DE1255678B

DE1255678B - Process for converting refuse into compost fertilizer with the addition of sewage sludge

Info

Publication number: DE1255678B
Application number: DEM59008A
Authority: DE
Inventors: Eugen Ruckstuhl
Original assignee: Maschb Ruckstuhl & Co
Current assignee: Maschb Ruckstuhl & Co
Priority date: 1963-11-22
Filing date: 1963-11-22
Publication date: 1967-12-07

Description

Verfahren zur Umwandlung von Müll in Kompost-Düngemittel unter Beimischung von Klärschlamm Die Erfindung hat ein Verfahren zur Umwandlung von Müll, Klärschlamm, Müll-Klärschlamm-Gemischeu oder ähnlichen organischen Abfallstoffen in Kompostdüngemittel oder Bodenverbesserungsmittel unter Beimischung von Klärschlamm mit hohem Wassergehalt zum Gegenstand; sie geht von der Erkenntnis aus, daß die zunehmende Bevölkerungszahl und die Industrialisierung weiter Gebiete eine immer stärker werdende Verschmutzung auch der offenen Gewässer zur Folge hat. Die Notwendigkeit, dieser Verschmutzung durch den Bau von Kläranlagen zu begegnen, um die Abwassermengeri zu reinigen bzw. die darin enthaltenen Feststoffe auszuscheiden, hat zur Folge, daß außerordentlich große Mengen von Klärschlamm anfallen, So ergeben sich erfahrungsgemäß pro Einwohner und Tag etwa 1,3 kg uneingedickten Frischschlammes mit etwa 92 0/" Wassergehalt, die sich nach Ausfaulen des Schlammes auf 0,75 kg Faulschlamm pro Einwohner mit dem gleichen Wassergehalt reduzieren. Da nur ein Bruchteil dieser Schlammengen direkt von der Landwirtschaft zu Düngezwecken aufgenommen werden kann und darüber hinaus auch gegen die Verwendung eines solchen Schlammes hygienische Gründe sprechen und der Transport wegen des hohen Wassergehaltes sehr kostspielig ist, hat man zahlreiche Vorschläge gemacht, den Klärschlamm auf andere Weise zu vernichten oder mindestens durch Reduktion des Wassergehaltes die Mengen zu verringern.Process for converting garbage into compost fertilizer with admixture of sewage sludge The invention relates to a process for converting garbage, sewage sludge, garbage-sewage sludge mixtures or similar organic waste materials into compost fertilizers or soil improvers with the admixture of sewage sludge with a high water content; it is based on the knowledge that the increasing population and the industrialization of large areas result in an increasing pollution of the open waters as well. The need to address this pollution caused by the construction of sewage treatment plants to clean the Abwassermengeri or eliminate the solids contained therein, with the result that very large quantities of sludge incurred, Sun arise from experience per person per day is about 1.3 kg of unthickened fresh sludge with about 92 % water content, which after rotting of the sludge is reduced to 0.75 kg of digested sludge per inhabitant with the same water content There are hygienic reasons against the use of such sludge and the transport is very expensive because of the high water content, numerous proposals have been made to destroy the sewage sludge in another way or at least to reduce the quantities by reducing the water content.

Einer der Vorschläge, die bekanntgeworden sind, geht dahin, den Klärschlamm bei der Beseitigung bzw. der Verwertung von Haus- und Industriemüll zu verwenden, indem man bei der Kompostierung dieses Mülls Klärschlamm mit verarbeitet. Der Anteil der hierbei zugemischten Klärschlammenge im Verhältnis zur Menge des Mülls bleibt jedoch verhältnismäßig gering, weil der zu hohe Wassergehalt des Klärschlammes zu einem zu hohen Endwassergehalt des Kompostierungsgemisches führt und dadurch den biologischen Abbauprozeß bei der Kompostierung beeinträchtigt, wenn der Anteil des Schlammes am Gesamtgemisch zu groß wird. Es war deshalb auch hier notwendig, den Wassergehalt des Klärschlammes vor der Beimischung auf die bereits erläuterte, aufwendige Art und Weise erheblich herabzusetzen, durchweg von 920/" auf mindestens 700/, Wassergehalt. Abgesehen davon, daß für diese Herabsetzung des Wassergehaltes entweder großflächige Trockenbeete, die stets die Gefahr der Geruchsbelästigung mit sich bringen oder leistungsfähige Filtrieranlagen mit hohen Erstellungs- und Betriebskosten benötigt werden, läßt sich auch bei Anwendung dieser Hilfsmittel der anfangs erwähnte Anfall von 0,75 kg Faulschlamm pro Tag und Einwohner nicht in einer pro Tag und Einwohner anfallenden Müllmenge von 0,5 kg unterbringen, da die maximal zumischbare Klärschlammmenge durch den immer noch relativ hohen Wassergehalt des entwässerten Schlammes begrenzt ist. Bei Anwendung der heute vielfach üblichen gemeinsamen Verarbeitung der anfallenden Schlamm- und Müllmengen in einem einzigen Abbauprozeß bleiben deshalb beträchtliche Faulschlammengen übrig, die dem Prozeß nicht zugeführt werden können.One of the proposals that has become known is to use sewage sludge in the disposal or recovery of household and industrial waste by processing sewage sludge when composting this waste. The proportion of the amount of sewage sludge added in relation to the amount of waste remains relatively low, however, because the excessively high water content of the sewage sludge leads to an excessively high final water content of the composting mixture and thereby impairs the biological degradation process during composting if the proportion of the sludge in the overall mixture increases grows big. It was therefore necessary here, too, to reduce the water content of the sewage sludge considerably in the complex manner already explained before adding it, consistently from 920 ″ to at least 700 ″ water content , which always entail the risk of odor nuisance or efficient filtration systems with high construction and operating costs are required, the aforementioned accumulation of 0.75 kg digested sludge per day and inhabitant cannot be achieved in one per day and inhabitant, even when using these aids accommodate kg accumulating waste amount of 0.5, since the maximum zumischbare sludge amount is limited by the still relatively high water content of the dewatered sludge. When applying the now widely available common processing of the resulting sludge and waste volumes in a single decomposition process therefore remain considerable digester sludge n left that cannot be fed to the process.

Nach der Erfindung wird deshalb die Kompostierung unter Beimischung von Klärschlamm in einer Klärzelle mit bewegtem und belüftbarem Inhalt in der Weise vorgenommen, daß das Kompostierungsgemisch in an sich bekannter Weise nach seiner durch den Abbauprozeß bedingten Erwärmung so lange mit Frischluft durchlüftet wird, bis der Gesamt-Wassergehalt sich auf etwa 40 bis 450/" verringert hat, und dann der frische oder ausgefaulte Klärschlamm je- weils in einer den Gesamt-Wassergehalt des Gemenges wieder auf 50 bis 55 0/, erhöhenden Menge beigemischt wird und diese Beimischungen in entsprechenden zeitlichen Abständen jeweils dann wiederholt werden, wenn der Gesamt-Wassergehalt des Gemenges nach der Beimischung wieder auf 40 bis 45 "il, abgesunken ist.According to the invention, therefore, the composting with the admixture of sewage sludge is carried out in a clarification cell with agitated and ventilated content in such a way that the composting mixture is aerated with fresh air in a manner known per se after its warming caused by the degradation process until the total Water content has decreased to about 40 to 450 / ", and then the fresh or digested sewage sludge is added in an amount that increases the total water content of the mixture again to 50 to 55 %, and these admixtures are added at corresponding time intervals then be repeated when the total water content of the mixture has fallen back to 40 to 45 "il after the admixture.

Da der Kompostierungsprozeß von Müll erfahrungsgemäß am günstigsten verläuft, wenn der Wassergehalt 45 bis 55 0/, beträgt, und der Prozeß durch die jeweilige Zumischung von Klärschlamm eine Aktivierung erfährt, erlaubt es das erfindungsgemäße Verfahren, die gesamte, normalerweise in einem Gemeinwesen anfallende Menge flüssigen Klärschlammes mit der anfallenden Müllmenge, je nachdem ob flüssiger, frischer Klärschlamm oder ausgefaulter Schlamm verwendet werden, zu Kompost zu verarbeiten, ohne daß unverarbeitete Schlamniengen übrigbleiben.Since experience has shown that the process of composting garbage is most favorable when the water content is 45 to 55 %, and the process is activated by the addition of sewage sludge, the method according to the invention allows the entire amount of liquid that normally occurs in a community Processing sewage sludge with the amount of waste, depending on whether liquid, fresh sewage sludge or digested sludge is used, to compost without leaving unprocessed sludge amounts.

Bei der Abwicklung des Verfahrens in der geschilderten Weise erwärmt sich nach Beimischung des Klärschlammes das Müll-Klärschlamm-Gemenge infolge des Abbauprozesses auf etwa 50 bis 70'C. Bei der Belüftung der Gemengemasse mit Frischluft erwärmt sich diese Luft und führt infolge des dabei erhöhten Wasseraufnahmevermögens zu einer Abtrocknung der Gemengeteilchen. Normalerweise sinkt der Wassergehalt des Gemenges nach 1 bis 3 Tagen auf 40 bis 45 0/" so daß dann die nächste Beimengung von flüssigem Schlamm erfolgen kann.When the process is carried out in the manner described, after the sewage sludge has been mixed in, the garbage-sewage sludge mixture heats up to around 50 to 70 ° C. as a result of the degradation process. When the batch is ventilated with fresh air, this air is heated and, as a result of the increased water absorption capacity, leads to the batch particles drying out. Normally the water content of the mixture is lowered to 1 to 3 days at 40 to 45 0 so that then the next addition can be carried out by liquid sludge / ".

Neben der durch das Einbringen in den Kompostierungsprozeß bewirkten Hygienisierung des Klärschlammes und der bereits erwähnten Möglichkeit, Klärschlamm und Kompost in sogenannten einwohnergleichen Mengen zu bearbeiten, kann auf diese Weise der flüssige Klärschlamm abgetrocknet und mitkompostiert werden, ohne daß zusätzliche Kosten entstehen, zumal die Vermischung des Gemenges unter Zufuhr von Frischluft auch dann notwendig ist, wenn Müll ohne beigemischten Klärschlamm kompostiert werden soll.In addition to those brought about by the introduction into the composting process Hygienization of the sewage sludge and the already mentioned possibility of sewage sludge and processing compost in so-called population-equivalent quantities can be done on this Way, the liquid sewage sludge can be dried and composted without additional costs arise, especially since the mixing of the mixture with the addition of Fresh air is also necessary when garbage is composted without added sewage sludge shall be.

Zusammenfassung aus den Versuchsprotokollen über Müll-Klärschlamm. und Kompostierversuche im Jahre 1962 mit der Ruckstuhl-Hygienisatoranlage in Muttenz bei Basel Zweck der Versuche Es soll geklärt werden, ob durch mehrstufiges Beimischen von Klärschlamm zum Müll eine einwohnergleiche Kompostierung von Müll und Klärschlamm möglich ist.Summary from the test protocols on garbage sewage sludge. and composting tests in 1962 with the Ruckstuhl hygienizer plant in Muttenz near Basel. Purpose of the tests The aim is to clarify whether multi-stage admixing of sewage sludge with the garbage is possible to compost garbage and sewage sludge with the same inhabitants.

Verwendetes Versuchsmaterial 6 t Stadtmüll (ohne Sperrgut und Industrieabfälle) mit 35 0/, Wassergehalt, 12 t Faulschlamm mit 92 0/0 Wassergehalt, wobei diese beiden Mengen die Einwohnergleichheit darstellen.Test material used 6 t municipal waste (excluding bulky goods and industrial waste) with 35 % water content, 12 t digested sludge with 92% water content, these two quantities representing the population equality.

Versuchsbeginn: 3. September 1962. Erste Stufe Den 6 t Müll wurden im Hygienisator 3 t Schlamm beigemischt, so daß sich folgende Zusammensetzung ergab: Müll Klärschlanim Total 1 % Feststoff 3900 kg Feststoff 240 kg 41411 kg 46 Wasser 2100 kg Wasser 2760 kg 4860 kg 54 6000 kg 3000 kg 9000 kg Beim kontinuierlichen Umwälzen des Gemisches stieg die Temperatur nach 4 Tagen von 25 auf 65'C an. Am 4. Tag sank der Durchschnittswassergehalt von 54 auf 420/0. Da der Abbauverlust gewichtsmäßig nicht erfaßt werden konnte, wurde er bei der nachstehenden Rechnung nicht berücksichtigt.Start of the experiment: September 3 , 1962. First stage 3 tons of sludge were added to the 6 tons of garbage in the hygienizer, so that the following composition resulted: Waste sewage sewage in total 1 % Solid 3900 kg solid 240 kg 41411 kg 46 Water 2100 kg water 2760 kg 4860 kg 54 6000 kg 3000 kg 9000 kg With continuous circulation of the mixture, the temperature rose from 25 to 65 ° C. after 4 days. On the 4th day the average water content sank from 54 to 420/0. Since it was not possible to determine the weight of the degradation loss, it was not taken into account in the following calculation.

Sicher ist, daß die Mischung von 9000 kg sich durch den Wasserverlust wie folgt verändert hat: Nachdem das Gemisch noch 420/0 Wasser enthielt, so sind die 4140 kg Feststoffe (unberücksichtigt Ab- bauverluste) 58 0/0. It is certain that the mixture of 9000 kg has changed as follows due to the loss of water: After the mixture still contained 420/0 water, the 4140 kg solids (disregarding degradation losses) are 58%.

Das Gemisch wog deshalb total Der Wasserverlust betrug somit: 9000 kg -7140 kg 1860 kg. Versuchsbeginn: 8. September 1962. Zweite Stufe Den verbleibenden etwa 7200 kg Gemisch wurden 2000 kg Schlamm beigemischt, so daß sich folgende Zusammensetzung ergab: Müllschlamm 1 Schlamm 1 Total 0/0- Feststoff 4140 kg Feststoff 160 kg 411111 kg 47 Wasser 3060 kg Wasser 1840 kg 4900 kg 53 7200 kg 2000 kg 9200 kg Durch die Beimischulig des Klärschlammes sank die Durchschnittstemperatur im Hygienisator auf etwa 40'C.The mixture therefore weighed totally The water loss was thus: 9000 kg -7140 kg 1860 kg. Start of the experiment: September 8 , 1962. Second stage The remaining approximately 7200 kg of mixture were mixed with 2000 kg of sludge, so that the following composition resulted: Garbage sludge 1 sludge 1 total 0 / 0- Solid 4140 kg solid 160 kg 411 111 kg 47 Water 3060 kg water 1840 kg 4900 kg 53 7200 kg 2000 kg 9200 kg Due to the admixture of sewage sludge, the average temperature in the hygienizer fell to around 40'C.

Nach weiteren 4 Tagen dauerndem ständigem Umwälzen und Durchlüften stieg die Temperatur auf etwa 60'C an, und der Wassergehalt sank von 53 auf 43-/,.After a further 4 days of constant circulation and ventilation, the temperature rose to about 60 ° C and the water content fell from 53 to 43%.

Wenn das Gemisch noch 43 0/, Wasser enthält und aus nach wie vor 4300 kg Feststoff besteht, so sind die Feststoffe = 57 0/,. If the mixture still contains 43 % water and still consists of 4,300 kg of solids, then the solids = 57%.

Das Gemisch wiegt deshalb total Der Wasserverlust betrug somit-. 9200 kg -7550 kg 1650 kg. Versuchsbeginn: 13. September 1962. Dritte Stufe Dem Gemisch wurden weitere 3 t Klärschlamm beigemischt, so daß sich folgende Zusammensetzung ergab: Müllschlanun 1 Schlamm 1 Total 1 0/0 Feststoff 4300 kg Feststoff 240 kg 4 5411 kg 43 Wasser 3250 kg Wasser 2760 kg 6010 kg 57 7550 kg 3000kg 10550kg Eine Kontrolle des fertigen Gemisches ergab, daß der theoretische Wassergehalt des Gemisches offenbar wegen der Abbauverluste der Feststoffe nicht stimmte, sondern 61 anstatt 57 11/0 betrug.The mixture therefore weighs totally The water loss was thus -. 9200 kg -7550 kg 1650 kg. Start of the experiment: September 13 , 1962. Third stage A further 3 tons of sewage sludge were added to the mixture, so that the following composition resulted: Müllschlanun 1 1 Total slurry 1 0/0 Solids 4300 kg solids 240 kg 4 5411 kg 43 Water 3250 kg water 2760 kg 6010 kg 57 7550 kg 3000kg 10550kg A check of the finished mixture showed that the theoretical water content of the mixture was apparently incorrect because of the loss of decomposition of the solids, but was 61 instead of 57 11/0.

Die Temperatur sank durch die Beimischung auf WC und erhöhte sich in den nächsten 4 Tagen auf nur 42'C. Der Wassergehalt reduzierte sich nur um 20/" was eindeutig auf zu hohen Wassergehalt der Mischung zurückzuführen war, d.h., man hätte bei dieser Stufe ebenfalls nur 2 t Schlamm beimischen sollen. - Die Transportvorrichtungen zeigten Ver klebungen und mußten öfters gereinigt werden. Nur langsam war es in den nächsten 10 Tagen möglich, die Temperatur wieder auf 65'C zu bringen, und der Wassergehalt sank in dieser Zeit auf nur 520/,. Nach weiteren 4 Tagen reduzierte sich der Wassergehalt auf 400/,.The temperature sank through the admixture to WC and increased to only 42'C in the next 4 days. The water content was only reduced by 20 / ", which was clearly due to the excessively high water content of the mixture, ie only 2 tons of sludge should have been added at this stage. - The transport devices were sticking and had to be cleaned more often it was possible in the next 10 days to bring the temperature back to 65'C, and the water content sank to only 520 /.

In zwei weiteren Stufen von je 4 Tagen Dauer plus 1 Tag Beimischungszeit wurden je zwei weitere Tonnen Klärschlamm ohne Schwierigkeiten beigemischt, so daß nach total 36 Tagen der gesamte Klärschlamm und Müll einwohnergleich kompostiert waren.In two further stages of 4 days each plus 1 day of admixing time, two more tons of sewage sludge were mixed in without difficulty, so that after a total of 36 days all of the sewage sludge and garbage were composted in the same way as the inhabitants.

Nach Beendigung der Versuche wurde der Kompost während 2 Wochen im Hygienisator belassen und während dieser Zeit nur alle 3 Tage belüftet. Nach dieser Zeit war der Kompost praktisch ausgereift und erwärmte sich anschließend nicht mehr.After the end of the tests, the compost was left in the hygienizer for 2 weeks and only aerated every 3 days during this time. After this time, the compost was practically mature and then no longer warmed up.

Leider wurde es unterlassen, das Endprodukt zu wiegen, so daß über den Abbauverlust während der Versuche keine Zahlen vorliegen.Unfortunately, the final product was neglected to weigh so over No figures are available for the loss of degradation during the experiments.

In einer zweiten Versuchsreifie wurde eingedickter Klärschlamm mit etwa 70 04 Wassergehalt einwohnergleich dem Müll beigemischt. Es waren dabei lediglich zwei Beimischungsstufen nötig, insbesondere deshalb, weil der Müll einen sehr niedrigen Wassergehalt von nur 300/,) aufgewiesen hat.In a second test phase, thickened sewage sludge with a water content of around 70 04 people was mixed with the garbage. Only two admixing stages were necessary, in particular because the waste had a very low water content of only 300 /,) .

Alle Versuche zeigten, daß es bei der ersten Beimischungsstufe einfach ist, eine relativ große Menge Klärschlamm beizumischen, weil offensichtlich bei Beginn des Kompostierungsprozesses der Müll saugfähiger ist, sich besser durchlüften läßt und die Abbauverluste der Feststoffe - welche den durchschnittlichen Wassergehalt des Gemisches erhöhen - noch gering sind.All tests showed that it is easy to mix in a relatively large amount of sewage sludge in the first admixing stage, because obviously at the beginning of the composting process the garbage is more absorbent, can be better ventilated and the degradation losses of the solids - which increase the average water content of the mixture - still occur are low.

Auf jeden Fall haben die Versuche bewiesen, daß man auch bei schwersten Bedingungen, d.h. bei Beimischung von uneingedicktem Klärschlamm, eine einwohnergleiche Kompostierung erzielen kann, wenn man stufenweise vorgehen kann. - Es muß allerdings erwähnt werden, daß sich alle anderen mechanischen Kompostierungsanlagen und auch die Mietenkompostierung für eine stufenweise Beimischung von Klärschlamm gar nicht eignen, weil bei diesen Verfahren unbezahlbare Umtriebe nötig wären.In any case, the tests have shown that even under the most difficult conditions, ie when unthickened sewage sludge is mixed in, composting of the same population can be achieved if one can proceed in stages. - It must be mentioned, however, that all other mechanical composting systems and also windrow composting are not at all suitable for a gradual admixture of sewage sludge, because this process would require unaffordable activities.

Claims

Patent claim: Process for converting garbage, sewage sludge, garbage-sewage sludge mixtures or similar organic waste materials into compost fertilizers or soil improvers with the addition of sewage sludge with a high water content, characterized in that the composting mixture mixed with sewage sludge in a manner known per se after its degradation process conditional heating is ventilated with fresh air until the total water content of the mixture has reduced to about 40 to 45 o'clock, and then fresh or putrefied sewage sludge again in each case the total water content of the mixture to 50 to 550 /, enhancing amount is added and this admixture stands are respectively repeated in corresponding time sequential exhaust, when the total water content is the mixture after admixture of the heating and ventilation again dropped to 40 to 45 "/ contemplated references.: German P patent specifications No. 1137 050, 1 024 532. 821947, Swiss patent specification No. 272 267; "Städtehygiene", 1962, issue 5, p. 87; Prospectus "Swiss Metallurgical Society", Basel, dated September 28, 1961, p. 2.