DE1250771B - Verfahren und Einrichtung zur Entwässerung von festen Schlammkonzentraten - Google Patents

Description

INDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Deutsche Kl.:

Nummer: 1250 771

Aktenzeichen: G 48724 VI a/l a

Anmeldetag: 10. Dezember 1966

Auslegetag: 28. September 1967

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Entwässerung von festen Schlammkonzentraten, insbesondere von Abwasserschlamm gemäß Patentanmeldung G 46889 VI a/l a). Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung, bei welchem ein mit Öl vermischtes festes Schlammkonzentrat einem Verdampfungsvorgang unterworfen wird, bei dem im wesentlichen der gesamte Wassergehalt entzogen wird. Bei diesem Verfahren wird das Schlammkonzentrat nach dem Verdampfungsvorgang in der erfindungsgemäßen Einrichtung einem mechanischen Verfahrensschritt unterworfen, bei welchem der im Schlammkonzentrat enthaltene Ölanteil im wesentlichen abgetrennt wird. Insbesondere wird bei dem Verfahren und in der Einrichtung der Erfindung das ausgeschiedene Öl wiederum dem zugeführten Schlammkonzentrat beigemischt, um dieses oder dessen feste Bestandteile nach dem Entzug des Wasseranteiles fließ- und pumpfähig zu halten, wobei das nach der Ölabscheidung erhaltene feste Produkt als Brennstoff zur Dampferzeugung für die Verdampfungsstufe dient. Das Verfahren und die Einrichtung sind dadurch gekennzeichnet, daß sie im Hinblick auf das durch die Abscheidung gewonnene Öl, das z. B. im Abwasser enthalten ist, im Hinblick auf die Fließ- und Pumpfähigkeit der Mischung den Betrieb von selbst erhalten und den Brennstoff für die Energiezufuhr zum Verdampfer wenigstens teilweise selbst erzeugen. Es kann jedoch in manchen Fällen wirtschaftlicher sein, die anfallenden Feststoffe nicht als Brennstoff, sondern als Düngemittel zu verwerten.

Die wirtschaftliche Verwertung von Schlammkonzentraten, insbesondere von Abwasserschlamm, stellt ein allgemeines Problem dar. Im Idealfall sollen Verfahren und Einrichtungen zur Verwertung von Schlammkonzentraten einfacher Einrichtungen bedürfen, jegliche Verunreinigungen vermeiden, wirtschaftlich und hygienisch sein. Das trifft insbesondere dann zu, wenn die Schlammkonzentrate von Abwasserschlamm gebildet werden. Außerdem will man bei der Verwertung Produkte erhalten, die entweder selbst wertvoll sind oder zur weiteren wirtschaftlichen Verbesserung des Verfahrens ausgenutzt werden können.

Bei den bisherigen, bekannten Verfahren läßt man rohes Abwasser zunächst absitzen, belüftet und behandelt es mit Chemikalien, wobei man einen Wasserstrom erhält, der sauber genug ist, um einer endgültigen Verwertung zugeführt werden zu können, z. B. einem natürlichen Gewässer; außerdem erhält man einen Strom von stark wäßrigem Klärschlamm, Verfahren und Einrichtung zur Entwässerung
von festen Schlammkonzentraten

Zusatz zur Anmeldung: G 46889 VI a/l a —
Auslegeschrift 1 241 381

Anmelder:

Charles Greenfield, Murray Hill, N. J. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Negendank, Dipl.-Ing. H. Hauck
und Dipl.-Phys. W. Schmitz, Patentanwälte,
Hamburg 36, Neuer Wall 41

Als Erfinder benannt:

Charles Greenfield, Murray Hill, N. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 17. Februar 1966
(528 258)

welcher in einen geschlossenen, Digestor genannten Behälter übergeführt wird. Dieser Digestor besitzt ein solches Volumen, daß der von ihm aufgenommene Klärschlamm darin bis zu 30 Tagen oder länger verbleiben kann. In dem Digestor sind Erhitzungseinrichtungen, z. B. Heißwasserschlangen, vorgesehen, und der Schlamm wird auf einer erhöhten Temperatur gehalten, damit eine anaerobe, bakterielle Zersetzung organischer Bestandteile erfolgen kann, bei welcher die Feststoffe teilweise in gasförmige Stoffe umgewandelt werden. Die gasförmigen Stoffe können einen beträchtlichen Methangehalt aufweisen und so kontinuierlich abgezogen und verbrannt werden, wobei sie zur Erhitzung des durch die Heizschlangen des Digestors zirkulierenden Wassers

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dienen. Ein Klärschlammstrom mit einem Wassergehalt von etwa 95% wird aus dem Digestor abgezogen und in großflächigen Trockenschichten zur endgültigen Trocknung durch Verdampfung ausgebreitet. Die erhaltenen trockenen Feststoffe können verascht oder als Düngemittel verkauft oder anderen Verwendungszwecken zugeführt werden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren umfassen eine systematische Anordnung von Vorrichtungen und eine bestimmte Reihe von Verfahrensstufen zur Behandlung von Schlammkonzentraten und insbesondere von Klärschlamm, wenn sich dieser in einem Zustand befindet, in welchem er von einem Digestor entsprechend den bekannten Verfahren aufgenommen werden kann. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Einrichtung werden daher das vorstehend erwähnte Absitzen, Belüften und die chemische Behandlung des rohen Abwassers nicht durch andere Maßnahmen ersetzt; jedoch werden alle die üblichen, anschließenden Verfahrensstufen der Schlamm- und Feststoffbehandlung in einem Digestor und in Trocknungsschichten durch Maßnahmen ersetzt, welche allen Zwecken gerecht werden.

Die Erfindung betrifft somit eine verbesserte Einrichtung und ein verbessertes Verfahren, bei welchen mindestens die zur Durchführung benötigte Einrichtung viel kleiner und billiger ist als der bisherige Digestor und die für die Trockenschichten benötigte Fläche und Einrichtungen, insbesondere, wenn diese Trockenschichten bisher in treibhausartigen Einrichtungen zur Verhinderung des Geruchs und zur ganzjährigen Verwendung untergebracht waren und bei welchen die Verfahrensschritte gegebenenfalls eine im wesentlichen vollständige Verwertung sowohl der festen als auch der flüssigen Bestandteile des Klärschlammes gestatten.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf Klärschlamm kennzeichnet sich dadurch, daß dem Klärschlamm ein Öl beigemischt wird, so daß dieser nach Abtrennung des Wassergehaltes fließ- und pumpfähig bleibt. Diese ölhaltige Mischung von Feststoffen, Wasser und Öl wird dann einer Entwässerungsstufe durch Wärmeverdampfung unterworfen, wobei zum Schluß ein im wesentlichen wasserfreier Klärschlamm oder Feststoffe und Öl abgezogen werden. Die so erhaltenen wasserfreien Feststoffe werden dann statisch, dynamisch oder in einer Verbindung von beiden Verfahren einem Druck unterworfen, wodurch der in den Feststoffen enthaltene Ölanteil im wesentlichen vollständig abgeschieden wird und praktisch trockene öl- und fettfreie Feststoffe erhalten werden. Die Teilchengröße der im Abfallkonzentrat zugeführten Feststoffe soll den Wert von etwa 6 mm nicht überschreiten und es kann daher notwendig sein, eine Zerkleinerungsstufe zwischenzuschalten, damit die Pumpfähigkeit der Ölaufschlämmung von Klärschlamm und Öl durch die Rohrleitungen und Einrichtungen der Anlage gewährleistet wird.

Klärschlamm weist im allgemeinen unabhängig von dem während des Verfahrens zugesetzten Öl einen erheblichen Ölgehalt auf. Dieses Öl gelangt zusammen mit den Feststoffen des Schlammkonzentrates und dem hinzugefügten Öl durch die Entwässerungsstufe und wird zusammen mit dein zugesetzten Öl aus den wasserfreien Feststoffen ausgepreßt. Wenn die trockenen oder im wesentlichen wasserfreien Feststoffe Drücken ausreichender Größe ausgesetzt werden, kann eine Ölmenge abgeschieden werden, die gleich groß oder größer ist als die vorher zugesetzte Ölmenge. Durch den Preßvorgang soll im allgemeinen so viel Öl ausgeschieden werden, daß das für das Verfahren benötigte Öl wiedergewonnen wird. In den meisten Fällen kann jedoch durch den Preßvorgang eine größere Ölmenge gewonnen werden als zur Erzielung der Pumpfähigkeit zugesetzt wird, so daß bei dem Verfahren Öl zusätzlich als Nebenprodukt abfällt.

Die nach dem Preßvorgang erhaltenen Feststoffe können als Düngemittel, Tierfutter oder für andere, außerhalb des Verfahrens liegende Zwecke Verwendung finden und stellen somit durch das Verfahren erhaltene Produkte dar. Diese Produkte sind brennbar und können daher als Brennstoff für die Dampferzeugung zum Betrieb des Verdampfers Verwendung finden. Dieser Dampf kann gleichzeitig zum Antrieb für die Hilfsaggregate, wie z. B. die Pumpen, dienen, wenn diese durch Dampfkraft betrieben werden oder kann zum Betrieb eines Turbogenerators verwendet werden, der den Strom zum Antrieb der Pumpen erzeugt. Das Verfahren erhält sich also im Hinblick auf den Brennstoffbedarf wenigstens teilweise selbst. Wenn das durch das Verfahren gewonnene Öl dem Klärschlamm zugesetzt wird und die erhaltenen Feststoffe als Brennstoff dienen und wenn weiterhin das aus dem Klärschlamm verdampfte und gereinigte Wasser nach der Kondensation einem natürlichen Gewässer zugeführt wird, stellen die Einrichtung und das Verfahren der Erfindung eine wirtschaftliche, konzentrierte und vollständige Verwertung aller Bestandteile des Klärschlammes dar, wobei außerdem gewisse Mengen von verkäuflichen Produkten, wie z. B. Feststoffe des Klärschlammes und Abfallöle, anfallen. Wenn die ausgepreßten Feststoffe des Klärschlammes zur Dampferzeugung verbrannt werden, können die Ascherückstände ebenfalls einer weiteren Verwertung zugeführt werden.

Analysen von Klärschlamm haben ergeben, daß dieser im allgemeinen zwischen etwa 2 bis 40 oder mehr Gewichtsprozent oder genauer 3 bis 30 Gewichtsprozent nichtfetter Feststoffe, etwa 0,3 bis 15 Gewichtsprozent oder mehr Fettstoffe und im übrigen überwiegend Wasser enthält. Die Teilchengröße der Feststoffe soll, wie bereits erwähnt, höchstens etwa 6 mm betragen, was die normale Größenverteilung im Klärschlamm umfaßt. Größere Teilchen, z. B. Müll oder Kehricht, müssen nach bekannten Verfahren zerkleinert werden, so daß das Verfahren auch auf Müll und Kehricht anwendbar ist. Die Einrichtung und das Verfahren der Erfindung können in gleicher Weise für die Aufbereitung von Industrieabwässern Verwendung finden.

Die Öle, welche dem Abwasserschlamm zugemischt werden, sind inerte, verhältnismäßig nichtfiüchtige Öle oder Fette oder andere ölartige Stoffe. Typisch für solche Stoffe sind Talgöl, weitere tierische Fette und Pflanzenöle, welche in vielen Fäulen direkt aus dem Verfahren gewonnen werden können, außerdem Fettsäuren, Petroleumöle, deren Fraktionen und Verbindungen einschließlich der Heizöle, Glycerine, Glykole und Mischungen derselben, sowie verschiedene industrielle Abfallprodukte, welche im allgemeinen organischer Natur sind. Zweckmäßig verwendet man ein Öl, welches dem Ab-

wasserprodukt einen zusätzlichen Wert verleihen fer zeigt, ist die erste Stufe eines Mehrfachverdamp-

kann, z. B. Abfallöle, wie sie normalerweise in Ab- fers oder eines Verdampfers mit Mehrfacheffekt die

wässern oder in Industrieabfällen vorkommen, oder gleiche wie dessen letzter Effekt. Wenn dagegen die

Heizöle, oder man verwendet, wie bereits erwähnt, Olaufschlämmung in der Richtung des Heizdampfes

aus dem Verfahren abgeleitet Öle, wodurch die 5 durch die verschiedenen Stufen oder von Effekt zu

Kosten auf einem Minimum gehalten werden. Die Effekt durch die Verdampfereinrichtung strömt, er-

Ölmenge wird so bemessen, daß sie in dem System gibt sich ein gleichläufiger Verdampfer, bei dem die

etwa 2 bis 20 Gewichtsanteile ausmacht, bezogen auf erste Stufe und der erste Effekt wie in einem ein-

die nichtfetten Feststoffe. Diese Angabe bezieht sich stufigen oder Einfachverdampfer gleich sind, der bei

auf das gesamte Öl, d. h. auf das zugesetzte plus dem io der Einrichtung gemäß der Erfindung verwendet

aus dem Verfahren zur Wiederverwendung stammen- wird. Es ist irrelevant, die Wirkungsweise eines ein-

den Öl. Diese Ölmenge ergibt eine fließ- und pump- stufigen oder Einfachverdampfers als gleichläufig

fähige Mischung, selbst wenn der Wassergehalt der oder rückläufig zu bezeichnen.

Mischung abgetrennt ist. Durch die Ölbeimischung Beim Betrieb eines einstufigen oder Einfachver-

wird sogar die Fließ- und Pumpfähigkeit der 15 dampfers wird etwa 0,5 bis 0,75 kg Wasserdampf auf

Mischung verbessert. Der Ausdruck »fließfähig« soll 0,5 kg verdampftes Wasser benötigt. Bei der Aufbe-

mit »flüssig« gleichwertig sein, d. h.. die fließfähige reitung von Klärschlamm vermittels des erfindungs-

Masse soll sich der Form des Behälters anpassen. gemäßen Verfahrens kann im allgemeinen nicht da-

Dieser Ausdruck umfaßt auch schwere viskose mit gerechnet werden, daß der Heizwert der anfallen-

Medien, die pumpfähig und noch für Wärmeüber- 20 den Feststoffe zur völligen Deckung des Brennstoff-

tragungszwecke geeignet sind. bedarfs bei ununterbrochenem Betrieb ausreicht.

Als verwendbare Einrichtung kommen bekannte Andererseits kann das gleiche Verfahren zur Auf-Einfach- oder Mehrfachverdampfer in Frage. Der bereitung von Stoffen Verwendung finden, welche in Verdampfer kann nach dem Kreislaufprinzip, dem Wasser gelöst oder in Suspension sind, wie z. B. Schnellverdampferprinzip, mit einem einzigen Durch- 25 Kohlenstaub, Zement, gelöschter Kalk, Bohrschlamm, gang, mit einem durch Drehung abgewischten Film Ablauge aus der Papierherstellung und viele andere oder nach jedem anderen Prinzip arbeiten. Die Tem- Stoffe mehr. Die in dieser Verbindung vorliegenden peraturen, die Drücke und zu einem gewissen Grad Stoffe können als Abfallkonzentrate bezeichnet werdie Konzentrationen in der Entwässerungsstufe sind den und unter Zugabe von Öl ein Schlammkonzenweitgehend empirisch und hängen von den verwen- 30 trat bilden.

deten Systemen und den zu behandelnden Ölen ab. Der Gehalt an Feststoffen in der wäßrigen Lösung Übliche Bearbeitungstemperaturen der Mischung aus oder in der Dispersion und der Heiz- oder Kalorien-Öl und Klärschlamm liegen zwischen etwa 38 und wert der Feststoffe ist von Fall zu Fall verschieden 204° C, wobei der dem Verdampfer zugeführte Dampf und kann in manchen Fällen, wenn die Feststoffe eine entsprechend höhere Temperatur besitzt. Die 35 ausschließlich als Brennstoff Verwendung finden, zur für eine bestimmte Mischung gewählte Verdamp- Dampferzeugung für ununterbrochenen Betrieb ausfungstemperatur hängt von der gewünschten Qualität reichen. Es versteht sich, daß manche Abfallkonzendes Endproduktes, den Brennstoffkosten, der Kühl- träte, welche durch das erfindungsgemäße Verfahren wasserversorgung und der Kapitalanlage usw. ab. verwertet werden können, Feststoffe mit einem ge-Die Drücke in der Verdampfungsstufe sind nicht- 40 ringeren oder unbedeutenden Heizwert liefern. Ein kritisch und werden in Verbindung mit den Ver- Beispiel dafür wäre eine wäßrige Zementlösung. In dampfungstemperaturen so gewählt, daß sich in einem solchen Fall ist das Verfahren nur auf die einer bestimmten Anlage eine gewünschte Verdamp- Wiedergewinnung der Feststoffe und die Reinigung fungsgeschwindigkeit ergibt. Insbesondere kann bei des Wassers gerichtet, in welchem sich diese Festder Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens 45 stoffe in Dispersion oder in Lösung befanden,
der Verdampfungsdruck im wesentlichen dem Im Vergleich zu dem in der Patentanmeldung atmosphärischen Druck entsprechen oder auch G 46889 VI a/l a beschriebenen Verfahren hat das wesentlich über oder unter diesem Druck liegen. erfindungsgemäße Verfahren im allgemeinen einen

Im Hinblick auf Verdampfereinrichtungen, bei höheren Brennstoffbedarf unabhängig davon, ob der

denen die Mischung aus Öl und Klärschlamm meh- 50 benötigte Brennstoff teilweise oder sogar ganz aus

reren aufeinanderfolgenden Entwässerungsstufen dem Verfahren gewonnen wird. Die Vorteile des

unterworfen wird, als auch im Hinblick auf Einrieb- Verfahrens und der Einrichtung nach der vorliegen-

tungen, bei denen die Entwässerung in einer einzigen den Erfindung sind im Vergleich zu dem Verfahren

Stufe erfolgt, bezieht sich der Ausdruck »erste Stufe« nach der vorgenannten Erfindung darin zu sehen, daß

auf denjenigen Teil der Verdampfereinrichtung, in 55 sie einen verhältnismäßig einfachen Aufbau besitzen,

welchem die wäßrige Mischung dem ersten Entwässe- wodurch die Investitionskosten gering gehalten wer-

rungsschritt unterworfen wird, wobei der zweite, der den und die Anlage auf beschränktem Raum unter-

dritte oder weitere Schritt der »zweiten« Stufe, »drit- gebracht werden kann, was insbesondere dann er-

ten« usw. entspricht. Der Ausdruck »Effekt«, z. B. strebenswert ist, wenn einfacher Aufbau und gerin-

in »Mehrfacheffekt«, »Einfacheffekt« usw. bezieht 60 ger Platzbedarf der Anlage von größerem Ausschlag

sich auf den Durchstrom und die Wirkung des Heiz- sind als der niedrigere Brennstoffbedarf einer Anlage

dampfes in der Verdampfereinrichtung. Wenn die zu mit Vielfachverdampfern.

erhitzende und zu trocknende Mischung aus Öl und Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung und Klärschlamm, d. h. die Olaufschlämmung, im Gegen- eines Anwendungsbeispiels in der Anlage zur Aufbestrom zu dem Heizdampf durch die verschiedenen 65 reitung von Abwasserschlamm beschrieben. Gemäß Stufen strömt, wie z. B. in der bereits erwähnten Pa- dem in der Zeichnung dargestellten Fließdiagramm tentanmeldung G 46889 VI a/l a, im einzelnen be- tritt Klärschlamm durch die Leitung 1 in den Zerschrieben wird, welche einen rückläufigen Verdamp- kleinerer 2 ein. Typische Proben eines solchen Klär-

Schlammes enthielten 7,2 Gewichtsprozent Feststoffe und Fette und 92,8 Gewichtsprozent Wasser. Von den 7,2 % Feststoffen waren 1 °/o Fett und das andere nichtfette Feststoffe. Vom Zerkleinerer 2 tritt der Klärschlamm, bei dem die Teilchengröße der Feststoffe höchstens etwa 6 mm beträgt, durch die Leitung 3 in den Verflüssigungsbehälter 4 ein. Etwa 50 Teile heißes Öl oder Fett werden durch die Leitung 5 in den Verflüssigungsbehälter 4 eingeführt, um ein pumpfähiges, fließfähiges System nach Verdampfung des Wassers daraus zu behalten. Das System wird im Verflüssigungsbehälter 4 durch eine Rührvorrichtung 6 vermischt und umgerührt und dann durch die Pumpe 7 aus dem Verflüssigungsbehälter abgepumpt. Diese Aufschlämmung von Klärschlamm und zugesetztem Öl wird durch die Leitung 8 an den oben gelegenen Einlaß eines Einfachverdampfers 9 gepumpt, der z. B. ein Fallstromverdampfer sein soll und durch die Leitung 10 Dampf vom Kesselofen 11 erhält. Die Temperatur des Dampfes soll zwischen 115 und 132° C liegen. Nach der Kondensation des Dampfes verläßt er den Verdampfer durch die Leitung 12 und wird durch die Kesselpumpe 13 in den Kesselofen 11 zurückgepumpt. Im Verdampfer wird der Wassergehalt der Ölaufschlämmung bei einem Druck zwischen 100 und 300 mm Quecksilber absolut weggekocht. Der Wassergehalt verläßt den Dampfraum 14 des Verdampfers in der Form von überhitztem Dampf durch die Leitung 15 und strömt zum Kondensator 16, in welchem durch eine Saugstrahlpumpe 17 vermittels des durch die Leitung 18 zugeführten Dampfes ein Unterdruck erzeugt wird.

Der durch die Leitung 15 in den Kondensator eintretende überhitzte Dampf wird mit dem durch die Leitung 19 in den Kondensator zufließenden Kühlwasser vermischt, und das entstehende heiße Wasser wird durch die Leitung 20 zum Heißwasserspeicher 21 abgegeben. Der Heißwasserspeicher dient gleichfalls zur Aufnahme von Dampf und nicht kondensierbaren Gasen, welche die Saugstrahlpumpe 17 durch die Leitung 22 verlassen. Das im Heißwasserspeicher befindliche Wasser kondensiert diesen Dampf, wobei die nicht kondensierbaren Gase vom Wasser abgeschieden werden. Vom Heißwasserspeicher 21 wird fortlaufend Wasser durch die Leitung 23 entnommen und kann in der Kläranlage Verwendung finden. Das aus der Saugstrahlpumpe 17 austretende Gemisch von Dampf und nicht kondensierbaren Gasen könnte aber auch gleichfalls zu den Brennstoffdüsen des Kesselofens 11 geleitet werden und in diesem zur Zerstäubung von flüssigem Brennstoff dienen. Die nicht kondensierbaren Gase, welche in vielen Fällen einen starken Geruch verbreiten und wenigstens teilweise entflammbar sind, würden im letzteren Fall mit ihrem Heizwert an der Verbrennung im Kesselofen teilnehmen.

Der Zustrom des wäßrigen Klärschlammes oder der Ölaufschlämmung zum Verdampfer wird durch das Drosselventil 24 in der Leitung 8 auf der Abgabeseite der Pumpe 7 gesteuert. Die Ventilstellung wird durch eine Flüssigkeitsanzeigevorrichtung 25 im Aufschlämmungssumpf des Verdampfers gesteuert, welche auf den Pegelstand des im wesentlichen entwässerten Klärschlammes oder der Ölaufschlämmung anspricht. Bei einem sehr hohen Pegelstand schließt sich das Ventil wenigstens teilweise und setzt dadurch den Zufluß des wäßrigen Klärschlammes zum Verdampfer herab, während bei einem niedrigen Pegelstand das Ventil stärker geöffnet wird, so daß die Zuflußmenge erhöht wird.

Durch die in der Leitung 26 befindliche Pumpe 27 wird die Ölaufschlämmung fortwährend vom Unterteil des Verdampfers abgezogen und der Zentrifuge 28 zugeführt. Der Zustrom von trockenem Klärschlamm oder der Mischung von Feststoffen, Öl und geringen Wasserresten zur Zentrifuge wird durch das Drosselventil 29 in der Leitung 26 auf der Abgabeseite der Pumpe 27 gesteuert. Dieses Ventil wird durch einen Feuchtigkeitsmesser 30 im Aufschlämmungssumpf des Verdampfers gesteuert. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt des im Aufschlämmungssumpf des Verdampfers befindlichen Klärschlammes sehr hoch ist wird das Ventil teilweise geschlossen, wodurch der Zustrom von trockenem oder entwässertem Klärschlamm vom Verdampfer entsprechend vermindert wird. Der den Verdampfer durch die Leitung 26 verlassende trockene Klärschlamm setzt sich im allgemeinen aus etwa 1 Gewichtsprozent Wasser, etwa 15 % nichtfetten Feststoffen und im übrigen aus flüssigem Fett oder Öl zusammen.

In der Zentrifuge 28 wird die Ölaufschlämmung in zwei Ströme getrennt. Der eine Strom, welcher verhälinismäßig klares Öl enthält, gelangt durch die Leitung 31 zu einem an die Zentrifuge angeschlossenen Ölbehälter 32. Vom Ölbehälter 32 wird dieses Öl durch die Leitung 5 und vermittels der Pumpe 33 wiederum dem Verflüssigungsbehälter 4 zugeführt.

Wenn die abgeschiedene Ölmenge die zur Verflüssigung benötigte Menge überschreitet, kann das Öl durch die mit einem Absperrventil 35 versehene Leitung 34 vom Ölbehälter 32 abgezapft werden. Der aus der Zentrifuge austretende zweite Strom enthält im wesentlichen alle Feststoffe des Klärschlammes, in welchem jedoch immer noch etwa 30 bis 40 Gewichtsprozent Öl enthalten sind. Dieser Strom gelangt durch die Leitung 36 zu einer mechanischen Presse 37, in welcher eine im wesentlichen vollständige Trennung von festen und flüssigen Bestandteilen erfolgt. Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Presse 37 kann z. B. eine Kolbenpresse mit perforierten Zylindern oder irgendeine andere geeignete Preßvorrichtung sein, welche zur Trennung von festen und flüssigen Bestandteilen dient. Allgemein gesehen, erfüllt die Zentrifuge 28 im wesentlichen die gleiche Funktion, wobei jedoch die Abscheidung nicht statisch, sondern dynamisch erfolgt. Bei der Aufbereitung von Schlammkonzentraten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Trennung in feste und flüssige Bestandteile der den Verdampfer verlassenden Aufschlämmung in nichtfette Feststoffe und flüssiges Öl, in manchen Fällen auch durch eine einzige mechanische Vorrichtung, wirtschaftlich und in ausreichendem Maße erfolgen, wenn z. B. nur eine Zentrifuge oder eine Presse allein verwendet werden.

Die Presse 37 gibt fortwährend oder schubweise zwei Ströme ab, was von der Ausbildung der jeweiligen Presse abhängt. Der durch die Leitung 38 von der Pumpe 39 abgezogene Ölstrom stammt von der im wesentlichen wasserfreien, jedoch noch ölhaltigen Mischung, welche der Presse durch die Leitung 36 von der Zentrifuge 28 zugeführt wird. In der hier gezeigten Ausführung ist die Leitung 38 mit der Leitung 26 verbunden, so daß das abgeschiedene Öl mit der entwässerten Ölaufschlämmung vermischt wird und diese fließfähig macht, welche vom Verdampfer

zur Zentrifuge strömt. Das von der Presse 37 abgeschiedene Öl kann jedoch auch auf andere Weise behandelt werden. Dieses Öl kann beispielsweise direkt zu dem an die Zentrifuge angeschlossenen Ölbehälter 32 geleitet werden und von diesem zum Verflüssigungsbehälter 4 gelangen.

Unter der Annahme, daß der zugelieferte Klärschlamm bereits ölhaltig ist, hängt es vom Wirkungsgrad der Presse 37 ab, ob die Einrichtung überschüssiges Öl abscheidet, welches durch die Leitung 34 oder auf andere Weise entnommen werden kann. Wenn der Preßvorgang in der Weise erfolgt, daß die Menge des abgeschiedenen Öls dem Ölbedarf der Anlage entspricht, muß lediglich zum Anlaufen der Anlage Öl oder Fett zugegeben werden, und es kann kein Öl aus dem Verfahren gewonnen werden. Wenn der Preßvorgang andererseits in der Weise erfolgt, daß der Ölanteil in den erhaltenen Feststoffen höher ist als der Ölgehalt des ursprünglich durch die Leitung 1 zugeführten Klärschlammes, scheidet nicht nur die Möglichkeit der Ölgewinnung aus, sondern der Einrichtung muß sogar fortlaufend Fett oder Öl für die Aufbereitung zugeführt werden.

Der Strom von trockenen, gepreßten Feststoffen, welcher die Presse 37 durch eine Leitung oder ein Förderband 40 verläßt, wird einer Mühle oder einem anderen Zerkleinerer 41 zugeführt. Der von der Presse 37 ausgeworfene Preßkuchen enthält einen geringen Öl- oder Fettgehalt, der vorzugsweise 20 Gewichtsprozent nicht überschreitet und am besten unterhalb von 15 Gewichtsprozent liegt. Durch die Mühle 41 wird der Preßkuchen zu einer körnigen oder sogar pulverigen Masse zermahlen und gelangt durch die Leitung 42 zu einem Umschalter 43, welcher den Strom entweder in Leitung 44 oder in Leitung 45 leitet. Die Leitung 44 führt zu einer Abfüllvorrichtung, welche dazu dient, die Feststoffe aus der Anlage zu entfernen, wenn sie z. B. als Düngemittel oder für andere Zwecke verwendet werden. Die in der Zeichnung durch den Umschalter 43 angeschlossene Leitung 45 führt zu einem Gebläse 46, welches die Feststoffe als Brennstoffe durch den Kanal 47 in die Brennkammer des Kesselofens 11 einbläst.

Wenn das erfindungsgemäße Verfahren zur Aufbereitung von Klärschlamm angewendet wird, kann, wie bereits vorstehend erwähnt wurde, nicht erwartet werden, daß die Menge der erhaltenen brennbaren Feststoffe für den Heizbedarf bei der Dampferzeugung ausreicht. Daher wird dem Kesselofen 11 durch die Leitung 48 zusätzlicher Brennstoff in der Form von Heizöl oder einem anderen geeigneten Brennstoff zugeführt. Es versteht sich von selbst, daß der gesamte Brennstoffbedarf durch die Leitung 48 zugeführt werden muß, wenn die durch das Verfahren erhaltenen Feststoffe durch die Leitung 44 aus der Anlage entnommen werden. Wenn die im Klärschlamm enthaltenen Feststoffe als Brennstoffe Verwendung finden, ergibt sich ein Rückstand von Asche oder nichtbrennbaren Mineralien. Diese Asche kann durch geeignete Zyklone und Staubsammler durch die Leitung 49 aus dem Kesselofen 11 entfernt werden. Da diese Asche einen hohen Mineralanteil aufweist, kann sie ohne weiteres als Düngemittel verwendet werden. Obwohl die Verbrennungstemperaturen des Kesselofens zwischen etwa 870 bis 980° C betragen, wodurch organische Verbindungen zerstört werden und Gerüche vollkommen verschwinden, liegt die Abgastemperatur infolge des starken Wärmeaus

tausches zwischen den Heizgasen und den Oberflächen des Verdampfers unter 230° C. Infolge dieser niedrigen Abgastemperaturen gelangt nur ein sehr geringer Anteil der flüchtigen Bestandteile der Asche, wie z. B. die wertvollen Phosphorpentoxyde, in die Atmosphäre.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Entwässerung von Schlammkonzentraten, gemäß Patentanmeldung G 46889 VI a/l a, gekennzeichnet durch einen Verflüssigungsbehälter (4), in welchem den Schlammkonzentraten ein Öl zugesetzt und mit diesen vermischt wird, einen einstufigen Verdampfer (9), eine Leitung (8) zwischen Verflüssigungsbehälter und Verdampfer, durch welche die Mischung von Schlammkonzentraten und Öl zum Verdampfer strömt, einen Wärmeerzeuger (11), welcher die zur Verdampfung benötigte Wärme zum Verdampfer liefert, eine Preßvorrichtung (28, 37), in welcher die Mischung von Schlammkonzentraten und Öl in die festen und flüssigen Bestandteile getrennt wird, eine Leitung (26) zwischen Verdampfer und Preßvorrichtung, durch welche eine im wesentlichen wasserfreie Ölaufschlämmung vom Verdampfer zur Preßvorrichtung strömt, und durch Vorrichtungen (41, 43, 46) zur Abgabe der in der Preßvorrichtung abgeschiedenen Feststoffe an den Wärmeerzeuger, wobei der Wärmeerzeuger zur Verbrennung dieser Feststoffe eingerichtet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeerzeuger für den einstufigen Verdampfer (9) ein Kesselofen ist, wobei durch eine Leitung (10) Dampf vom Kesselofen zum Verdampfer einleitbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (9) durch eine Leitung (19) mit einem Kondensator (16) in Verbindung steht, in welchem das aus der Mischung von Schlammkonzentraten und Öl als Wasserdampf abgeschiedene Wasser kondensierbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßvorrichtung (28, 37) durch eine Leitung (5) mit dem Verflüssigungsbehälter (4) in Verbindung steht, in welchem das in der Preßvorrichtung abgeschiedene Öl den zugeführten Schlammkonzentraten zusetzbar ist.

5. Verfahren zur Entwässerung von Schlammkonzentraten unter Verwendung der Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese mit einem verhältnismäßig nichtflüchtigen Öl zu einer nach Abtrennung des Wassergehaltes fließ- und pumpfähigen Mischung vermischt werden, daß die gebildete ölhaltige Mischung einer einzigen Entwässerungsstufe durch Wärmeverdampfung unterworfen wird, und daß eine im wesentlichen wasserfreie Aufschlämmung von Schlamrnfeststoffen in Öl abgezogen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus Öl und Schlammkonzentraten in der Entwässerungsstufe bei einer Temperatur von etwa 38 bis 204° C behandelt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Mischung aus Öl

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und Schlammkonzentraten enthaltene Wasser in der Entwässerungsstufe als Wasserdampf abgeschieden und kondensiert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Ölaufschlämmung der Schlammfeststoffe Öl unter Zurücklassung eines nahezu ölfreien festen Schlammproduktes abgetrennt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das abgetrennte Öl in den Kreislauf zurückgeführt und mit den Schlammkonzentraten vermischt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das feste, gewonnene Schlammprodukt als Brennstoff zur Wärmeerzeugung für die Wärmeverdampfung verwendet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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