DE1609006A1

DE1609006A1 - Verfahren zur Behandlung von Abwaessern

Info

Publication number: DE1609006A1
Application number: DE1965ST023870
Authority: DE
Inventors: Teletzke Gerald H; Pogainis Edmunds M
Original assignee: Sterling Drug Inc
Current assignee: STWB Inc
Priority date: 1964-06-24
Filing date: 1965-05-22
Publication date: 1970-02-26
Also published as: DK109710C; SE308085B; NL149768B; ES313425A1; FR1435669A; BE664656A; NO116319B; DE1609006B2; DE1609006C3; AT256730B; US3256179A; CH444770A; IL23513A; NL6506648A; GB1055349A

Description

P 16 09 006»5-25 Frankfurt .(Main), 28>Νυνβ&ΐ>βτ 1969

Sterling Drug Inc. in lew York (USA.)

Verfahren zur Behandlung von Abwässern.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein ¥erfahren zur Behandlung von Abwässern, insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Behandlung von Ab wässern nach dem Schlanimfaulverfahren unter Heranziehung einer Naßverbrennung. Die Erfindung bezieht sich weiters auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Nach einem bekannten Verfahren zur Behandlung von Abwässern wird dieses in Schlammfaulbehältern einer anaeroben Gärung unterworfen um die Schädlichkeit des Abwassers zu verringern. Im Schlammfaulbehälter wird durch anaerobe Organismen der chemische Sauerstoffbedarf des zugeführten Schlammes dadurch auf etwa die Hälfte verringert, daß ein Teil des Schlammes in Methan und Kohlendioxyd und andere Stoffwechselprodukte übergeführt wird. Das gebildete Methan wird4,n der Begel zur Erzeugung von Energie, wie mechanische oder elektrische Energie oder Wärmeenergie, verwendet.

Bei der Behandlung von Abwässern nach dem Schlammfaulverfahren können zahlreicjie Probleme auftreten, Dazu zählen . unzureichende Kapazität des Sandbettes, der Rieselfelder oder der mechanischen Filtrationseinrichtungen, Ein weiteres Problem entsteht bei der Abführung des Ablaufes und dieses Problem ist dann besonders dringlich, wenn der Inhalt des Paulschlammbehält er s vergiftet ist. Auch bei der Ablagerung des immer noch einen hohen chemischen Sauerstoffbedarf besitzenden

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festen Rückstandes treten Probleme auf. Ein weiteres Problem entsteht häufig wegen unzureichender Kapazität des Schlammfaulbehälters. Wenn ein Sehlammfaulverfahren mit einer Energieerzeugungsanlage gekoppelt wird, so wird bei einer den Bedarf der Energieerzeugungsanlage unterschreitenden Gasproduktion der optimale Wirkungsgrad der Anlage nicht mehr erzielt. Auch die von Tag zu Tag und von Jahr zu Jahr schwankenden Mengen an anfallendem Abwasser führen zu Schwankungen der gaserzeugung und damit zu weiteren Problemen. Auch die einen höheren Wirkungsgrad besitzenden, unter Verwendung von beheizten Schlammfaulbehältern durchgeführ — ten Schlammfaulverfahren bieten wegen der höheren Betriebskosten und der erhöhten Arbeitsschwierigkeiten zahlreiche Probleme.

Gegenstand der Erfindung ist es nun eines oder mehrere der oben erwähnten Probleme zu lösen bzw. die mit diesen Problemen verbundenen Nachteile abzuschwächen.

Gemäß der Erfindung wird der aus dem Schlammfaulbe — hälter abgezogene Faulschlamm einer Naflverbrennung bei zumindest etwa 120 C unter Druck unterzogen, wobei stets ein solcher Überschuß an gasförmigem Sauerstoff vorliegt, daß der chemische Sauerstoffbedarf des Faulschlammes um weniger als 55 fo verringert wird, anschließend der nicht in Lösung gebrachte feste Rückstand von der verbleibenden Flüssigkeit getrennt und konzentriert wird und zumindest ein Teil der verbleibenden Flüssigkeit nach Kühlung auf etwa 75 ^⁰ 108 zum Faulschlammbehälter rückgeführt wird und wobei die Kühlung der verbleibenden Flüssigkeit derart gelenkt wird, daß sich im Schiammfaulbehälter eine im wesentlichen, konstante Temperatur zwischen 30 und 60 C ergibt, und die Menge des durch die verbleibende Flüssigkeit in den Schlammfaulbehälter eingebrachten Animoniakstiekstoffes so geregelt wird, daß der Gehalt des Inhaltes des Schlammfaulbehälters an Ammoniakstickstoff stets unter 1,0 g/l, vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,5 g/lf liegt.

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Gemäß dem in der USA-Patentschrift Nr. 3.O6O.II8 beschriebenen Verfahren wird die durch eine Naßverbrennung eines Abwasserschlammes, bei welcher der chemische Sauer st off bedarf des Abwasserschlammes um 60 bis 85 ^cJo verringert wird, erhaltene verbleibende Flüssigkeit der biologischen Behandltingsstufe als Nährstoff zugeführt. Diese Arbeitswei se bewährt sich gut, wenn die biologische Behandlung eine -anaerobe,Behandlung ist. Der nach diesem Verfahren erhaltene Wässrige Ablauf nach der Naßverbrennung stellt jedoch für die in Schlanunfaulbehältern lebenden Organismen ein relativ schlechtes Nährmedium dar. Wenn nun aber die Oxydation unter solchen Bedingungen durchgeführt wird, daß der chemische Sauerstoffbedarf des Faulschlammes um weniger als 55 %_f insbesondere weniger als k5 $» verringert wird, so stellt der erhaltene Ablauf aus der Naßverbrennung ein von den im Faulsehlammbehälter lebenden Organismen bereitwilliger aufge nommeiies Nährmedium dar. Damit kann eine erhöhte Gasproduktion erzielt werden. Der im Rahmen des beschriebenen Verfahrens verbleibende aufbereitete Schlamm besitzt einen geringeren chemischen Sauerstoffbedarf und ist biologisch beständiger.

Der niedrigere Oxydationsgrad kann durch Erniedrigung der Oxydationsteraperatur erzielt werden. Wenn beispielsweise die Naßverbrennung bei Temperaturen zwischen 120 und 175°C vorgenommen wird, so wird eine Oxydation im Ausmaß von weniger als 10 '/» bei IbO-⁰G-- in---einer Stunde und bei 12O⁰C in acht Stunden oder mehr erzielt. Bei 120 C oder bei einer etwas höheren Temperatur- kann eine Oxydation in einem gewissen Ausmaß erzielt werden, jedoch betrügt dei* Oxydati ons grad an der unteren Temperaturgrenze häufig nur 1 ^cic oder weniger. Aus diesem Grunde wird- die Oxydation vorzugsweise zwischen 120 und 165⁰C, beispielsweise bei i20°C innerhalb 2 bis 16 Stunden, bei i'iO C innerhalb i bis S Stunden, bei 150 C innerhalb einer Zeit bis zu 4-Stunden und bei l6.Ö'°C-innerhalb-einer Zeit von einer Stunde oder weniger vorgenommen.

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Aus dem obigen ergibt sieh eine weitere Möglichkeit zur Begrenzung des Oxydationsgrades, welche darin besteht, daß bei an sich einen höheren Oxydationsgrad ergebenden Temperaturen gearbeitet wird, Wobei jedoch die Oxydationszeit so weit zu verkürzen ist, daß der erzielte Oxydationsgrad weniger als 55 % beträgt. So wird beispielsweise eine etwa 10 %-ige Oxydation bei etwa 175°C und eine etwa 45 %-ige Oxydation bei 225°C innerhalb 6o Minuten erzielt. Damit wird durch eine Begrenzung der Oxydationszeit auf weniger als IO Minuten beim Arbeiten bei 120 bis. 200⁰C und bei Begrenzung der Oxydationszeit auf 5 Minuten bei 200 bis 225°C der Oxydationsgrad auf weniger als 55 % begrenzt.

In der Regel soll der Oxydationsgrad nicht dadurch verringert werden, daß der zugeführte Sauerstoff bei der Naß verbrennung vollkommen verbraucht wird, da der bei einer solchen Arbeitsweise erhaltene Ablauf gegenüber den im Schlammfaulbehälter lebenden Organismen toxisch/ist. Aus diesem Grunde soll die Naßverbrennung in der Regel so durchgeführt werden, daß stets Sauerstoff in einer solchen Menge zugeführt wird, daß In der Gasphase des oxydierten Gemisches Sauerstoff, vorzugsweise in einer Menge zwischen 0,5' bis 2,5 %_} beispielsweise in einer Menge von 1 bis 2 $,vorhanden ist«

Die Oxydation kann nach den USA-Patentschriften Nr. 2.665.249, 2.824.058, 2.903,425, 2.932,613 und 3.060.118 durchgeführt werden, wobei jedoch solche Oxydationsbedingungen eingehalten werden, daß der erzielte Oxydationsgrad weniger als 55 % beträgt. Der Ausdruck "Naßverbrennung¹¹ wurde geprägt um auszudrücken, daß die Oxydation in Gegenwart von Wasser unter einem solchen Druck vorgenommen wird, daß zumindest ein Teil des Wassers in flüssigem Zustand verbleibt. '

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im Zusammenhang bei hoher Temperatur, d.h. bei 30 bis 6o°C, in der Regel etwa bei 30 bis 35°C» betriebenem Schlammfaulverfahren ausgeübt. Bei solchen Arbeitstemperaturen stellten sich in den Schlammfaulbehältern Schwierigkeiten deshalb ein, weil sich bei direkter Beheizung der Behälter der Wärmeaustausch rasch

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verschlechterte und bei direkter Beheizung des Behälterinhalts mittels Dampf der Behälterinhalt in unerwünschter Weise verdünnt wurde.

Da bei der Im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens ausgeübten direkten Beheizung des Behälterinhalts das Heizmedium einen Nährstoff darstellt, ist die direkte Beheizung ohne unerwünschte Verdünnung des Behälterinhalts durchführbar. Da im Zuge der Naßverbrennung bei Temperaturen gearbeitet wird, bei welchen eine größere Wärmemenge erzeugt wird als zur Aufrechterhaltung einer Temperatur von 30 bis 60°C im Schlammfaulbehälter erforderlich ist, wird der Ab lauf aus der Naßverbrennungsstufe vor seiner Rückführung in den Sehlammfaulbehälter auf etwa 75 bis iO&^Cj vorzugsweise auf etwa 80 bis 1Q5°C,gekühlt. Die Kühlung des Ablaufes aus der Naßverbrennungsstufe erfolgt zweckmäßigerweise durch Wärmeaustausch dieses Ablaufes mit der der Naßverbrennungszone zugeführten Beschickung, so daß der Energiebedarf der Oxydationsstufe verringert wird. Bei kontinuierlicher Arbeitsweise ist das Ausmaß der Kühlung von der Umgebungstemperatur des Schlammfaulbehälters abhängig. In nördlichen Breiten ist im Winter die Temperatur des Ablaufes aus der Naßverbren nungsstufe auf etwa 99'-bis.-105⁰C zu halten, während im Sommer auf etwa 75 bis 80⁰C gekühlt werden kann» Die Temperatur, auf welche gekühlt werden soll, wird durch jene Wärmemenge bestimmt, welche erforderlich ist den Inhalt des Schlamm -faulbehälters auf einer zwischen 30 und 6O°C liegenden, im wesentlichen konstanten Temperatur zu halten*

Die im oxydierten Gemisch enthaltenen unlöslichen Feststoffe setzen sich leicht aus dem Ablauf ab. Die feuchten, völlig unschädlichen Feststoffe können in üblicher Weise, beispielsweise auf einem Sandbett oder auf Vakuum-Rotationsfiltern leicht getrocknet werden. Ihre erdige Beschaffenheit macht sie zu guten Bodenyerbesserungsmitteln und Düngemit-. telji. ■'"■"."■■"■*■

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden solche Bedingungen eingehalten, daß der Gehalt des Inhaltes des Schlammfaulbehälters an Ammoniakstiekstoff unter 1,0 g/l

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bleibt. Dies kann durch eitle der im folgenden angegebenen Maßnahmen oder auch durch Kombination von zwei oder mehr dieser Maßnahmen geschehen:

a) Die Oxydationstemperatür wird umgekehrt zum Gehalt des Inhaltes des Schlammfaulbehälters an Ammoniakstickstoff verändert. Es wurde gefunden, daß der Ablauf,d.i. das von Peststoffen befreite oxydierte Gemisch, dann einen niedrigen Gehalt an Amraonaikstickstoff besitzt, wenn die Oxydation bei 120 bis 15O⁰C durchgeführt wird, und hoch ist,wenn die Oxydation bei 175 bis 225°C durchgeführt wird. Dementsprechend wird, wenn der Gehalt des Inhaltes des Schlammfaulbehälters an Ammoniakstickstoff gegen 1,0 g/l ansteigt, eine Oxydationstemperatur unterhalb 175 C, vorzugsweise unter 155 C, angewendet. Höhere Oxydationstemperaturen, beispielsweise eine Oxydationstemperatur von 20O⁰G oder mehr, kann dann einge halten werden, wenn der Ammoniakstickstoffgehalt des Inhaltes des Schlammfaulbehälters unter 0,8 g/l liegt. Im Betriebs zustand der Anlage wird täglich der Ammoniakstickstoffgehalt des Schlammfaulbehälterinhaltes bestimmt und eine solche Oxydationstemperatur eingestellt, weiche den Ammoniakstick— stoffgehalt des Schlammfaulbehälterinhaltes unter 1,0 g/l, vorzugsweise auf 0,1 bis 0,5 g/l» insbesondere 0,2 bis Ο,Λ. g/l, hält.

b) Alternativ kann die Verweilzeit des Oxydatioiis— gemisches im Naßverbrennungsreaktor in Abhängigkeit vom Ainmoniakstickstoffgehalt des Schlammfaulbehälterinhaltes, beispielsweise durch Änderung der Fördergeschwindigkeit durch den Reaktor, verändert werden. Venn hiebei die gleiche Oxydationstemperatur gehalten werden soll,kann es erforderlich werden, den vorhandenen Wärmeaustauschern Wärme von außen, beispielsweise mittels überhitzten hochgespannten Dampfes, zuzuführen. Durch Verkürzung der Reaktionszeit wird der Ammoniakstickstoffgehalt des Ablaufes verringert. So kann, beispielsweise bei einer Oxydationstemperatur von 200°G durch Verringerung der Umsetzungsdauer von einer Sturide auf 15 Minuten der Ammoniakstickstoffgehalt des Ablaufes bis auf die Hälfte verringert werden.

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e) Eine weitere Möglichkeit zur Regelung des Ammoniak-' stickstoffgehaltes des Schlammfaulbehälterinhaltes ist durch Veränderung der Menge des in den Schlammfaulbehälter zurückgeführten Ablaufes gegeben. Kenn der Ammoniakstickstofige - ' halt des Schlammiaulbehälterinhaltes auf 1,0 g/l ansteigt und der Ammoniaksticlcstoffgehalt des Ablaufes mehr als 1,0 g/l beträgt, so wird in den Sehlammfaulbehälter nur ein solcher Bruchteil des Ablaufes zurückgeführt, daß der Ammoniakspiegel im Schlammfaulbehälter unter 1,0 g/l bleibt. Der Rest des Ab-

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lauf es kann in die Primärschlammanlage bzw. in die/aerobe Behandlungsstufe zurückgeführt oder mit nicht oxydiertem Faul schlamm vor dessen Oxydation vermischt werden. Da bei dieser Arbeitsweise die dem Schiammfaulbehälter zugeführte Wärmemenge verändert wird, ist es manchmaj/erforderlich die Temperatur, auf welche der Ablauf gekühlt wird, so zu regeln, daß der Inhalt des Schlammfaulbehälters auf der gewünschten Temperatur innerhalb des oben angegebenen Bereiches gehalten wird.

d) Eine vierte Möglichkeit zur Regelung des Ammoniak stickstoffg,ehaltes des Schlammfaulbehälterinhaltes besteht in der Entfernung zumindest eines Teiles des Ammoniakstickstoffes aus dem Ablauf,bevor dieser dem Schlammfaulbehälter zugeführt wird. Dies kann durch Fällung, Oxydation oder Verdampfung erfolgen. Vorzugsweise wird der Ammoniak verdampft, wobei der heilige Ablauf bis auf Atmosphärendruck entspannt wird, womit zusammen mit Dampf, Kohlendioxyd und Stickstoff ein Teil des Ammoniakstickstoffes in Form von Ammoniak entweicht. Das Abblasen des Ammoniaks kann durch Zugabe einer nicht flüchtigen Base,* beispielsweise Ätzkalk oder Atzalkalien, zum Ablauf vor seiner Entspannung erleichtert werden. Hiebei wird der pH-Wert des Ablaufes, welcher normalerweise etwa bei h bis 6 liegt, auf über 7, beispielsweise auf 10 bis 11, angehoben. Gewünschterifalls können die Schwebstoffe vorher entfernt werden, um die erforderliche Menge an nichtflüchtiger Base zu verringern. Durch Entfernung der Hauptmenge des oder des gesamten Ammonialcstickstoffes aus dem Ablauf vor seiner Rückführung zum Schlamnif aulbehält er wird ein leicht assimilierbares,

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nicht toxisches Nährmedium für die anaeroben Mikroorganismen erhalten, wodurch die Gasausbeute um 10 bis 25 % er höht wird.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren an Hand der Fig. der Zeichnung näher erläutert, in welcher eine in erfindungsgemäßer Weise betriebene Schlammfaulanlage dargestellt ist.

In der in der Fig. gezeigten Abwasseraufbereitungsanlage gelangt das Abwasser, nach Passieren der üblichen Siebe usw. über die Leitung 1 in einen Absetzbehälter 10.Die sich im Behälter 10 absetzenden Feststoffe werden über die Leitung 13 einem Eindicker Ik zugeführt. Der Ablauf aus dem Absetzbehälter 10 wird über die Leitung 11 einer Belüftungs«- station 20 zugeführt und gelangt dann über die Leitung 21 zu einem Absetzbehälter 22, aus welchem über die Leitung 23 ein bereits unschädlicher Ablauf abfließt und aus welchem ein Teil des abgesetzten aktivierten Schlammes über die Rohrleitungen 25 und 27 zur Belüftungsstation 20 und der Rest des aktivierten Schlammes den vom Absetzbehälter 10 kommenden Feststoffen über die Rohrleitung 25 zugeführt wird. Der Ablauf aus dem Eindicker Ik wird über die Rohrleitungen 15 und 3 zum ersten Absetzbehälter 10 gepumjt- . Der im Eindicker Ik anfallende Schlamm wird über die Rohrleitung 17 dem Schlammfaulbehälter 30 zugeführt, in welchem ein Teil der Feststoffe in Methan und Kohlendioxyd übergeführt wird. Aus dem Schlammfaulbehälter 30 gelangt der Faulschlamm über die Rohrleitung 3± in einen Absetzbehälter 32, aus welchem die überstehende Flüssigkeit über die Rohrleitungen 33» 35 und 3 zum Absetzbehälter 10 oder über die Rohrleitungen 33» 35 und 28 zur Belüftungsstation 20 geleitet wird. Der Faulschlamm wird über die Rohrleitung 37 abgepumpt und mit über die Rohrleitung 38 zugeführter Luft vermischt, worauf die erhaltene Mischung durch den Wärmeaustauscher kO gepumpt wird, in welchem deren Temperatur auf Oxydationstemperatur erhöht wird. Das heiße Gemisch wird über die Rohrleitung kl zum Naßverbrennungsreaktor 42 derart gepumpt, daß eich die zur

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Erzielung des gewünschten Oxydationsgrades erforderliche Verweilzeit im Reaktor ergibt. Das oxydierte Gemisch wird über die Leitung 43 in den Mantel des Wärmeaustauschers 40 gepumpt, wo es einen Teil des Wärmeinhalts an das ankommende Gemisch abgibt. Das teilweise heruntergekühlte oxydierte Gemisch wird durch die Rohrleitung 45, im Zuge derselben gegebenenfalls der pH-Wert des oxydierten Gemisches durch eine über eine Rohrleitung 47 in einer bestimmten Menge zugeführte Base erhöht wird, zu einem Separator 50 gepumpt, wo das Gemisch etwa auf Atmosphärendruck entspannt wird. Das Entspannen kann über Turbinen erfolgen, wobei zusätzlich die Wärmemenge noch in Wärmeaustauscher innerhalb der Anlage verwertet werden kann. Die suspendierte Feststoffe ent haltende flüssige Phase gelangt aus dem Dampfscheider 50 über die Leitung $1 in einen Absetzbehälter 52, aus welchem die überstehende Flüssigkeit über die Rohrleitungen 53 und 17 zum Schlammfaulbehälter 30 zurückgeführt und die nunmehr unschädlichen Feststoffe über die Rohrleitung 55 auf ein Sandbett 60 oder eine andere Filtertype aufgegeben werden. Die nach Abtrennung der Feststoffe mittels des Filters verbleibende restliche Flüssigkeit wird beispielsweise über die Rohrleitung 61 und 3 in den ersten Absetzbehälter 10 zurückgeführt. Primärschlamm kann dem Wärmeaustauscher direkt über die Nebenschlußleitung 19 zugeführt werden. Faulschlamm kann hiebei über die Rohrleitungen 37_f 19 und 17 wieder zum Faul— sehlarambehälter 30 zurückgeführt werden. GewünschtenfalIs kann der Ablauf aus dem dem Schlammfaulbehälter 30 nachgeschalteten Absetzbehälter 32 über die Rohrleitungen 39 und 37 dein Wärmeaustauscher 40 zugeleitet werden. Der Ablauf aus dem Absetzbehälter 52 gelangt über die Nebenschlußleitung 57 zum ersten Absetzbehälter 10.

In der beschriebenen Anlage wurde wie folgt gearbeitet. 3»785.000 1 eines 10,4 Tonnen Schwebstoffe mit einem biologischen Sauerstoffbedarf von 8,35 t wurden pro Tag in den Absetzbehälter 10 gepumpt, aus welchem ein 4,16 t

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Schwebstoffe mit einem biologischen Sauerstoffbedarf von 5,42 t enthaltender Ablauf vom Rest der Schwebstoffe abgezogen wurde. Nach Behandlung des Ablaufes aus dem ersten Absetzbehälter 10 in der Belüftungsstation 20 und nach Absetzen des Ablaufes aus dieser Belüftungsstation im Absetzbehälter 22 konnte aus diesem Absetzbehälter 22 ein Ablauf abgezogen werden, dessen biologischer Sauerstoffbedarf vernachlässigbar war. Im Eindicker 14 fiel mit einer Geschwindigkeit von 170.000 1 pro Tag ein 9,5 t Schwebstoffe, davon 6,34 t flüchtige (organische) Feststoffe, enthaltender Primärschlamm an. Dieser Primärschlamm wurde zusammen mit 75.500 1 des 0,7 t fltihtige Feststoffe enthaltenden Ablaufes aus dem Absetzbehälter 52 in den Schlammfaulbehälter 30 gepumpt, in welchem unter Gasentwicklung ein Faulschlamm entstand, welcher nach Abtrennung vom in einer Menge von 162.000 1 pro Tag anfallenden Ablauf aus dem Schlammfaulbehälter zum ersten Absetzbehälter 10 zurückgeführt wurde. Der in einer Menge von 95.000 1 pro Tag anfallende, 3,16 t Asche und 3,16 t flüchtige Feststoff enthaltende Faulschlamm wurde mit einer zur Verringerung des chemischen Sauerstoffbedarfes um etwa 50 ^C,O ausreichenden Menge an Luft vermischt. Das erhaltene Gemisch aus Luft und Faulschlamm wurde durch den Wärmeaustauscher 40 gefördert und dort auf 140⁰C erwärmt. Das den Wärmeaustauscher verlassende erwärmte Gemisch wurde durch den Reaktor 42 geleitet, in welchem die Temperatur des Gemisches durchschnittlich auf 2O5°C gehalten wurde und in welchem das Gemisch so lange verblieb bis durch die ablaufende Oxydation der chemische Sauerstoffbedarf auf etwa die HaJfte verringert worden war. Das Verhältnis des zugeführten Faulschlammes zur zugeführten Luft wurde derart kontinuierlich geregelt, daß die Dampfphase des oxydierten Gemisches 0,5 bis 2,5 > Sauerstoff enthielt. Das heiße oxydierte Ge misch wird über den Mantel des Wärmeaustauschers 40 geführt, in welchem dessen Temperatur soweit abgesenkt wurde, daß der aus dem Absetzbehälter 52 abfliessenue Ablauf in Abhängigkeit von der Jahreszeit eine zwischen 75 bis 105⁰C liegenden Temperatur besaß. Hiebei wurde die Temperatur des heißen Ablaufes

so eingeregelt, daß sich im Schlammfaulbehälter eine konstante Temperatur von 32 C ergab. Das aus dem Wärmeaustauscher kO ankommende heiße Gemisch wurde im Separator 50 durch Abblasen von Dampf etwa auf Atmosphärendruck entspannt. Aus dem Absetzbehäjter k2 wurde der heiße Ablauf mit einer Temperatur abgezogen, welche bei Rückführung dieses Ablaufes in den Schlammfaulbehalter 30 ermöglichte, den Inhalt des Schlammfaulbehälters auf einer Temperatur von 32°C zu halten. Der aus dem Absetzbehälter 52 abgezogene, 40 % Feststoffe, d.h. 6,32 t Feststoffe, enthaltende Schlamm wurde auf ein Sandbett aufgegeben, wo er mit einer um vieles größeren Geschwindigkeit als in üblicher Weise erhaltener Faulschlamm zu einem krümraeligen Kuchen abtrocknete.

Dei einer etwas anderen Arbeitsweise wurde die flüssige Phase des oxydierten Gemisches,deren pH-Wert Ί,3 betrug, mit 2 bis 8 g Ca(OH)^ pro 1 oder mit einer äquivalenten Menge einer anderen Hase· vermischt, worauf 10 bis 20 ^cjo des Wassers abgedampft wurden, wobei zusammen mit dem aus dem Dampfscheider 50 abgeblasenen Wasserdampf 85 bis 98 ⁽,Ό des Amraoniakstickstoffes beseitigt wurden. Bei dieser Arbeitsweise konnte in reproduzierbarer Weise die Gaserzeugung im Schlaramfaulbehälter und gleichzeitig eine weitergehende Verringerung des chemischen Sauerstoffbedarfes des dem Schlammfaulbehälter zugefühi'ten Schlammes erzielt werden. Beim kontinuierlichen Arbeiten wurde hiebei der Ammoiiiakstickstoffgehalt des Schlammfaulbehälterinhaltes täglich bestimmt und entsprechend den_# erhaltenen Meßwerten" wurde die Menge der dem heißen oxydierten Gemisch zugesetzten Base verändert. Sobald der Ammoniakstickstof!gehalt im Schlammfaulbehälter gegen 1,0 g/l anstieg, wurde eine solche Menge an Base zugesetzt, daß der pH-Wert auf 7 bis 11 oder mehr angehoben wurde. Beim Absinken des Ammoniakstickstoffgehaltes unter 0,8 g/l wurde das Zugeben der Base abgebrochen.

Gemäß einer anderen abgeänderten Arbeitsweise wurde das Faulschlariira-Luft-Gemisch bei einer Temperatur zwischen 120 und 150 C oxydiert, wobei die zur Aufrechterhaltung dieser Terapei'atur erforderliche Wärmemenge mittels dem heißen

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Faulschlamm-Luft-Gemisch unmittelbar vor Eintritt in den Reaktor direkt oder indirekt zugeführten Dampfes zugeführt wurde. Der von Feststoffen befreite Reaktorablauf, welcher bei einer Oxydationstemperatur von 120⁰C etwa 5 g/l oder weniger flüchtige Feststoffe und bei einer Oxydationstemperatur von 150^oC etwa 17 g/l oder mehr flüchtige Feststoffe enthielt, enthielt weiters 0,2 bis 0,5 g/l Ammoniakstickstoff und stellte ein beträchtlich besseres Nährmedium für die Organismen im Schlammfaulbehälter dar als der bei einer Oxydation oberhalb 15O°C erhaltene Ablauf.

Gemäß einer weiteren abgeänderten Ausführungsform wurde zumindest ein Teil des aus dem Absetzbehälter 52 er- « haltenen Ablaufes direkt dem ersten Absitzbehälter zugeführt, wobei die Menge des nicht dem Schlammfaulbehälter zugeführ— ten Ablaufes so geregelt wurde, daß der Ammoniak-stickstoffgehalt das Schlammfaulbehälterinhaltes knapp bei 1,0 g/l gehalten wurde.

Gemäß einer anderen abgeänderten Ausführungsform des oben beschriebenen Verfahrens wurde die Fördergeschwindigkeit des Faulschlammes so weit erhöht, daß das Verhältnis von Faulschlamm zu Luft theoretisch nur eine 27 %-ige Oxydation ermöglicht, wobei die Verweilzeit im Reaktor so verringert wurde, daß statt einer 50 %-igen Oxydation eine nur 25 %-ige Oxydation erzielt wurde. Die zur Aufrechterhaltung der gleichen Oxydationstemperatur erforderliche zusätzliche Wärmeenergie wurde in einem weiteren Wärmeaustauscher mittels Dampf zugeführt.

Schließlich wurde auch derart vorgegangen, daß das Faulschlamm-Luft-Gemisch durch das Wärmeaustauschersystem mit einer durchschnittlichen Temperatur von 120 bis l60°C und einer Verweilzeit von 16 bis 0,25 Stunden gepumpt wurde* wobei die minimale Verweilzeit jene war, innerhalb derselben sich eine VerkürzungOer Absatzzeit der Schwebstoffe auf zumindest die Hälfte erzielt ist. Das heiiie Gemisch wurde durch eine wärmeisolierte Vorrichtung zur Abscheidung von Feststoffen der in der Zeichnung dargestellten Art geführt,

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wo so viele Feststoffe entfernt und anschließend auf das Sandbett aufgegeben wurden, daß der Gehalt an flüchtigen Feststoffen auf weniger als 40 g/l abgesenkt wurde. Der Rest der heißen Mischung wurde dann zusammen mit einer im wesentlichen zur Erzielung einer vollständigen Oxydation ausreichenden Menge an Luft in den beispielsweise auf etwa 200 bis 35O⁰C gehaltenen Reaktor eingeführt. Wenn zumindest 20 g/l der flüchtigen Feststoffe oxydiert wurden, hielt sich die Reaktion von selbst aufrecht. Das oxydierte Gemisch wurde dann durch das Wärmeaustauschersystem 40 und in den Dampfscheider 50 geleitet, von wo es schließlich zum ersten Absetzbehälter oder zur Belüftungsstation oder zusammen mit dem weitgehend gereinigten Ablauf aus der Anlage entfernt wurde. Diese Arbeitsweise ist dann von besonderem Wert, wenn die Kapazität des Schlammfaulbehälters bereits voll ausgelastet ist und die Verweilzeit im Sehlammfaulbehälter ver ringert werden muß. Während üblicherweise bei Verkürzung einer Verweilzeit des Schlammes im Sehlammfaulbehälter wegen schlechterer Absetzeigenschaften des erhaltenen Faulschlamme s die verwendeten Sandbette übermässig belastet werden, ist dies bei der beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht der Fall, da die Absetzgeschwindigkeit des erhaltenen Faulschlammes beträchtlich besser ist als die, in üblicher Weise erhaltenen Faulschlammes. Da darüber hinaus der chemische Sauerstoffbedarf des Ablaufes äußerst gering ist, wird das System nicht zusätzlich belastet.

Patentansprüche:

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Claims

Pat entansprüche:

1.Verfahren zur Erhöhung der Kapazität von einen Schlammfaulbehälter aufweisenden Abwasseraufbereitungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der erhaltene Faulschlamm bei zumindest etwa 120⁰C im Zuge einer Naßverbrennung oxydiert wird, wobei stets gasförmiger Sauerstoff in einem solchen Überschuß vorhanden ist, daß der chemische Sauerstoffbedarf des Abwasserschlammes um weniger als 55 ^c/o verringert wird,

b) daß aus dem Ablauf die verbleibenden Feststoffe abgetrennt werden,

c) daß zumindest ein Teil des von den Feststoffen befreiten Ablaufes auf etwa 75 his 10b°C gekühlt wird, sodaß, wenn der gekühlte Ablauf dem Schlammfaulbehälter zugeführt wird, im Schlammfaulbehälter eine im wesentlichen konstante Temperatur zwischen etwa 30 und 60 C aufrecht erhalten wird,

d) daß der teilweise gekühlte Ablauf dem Schlammfaulbehälter zugeführt wird, und

e) daß die Menge des mit dem Ablauf dem Schlammfaulbehälter zugeführten Ammoniakstickstoffes so geregelt wird, daß der Ammoniakstickstoffgehalt des Schlammfaulbehälterinhaltes unter 1,0 g/l bleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Filtration vom Ablauf abgetrennten Feststoffe getrocknet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Ablauf ein Teil des Ammoniakstickstoffes durch Verdampfung eines Teiles des Ablaufes entfernt wird.

k. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß dem Ablauf vor der teilweisen Verdampfung eine nicht flüchtige Base zugesetzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis h_t dadurch

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gekennzeichnet, daß die Naßverbrennung bei Temperaturen bis 155°C, vorzugsweise etwa unter 150°C durchgeführt wi r d.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf auf etwa 80 bis 105°C gekühlt wird.

7· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des gekühlten Ablaufes mit dem Faulschlamm vor dessen Oxydation vermischt wird.

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