klärschlamm
einer gesonderten Trocknungsvorrichtung zugeführt und dort mit speziellen
Heizaggregaten thermisch erhitzt wird. In der
DE 40 26 714 A1 wird eine
mobile Vorrichtung zur Entwässerung
und Trocknung von Klärschlamm
vorgeschlagen, bei der die zum Trocknen des Schlamms benötigte Wärme in einem
mit Heizöl
betriebenen Brenner erzeugt und die Wärme über Wärmetauscher in einen Wirbelschichttrockner
geführt
wird. Die zur mechanischen Entwässerung
und zur thermischen Trocknung bestimmten Einrichtungen sind dabei
auf einem Sattelanhänger
installiert. Die nach diesem Verfahren erfolgende Trocknung mittels
der Wärme,
die in einem mit Heizöl
betriebenen Brenner erzeugt und über Wärmetauscher
in den Trockner geführt
wird, führt
jedoch zu einem nicht unerheblichen Energie- und Kostenaufwand.
Zunächst
muß Energie
für die
mechanische Entwässerung
aufgewendet werden. Anschließend
wird für
die separate Trocknung des vorentwässerten Schlamms zusätzliche
Energie benötigt.
Dieser erhöhte
Energie- und Kostenaufwand steht jedoch in keinem hinnehmbaren Verhältnis zu der
durch die thermische Trocknung erzielten geringen Erhöhung des
Trockensubstanzgehalt.
-
Aus
diesem Grund wird in der
DE
196 27 721 A1 ein optimiertes Verfahren zur Erhöhung des
Trockensubstanzgehalt mit einem gegenüber dem vorstehenden Verfahren
reduzierten Energie- und Kostenaufwand vorgestellt, bei dem der
zu entwässernde
Schlamm zunächst
in einer mit einem hydraulischen Antriebsaggregat betriebenen Entwässerungspresse
durch einen Entwässerungspressvorgang
entwässert
wird. Der nach dem Entwässerungspressvorgang
aus der Entwässerungspresse ausgetragene
Filterkuchen des entwässerten Schlamms
wird anschließend
unter Nutzung der Abwärme
des hydraulischen Antriebsaggregats thermisch getrocknet. Ein ähnliches
Verfahren ist aus der
EP
1 081 101 A2 bekannt, die ein Verfahren zum Trocknen von
Klärschlamm
vorschlägt,
bei dem der Klärschlamm
nach einer mechanischer Entwässerung
unter Heranziehung der Abwärme
und/oder der Abgase eines Stromaggregats thermisch getrocknet wird.
-
Ein
hoher Trockensubstanzgehalt durch thermische Trocknung erfordert
jedoch viel Wärmeenergie
und/oder möglichst
lang Trockenzeiten des zu trocknenden Schlamms. Lange Trockenzeiten
ließen sich
verwirklichen, indem der entwässerte,
zu trocknende Schlamm über
eine ausreichend lange Verweilzeit in einer Trocknungsvorrichtung
gehalten wird. Im Sinne einer längeren
Verweilzeit wäre
es daher möglich,
die Vorschubgeschwindigkeit der Schlammförderung durch die Trocknungsanlage
zu reduzieren, wodurch der zu trocknende Schlamm länger in
der Trocknungsvorrichtung verbleiben würde. Diese Möglichkeit
hat aber den Nachteil, dass sich die getrocknete Schlammmenge pro
vorgegebener Einheitszeit, d.h. der Schlammdurchsatz, reduziert
und damit die Kosten im Zusammenhang mit der dadurch bedingten längeren Betriebsdauer
der Entwässerungs-
und Trocknungsanlage ansteigen. Eine niedrigere Vorschubgeschwindigkeit
zur Erzielung einer höheren
Verweilzeit in der Trocknungsanlage könnte zudem zu einem Abstimmungsproblem
mit der Austragsgeschwindigkeit des entwässerten Schlamms aus einer
der Trocknungsvorrichtung vorgeschalteten Entwässerungsvorrichtung führen. Zum Anderen
könnte
zur Erreichung einer längeren
Verweilzeit die Schlammförderstrecke
in der Trocknungsanlage ausgedehnt werden. Diese Möglichkeit hat
aber zwangsläufig
zur Folge, dass die Trocknungsanlage große Dimensionen erreicht.
-
Während die
vorstehend diskutierten Möglichkeiten
bei stationären
Entwässerungsanlagen
angesichts des meist zur Verfügung
stehenden Platzangebots weniger problematisch sind, erweisen sie
sich gerade bei mobilen Entwässerungs- und Trocknungsanlagen
angesichts des begrenzten Platzangebots, z.B. auf Kraftfahrzeugen,
als nicht bzw. nicht so ohne weiteres realisierbar. Im Vergleich
zu stationären
Entwässerungs-
und Trocknungsanlagen konnte daher bei mobilen Entwässerungs-
und Trocknungsanlagen trotz der zusätzlichen thermischen Trocknung
des bereits mechanisch entwässerten
Klärschlamms
nur eine geringfügige
Erhöhung des
Trockensubstanzgehalts bis auf etwa maximal 30% erreicht werden.
-
Aufgabe
-
Vor
diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein
anlagentechnisch einfach zu realisierendes, im Hinblick auf den
erzielbaren Trockensubstanzgehalt effizienteres Verfahren zur Trocknung
von entwässertem
Schlamm, insbesondere Klärschlamm,
für mobile
Entwässerungs-
und Trocknungsanlagen zu schaffen.
-
Diesbezüglich soll
des Weiteren eine geeignete Trocknungsanlage bereitgestellt werden.
-
Lösung
-
Diese
Aufgabe wird durch das Verfahren nach dem Anspruch 1 bzw. die Anlage
zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
nach dem Anspruch 13 gelöst.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind jeweils Gegenstand abhängiger Ansprüche.
-
Nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren wird
ein bereits mechanisch entwässerter
Schlamm in einer Trocknungsvorrichtung durch ein Trockengas getrocknet
und das daraus entstehende getrocknete Schlammgut in einer Lagerstätte, z.B.
in einem nach oben offenen, umfangs- und bodenseitig im Wesentlichen
geschlossenen Sammelbehälter,
zu einem Haufwerk abgelagert, wobei der aus der Trocknungsvorrichtung
mit dem Schlammgut austretende Trockengasstrom in der Weise in Richtung
zu dem Haufwerk in die Lagerstätte
gelenkt wird, dass er das Schlammgut großflächig umströmt. Wenngleich das erfindungsgemäße Verfahren
bevorzugt Anwendung findet zur Trocknung von entwässertem Klärschlamm,
sei darauf hingewiesen, dass es grundsätzlich auch für die Trocknung
anderer Schlämme von
vergleichbarer Beschaffenheit anwendbar ist.
-
Die
Effizienz des Trocknungsprozesses als Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens
hängt u.a. ab
von der Verweildauer des entwässerten Schlamms
in der Trocknungsvorrichtung, d.h. der Dauer, über die der zu trocknende Schlamm
dem Trockengasstrom ausgesetzt ist. Zur Erhöhung der Verweildauer wird
erfindungsgemäß der zu
trocknende Schlamm im Anschluss an die Trocknungsvorrichtung daher
in der Lagerstätte
dem durch geeignete anlagentechnische Vorkehrungen in die Lagerstätte gelenkten
Trockengasstrom ausgesetzt. Das Trockengas durchströmt das in
der Lagerstätte
abgelagerte Haufwerk aus mechanisch entwässertem und in der Trocknungsvorrichtung
bereits teilweise getrocknetem Schlammgut. Unabhängig davon, ob das Trockengas
nun heiß oder
kühl ist,
nimmt es infolge des Dampfdruckunterschieds relativ schnell viel
Flüssigkeit
(Wasser) aus dem Schlamm auf, wodurch eine hohe Verdunstungsrate
erzielt wird. Indem der Schlamm nicht nur in der Trocknungsvorrichtung sondern
auch in der Lagerstätte
dem aus der Trocknungsvorrichtung ausströmenden Trockengasstrom ausgesetzt
ist, wird somit die Flüssigkeitsaufnahmekapazität des Trockengasstroms
besser ausgenutzt. Infolge der längeren
Verweildauer des Schlammguts im Trockengasstrom wird gegenüber dem
Trocknungsprozess in der Trocknungsvorrichtung die Verdunstungsrate
von Flüssigkeit
aus dem Schlammgut in der Lagerstätte erheblich gesteigert.
-
Bei
herkömmlichen
Entwässerungsanlagen ist
die Geschwindigkeit, mit der der zu trocknende Schlamm mittels einer
Fördervorrichtung
durch die Trocknungsvorrichtung transportiert wird, auf die Geschwindigkeit
abgestimmt, mit der der Schlamm von einer der Trocknungsvorrichtung vorgeschalteten mechanischen
Entwässerungsvorrichtung
ausgetragen wird. Zur Erreichung einer langen Verweildauer in der
Trocknungsvorrichtung war daher eine möglichst lange Schlammförderstrecke
erforderlich. Gerade bei mobilen Schlammentwässerungsanlagen sind infolge
des meist begrenzten Platzangebots lange Schlammförderstrecken
oftmals aber nicht umsetzbar mit der Folge, dass die Verweildauer
des Schlamms im Trockengasstrom daher ebenfalls zu kurz war, um
Schlamm mit einem hohen Trockensubstanzgehalt zu erhalten.
-
Erfindungsgemäß spielt
sich die hauptsächliche
Trocknung jedoch in der Lagerstätte
ab. Daher kann im Vergleich zu herkömmlichen Entwässerungs-
und Trocknungsanlagen die Schlammförderstrecke durch die Trocknungsvorrichtung
sogar verkürzt
werden. Gerade im Fall einer mobilen Entwässerungs- und Trocknungsanlage
bietet das erfindungsgemäße Verfahren
damit die Möglichkeit,
mit einer Verkürzung
der Förderstrecke
durch die Trocknungsvorrichtung diese und damit die Entwässerungs-
und Trocknungsanlage insgesamt konstruktiv zu vereinfachen sowie
deren räumliche
Abmessungen und Gesamtgewicht erheblich zu reduzieren. Daher kann
bei der Entwicklung und Konstruktion mobiler Entwässerungs-
und Trocknungsanlagen in größerem Maß auf herkömmliche
Nutzfahrzeugkonstruktionen zurückgegriffen
werden.
-
Andererseits
ermöglicht
die Verlagerung des Schwerpunkts der Trocknung in die Lagerstätte und der
damit ermöglichten
Verkürzung
der Förderstrecke
einen größeren Schlammdurchsatz
durch die Trocknungsvorrichtung bzw. höhere Vorschubgeschwindigkeiten
der Fördervorrichtung.
Die sich daraus ergebende größere Flexibilität bei der
Wahl der Vorschubgeschwindigkeit ermöglicht eine bessere Abstimmung
auf die Schlammaustragungsgeschwindigkeit einer dem Trockengasströmungsschacht
vorgeschalteten mechanischen Entwässerungsvorrichtung.
-
Indem
der zu trocknende Schlamm in der Lagerstätte dem Trockengasstrom ausgesetzt
wird, wird die Flüssigkeitsaufnahmekapazität des Trockengases
besser ausgenutzt, so dass sich auch ohne zusätzliche Erwärmung des Trockengases und/oder des
Schlamms gute Trockensubstanzergebnisse erzielen lassen. Das erfindungsgemäße Verfahren
eignet sich daher zur Anwendung für mobile Entwässerungs-
und Trocknungsvorrichtungen, deren nutzbarer Raum und Leistungsfähigkeit
meist begrenzt ist.
-
Neben
der Verweildauer des zu trocknenden Schlamms im Trockengasstrom
hängt die
Effizienz des Trocknungsprozesses aber auch vom Stoff selbst, seiner
Temperatur, dem Sättigungsgrad
des Trockengases, dem Umgebungsdruck und der Größe der Oberfläche ab,
der durch Verdunstung Flüssigkeit
entzogen wird.
-
Durch
Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird der in der Lagerstätte
abgelagerte Schlamm bereits unabhängig von der Art und Weise der
Eintragung des Schlamms in die Lagerstätte über eine längere Verweildauer dem Trockengasstrom ausgesetzt.
Im einfachsten Fall wird der Schlamm daher zentral in die Lagerstätte eingebracht,
so dass sich mit zunehmender Schlammeinbringung ein größer werdender
Schüttkegel
bildet. Da die Verdunstungsgeschwindigkeit einer Flüssigkeit,
wie vorstehend erwähnt,
aber auch von der Größe der Flüssigkeitsoberfläche abhängt, wird
zur Erhöhung
der Effizienz des Trocknungsprozesses das getrocknete Schlammgut
vorzugsweise schichtweise in die Lagerstätte eingetragen. Durch die
schichtweise Eintragung des Schlammguts in die Lagerstätte wird
von Beginn bis Ende des Schlammguteintrags stets eine große Oberfläche erreicht, über die
das in die Lager stätte
eingeleitete Trockengas strömen
und durch Verdunstung Flüssigkeit
aufnehmen kann.
-
Im
Vergleich zu einem Schüttkegel
führt die in
Schichten erfolgende Eintragung des Schlamms in die Lagerstätte somit
von Anfang an zu einer größeren, vom
Trockengasstrom umströmten
Oberfläche. Wird
dabei die Eintragung so gesteuert, dass die gebildeten Schlammschichten
eine bestimmte Schichtdicke oder Schichtstärke nicht überschreiten, wird zudem erreicht,
dass der Trockengasstrom den abgelagerten Schlamm nicht lediglich
umströmt,
sondern auch in eine mehr oder weniger leichte Bewegung setzt bzw.
umwälzt,
wodurch der Schlamm intensiver umströmt und dadurch eine stärkere Verdunstung
von Flüssigkeit
erreicht wird als im Fall eines Schüttkegels. Erste Versuche haben
ergeben, dass eine Schichtstärke
im Bereich von wenigen mm, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 10
mm, zu besonders hohen Trockensubstanzanteilen führen. Darüber hinaus resultiert die Bewegung
des Schlamms in der Lagerstätte
in einer größeren Schlammdichte und
damit in einem höheren
Füllgrad
der Lagerstätte.
-
Die
schichtweise Eintragung des Schlammguts in die Lagerstätte erfolgt
vorzugsweise dadurch, dass das Schlammgut kontinuierlich streifen-
oder bandförmig
abgelagert wird, und zwar so, dass die Schlammgutschichten jeweils
die gesamte nutzbare Lagerstättenfläche bzw.
die unmittelbar darunter liegende Schlammgutschicht überdecken.
-
Der
dem Trockengasströmungsschacht
zugeführte,
zu trocknende Schlamm ist vorzugsweise körnerförmig granuliert. In dieser
Beschaffenheit wird zum Einen die Förderung des entwässerten Schlamms
durch den Trockengasströmungsschacht und
die Ablagerung in der Lagerstätte
erleichtert. Zum Anderen wird hierdurch die Oberfläche der das Schlammgut
bildenden Schlammteilchen vergrößert, was
ermöglicht,
dass der im Sammelbehälter
abgelagerte Schlamm vom Trockengasstrom zur Erzielung höchster Verdunstungsgrade
optimal umströmt
wird. Erste Versuche haben gezeigt, dass sich mit einer Granulatgröße von etwa
5 mm im Durchmesser eine gute Verdunstungsrate erzielen lässt.
-
Das
Trockengas kann grundsätzlich
in Vorschubrichtung der Fördervorrichtung,
gegen die Vorschubrichtung der Fördervorrichtung
oder die Schlammförderung
kreuzend durch die Trocknungsvorrichtung strömen. Zur Unterstützung des Schlammtransports
durch die Trocknungsvorrichtung durchströmt der Trockengasstrom den
Trockengasströmungsschacht
vorzugsweise jedoch in Vorschubrichtung der Fördervorrichtung. Gerade im
Fall eines Bandförderers
wird für
den Fall, dass die Förderung nicht
nur horizontal erfolgt, eine schwerkraftbedingte Bewegung des Schlammgranulats
gegen die Vorschubrichtung effektiv vermieden. Außerdem entfallen
zusätzliche
konstruktive Vorkehrungen zur Rückführung des
aus dem Trockengasströmungsschacht austretenden
Trockengasstroms in die Lagerstätte.
-
Durch
eine Erwärmung
des zu trocknenden Schlamms kann die Effizienz des Trocknungsprozesses
weiter gesteigert werden. Diesbezüglich kann dem Schlamm mittels
eines Wärmetauschers
indirekt Wärmeenergie
zugeführt
werden. Aus anlagentechnischen Gründen wird dem Schlamm vorzugsweise aber über das
Trockengas direkt Wärmeenergie
zugeführt.
Hierzu wird das Trockengas vorzugsweise vor Eintritt in die Trocknungsvorrichtung
und/oder während
der Strömung
durch die Trocknungsvorrichtung erwärmt. Die dadurch bewirkte thermische Trocknung
hat eine Steigerung der Verdunstungsrate von Flüssigkeit aus dem entwässerten
Schlamm und damit eine Erhöhung
des Trockensubstanzge halts des so erzeugten und im Sammelbehälter abgelagerten
Schlammguts zur Folge. Zur Erwärmung
des Trockengases wird erfindungsgemäß bevorzugt die durch den Betrieb
eines Antriebsggregats entstehende Abwärme und/oder Abgase herangezogen.
Das Antriebsaggregat ist beispielsweise eine Brennkraftmaschine
mit daran gekoppeltem Getriebe, Hydropumpe/Hydromotor-Einheit und/oder
Stromgenerator zur Bereitstellung mechanischer, elektrischer bzw. hydraulischer
Antriebsenergie zur Schlammansaugung, Schlammentwässerung,
Förderung
des Schlammguts durch die Trocknungsvorrichtung etc.
-
In
der bevorzugten Ausführungsform
wird in die Trocknungsvorrichtung durch die Abwärme des Antriebsaggregats erwärmte Luft
und/oder heißes Abgas
des Antriebsaggregats eingeblasen. Indem erfindungsgemäß die bei
der Durchführung
des Verfahrens auf Seiten eines Antriebsaggregats anfallende Abwärme und/oder
Abgase zur thermischen Trocknung des Schlamms herangezogen werden, lässt sich
bereits ohne weitere Zufuhr zusätzlicher Wärmeenergie,
beispielsweise mittels einer brennstoffbetriebenen Heizvorrichtung,
ein derart hoher Trockensubstanzgehalt erzielen, dass sich im Falle der
Entsorgung des getrockneten Schlammguts durch Verbrennung erhebliche
Brennstoffmengen einsparen lassen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren
in der Weiterentwicklung mit der thermischen Trocknung des entwässerten
Schlamms lässt
sich somit ein weitaus höherer
Trockensubstanzgehalt als mit herkömmlichen Verfahren erreichen.
-
Zur
weiteren Steigerung der Effizienz des Trocknungsprozesses kann der
erwärmten
Luft und/oder dem Abgas in der Trocknungsvorrichtung zusätzlich aus
der Umgebung angesaugte, mittels einer brennstoffbetriebenen Heizvorrichtung
erwärmte Umgebungsluft
beigemischt werden. In dieser Weiterentwicklung kann die Temperatur
des Trocken gases ohne weiteres so weit erhöht werden, dass in den Zellkernen
gebundenes Zellwasser eines granulierten Schlammguts durch Verdampfung
entweicht und vom Trockengasstrom aufgenommen wird. Anstelle oder
zusätzlich
zur Erwärmung
des Schlamms könnte
der Druck in der Trocknungsvorrichtung und/oder in der Lagerstätte reduziert
werden, um höhere
Verdunstungsraten zu erzielen. Des Weiteren könnte zur Erhöhung der
Flüssigkeitsaufnahmekapazität durch eine
Trocknung des Trockengases vor Eintritt in die Trocknungsvorrichtung
ein Trockengas der Sättigungsgrad
des Trockengases reduziert und damit die Flüssigkeitsaufnahmekapazität erhöht werden.
-
Zur
Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist eine Trocknungsanlage vorgesehen, welche eine Trocknungsvorrichtung,
durch welche ein Trockengas strömt,
und eine in der Trocknungsvorrichtung angeordnete Fördervorrichtung
zur Förderung
des entwässerten
Schlamms zu einer in einer bestimmten Relativposition zur Anlage
ortsfest angeordneten Lagerstätte
zur Lagerung des getrockneten Schlammguts aufweist. Erfindungsgemäß ist die Trocknungsvorrichtung
so ausgebildet, dass ein Schlammgutverteiler, beispielsweise einen
Schneckenverteiler, relativ zur Lagerstätte in der Weise positionierbar
ist, dass das über
den Schlammgutverteiler die Trocknungsvorrichtung verlassende Trockengas
in Richtung zu dem in der Lagerstätte eingetragenen Schlammgut
gelenkt wird und dieses großflächig umströmt.
-
In
einer Weiterentwicklung ermöglicht
der Schlammgutverteiler eine beispielsweise im Hinblick auf die
Bandbreite des in die Lagerstätte
eingetragenen Schlammguts dosierte Verteilung des Schlammguts in
der Lagerstätte.
-
Die
Trocknungsvorrichtung weist bevorzugt einen Trockengasströmungsschacht
auf, in dem die Fördervorrich tung
angeordnet ist und der mit der Fördervorrichtung
eine relativ zur Lagerstätte
horizontal und/oder vertikal verstellbare Einheit bildet. Hierzu kann
die Fördervorrichtung
einen Bandförderer
mit verstellbarer Förderlänge aufweisen
und der Trockengasströmungsschacht
mehrteilig, teleskopartig ausziehbar ausgeführt sein. In einer Weiterentwicklung
weist die Fördervorrichtung
eine Bandfördereranordnung
mit einer Vielzahl von in Reihe angeordneten Bandförderern
auf, die in Vorschubrichtung der Fördervorrichtung relativ zueinander
verschiebbar ausgeführt
sind. Der Trockengasströmungsschacht kann
sich an der Fördervorrichtung
abstützen.
Der Trockengasströmungsschacht
und die in diesem angeordnete Fördervorrichtung
bilden somit eine verstellbare Einheit mit einem relativ zur Lagerstätte beliebig
positionierbaren Schlammgutverteiler. Diese Einheit ermöglicht,
dass das Schlammguts gezielt und dosiert in die Lagerstätte, z.B.
einen Sammelbehälter,
eingetragen werden kann. Selbstverständlich kann die Eintragung
des Schlammguts in die Lagerstätte
mit Hilfe eines Steuergeräts
automatisch erfolgen.
-
Zur
Beseitigung von angebackenem Schlamm weisen der oder die Bandförderer jeweils ein
Förderband
mit im Wesentlichen glatter Oberfläche ohne Schlammmitnehmer und
dem oder den Bandförderern
zugeordneten Schlammabstreifern zum Abstreifen der sich entgegen
der Förderrichtung bewegenden
Förderbandseiten
auf.
-
Zur
Erzielung eines hohen Trockensubstanzgehalts in dem getrockneten
Schlammgut ist vorzugsweise des Weiteren eine Heizvorrichtung zum Erwärmen des
Trockengasstroms vor Eintritt in die Trocknungsvorrichtung und/oder
während
der Strömung
durch die Trocknungsvorrichtung vorgesehen. Nach dem Prinzip der
Kraft-Wärme-Kopplung
erwärmt
die Heizvorrichtung den Trockengasstrom bevorzugt unter Verwendung
der Abwärme
und/oder Abgase, die im Betrieb eines Antriebsaggregats entstehen,
das im Betrieb der Anlage Antriebsenergie zur Schlammansaugung,
Schlammentwässerung, Förderung
des entwässerten
Schlamms durch die Trocknungsvorrichtung etc. zur Verfügung stellt.
Das Antriebsaggregat ist beispielsweise eine Brennkraftmaschine
mit angekoppelten Getriebe, Hydropumpe/Hydromotor-Einheit und/oder
Stromgenerator zur Erzeugung mechanischer, hydraulischer bzw. elektrischer
Antriebsenergie. In dieser Weiterentwicklung macht die mobile Anlage
von dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung
Gebrauch, da die Energie, die aus der Verbrennung des der Brennkraftmaschine
zugeführten
Brennstoffs gewonnen wird, sich im Wesentlichen vollständig in
mechanische, hydraulische und/oder elektrische Energie zum Betrieb
der Anlage und in Wärmeenergie
zur thermischen Trocknung des mechanisch entwässerten Schlamms heranziehen
lässt.
Damit geht im Wesentlichen keine Abwärmeenergie ungenutzt an die
Umgebung verloren.
-
In
der bevorzugten Ausführungsform
saugt die Heizvorrichtung durch die Abwärme des Antriebsaggregats erwärmte Luft
und/oder im Betrieb des Antriebsaggregats entstehendes heißes Abgas
an und bläst
dieses in die Trocknungsvorrichtung ein. Zur Erhöhung der Temperatur des Trockengases kann
die Heizvorrichtung dem so beschaffenen Trockengas während der
Strömung
durch die Trocknungsvorrichtung zusätzlich aus der Umgebung angesaugte,
erwärmte
Umgebungsluft beimischen.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weist die Trocknungsvorrichtung zur Erhöhung der Verweildauer des Schlammguts
in der Trocknungsvorrichtung eine dem Schlammverteiler vorgeschaltete
Bandtrocknungsanordnung mit einer Vielzahl von hintereinander angeordneten
Bandförderern auf.
Durch diese Bandtrocknungsanordnung wird die Förderstrecke durch die Trocknungsvorrichtung
und da durch die Verweildauer des Schlammguts im Trockengasstrom
verlängert.
-
Die
Lagerstätte
umfasst vorzugsweise einen nach oben offenen, boden- und umfangsseitig
im Wesentlichen geschlossenen Sammelbehälter. Dadurch wird auf einfache
Weise eine Zirkulation des einströmenden Trockengases im Sammelbehälter erreicht.
-
Die
erfindungsgemäße Anlage
zur Trocknung von entwässertem
Schlamm ist als solche oder als Bestandteil einer mobilen Entwässerungs-
und Trocknungsanlage zusammen mit einer Entwässerungsvorrichtung vorzugsweise
in einem oder mehreren, geschlossenen Containern zur Anordnung auf dem
Fahrgestell eines Lkw eingerichtet. In diesem Fall kann zusätzlich die
im Betrieb der Anlage erwärmte
Luft im Container zur Erwärmung
des Trockengases bzw. des Schlammguts herangezogen werden.
-
Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
-
Im
Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen, die eine mobile
Entwässerungs-
und Trocknungsanlage darstellen, näher erläutert. Es zeigen in schematischer
Darstellung:
-
1 eine auf dem Fahrgestell
eines Lkw angeordnete mobile Entwässerungs- und Trocknungsanlage
zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
in einer Seitenansicht;
-
2 die mobile Entwässerungs-
und Trocknungsanlage aus 1 in
einer Draufsicht; und
-
3 eine Variante der in 1 und 2 gezeigten mobilen Entwässerungs-
und Trocknungsanlage.
-
Beschreibung
der bevorzugter Ausführungsformen
-
In
den 1 und 2 ist eine mobile Entwässerungs- und Trocknungsanlage 1 zur
Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Trocknung von entwässertem
Klärschlamm
dargestellt. Die Erfindung geht aus von einer mobilen Anlage, bei
der die Trocknung unmittelbar im Anschluss an die mechanische Entwässerung
des Klärschlamms
erfolgt und daher die Entwässerung
und Trocknung anlagentechnisch zu einer Anlage kombiniert sind.
Wenngleich Gegenstand der Erfindung in erster Linie die Trocknung
eines bereits mechanisch entwässerten Klärschlamms
ist, wird das erfindungsgemäße Trocknungsverfahren
daher unter Bezugnahme auf eine mobile Entwässerungs- und Trocknungsanlage
beschrieben.
-
Der
als Lagerstätte
fungierende Sammelbehälter 15 ist
als ein nach oben offener, boden- und umfangsseitig im Wesentlichen
geschlossener transportfähiger
Container ausgebildet, in dem das von der mobilen Entwässerungs- und Trocknungsanlage 1 ausgetragene,
entwässerte
und teilgetrocknete Schlammgut abgelagert wird, bevor es anschließend deponiert,
verwertet oder entsorgt wird. Alternativ zu dem gezeigten Sammelbehälter 15 kann
das entwässerte
und teilgetrocknete Schlammgut auch in jeder andern, zweckmäßigen Lagerstätte gelagert
werden.
-
Wie
es aus den 1 und 2 ersichtlich ist, ist die
mobile Entwässerungs-
und Trocknungsanlage 1 abgesehen von dem Sammelbehälter 15 in
einem kastenförmigen
Aufbau 2, auf dem Fahrgestell 3 eines dreiachsigen
Lkw 4 von herkömmlicher
Bauart untergebracht. Der kastenförmige Aufbau 2 kann
als abnehmbarer Container ausgeführt
sein. Der Sammelbehälter 15 ist
in einer bestimmten Relativpo sition zum Lkw 4 und damit
zur mobilen Entwässerungs- und
Trocknungsanlage 1 ortsfest positioniert.
-
Wesentliche
Bestandteile der mobilen Entwässerungs- und Trocknungsanlage 1 sind
eine mechanische arbeitende Entwässerungsvorrichtung 20 zur
mechanischen Entwässerung
des Klärschlamms, eine
Trocknungsvorrichtung 50 zur anschließenden Trocknung des mechanisch
entwässerten
Klärschlamms
und eine Fördervorrichtung 70 zur
Förderung
des von der Entwässerungsvorrichtung 20 ausgetragenen,
mechanisch entwässerten
Klärschlamms
durch die Trocknungsvorrichtung 40 zum Sammelbehälter 15.
-
Der
mechanischen Entwässerungsvorrichtung 20 vorgeschaltet
sind eine Polymerstation 30 und ein Mazerator 40 sowie
Schlammfördervorrichtungen,
wie Pumpen, Rohrleitungen etc.
-
In
der Polymerstation 30 wird Wasser aus einer externen, nicht
gezeigten Wasserversorgung mit einem Polymer aus einem Polymerspeicherbehälter 32 versetzt
und über
eine Zulaufleitung 34 dem in die Entwässerungsvorrichtung 20 zur
Verbesserung der Entwässerung
dem Klärschlamm
an einem Einlauf 22 der Entwässerungsvorrichtung 20 zugemischt wird.
-
Der
Mazerator 40 dient der Zerkleinerung von Faserstoffen und
Entfernung von größeren Feststoffenb,
wie Steinen oder dergleichen, die in dem aus der Kläranlage
angesaugten Klärschlamm
enthalten sind, um Klärschlamm
mit einer im Wesentlichen gleichmäßige Homogenität zu erhalten.
In diesem Zustand ist der aus der Kläranlage angesaugte Klärschlamm
pumpfähiger.
Der zu entwässernde
und trocknende Klärschlamm
wird mittels einer hinter einem Schaltschrank 5 angeordneten
Schlammpumpe 7 über
eine Schlauchleitung aus der nicht gezeigten Kläranlage über den Mazerator 40 und
eine Rohrleitung 8 angesaugt und über eine Zulaufleitung 9 in den
Einlauf 22 der mechanischen Entwässerungspumpe 20 gepumpt.
Die Schlauchleitung wird von einer im Heckbereich des Lkw 4 angeordneten Schlauchhaspel 6 abgerollt.
-
Bei
der mechanischen Entwässerungsvorrichtung 20 handelt
es sich in der gezeigten Ausführungsform
um einen herkömmlichen
Dekanter zur Trennung der im Klärschlamm
enthaltenen Feststoffe von Flüssigkeit,
der beispielsweise als Vollmantelzentrifuge mit Schneckenaustrag
ausgeführt
ist. Am Einlauf 22 der Entwässerungsvorrichtung 20 wird dem
im Mazerator 40 vorbehandelten Klärschlamm, wie vorstehend erwähnt, Wasser
zugemischt, das an der Polymerstation 30 mit einem Polymer
versetzt worden ist. Durch das Vermischen mit dem Polymer sedimentieren
die im Klärschlamm
enthaltenen Feststoffe im Zentrifugalfeld der rotierenden Dekantertrommel
zu einem Granulat. Das Granulat wird von einer mit einer anderen
Drehzahl rotierenden Schnecke über
einen Dekanteraustrag 24 ausgetragen und über einen
Bandförderer 71 zu
einer Bandförderanordnung 72 transportiert.
Der Bandförderer 71 ist
in einem geschlossenen Schacht 51 angeordnet, der in einen
nachstehend ausführlicher
erläuterten
Schacht 52 der Trocknungsvorrichtung 50 übergeht.
Das aus der Entwässerungsvorrichtung 20 ausgetragene Klärschlammgranulat
hat üblicherweise
einen Trockensubstanzgehalt im Bereich von 15 bis 25%. Das in der
Entwässerungsvorrichtung 20 abgetrennte Zentratwasser
wird mittels einer Zentratpumpe 10 über eine nicht gezeigte Schlauchleitung,
die von einer vor dem Schaltkasten 5 angeordneten Schlauchhaspel 11 abgerollt
wird, entsorgt.
-
Die
Trocknungsvorrichtung 50 umfasst in der in 1 und 2 gezeigten
Ausführungsform
den Schacht 51, in dem der Bandförderer 71 angeordnet ist,
sowie den Schacht 52, in dem die Bandförderanordnung 72 angeordnet
ist. Während
der Schacht 51 einschließlich des Bandförderers 71 auf
dem Fahrgestell 3 stationär angeordnet sind, ist der
Schacht 52 mit der Bandförderanordnung 72 über einen
in 1 nur schematisch
dargestellten, im Heckbereich des Fahrgestells 3 positionierten
Drehkranz 54 mit im Wesentlichen vertikaler Drehachse 56 relativ
zum Fahrgestell 3 in einer horizontalen Ebene verschwenkbar
angeordnet. Wenngleich dies aus den Fig. nicht zu erkennen ist,
ist der Schacht 52 darüber hinaus
in der Weise am Drehkranz 54 angelenkt, dass er um eine
im Wesentlichen horizontale Achse in einer vertikalen Ebene gegenüber dem
Fahrgestell 3 verschwenkbar ist. Durch diese Maßnahmen
lässt sich
nicht nur die Neigung des Schachts 52 relativ zum Sammelbehälter 15 sondern
auch dessen Lage in Breitenrichtung des Sammelbehälters 15 verstellen.
Die Verstellung des Schachts 52 erfolgt vorzugsweise hydraulisch
gesteuert.
-
Der
Schacht 52 ist aus mehreren Schachteilen 52a, 52b, 52c gebildet,
die teleskopartig auseinander- und zusammenschiebbar sind. Durch
die Teleskopverstellung des Schachts 52 bei der Eintragung
des Schlammguts in den Sammelbehälter 15 wird
erreicht, dass Schlammgut nicht, wie im Fall eines Schüttkegels,
an einer zentralen Stelle erfolgt, sondern über die ganze Länge des
Sammelbehälters 15 hinweg
eingetragen werden kann.
-
Der
Schachtausgang 58 des Schachts 52 ist über ein
bogenförmiges
Verbindungstück 59 mit
einem Schlammgutverteiler 60 verbunden, dessen Austragöffnung in
der in 1 gezeigten Anordnung nach
unten in Richtung zum Sammelbehälter 15 ausgerichtet
ist. Der Schlammgutverteiler 60 kann gegenüber dem
Schacht 52 verschwenk- und verstellbar ausgeführt sein.
Durch die nach unten, zum Sammelbehälter 15 hin ausgerichtete
Austragöffnung wird
erreicht, dass der mit einer bestimmten Geschwindigkeit und einem
be stimmten Druck ausströmende
Trockengasstrom in den Sammelbehälter 15 eingeleitet
wird. Da der Trockengasstrom mit dem Schlammgut aus dem Schlammgutverteiler 60 in
den Sammelbehälter 15 eingetragen
wird, trifft der Trockengasstrom stets unmittelbar auf das unmittelbar unterhalb
der Austragöffnung
im Sammelbehälter 15 abgelagerte
Schlammgut, bevor er hiervon abprallt und in seitliche Richtung
verdrängt
wird. Auf diese Weise ist gewährleistet,
dass der Trockengasstrom nach dem Austritt aus dem Schacht 52 nicht
unmittelbar in die Umgebung entweicht, sondern das frisch abgelagerte
Schlammgut im Sammelbehälter 15 effektiv
umströmt.
Der Schlammgutverteiler 60 ermöglicht eine dosierte Verteilung
des Schlammguts im Sammelbehälter 15.
Insbesondere kann über
den Schlammgutverteiler 60 die Breite des eingetragenen Schlammgutbandes
eingestellt und verändert
werden.
-
Der
Schacht 52 kommuniziert eingangsseitig zudem mit dem Ausgang
eines Gebläseschachts 82 eines
Gebläses 80.
In dieser Ausführungsform
saugt das Gebläse 80 über einen
mit dem Motorraum des Lkw 4 kommunizierenden Verbindungsschacht 83 zur
Kühlung
der Brennkraftmaschine des Lkw 4 verwendete und über die
Abwärme
erwärmte
Luft sowie über
eine Abgasleitung 84 heißes Abgas der Brennkraftmaschine
an und fördert
dieses Luft/Abgas-Gemisch als Trockengas mit einstellbarer Geschwindigkeit
und einstellbarem Druck über
den Gebläseschacht 82 in
den Schacht 51 und den Schacht 52 der Trocknungsvorrichtung 50.
Zusätzlich
kann nach dem Injektorprinzip erwärmte Raumluft aus dem Container 2 über eine
nicht gezeigte Injektoröffnung vorzugsweise
am Schacht 51 angesaugt werden. Generell ist unter Trockengas
im erfindungsgemäßen Sinn
jedes ungesättigte
Gas und/oder Gasgemisch mit einer bestimmten Flüssigkeitsaufnahmekapazität zu verstehen.
Das Gebläse 80 fungiert
damit als eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Trockengasstroms sowie
als eine Heizvorrichtung zum Erwärmen
des Trockengasstroms.
-
Die
Schnittstellen zwischen dem Gebläseschacht 82 und
dem Schacht 51 und dem Schacht 52 sind jeweils
abgedichtet.
-
Die
Fördervorrichtung 70 umfasst
in der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform
den Bandförderer 71,
der im Schacht 51 angeordnet ist, sowie die Bandförderanordnung 72,
die im Schacht 52 angeordnet ist, und transportiert den
von der mechanischen Entwässerungsvorrichtung 20 ausgetragenen entwässerten
Klärschlamm
durch die Trocknungsvorrichtung 50 zum Schlammgutverteiler 60 am Schachtausgang 58 des
Schachts 52, von wo aus das durch die Trocknungsvorrichtung 50 geförderte, getrocknete
Schlammgut in den Sammelbehälter 15 eingetragen
wird.
-
Die
Fördervorrichtung 70 transportiert
das Schlammgut mit einer steuerungs- oder regelungstechnisch einstellbaren
Vorschubgeschwindigkeit in die in den Figuren durch Pfeile angedeutete
Vorschubrichtung durch den Schacht 51 und den Schacht 52.
-
Die
Bandförderanordnung 72 ist
aus einer der Anzahl der Schachtteile 52a, 52b, 52c entsprechenden
Anzahl von Bandförderern 72a, 72b, 72c gebildet,
die, wie es aus 1 ersichtlich
ist, in der Weise hintereinander angeordnet sind, dass sie das Schlammgut
nacheinander zum Schlammgutverteiler 60 und über diesen
in den Sammelbehälter 15 transportieren.
Die Bandförderer 72a, 72b, 72c sind
dabei jeweils im wesentlichen in einem der Schachtteile 52, 52b, 52c des
Schachts 52 angeordnet und lassen sich synchron mit den
Schachtteilen 52, 52b, 52c relativ zueinander
verschieben.
-
Der
Schacht 52 mit dem Schlammgutverteiler 60 und
die Bandförderanordnung 72 bilden
eine gegenüber
dem Fahrgestell 3 des Lkw 4 horizontal und vertikal
verschwenkbare und in Vorschubrichtung der Bandförderanordnung 72 längenverstellbare Einheit.
-
Der
Antrieb der Entwässerungsvorrichtung 20,
der Fördervorrichtung 70,
des Gebläses 80 sowie der
Schlammförderpumpe 7,
etc. erfolgt in dieser Ausführungsform
jeweils elektromotorisch und/oder hydraulisch. Die hierfür benötigte elektrische und/oder
hydraulische Antriebsenergie wird von der Brennkraftmaschine und
dem ebenfalls nicht gezeigten Stromgenerator des Lkw 4 bzw.
nicht gezeigter Hydropumpen bereitgestellt.
-
Die
vorstehend beschriebenen Bestandteile der mobilen Entwässerungs-
und Trocknungsanlage 1 sind, wie es aus 1 ersichtlich ist, in Fahrtrichtung des
Lkw 4 gesehen hinter dem Schaltschrank 5 angeordnet,
in welchem eine elektrische Anlage und Steuerung der mobilen Entwässerungs-
und Trocknungsanlage 1 angeordnet ist.
-
Im
Folgenden wird das Funktionsprinzip der mobilen Entwässerungs-
und Trocknungsanlage beschrieben:
Klärschlamm wird über die
Schlammförderpumpe 7 durch
den Mazerator 40 angesaugt und in die Entwässerungsvorrichtung 20 gepumpt.
Am Einlauf 22 der Entwässerungsvorrichtung 20 wird
dem Klärschlamm
das in der Polymerstation 30 mit einem Polymer versetzte
Wasser zugemischt. Nach der mechanischen Entwässerung wird der entwässerte Schlamm über den
Bandförderer 71 und
die Bandförderanordnung 72 durch
den Schlammgutverteiler 60 in den Sammelbehälter 15 transportiert.
Durch den Schacht 51 und den Schacht 52 strömt der vom
Gebläse 80 erzeugte
Trockengasstrom aus erwärmter Kühlluft und
heißen
Abgasen der Brennkraftmaschine. Der Trockengasstrom entzieht dem
Schlamm während
des Transports durch die Trocknungsvorrichtung 50 durch
Verdunstung Wasser. Das so getrocknete Schlammgut wird anschließend in
den externen Sammelbehälter 15 zur
weiteren Trocknung eingetragen.
-
Zur
Erhöhung
des Trockensubstanzgehalts im Schlammgut wird erfindungsgemäß der den Schlammverteiler 60 verlassende
Trockengasstrom mit dem ausgetragenen Schlammgut in den Sammelbehälter 15 gelenkt,
wie es aus 1 ersichtlich
ist. Dadurch wird erreicht, dass das Schlammgut für eine längere Verweildauer
dem Trockengasstrom ausgesetzt bleibt. Durch die nach unten, zum
Sammelbehälter 15 hin
ausgerichtete Austragöffnung
des Schlammgutverteilers 60 wird erreicht, dass der ausströmende Trockengasstrom
in den Sammelbehälter 15 strömt. Da der
Trockengasstrom zusammen mit dem Schlammgut in den Sammelbehälter 15 einströmt, trifft
er stets auf das zeitgleich unterhalb der Austragöffnung im
Sammelbehälter 15 abgelagerte Schlammgut,
bevor er hiervon abprallt und in der in 1 gezeigten Anordnung in zentrifugaler
bzw. seitlicher Richtung verdrängt
wird. Geschwindigkeit und/oder Druck des Trockengasstromes sind
unter Berücksichtigung
der Umgebungs- und Witterungsverhältnisse dabei so eingestellt,
dass der Trockengasstrom nach dem Austritt aus dem Schacht 52 selbst
bei sich ändernden
Witterungsverhältnissen nicht
unmittelbar in die Umgebung entweicht, sondern das frisch abgelagerte
Schlammgut im Sammelbehälter 15 effektiv
umströmt.
-
Da
neben der Verweildauer und der Temperatur des zu trocknenden Schlamms
im Trockengasstrom die Effizienz des Trocknungsprozesses aber auch
von der Größe der Oberfläche des
Schlammguts abhängt, über welche
durch Verdunstung Flüssigkeit
austreten kann, wird das aus dem Schacht 52 ausgetragene
Schlammgut erfindungsgemäß so in den
Sammelbehälter
eingebracht, dass es zu einem schichtweise aufgetragenen und damit
großflächig durchlüftbaren
Haufwerk abgelagert wird. Erreicht wird dies im Besonderen dadurch,
dass der Schacht 52 mit dem Schlammgutverteiler 60 relativ
zum Fahrgestell 3 und damit relativ zu dem gegenüber dem Lkw
ortsfest angeordneten Sammelbehälter 15 in
der Weise verfahren wird, dass über
die Austragöffnung des
Schlammgutverteilers 60 das Schlammgut streifen- oder bandförmig mit
einstellbarer Streifen- oder Bandbreite über die
zur Verfügung
stehende Lagerfläche
eingetragen wird.
-
Gemäß 2 wird das Schlammgut beispielsweise
durch eine kontinuierliche, zickzackartige Bewegung des Schlammgutverteilers 60 von
einem Ausgangspunkt bis zu einem in Vorschubrichtung vom Ausgangspunkt
beabstandeten Endpunkt in den Sammelbehälter 15 eingetragen.
Im Besonderen wird der Schacht 52 relativ zum Fahrgestell 3 und Sammelbehälter 15 so
verstellt und verfahren, dass der Schlammgutverteiler 60,
wie es aus 2 ersichtlich
ist, von dem Ausgangspunkt zunächst über die
ganze Breite des Sammelbehälters 15 hinweg
in die eine Breitenrichtung, dann um eine der Breite des abgelegten
Schlammbandes entsprechende Strecke in Längsrichtung des Sammelbehälters 15 und
anschließend
wieder über
die ganze Breite des Sammelbehälters 15 in
die andere Breitenrichtung bewegt wird, usw. bis zu dem Endpunkt
bewegt wird. Der Schlammgutverteiler 60 wird dabei mit
einer ersten Geschwindigkeit verfahren, die auf die Vorschubgeschwindigkeit
der Fördervorrichtung 70 abgestimmt
ist. Am Endpunkt angelangt wird der Schlammgutverteiler 60 des
Schachts 52 mit einer im Vergleich zur ersten Geschwindigkeit
größeren zweiten
Geschwindigkeit wieder in Richtung zu einem Ausgangspunkt zurückgefahren,
von dem ausgehend der Schlammgutverteiler 60 in der vorstehend vorgestellten
Weise erneut über
den Sammelbehälter 15 hinweg
bewegt wird, so dass auf die zuletzt aufgetragene Schlammschicht
eine neue Schlammschicht aufgetragen wird. Indem die zweite Geschwindigkeit größer als
die erste Geschwindigkeit gewählt
wird, wird erreicht, dass die soeben abgelegte Schlammschicht nicht
unmittelbar wieder von einer neuen Schlammschicht überdeckt
wird, sondern zur Erhöhung
der Flüssigkeitsverdunstung
länger
dem im Sammelbehälter 15 zirkulierenden
Trockengasstrom ausgesetzt bleibt. Dieses Verfahren wird solange fortgesetzt,
bis ein gewünschter
Füllgrad
des Sammelbehälters 15 erreicht
ist.
-
In
der bevorzugten Ausführungsform
wird der Schlammgutverteiler 60 dabei stets so verfahren, dass
gebildeten Schlammschichten jeweils die gesamte zur Verfügung stehende
Lagerfläche
des Sammelbehälters 15 bzw.
die Oberfläche
der darunter liegenden Schlammschicht überdecken. Weist der Sammelbehälter dabei,
wie in 1 zu sehen ist, schräge Vorder-
und Rückenwände auf,
so stimmen die Ausgangs- und Endpunkte der einzelnen Schichten nicht
miteinander überein,
sondern sind in einer Längsschnittebene
des Sammelbehälters
betrachtet in Längsrichtung
versetzt, wie es sich aus 1 ergibt.
Im Fall eines quaderförmgien
Sammelbehälters können die
Ausgangs- und Endpunkte der einzelnen Schlammschichten in einer
Längsschnittebene
betrachtet jedoch jeweils im Wesentlichen an gleicher Position in
Längsrichtung
des Sammelbehälters
zum Liegen kommen, d.h in einer Draufsicht betrachtet übereinander
liegen.
-
Die
vorgestellte Schlammeintragungsweise ist nur beispielhaft und kann
der jeweils vorliegenden Situation entsprechend variieren. Zur Erzielung
eines hohen Trockensubstanzgehalts ist in erster Linie entscheidend,
dass das Schlammgut schichtweise und dosiert in den Sammelbehälter 15 eingetragen
wird. Dadurch wird sicherge stellt, dass der Trockengasstrom den
eingetragenen Schlamm möglichst
großflächig umströmt.
-
Im
Vergleich zu einem Schüttkegel
führt die in
dünnen
Schichten erfolgende Ablagerung des Schlamms im Sammelbehälter zu
einer größeren, vom
Trockengasstrom umströmten
Oberfläche.
Die Eintragung kann dabei durch die Vorschubgeschwindigkeit der
Fördervorrichtung 70 und/oder
die Bewegung des Schlammgutverteilers 66 so gesteuert werden,
dass die im Sammelbehälter 15 gebildeten Schlammschichten
eine bestimmte Stärke
nicht überschreiten.
Wird die Stärke
der Schlammschichten innerhalb eines bestimmten Bereichs gehalten, wird
dadurch wird erreicht, dass der Trockengasstrom den abgelagerten
Schlamm nicht lediglich umströmt
sondern auch in eine mehr oder weniger leichte Bewegung setzt bzw.
umwälzt.
-
3 zeigt eine alternative
Entwässerungs- und
Trocknungsanlage, die sich von der in 1 und 2 gezeigten im Wesentlichen
in der Ausbildung der Trocknungsvorrichtung 50 und der
Fördervorrichtung 70 unterscheidet.
Wie es in 3 zu erkennen
ist, ist zwischen dem Schacht 52 und dem Sammelbehälter 15 zur
Erzielung einer längeren
Schlammförderstrecke
in der Trocknungsvorrichtung 50 eine geschlossene Trocknungseinrichtung 61 angeordnet.
In der Trocknungseinrichtung 61 sind in einem kastenförmigen,
geschlossenen Raum 62, beispielsweise einem Container,
eine Bandförderanordnung 63 bestehend aus
einer Vielzahl von übereinander
angeordneten Bandförderern 63a, 63b, 63c, 63d, 63e sowie
in einem an den Raum 62 anschließenden Schacht 66 eine
Bandförderanordnung 74 bestehend
aus einer Vielzahl von hintereinander angeordneten Bandförderern 74a, 74b, 74c angeordnet, über die
das vom Schacht 52 ausgetragene Schlammgut zum Sammelbehälter 15 transportiert
wird. In dem Raum 61 wird über ein Gebläse 86 aus
der Umgebung angesaugte und mittels eines nicht gezeigten Brenners
erwärmte
Umgebungsluft eingeblasen. Das Gebläse 86 bildet somit
eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Trockengasstroms sowie eine
Heizvorrichtung zum Erwärmen
des Trockengasstroms.
-
Wie
es in 3 zu erkennen
ist, mündet
die Austragöffnung
des Schlammgutverteilers 60 am Schachtausgang 58 des
Schachts 52 in den geschlossenen Raum 61. Die
Schnittstelle zwischen dem Schlammgutverteiler 60 und dem
Raum 61 ist durch geignete Maßnahmen abgedichtet, wie auch die
Schnittstelle zwischen einem. Schlammaustrag 64 und dem
Schacht 66. Der Schacht 66 und die darin angeordnete
Fördervorrichtung 74 entsprechen bis
auf die Abstützung
der so gebildeten Einheit im Aufbau und in der Funktionsweise dem
Schacht 52 mit dem Schlammgutverteiler 60 und
der Bandförderanordnung 72.
Im Gegensatz zu dieser Einheit sind der Schacht 66 mit
dem Schlammverteiler 68 und der Bandförderanordnung 74 aber
gegenüber
dem der Trocknungseinrichtung 61 horizontal und vertikal
verschwenkbar und in Vorschubrichtung der Bandförderanordnung 74 längenverstellbar
ausgeführt.
Damit ist auch die so gebildete Einheit aus dem Schacht 66 mit
dem Schlammgutverteiler 68 und der Bandförderanordnung 74 relativ
zum Sammelbehälter 15 positionierbar.
-
In
der Weiterentwicklung nach 3 wird durch
die Trocknungseinrichtung 61 und den Schacht 66 die
Schlammförderstrecke
durch die Trocknungsvorrichtung 50 verlängert, wodurch eine größere Verweildauer
des Schlammguts im Trockengasstrom erreicht wird. Zum Anderen wird
durch die zusätzlich eingeblasene
erwärmte
Umgebungsluft das Trockengasvolumen und die Temperatur des Trockengasstroms
wesentlich erhöht.
Dadurch lässt
sich der Trockensubstanzgehalt des in den Sammelbehälter 15 eingetragen
Schlammguts erheblich erhöhen.
Durch den zusätzlichen
Trockengasstrom aus erwärmter Umgebungsluft
kann die Tem peratur des über
das Gebläse 80 erzeugten
Trockengasstroms aus heißer Kühlluft und
heißen
Abgasen der Brennkraftmaschine, die maximal etwa 80 bis 90°C beträgt, auf
weit über
100°C, beispielsweise
bis auf etwa 300°C,
gesteigert werden, was zu einer Sprengung des Zellkerns und zu einer
Verdampfung des Zellwassers führt,
das in den Zellkernen des durch die Trocknungsvorrichtung transportierten
granulierten Schlammguts gebunden ist.
-
Kern
des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist somit die Trocknung eines bereits mechanisch entwässerten
Klärschlamms
in der Lagerstätte.
Vorgeschlagen wird hierzu ein Verfahren, mit dem sich die Verweilzeit
des Schlamms in dem trocknenden Trockengasstrom erheblich verlängert wird.
Durch die schichtweise Ablagerung des Schlammguts im Sammelbehälter 15 und
die Führung
des Trockengasstroms über
die Schlammgutschichten wird zum Einen erreicht, dass das Schlammgut
dem Trockengasstrom über
die Verweildauer in der Trocknungsvorrichtung 50 hinaus
ausgesetzt ist. Zum Anderen bewirkt die Führung des Trockengasstroms über die Schlammgutschichten
im Sammelbehälter 15 eine gewisse
Bewegung des im Dekanter 20 geschaffenen Schlammgutgranulats
eine intensivere Umströmung
der Schlammteilchen mit der Folge, dass mehr Flüssigkeit verdunstet und damit
ein größerer Trockensubstanzgehalt
erreicht wird. Unbeachtlich ist hier zunächst, ob der Trockengasstrom
kalt oder warm ist, wenngleich ein wärmerer Trockengasstrom zu einer
gesteigerten Effizienz des Verfahrens führt.
-
Selbstverständlich sind
weitere Abweichungen von der mobilen Entwässerungs- und Trocknungsanlage
möglich,
ohne von dem im Anspruch 1 definierten Grundgedanken der Erfindung
abzuweichen.
-
So
kann alternativ zum Kühlluft-/Abgasgemisch
jedes jedes andere geeignete Gas oder Gasgemisch, z.B. trockene
oder ungesättigte
Luft aus der Umgebung, als Trockengas Verwendung finden.
-
Des
Weiteren könnte
das Trockengas aus umwelttechnischen Gründen aus gefilterter Umgebungsluft
bestehen, die im kalten oder erwärmten
Zustand in die Trocknungsvorrichtung eingeführt wird. Die Erwärmung des
Trockengases kann unter Heranziehung der Brennkraftmaschinenabwärme und/oder der
heißen
Abgase indirekt über
einen Wärmetauscher
erfolgen.
-
Zum
Erhalt eines Trockengases mit einem niedrigen Sättigungsgrad, d.h. einer hohen
Flüssigkeitsaufnahmekapazität kann der
Trocknungsvorrichtung ein Trockner zur Trocknung des angesaugten
und in die Trocknungsvorrichtung einströmenden Trockengases vorgeschaltet
werden.
-
Die
nach oben offene Seite des Sammelbehälters 15 kann um den
Schlammverteiler 60 oder 68 des Schachts 52 bzw. 66 herum
durch eine geeignete Abdeckung, wie z.B. Gewebe, Stoff, Gitter oder
odergleichen, geschlossen sein. Je nach Beschaffenheit und Struktur
der Abdeckung lässt
sich dadurch eine bessere Zirkulation des Trockengases im Sammelbehälter 15 erreichen
und verhindern, dass beispielsweise durch Wind Schlammgut aus dem
Sammelbehälter 15 in
die Umgebung geblasen wird. Zum Anderen lässt sich je nach Beschaffenheit
und Struktur der Abdeckung, beispielsweise durch eine luft- und dampfdurchlässige Abdeckung,
erreichen, dass zwar Trockengas, welches auf dem weg durch die Trocknungsvorrichtung 50 und
im Sammelbehälter 15 dem Schlammgut
Flüssigkeit
entzogen hat, aus dem Sammelbehälter 15 in
die Umgebung austritt, der Eintritt von Flüssigkeit, wie z.B. Regenwasser,
was den erzielten Trocknungseffekt wieder zunichte machen könnte, und/oder
andere schlammfremde Stoffe, Gegenstände oder dergleichen, die vor
einer anschließenden
Entsorgung oder Verwertung des getrockneten Schlammguts erst wieder
entfernt werden müßten, in
den Sammelbehälter
aber zuverlässig verhindert
wird. Je nach Beschaffenheit und Struktur der Abdeckung kann zugleich
verhindert werden, dass Schwebeteilchen aus dem im Sammelbehälter 15 abgelagerten
Schlammgut mit dem in die Umgebung austretenden Trockengas mitgerissen
werden.
-
Des
weiteren kann auf Seiten der Entwässerungsvorrichtung der mobilen
Entwässerungs-
und Trocknungsanlage könnte
anstelle eines Dekanters eine Kammerfilterpresse oder Bandfilterpresse
verwendet werden.