DE1609007B2

DE1609007B2 - Kontinuierliches verfahren zum herstellen eines stabilen, geruchfreien abwasserschlammes mit optimalen verarbeitungseigenschaften

Info

Publication number: DE1609007B2
Application number: DE1965ST023871
Authority: DE
Inventors: Wayne B.; Hoffmann Clarence A.; Schoeffel Eugene Wilhelm; Mosinee Wis. Gitchel (V.St.A.)
Original assignee: Sterling Drug Inc., New York, N.Y. (V .St. A.)
Priority date: 1964-06-24
Filing date: 1965-05-22
Publication date: 1976-09-30
Also published as: DK113980B; US3272740A; DE1609007A1; CH458225A; NL144560B; NO117533B; IL23475A; BE663944A; GB1055348A; ES312830A1; SE308084B; NL6508133A; FR1441841A; AT260820B

Description

Tabelle I

Analyse	Zu ver	Verringerung des
	arbeitender	chemischen Sauer
	Schlamm	stoffbedarfs um
		10% 40% 71%
% Asche	17	24 34 75
%C	50	42 32 2
% N	2	0,4 0,6 0
% Lipoide	21	14 3 1
% Proteine	5,46	0 0 0
% Faserstoffe	42	35 34 3
Tabelle II
Schlamm	Spezifischer	Durchschnittliche
	Filtrations	Filtrations
	widerstand	geschwindigkeit in
	(in sekVg · W)	l/h · m2

Als Ausgangs- 2000
material ver-

wendeter Abwasserschlamm
Erhitzt in Ab- 800
Wesenheit von
Luft

(US-PS 20 75 224)
Zu 10% oxydiert 25
Zu 20% oxydiert 4
Zu 45% oxydiert 6

< 1

<2

40 30

Gemäß der obigen Tabelle I bleibt der größte Teil di im Schlamm enthaltenen Faserstoffe bei einer Verring rung des chemischen Sauerstoffbedarfs des Schlammi um 10 bzw. 40% erhalten, so daß die gute Filtrierbarkei des Schlammes gewährleistet ist. Wird hingegen d chemische Sauerstoffbedarf des Schlammes um etw 70% verringert, dann enthält der Schlamm nur mehr 3°/ Faserstoffe. Aus der obigen Tabelle I ergibt sich weite

daß bei einer Verringerung des chemischen Sauerstoffbedarfs des Schlammes um nur 10% bereits die gesamten Proteine zerstört worden sind und damit die Voraussetzungen für das Nachfaulen des Schlammes und für das Entstehen unangenehmer Geruchsstoffe nicht mehr vorhanden sind. Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlicher Schlamm ist auf Grund seiner Eigenschaften hervorragend als Düngemittel oder, falls getrocknet, als Brennstoff, verwendbar. Im Zusammenhang mit der Tabelle I sei noch bemerkt, daß bei einer Verringerung des chemischen Sauerstoffbedarfs um etwa 70% ein nur etwa 2% C enthaltender Rückstand, also ein Rückstand erhalten wird, der praktisch als Asche zu bezeichnen ist und praktisch nur mehr aus anorganischen Stoffen besteht, also keinesfalls mehr als Düngemittel oder, falls getrocknet, als Brennstoff verwendet werden kann.

Die Tabelle II zeigt deutlich die Verringerung des spezifischen Filtrationswiderstandes beim Verarbeiten von Abwasserschlamm nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und zeigt auch, daß sich beim Arbeiten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein wesentlich besser filtrierbarer Schlamm ergibt als beim Verfahren gemäß der US-PS 20 75 224.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Sauerstoffbedarf des aufzuarbeitenden Abwasserschlammes vorzugsweise um etwa 10 bis 35% verringert da dann, wie aus den Tabellen I und II geschlossen werden kann, sowohl ein ausreichende Mengen an Faserstoffen enthaltender und damit leicht filtrierbarer Schlamm als auch eine relativ große Menge an, beispielsweise als Heizmaterial, verwendbarem Schlamm erhalten wird.

Um beim Arbeiten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die hierfür wesentlichen Parameter, nämlich eine Verringerung des chemischen Sauerstoffbedarfs des Abwasserschlammes um einen innerhalb der Grenzen von 5 bis 45% liegenden Wert und einen keineswegs vollständigen Verbrauch des zugeführten Sauerstoffes, einzuhalten, stehen mehrere Möglichkeiten zur Verfügung, die sich aus der Tatsache ableiten lassen, daß der Oxydationsgrad eine Funktion der Reaktionsgeschwindigkeit und der Umsetzungszeit ist, wobei zu berücksichtigen ist, daß die Reaktionsgeschwindigkeit eine Funktion weiterer beeinflußbarer veränderlicher, beispielsweise der Vorwärmtemperatur des Abwasserschlammes des Arbeitsdruckes, der Zufuhrgeschwindigkeit des Abwasserschlammes, der Konzentration des Abwasserschlammes an oxydierbaren Feststoffen, dem Sauerstoffangebot und der Länge der Reaktionszone, und die Umsetzungsdauer eine Funktion der Länge der Reaktionszone und der Fördergeschwindigkeit des Gemisches aus Abwasser und sauerstoffhaltigem Gas ist, wobei diese Veränderlichen einzeln oder zu mehreren regeltechnisch so beeinflußt werden müssen, daß die oben genannten wesentlichen Parameter auf Sollert gehalten werden. Selbstverständlich ist auch die Temperatur des Reaktionsgemisches eine die Größe der Reaktionsgeschwindigkeit bestimmende weitere Veränderliche, jedoch ist gerade die Arbeitstemperatur im allgemeinen keine direkt sondern eine eine nur indirekt beeinflußbare weitere Veränderliche, da die am Ende der Reaktionszone feststellbare Temperatur abhängig ist von den übrigen oben genannten direkt beeinflußbaren weiteren Veränderlichen, und zwar der Vorwärmtemperatur des \bwasserschlammes dem Arbeitsdruck (stärkere Verdampfungskühlung mit sinkenden Arbeitsdrücken), der Konzentration des Abwasserschlammes an oxydierbaren Feststoffen, der Fördergeschwindigkeit des Gemisches aus sauerstoffhaltigem Gas und Abwasserschlamm, dem Sauerstoffangebot und der Länge der Reaktionszone (veränderbar durch Zuschalten und Abschalten von Wärmeaustauschern). Naturgemäß ist die Reaktionsgeschwindigkeit auch eine Ortsfunktion, da innerhalb der Reaktionszone in Richtung vom Einlaß zum Auslaß derselben die Konzentration der im Abwasser suspendierten oxydierbaren Feststoffe abnimmt und hierbei gegebenenfalls die Konzentration der bei der Oxydation entstandenen gelösten organischen Stoffe ansteigt, das Sauerstoffangebot abnimmt, und, soferne die Reaktionszone ungeteilt ist und daher in einzelnen Abschnitten der Reaktionszeit weitere der oben erwähnten direkt beeinflußbaren Veränderlichen nicht unabhängig voneinander verändert werden können, stetig ansteigt bzw. bei die positive Wärmetönung übersteigenden Wärmeverlusten, beispielsweise bei geringem Durchsatz, stetig abnimmt. Die Umsetzungszeit ist offenbar lediglich eine Funktion der Länge der Reaktionszone und Zufuhrgeschwindigkeit des Gemisches aus Abwasserschlamm und sauerstoffhaltigem Gas, während die Reaktionstemperatur eine Funktion aller direkt beeinflußbarer Veränderlicher, einschließlich der eben genannten, ist.

Im Sinne der obigen Ausführungen ist es also im allgemeinen Falle ausreichend, die für das erfindungsgemäße Verfahren wesentlichen Parameter durch Regelung der Temperatur in der Oxydationszone und der Verweilzeit des Abwasserschlammes in der Oxydationszone in Abhängigkeit von Änderungen des gewählten Sollwertes der Konzentration von Sauerstoff im Abgas auf Sollwert zu halten. Dieser allgemeine Fall ist gegeben bei sich stark verändernden Arbeitsbedingun gen, beispielsweise beim Umstellen des Verfahrens auf einen anderen Oxydationsgrad oder auf das Verarbeiten eines Abwasserschlammes eines anderen chemischen Sauerstoffbedarfes, also eines Abwasserschlammes mit anderer Konzentration an oxydierbaren organischen Feststoffen. Selbstverständlich ist es zweckmäßig, einen in einer Anlage zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens einmal erzielten stationären Zustand zu halten und in einem solchen Fall ist es ausreichend, die für das erfindungsgemäße Verfahren wesentlichen Parameter durch Regeln der Reaktionstemperatur in Abhängigkeit von Änderungen des gewählten Sollwertes der Konzentration von Sauerstoff im Abgas zu regeln, wobei die Reaktionstemperatur durch entsprechendes Verändern zumindest einer der direkt beeinflußbaren Veränderlichen im gewünschten Sinne verändert wird. Bei Vorliegen eines stationären Zustandes wird die Oxydationstemperatur zweckmäßig lediglich durch Verändern der Verweilzeit des Abwasserschlammes in der Oxydationszone geregelt und in diesem Falle ist es gleichgültig, ob vom Regeln der Reaktionstemperatur oder vom Regeln der Verweilzeit gesprochen wird. In jedem der Fälle ist sodann jeder Oxydationsgrad frei wählbar, welcher zu einer Erniedrigung des chemischen Sauerstoffbedarfs des Abwasserschlammes um einen Wert von 5 bis 45% führt und nicht den vollständigen Verbrauch des zugeführten Sauerstoffes bedingt, wobei der innerhalb der angegebenen Grenzen maximal zulässige Oxydationsgrad durch die Menge des dem aufzuarbeitenden Abwasserschlamm zugeführten gasförmigen Sauerstoffs festgelegt ist. Eine Möglichkeit zum Einregeln des Sauerstoffverbrauches besteht im Verringern des chemischen Sauerstoffbedarfes des

aufzuarbeitenden Abwasserschlammes durch Verdünnen, und diese Arbeitsweise wird zweckmäßig eingesetzt, sobald der Sauerstoffgehalt der Abgase unter etwa 1% absinkt. Für Verdünnungszwecke kann alles verwendet werden, was einen geringen Sauerstoffbedarf besitzt, z. B. Wasser, ankommendes Abwasser oder der Ablauf einer Abwasseraufbereitungsanlage. Der Verdünnungsgrad und der Zeitpunkt des Verdünnens kann beispielsweise mittels eines Magnetventils in der Zufuhrleitung des Materials mit niedrigem chemischem Sauerstoffbedarf erfolgen, wobei das Magnetventil erregt wird, sobald der Gehalt der Gasphase des oxydierten Gemisches an gasförmigem Sauerstoff unter 1% absinkt. Diese Arbeitsweise gestattet es, auf eine Pumpe zum Erzielen eines veränderlichen Durchsatzes an Abwasserschlamm zu verzichten und die Durchsatzgeschwindigkeit durch das System konstant zu halten, was vom thermodynamischen Standpunkt aus wünschenswert ist.

Eine andere Möglichkeit zum Einregeln des Sauerstoffverbrauchs besteht im Verändern jener Zeit während welcher das Gemisch aus Abwasserschlamm und Sauerstoff auf die gewünschte Oxydationstemperatur erhitzt wird. Dies kann durch entsprechende Ausbildung der Anlage, beispielsweise mittels Nebenschlüssen oder durch Verändern der Durchsatzgeschwindigkeit des Gemisches aus Abwasserschlamm und Sauerstoff, erzielt werden. Diese Arbeitsweisen benötigen gründlich durchgebildete Anlagen und Steuerungssysteme hierzu, so daß, auch weil nach diesen Arbeitsweisen die Reaktionsbedingungen innerhalb der Anlage unstetig verändert werden, diese Arbeitsweise nur in Sonderfällen, beispielsweise beim Umstellen einer Anlage auf einen anderen Oxydationsgrad, angewendet werden.

Eine weitere Möglichkeit besteht im Verändern der Durchsatzgeschwindigkeit des gasförmigen Sauerstoffes bei konstant gehaltener Durchsatzgeschwindigkeit an Abwasserschlamm.

Zum Regeln der Verringerung des Sauerstoffbedarfs des Abwasserschlammes ist es zweckmäßig, die Temperatur zu regeln. Da unter Gleichgewichtsbedingungen durch Verringern des Druckes mehr Wasser auf Kosten des Wärmeinhaltes des Reaktionsgemisches verdampft, kann durch Regeln des Druckes auch die Temperatur geregelt werden. Zum Regeln der Temperatur kann auch der zugeführte Abwasserschlamm mehr oder weniger vorgewärmt werden. Wenn der zugeführte Abwasserschlamm im Gegenstrom durch das oxydierte Gemisch erwärmt wird, kann die Temperatur durch die ausgetauschte Wärmemenge geregelt werden. Hierbei kann beispielsweise ein Teil des oxydierten Gemisches nicht zum Wärmeaustausch herangezogen werden, es kann aber auch bei Verwendung mehrerer Wärmeaustauscher auf den Betrieb einzelner derselben verzichtet werden.

Vorzugsweise wird der Sauerstoffverbrauch bei konstanten übrigen Variablen durch Einstellen der durchgesetzten Menge an Abwasserschlamm geregelt Der Abwasserschlamm kann beispielsweise mittels Membranpumpen gefördert werden, wobei die Durchsatzgeschwindigkeit des Abwasserschlammes durch Regeln der Hubzahl der Membranpumpe geregelt wird.

Jede der oben angegebenen Arbeitsweisen zum Einstellen des Sauerstoffverbrauches kann durch Wahl entsprechender Regelgeräte vollatomatisiert werden, wobei beispielsweise durch einen automatischen Gasanalysator Abweichungen vom Sollgehalt der Abgase an Sauerstoff erfaßt werden und die erhaltenen Meßwerte elektronisch ausgewertet werden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert, welche schematisch die Anlagenteile einer zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Vorrichtung zeigt.

In der in der Zeichnung gezeigten Vorrichtung wird der Abwasserschlamm, welcher in einem Vorratsbehälter 10 durch eine Rührvorrichtung 12 am Absetzen

ίο gehindert und durch einen in den Vorratsbehälter eingebauten Wärmeaustauscher 14 erwärmt wird, mit einer bestimmten konstanten Geschwindigkeit mittels einer Pumpe 18 über eine Rohrleitung 16 in einen Wärmeaustauscher 20 und dann mittels einer Hochdruckpumpe 22 in einen Wärmeaustauscher 24 gepumpt. Noch vor dem Eintritt des Abwasserschlammes in den Wärmeaustauscher 24 wird der Schlamm mit einer konstanten Volummenge an Luft vermischt, welche einem durch einen Kompressor 32 unter einem bestimmten Druck gehaltenen Druckluftbehälter 30 entnommen wird. Das erhitzte Gemisch aus Abwasserschlamm und Luft gelangt sodann über eine Rohrleitung 34 zu einem weiteren Wärmeaustauscher 40, von wo das" Gemisch über eine Rohrleitung 42 zu einem Oxydationsreaktor 50 gelangt. Das heiße, der Oxydationsbehandlung unterworfenen Reaktionsgemisch tritt aus dem Reaktor 50 aus, wobei zumindest die Gasphase des Reaktionsgemisches durch die Rohrleitung 52 in den Wärmeaustauscher 40 geleitet wird und dort seine Wärme zum Teil an das zugeführte Gemisch aus Abwasserschlamm und Luft abgibt. Das Kondensat kann über das Ventil 64 abgeleitet werden. Zumindest ein Teil der flüssigen Phase des oxydierten Reaktionsgemisches gelangt durch eine Rohrleitung 54 direkt in einen Separator 70, wobei die Menge des in den Separator gelangenden Gemisches durch Ventile 56 und 58 geregelt wird. Die Gasphase des teilweise heruntergekühlten oxydierten Gemisches wird aus dem Separator 70 über das Ventil 74 abgezogen, wobei der entspannte Dampf vor dem Abblasen zwecks Befeuchtens der zuzuführenden Luft mit dieser vermischt werden kann. Die flüssige Phase des oxydierten Schlammes gelangt durch eine Rohrleitung 76 in den Wärmeaustauscher 24 und steht dort im Wärmeaustausch mit zugeführtem Abwasserschlamm. Der Wärmeinhalt der flüssigen Phase des oxydierten Schlammes kann weiter ausgenützt werden, wenn der Schlamm im Wärmeaustauscher 14 und im Wärmeaustauscher 20 in Wärmeaustausch mit zugeführtem Abwasserschlamm gebrächt wird. Ist dies nicht erforderlich, kann die flüssige Phase des oxydierten Schlammes zumindest zum Teil über eine Leitung 78 an den Wärmeaustauschern 14 und 20 vorbeigeleitet werden, wobei Ventile 80, 82 und 84 entsprechend eingestellt werden. Die flüssige Phase gelangt schließlich über das Ventil 84 und Rohrleitung 86 in eine Trennvorrichtung 90, beispielsweise einen Absetztank mit angeschlossenem Vakuumtrommelfilter, wo die Feststoffe von der Flüssigkeit getrennt werden. Der Sauerstoffgehalt der Abgase wird mittels eines Gasanalysators 92 bestimmt, wobei den erhaltenen Meßwerten entsprechend von Hand aus oder automatisch die Fördergeschwindigkeit der Pumpe 18, der Druck im System durch Einstellen des Ventils 64, die Vorwärmtemperatur des zugeführten Abwasser-Schlammes durch Einstellen der Ventile 56 und 58 und der chemische Sauerstoffbedarf des Abwasserschlammes durch Einstellen des Ventiles 94, über welches eine wässerige Flüssigkeit niedrigen Sauerstoffbedarfs in das

System eingeführt wird, oder eines anderen den Sauerstoffverbrauch beeinflussenden Elementes der Vorrichtung verstellt wird. Die gewünschte Reaktortemperatur kann dadurch aufrechterhalten werden, daß über ein Ventil 96 zusätzlich Wärme in Form von hochgespanntem Dampf zugeführt wird.

Beim Arbeiten in einer in der Zeichnung gezeigten Vorrichtung wurde ein im Vorratsbehälter 10 befindlicher fein vermahlener, einen chemischen Sauerstoffbedarf von etwa 80 g/l besitzender und aus Kläranlagen stammender Abwasserschlamm durch den Oxydationsreaktor mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,5 m/sek, entsprechend etwa 378 l/min, gefördert. Mittels des Kompressors 32 wurde Luft in einer Menge zugesetzt, die ausreichend war, den chemischen Sauerstoffbedarf des Abwasserschlammes um 25 bis 30% zu verringern. Dem System wurde Sattdampf von 42 atü zugeführt, bis die Reaktortemperatur auf 185° C anstieg. Damit hielt sich die Oxydation von selbst aufrecht und die Reaktionstemperatur wurde durch Regeln der Menge der durch den Wärmeaustauscher 40 geleiteten oxydierten Mischung solange verstellt, bis der Abgasanalysator einen Gehalt des Abgases von 1% Sauerstoff anzeigte. Schwankungen des Sauerstoffgehaltes im Abgas wurden anschließend durch entsprechendes Einstellen der Menge des dem Reaktor zugeführten Abwasserschlammes abgefangen. Die Oxydation wurde

Tabelle III

über 8 Stunden vorgenommen, zu welchem Zeitpunkt der vorliegende Abwasserschlamm verbraucht war. Der erhaltene oxydierte Schlamm wurde auf einem Vakuumtrommelfilter kontinuierlich filtriert. Das Filtertuch brauchte nur selten gereinigt zu wwrden und damit konnten die Filterkuchen mit hoher Geschwindigkeit ausgestoßen werden. Die Filterkuchen wurden in einem Heißluftofen getrocknet und unter Verwendung gebräuchlicher Einrichtungen auf ein körniges Pulver

ίο vermählen. Die erhaltenen trockenen Feststoffe stellen ein im wesentlichen geruchloses, ausgesprochen faseriges organisches Material mit ausgesprochen humusähnlichem Charakter dar, dessen Eiweißgehalt weniger als 2,5% betrug und dessen Gehalt an Rohfasern über 25% lag. Damit konnten die landwirtschaftlichen Qualitäten von sandigen Böden und lehmigen Böden stark verbessert werden.

In folgender Tabelle III wird die Zusammensetzung getrockneter Schlämme gebracht, welche durch Oxydation eines Abwasserschlammes aus Kläranlagen bei 175⁰C bzw. 200⁰C durch Verringern des chemischen Sauerstoffbedarfes desselben um 10 bzw. 40% erhalten wurden, wobei für Vergleichszwecke die Zusammensetzung des als Ausgangsmaterial verwendeten Abwasser-Schlammes und die Zusammensetzung eines durch übermäßige Oxydation (71%) erhaltenen Schlammes angegeben sind.

Oxydationstemperatur in "C

Be- 175° C 200⁰C

Schickung 225° C

Ausmaß der Oxy	—	10	40	71
dation in %
Chemischer Sauer	150	110	80	22
stoffbedarf in %
Asche in %	17	24	34	75
Kohlenstoffgehalt	50	42	32	2
in %
Gesamtstickstoff	2	0,4	0,6	0
in %
»Lipoide« in %	21	14	3	1
»Proteine« in %	5,46	0·	0	0
Rohfaser in %	42	35	34	3

(Die Prozentangaben beziehen sich auf Trockensubstanz)

Die Feststoffe des durch ein 10%iges bzw. durch ein 40%iges Verringern des chemischen Sauerstoffbedarfes des Abwasserschlammes zeichnen sich gegenüber den Feststoffen des als Ausgangsmaterial verwendeten Schlammes durch einen niedrigeren chemischen Sauer-, stoffbedarf, einen niedrigeren Stickstoff- und Proteingehalt (nicht — Ammoniakstoff χ 6,25), durch einen niedrigeren Lipoidgehalt (durch Äther Extrahierbares) und durch einen höheren Aschengehalt, und gegenüber weitgehend oxydiertem Material, das ist ein Schlamm, dessen chemischer Sauerstoffbedarf um mehr als 45% verringert wurde, durch einen höheren Gehalt an rohen Fasern, einen höheren chemischen Sauerstoffbedarf, einen höheren Lipoidgehalt, einen höheren Stickstoffgehalt und einen niedrigeren Aschengehalt aus. Der Proteingehalt der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Schlämme liegt im Durchschnitt bei etwa 1 bis 2%, während der Lipoidgehalt des Schlammes etwa 2 bis 17%, der chemische Sauerstoffbedarf etwa 75 bis 125%, der Aschegehalt etwa 20 bis 40% und der Gehalt an Rohfasern etwa 25 bis 40% beträgt. Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene behandelte Schlamm ist sowohl im feuchten als im trockenen Zustand unschädlich und im wesentlichen geruchlos. Der Schlamm riecht in der Regel muffig, etwa wie Erde.

Im folgenden werden tabellarisch Ergebnisse gebracht, die beim Behandeln eines Abwasserschlammes aus einer Kläranlage erfindungsgemäß erzielt wurden. Jeder Versuch währte etwa 4 Stunden. Die bei jedem Versuch eingehaltenen Arbeitsbedingungen sind in der Tabelle IV zusammengefaßt. Die Versuche 1, 4 und 5 sind Vergleichsversuche, wobei Versuch 1 so durchgeführt wurde, daß im wesentlichen keine Oxydation eintrat und die Versuche 4 und 5 so durchgeführt wurden, daß eine übermäßige Oxydation eintrat.

609 540/326

Tabelle IV

Versuch 1

Verweilzeit im Reaktor in min

Temperatur im Reaktorauslaß in ⁰C

Oxydationsgrad in %

Druck im Separator in kg/cm²

Zuführungsgeschwindigkeit des Abwasserschlammes

in l/h

Chemischer Sauerstoffbedarf des Abwasserschlammes in g/l

Sauerstoffüberschuß in % des Abgases

Bei Maximaltemperatur erzeugter Dampf in kg/1*)

Dampfmenge in kg/1*)

Temperaturen in. ⁰C ..

im Schlammbehälter

in ersten Vorerhitzer

im letzten Vorerhitzer

im Reaktoreinlaß

im Reaktorauslaß
In den Vorerhitzern:

Am Auslaß des letzten Vorerhitzers

Am Auslaß des ersten Vorerhitzers

*) Bezogen auf das Volumen des zugeführten Abwasserschlammes.

6,5	6,4	6,3	5,9	5,2
199	222	221	245	247
0,7	21,1	18,1	56,8	55,6
31,5	42,21	40,95	56,49	56,70
332	318	314	323	324
65,8	106,9	85,0	40,8	58,6
2,5	1,1	2,1	0,6	1,0
0,131	0,200	0,212	0,396	0,453
0,07	0,121	0,121	0,216	0,284
70	72	65	75	70
156	159	150	165	161
184	204	202	227	•226
201	217	213	233	231
199	222	221	245	247
187	210	208	234	238
160	161	150	165	161

Während des Versuches wurde dem System Wärme dadurch zugefügt, daß Dampf den mit Dampf zu beheizenden Vorerhitzern und heißes öl den mit öl zu beheizenden Vorerhitzern zugeführt wurde.

Während der Versuche 1, 2 und 3 wurde ein einen Inhalt von 37801 und aus rostfreiem Stahl gefertigter Absetzbehälter verwendet, wobei aus dem Absetzbehälter das Überstehende mit einer eine Absetzzeit von etwa 2 Stunden ergebenden Geschwindigkeit und die abgesetzten Stoffe mit einer Geschwindigkeit von 57 I/h abgezogen wurden. Während der Versuche 4 und 5 wurde in einem ausreichend großen Absetzbehälter die gesamte behandelte Flüssigkeit gesammelt, wobei am Ende eines Versuches das Gesamtvolumen bestimmt, der Inhalt 15 Minuten gerührt und anschließend die Probe gezogen wurde.

Bei Versuch 1 bildete sich eine große Volummenge an sich nicht absetzendem Schaum, während sich bei den anderen Versuchen kein Schaum bildete. Der spezifische Filtrationswiderstand des im Rahmen der Versuche 2 und 3 erhaltenen behandelten Schlammes war niedriger als der des gemäß Versuch 1 erhaltenen Schlammes. Die im Rahmen der Versuche 2 und 3 erhaltenen behandelte Schlämme verhielten sich auf einem Vakuumfilter besser als die nach den Versuchen 4 und 5 erhaltenen Schlämme.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Komtinuieriiches Verfahren zum Herstellen eines stabilen, geruchsfreien Abwasserschlammes mit optimalen Verarbeitungseigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß man bei einer Naßoxydation die Menge des in der Gasphase verbleibenden Sauerstoffes durch die Zuführgeschwindigkeit des Abwasserschlammes bei konstanter Sauerstoffzufuhr auf 0,5 bis 6,5% einstellt, das Gemisch von Sauerstoffgas und Abwasserschlamm bei 175 bis 225° C reagieren läßt und nach dem Erreichen der Erniedrigung des chemischen Sauerstoffbedarfs um 5 bis 45% den aufbereiteten Abwasserschlamm im Gegenstrom mit Frischschlamm auf 120 bis 150° C abkühlt.

Beim Aufbereiten von Abwasser, insbesondere städtischem Abwasser, wird, gleichgültig ob die im Abwasser enthaltenen Feststoffe bloß absetzen gelassen werden oder die abgesetzten Feststoffe aerob oder anaerob biologisch aufgearbeitet werden, ein leicht in Fäulnis übergehender und zudem noch schwer filtrierbarer und große Mengen an Wasser enthaltender Schlamm erhalten, welcher im Hinblick auf seine ungünstigen Eigenschaften noch nach chemischen, biologischen und/oder mechanischen Methoden weiterbehandelt werden muß. Beim Verfahren gemäß der US-PS 20 75 224 wird ein solcher Schlamm in. Abwesenheit von Luft bei erhöhter Temperatur und bei erhöhtem Druck wärmebehandelt, um die Filtrierbarkeit des Schlammes zu verbessern, jedoch ist die Filtrierbarkeit des so erhaltenen Schlammes noch lange nicht zufriedenstellend, wozu noch kommt, daß dieser Schlamm einen äußerst üblen Geruch besitzt und deshalb erst im Zuge einer recht kostspieligen Nachbehandlung in ein für landwirtschaftliche Zwecke oder sonstige Zwecke geeignetes Produkt übergeführt werden muß. Beim Verfahren gemäß der US-PS 26 65 249 bzw. beim Verfahren gemäß der US-PS 30 60118 wird Abwasserschlamm bei einer oberhalb 100° C liegenden Temperatur in Anwesenheit wässeriger Phase mittels Sauerstoff einer Naßoxydation unterworfen, wobei die im Abwasserschlamm enthaltenen organischen Feststoffe quantitativ bzw. zu 60 bis 85% oxydiert werden und in beiden Fällen ein im wesentlichen nur aus anorganischen Stoffen bestehender Rückstand anfällt, der zwar unschädlich ist, aber für eine weitere Verwendung kaum in Frage kommt.

Es besteht somit Bedarf nach einem Verfahren, welches es ermöglicht, aus Abwasserschlamm einen unschädlichen, im wesentlichen aus organischen Stoffen bestehenden Schlamm mit ausgezeichneter Verarbeitbarkeit, vor allem guter Filtrierbarkeit, und geringem Wasserhaltevermögen herzustellen.

Dies gelingt bei einem kontinuierlichen Verfahren zum Herstellen eines stabilen, geruchsfreien Abwasserschlammes mit optimalen Verarbeitungseigenschaften, welches gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß man bei einer Naßoxydation die Menge des in der Gasphase verbleibenden freien Sauerstoffes durch die Zuführgeschwindigkeit des Abwasserschlammes bei konstanter Sauerstoffzufuhr auf 0,5 bis 6,5% einstellt, das Gemisch von Sauerstoffgas und Abwasserschlamm bei 175 bis 225° C reagieren läßt und nach de Erreichen der Erniedrigung des chemischen Sauersto bedarfs um 5 bis 45% den aufbereiteten Abwasse schlamm im Gegenstrom mit Frischschlamm auf 120 h 150°C abkühlt.

Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf d Erkenntnis, daß bei einer Erniedrigung des chemischf Sauerstoffbedarfs des Abwasserschlamms um 5 bis 45' der weitaus größte Teil der im Abwasserschlam

ίο enthaltenen Faserstoffe nicht abgebaut wird und daß b Anwesenheit von 0,5 bis 6,5% freien Sauerstoffs in di Gasphase des Reaktionsgemisches die zu störende Geruchsstoffen führenden Proteine praktisch zi Gänze zerstört werden können. Der nach de erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche teilwei: oxydierte Abwasserschlamm besitzt im Hinblick auf d darin enthaltenen Faserstoffe eine ausgezeichne Filtrierbarkeit und ist wegen des Fehlens von Protein« biologisch stabil, was bei einem durch partiel Naßoxydation von Abwasserschlamm erhaltene Schlamm dann nicht der Fall ist, wenn nicht dafür Sor§ getragen wurde, daß in der Gasphase des Reaktionsg misches stets freier Sauerstoff vorhanden ist. Der durc das erfindungsgemäße Verfahren erzielbare Effekt wir durch die folgenden Tabellen I und Il veranschaulicht.