DE1642423B2

DE1642423B2 - Kontinuierliches Verfahren zum partiellen Naßverbrennen von Abwasserschlamm

Info

Publication number: DE1642423B2
Application number: DE1642423A
Authority: DE
Inventors: Wayne B. Gitchel; Clarence A. Hoffman; Eugene W. Mosinee Schoeffel
Original assignee: Sterling Drug Inc
Current assignee: STWB Inc
Priority date: 1966-02-24
Filing date: 1967-01-31
Publication date: 1979-01-18
Also published as: BE693299A; GR33299B; DK127324B; CH473066A; DE1642423C3; NL150758B; GB1173654A; FR1513679A; DE1642423A1; AT272982B; NL6701476A; ES335594A1; SE334206B; IL27184A; US3359200A

Description

Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zum partiellen Naßverbrennen von Abwasserschlamm der im Oberbegriff des Anspruchs 1 umrissenen Gattung.

In der nicht vorveröffentlichten DE-PS 12 45 868 ist ein Verfahren zur Einleitung einer kontinuierlichen, selbsttätigen Oxydation von organische Stoffe entha^!- tenden Abwässern vorgeschlagen, jedoch nicht ein kontinuierliches Verfahren zur partiellen Naßverbrennung von Abwasserschlamm bei nicht selbsttätig ablaufender Oxydation.

Aus der AT-PS 2 16 430 ist ein Verfahren zum Naßverbrennen von Abwasserschlamm bekannt, wobei nur soviel Sauerstoff aufgewendet werden soll, als erforderlich ist, um einen von Feststoffen freien Reaktorablauf zu erhalten, der im Hinblick auf seinen Gehalt an durch Mikroorganismen verarbeitbaren Stoffen dazu verwendet werden kann, als Nährslofflösung für im Abwasser vegetierende Mikroorganismen dem Abwasser zugesetzt zu werden und damit das Absetzen von Schlamm aus dem Abwasser zu beschleunigen. Als Verbrennungsrückstand fällt eine im wesentlichen aus anorganischen Stoffen zusammengesetzte Asche, also ein weitgehend oxydiertes Material geringer Weiterverarbeitungsgüte, an.

Dem Aufsatz »Die Naßverbrennung organische-Abwasser« in österreichische Wasserwirtschaft. 9.

1964/8/9, 186-191, ist eine partielle Naßverbrennung von Fäka'schlamm nacb Cederquistzu entnehmen, die zu einem kohligen Rückstand führt, jedoch keine partielle Naßverbrennung von Abwasserschlamm in Anwesenheit von überschüssigem Sauerstoff, die zu einem als Düngemittel zu verwertenden und leicht filtrierbaren Verbrennungsrückstand führt.

In der nicht vorveröffentlichten DE-AS 16 09 007 ist ein kontinuierliches Verfahren zum Herstellen eines

ίο stabilen, geruchsfreien Abwasserschlamms mit optimalen Verarbeitungseigenschaften vorgeschlagen worden, bei dem man wegen des während des partiellen Naßverbrennens des Abwasserschlamms dauerrd im Überschuß vorliegenden Sauerstoffs einen praktisch keine Proteine mehr enthaltenden und damit gegen Fäulnis weitgehend resistenten Schlamm mit einem die Filtrierbarkeit dieses Schlamms verbessernden hohen Gehalt an Faserstoffen erhält Der Reaktionsablauf im Reaktor wird bei konstanter Sauerstoffzufuhr durch variierende Abwasserschlammzufuhr in Abhängigkeit der Menge des in der Gasphase vorhandenen, nicht verbrauchten Sauerstoffs gesteuert. Schwierig ist es jedoch dabei, im Zuge der selbsttätig ablaufenden Oxydation des Abwasserschlamms in verläßlicher

2^r) Weise sicherzustellen, daß trotz der vorgesehenen Regelung nicht doch während mehr oder weniger langer Zeiträume sämtlicher in den Reaktor eingeführter Sauerstoff verbraucht wird. Auch ist es hierbei schwierig, ein Verkrusten der Wärmeaustauscher während des in diesen Wärmeaustauschern vorzunehmenden Erhitzens des Gemischs von Abwasserschlamm und Luft auf Anspringtemperatur des selbsttätigen Ablaufs der Oxydation des Abwasserschlamms zu vermeiden. Hinzu kommt noch, daß dieses Verfahren

ji wegen des regeltechnischen Aufwands nicht in wirtschaftlicher Weise in kleineren, allenfalls nur schichtweise zu betreibenden Anlagen durchführbar ist.

Der Erfindung ist sonach die Aufgabe als zugrundeliegend anzusehen, bei einem Verfahren der einleitend genannten Gattung, ohne Einbußen hinsichtlich der nach dem Vorschlag der DE-AS 16 09 007 zu erhaltenden Qualität des Verbrennungsrückstands bzw. Schlamms hinnehmen zu müssen, die Prozeßsteuerung und den apparativen Aufwand hierzu zu vereinfachen.

4-) Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 und 3.

,ο Durch Verringerung des chemischen Sauerstoffbedarfes des Abwasserschlammes um nur 5 bis 45% kann ein unschädlicher Abwasserschlamm mit hohem Gehalt an organischen Stoffen und optimalen Verarbeitungseigenschaften erhalten werden, welcher steril und im

V) wesentlichen geruchlos ist und als Bodenverbesserungsmittel, als Zusatz zu Kompost und als Füllmaterial verwendet werden kann. Ein Produkt mit besonders günstigen Eigenschaften wird erhalten, wenn der chemische Sauerstoffbedarf des Abwasserschlammes

Wi um 10 bis 40%, insbesondere um 15 bis 35%, verringert wird. Es wird ein Produkt von guter Filtrierbarkeit, geringem Wasserhaltevermögen erhalten, welches in Anlagen zur Trennung von Feststoffen von Flüssigkeiten leicht aufgearbeitet werden kann. Die Brauchbarkeit

v-, der durch Filtration des behandelten Abwasserschlammes erhaltenen Feststoffe als Bestandteil von Bodenverbesscrungsmitteln und Düngern ergibt sich vor allem aus dem Gehalt des Schlammes an Faserstoffen und

unlöslichen Huminsäuren. Im Hinblick auf den niedrigen Proteingehalt ist ein so behandelter Abwasserschlamm unschädlich und bleibt es auch. Bezogen auf Trockengewicht beträgt der Proteingehalt eines solchen behandelten Abwasserschlammes weniger als 24%, häufig weniger als 1,5%, während der Fasergehalt zumindest 25%, häufig 30% oder mehr, beträgt Der chemische Sauerstoffbedarf eines solchen behandelten Abwasserschlammes beträgt in der Regel etwa das 0,75 bis l,25fache des Gewichtes der trockenen Feststoffe und die Verbrennungswärme des Schlammes ist hoch genug, um diesen Schlamm als Trockenschlamm verbrennen zu können. Ein solcher Schlamm besitzt darüber hinaus weitere wertvolle Eigenschaften, wie noch den Beispielen entnommen werden kann.

Bei den eingehaltenen niedrigen Oxydationsgraden wird die Faserstruktur der im Abwasserschlamm enthaltenen Faserstoffe nicht zerstört, während bei höheren Oxydationsgraden eine solche Zerstörung stets zu beobachten ist Beim Filtrieren des behandelten Abwasserschlammes über Vakuumfilter wird durch die Fasern des Schlammes eine feinkörnige Stoffe zurückhaltende Schicht gebildet, welche so weit porös bleibt, daß der Filterkuchen durch Hindurchsaugen der Luft weitgehend getrocknet werden kann. In Anbetracht der im Filterkuchen enthaltenen Fasern besitzt der Filterkuchen die Konsistenz einer dicken Faserplatte, so daß der Filterkuchen einen starken Zusammenhalt besitzt ur i leicht und vollständig von der Filterfläche abgehoben werden kann. Darüber hinaus reißt der Filterkuchen wegen des durch die Fasern gegebenen Zusammenhaltes beim Trocknen auf der Filtertrommel nicht, womit sich über die ganze Fläche des Filterkuchens ein gleichmäßiger Druckabfall einstellt und die Luft über alle Teile des Filterkuchens gleichmäßig verteilt wird. Durch hochgradige Oxydation von Abwasserschlamm erhaltene Feststoffe enthalten demgegenüber keine Fasern, jedoch große Mengen feines Korn, mit einer Korngröße von größtenteils weniger als 0,074 mm (200 mesh ASTM), und bildet deshalb einen äußerst kompakten, klebrigen Filterkuchen, welcher beim Trocknen in zahlreiche kleine Trümmer zerfällt, so daß die Luft leichter durch die Risse als durch den Filterkuchen selbst gesaugt und die Trocknung erschwert wird. Wegen des Zerfalls des Filterkuchens in einzelne Trümmer ist dieser auch schwieriger von der Filtertrommel abzuheben. Dieser Filterkuchen wird auch in die Filterschicht hineingeschmiert, womit die Filterschicht rascher unbrauchbar wird. Die feinen Feststoffe hochgradig oxydierten Abwasserschlammes neigen auch dazu, sich in den Poren der Filterschicht abzulagern, so daß die Filterschicht unter Umständen verlegt und die Filtrationsgeschwindigkeit verringert wird. Wenn einem Verlegen der Filterschicht dadurch entgegengearbeitet wird, daß ein Filtertuch mit größeren Öffnungen verwendet wird, so passieren die kleinen Teilchen hochgradig oxydierten Schlammes das Filter, womit der Trenneffekt verringert und ein trübes Filtrat erhallen wird. Ein relativ großmaschiges Filtertuch kann bei Schlämmen niedrigen Oxydationsgrades ohne weiteres verwendet werden, da die in einem solchen Schlamm enthaltenen Faserstoffe die Maschen des Filtertuches bedecken und ein die Feinsiteilchcn zurückhaltendes Faservlies bilden.

Durch die folgende Tabelle wird die Filtrierbarkeit eines durch 10 bis 45%igc Oxydation von Primärschlamm nach dem oben erwähnten Verfahren erhaltenen oxydierten Schlammes mit der Filtrierbarkeit des als Ausgangsstoff verwendeten Schlammes und der Filtrierbarkeit eines durch Erhitzen des Primärschlammes unter Luftabschluß bei vergleichbaren Temperaturen verglichen.

Abwasserschlamm	10	Primärschlamm	Spezifischer	Durchschnittliche
	erhitzt in Ab	Filtrations	Filtrations-
	wesenheit von Luft	widerstand	gesehwindigkeit
¹⁵ zu 10% oxydiert	(scir/g ■ 10⁷)	(lit/h · nr)
zu 20% oxydiert	2000	41
zu 45% oxydiert	800	82

25	290
4	1650
6	1230

Bei höheren Oxydationsgrade, beispielsweise bei Oxydationsgraden von 60 bis 80%, ist der spezifische Filtrationswiderstand ebenfalls niedrig, wenn auch etwas höher als bei einem Oxydationsgrad von 10 bis 45%, jedoch verhält sich der oxydierte Schlamm wegen

des Faserabbaues bei einer Verringerung des chemischen Sauerstoffbedarfes um mehr als 45% auf Vakuumfiltern schlechter als ein Schlamm, welcher durch Verringerung des chemischen Sauerstoffbedarfes des als Ausgangsstoff verwendeten Schlammes um etwa

i» 5 bis 45%, insbesondere um etwa 10 bis 40%, erhalten worden ist.

Da im Rahmen einer Naßverbrennung der chemischen Sauerstoffbedarf eines Abwasserschlammes unter üblichen Druck- und Temperaturbedingungen in Ceil genwart überschüssigen Sauerstoffes ohne Schwierigkeiten um mehr als 45% verringert werden kann, sind zwecks Verringerung des chemischen Sauerstoffbedarfes um nur etwa 5 bis 45% die Reaktionsbedingungen so zu wählen, daß ein höherer Oxydationsgrad ausge-

4(i schlossen ist.

Eine Möglichkeit zur Verringerung des bei der Naßverbrennung erzielbaren Oxydationsgrades besteht in der Einhaltung von Bedingungen, bei welchen in Anwesenheit ausreichender Mengen an Sauerstoff die

4i Verringerung des chemischen Sauerstoffbedarfes zwar größer als 45% wäre, hierbei jedoch die Menge des zugeführten gasförmigen Sauerstoffes so zu bemessen, daß der Sauerstoff schon vor Erzielung eine größeren Oxydationsgrades als 45% vollständig verbraucht ist.

κι Wenn nun aber die zugeführte Menge an Sauerstoff geringer ist als die unter den sonstigen Reaktionsbedingungen verbrauchbare Menge an Sauerstoff, so besitzt der erhaltene behandelte Schlamm weniger wünschenswerte Eigenschaften und die Anlage verschmutzt leicht.

Yy Aus diesem Grunde ist es erforderlich, die Oxydationsbedingungen so zu wählen, daß die erwünschte Verringerung des chemnischen Sauerstoffbedarfes um 5 bis 45% erzielt wird, ohne daß der gesamte dem erhitzten Abwasserschlamm zugeführte gasförmige

M) Sauerstoff verbraucht wird.

Auch bei Durchführung einer Naßverbrennung unter nicht-autogenetischen Bedingungen, also unter Zufuhr von Wärme von außen zwecks Aufrechterhaltung der gewünschten Reaktionsgeschwindigkeit, kann die Reak-

h^r> tion so gelenkt werden, daß der zugeführte Sauerstoff nicht zur Gänze verbraucht wird. Werden also nicht-autogenetische Oxydationsbedingungen eingehalten, so ist es nicht erforderlich, zwecks Aufrechrerhal-

tung eines Sauerstoffgehaltes der Abgase die Reaktionstemperatur kontinuierlich oder in Stufen zu regeln.

Ein wesentlicher, die Gesamtkosten bestimmender Faktor bei Durchführung einer Naßverbrennung sind die entstehenden Lohnkosten. Die autogenetische Oxydation bei hoher Temperatur und hohem Druck macht eine schärfere Überwachung erforderlich als die bei niedrigeren Temperaturen und Drücken ablaufende, nicht-autogenetische Oxydation. Letztere ist in einfacher und wirtschaftlicher Weise zu automatisieren und auch fü·- den einschichtigen Betrieb geeignet.

Da die erfindungsgemäß durchgeführte teilweise Naßverbrennung nicht-autogenetisch abläuft, also nicht sich selbst aufrecht erhält, muß dem zugeführten Abwasserschlamm zwecks Aufrechterhaltung der erwünschten Reaktionstemperatur von außen Wärme zugeführt werden. Darüber hinaus muß bei kontinuierlicher Durchführung der Oxydation zwecks Aufrechterhaltung einer im wesentlichen konstanten Reaktionstemperatur die von außen zugeführte vVärmemenge in Abhängigkeit von einem Anstieg oder einem Abfall der Reaktionstemperatur von Zeit zu Zeit verändert werden.

Erfindungsgemäß wird die Oxydationstemperatur dadurch konstant gehalten werden, daß die von außen zugeführte Wärmemenge geregelt wird. Diese Arbeitsweise hat sich als zur Regelung der Reaktionstemperatur am geeignetsten erwiesen.

Da der Abwasserschlamm in üblicher Weise durch das im Gegenstrom geführte oxydierte Gemisch jo vorgewärmt wird, kann eine konstante Reakticnstemperatur durch Regelung der übertragenen Wärmemenge aufrechterhalten werden, und dies kann beispielsweise dadurch erzielt werden, daß ein Teil des oxydierten Gemisches an den Wärmeaustauschern vorbeigeleitet wird oder ein oder mehrere Einheiten eines Wärmeaustauschersystems so geschaltet werden, daß auf den zugeführten Abwasserschlamm weniger Wärme übertragen wird. Eine solche Arbeitsweise benötigt jedoch eine kostspielige Regeleinrichtung.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles und unter Bezugnahme auf eine Zeichnung, die in schematischer Weise eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt, näher erläutert

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird Abwasserschlamm kontinuierlich im Rahmen einev nicht-autogenetischen Naßverbrennung mittels eines Sauerstoff enthaltenden Gases oxydiert. Der kontinuierlich zu oxydierende Abwasserschlamm wird auf eine etwa 150°C nicht übersteigende Temperatur durch indirekten Wärmeaustausch erhitzt, wobei die Vorwärmtemperatur unterhalb der gewünschten Reaktioi.stemperatur liegt. Der so vorgewärmte Abwasserschlamm wird dann durch direktes Einblasen von Dampf auf die gewünschte Reaktionstemperatur erhitzt, bei welcher die Oxydation ablaufen gelassen werden soll. Die Reaktionstemperatur wird dadurch im wesentlichen konstant gehalten, daß die dem vorgewärmten Schlamm zugeführte t>o Wärmeenergie in Abhängigkeit von Schwankungen der Reaktionstemperatur geregelt wird.

Bei dieser Arbeitsweise wird ein Verkrusten der Wärmeaustauschflächen und auch ein Verstopfen der Wärmeaustauscher verringert bzw. praktisch unmöglich tö gemacht, wobei die Regelung der Reaktionstemperalur genau und dennoch in einfacher Weise mit billigen und verläßlichen Einrichtungen möglich ist, das Anlaufen einer entsprechenden Anlage vereinfacht und damit deren Betrieb über kurze Zeiträume, beispielsweise während nur einer Schicht, ermöglicht wird, und im Hinblick darauf, daß die Reaktionstemperatur leicht erreicht wird, Abwasserschlänime mit niedrigem chemischem Sauerstoffbedarf verwendet werden können.

Aus dem Schlammbehälter 1 wird gemahlener Abwasserschlamm mittels einer Niederdruckpumpe 2 gefördert und mittels einer Schlammpumpe 3 auf Arbeitsdruck gebracht. Mittels eines Kompressors 4 wird Luft einem Speicher 5 zugeführt und nach Entnahme aus diesem Speicher 5 mit dem auf Arbeitsdruck gebrachten Abwasserschlamm vermischt Das erhaltene Luft-Abwasserschlamm-Gemisch wird durch die Rohre eines Wärmeaustauschers 10 geleitet und wird nach Passieren eines Ventils 11 mit einem Dampfspeicher 20 entnommenem Dampf vermischt. Das Abwasserschlamm-Luft-Gemisch strömt dann durch einen Reaktor 30. Das den Reaktor 30 verlassende Gemisch aus oxydiertem Schlamm und Gasen gelangt über ein Ventil 34 in den Mantel des Wärmeaustauschers 10. Der im Wärmeaustauscher abgekühlte, oxydierte Schlamm gelangt in einen Separator 40, in welchem die Gasphase von der Flüssigkeitsphase getrennt wird und aus welchem die Gasphase über ein Druckregelventil 41 in einen Wäscher 42 strömt und aus diesem in die Atmosphäre entweicht. Die im Separator 40 anfallende flüssige Phase wird durch ein Flüssigkeitsregelventil 43 in einen Zwischenbehälter 50 geleitet und dann miteis einer Pumpe 60 einer Filtriereinrichtung 70 oder einem nicht dargestellten Sandfilter, zugeführt, wo unlösliche Feststoffe von der flüssigen Phase getrennt werden.

Bei Inbetriebnahme der Anlage wird Abwasseischlamm aus einem Absetzsystem einer Kläranlage od. dg!., zwecks Erzielung eines Schlammes mit einem chemischen Sauerstoffbedarf innerhalb eines annehmbaren Bereiches erforderlichenfalls vermischt mit einem aus anderen Quellen stammenden Abwasserschlamm wie Sekundärschlamm, mittels der Pumpen 2 und 3 dem leeren Reaktor 30 zugeführt, bis dieser zu etwa ²Ii gefüllt ist. Der Reaktor 30 wird sodann durch Schließen der Ventile 11 und 34 abgeschlossen, worauf so lange Dampf in den Reaktor 30 geleitet wird, bis dessen Inhalt auf die gewünschte Reaktionstemperatur, in der Regel etwa 160 bis 185°C, erwärmt worden ist. Der Rest des Systems wird durch vom Kompressor 4 gelieferte Preßluft unter Druck gesetzt, wobei der gewünschte Druck mittels des Regelventils 41 eingestellt wird. Sodann werden die Ventile 11 und 34 geöffnet und die Pumpen 2 und 3 in Tätigkeit gesetzt.

Bei inganggesetzter Anlage wird nun der Reaktor 30 gefüllt und das den Reaktor 30 verlassende Gemisch aus oxydiertem Schlamm und Gas gelangt in den Mantel des Wärmeaustauschers 10 und dient dort zur Vorwärmung des zugeführten Abwasserschlammes auf eine 150°C, in der Regel etwa 125 bis 150⁰C, nicht übersteigende Temperatur, wobei das oxydierte Gemisch aus dem Reaktor 30 im Zuge des Wärmeaustausches auf etwa 50 bis 65"C gekühlt wird.

Der vorgewärmte Abwasserschlamm wird sodann mittels dem Dampfspeicher 20 entnommenen Dampfes auf die gewünschte Reaktionstemperatur, beispielsweise 155 bis 200⁰C, in der Regel 160 bis 185° C, da bei Temperaturen oberhalb 185° C die Aufrechterhaltung einer nicht-autogenetischen Oxydation schwierig ist, gebracht. Die gewählte Reaktionstemperatur wird mittels eines Thermoelementes 31 überwacht und

gehalten, welches bei Anstieg der Reaktionstemperatur über die gewählte Reaktionstemperatur das Sperrventil 32 erregt, das somit seinerseits die Dampfzufuhr vom Dampfspeicher 20 vorübergehend unterbindet. Dieses Sperrventil 32 wird wieder geöffnet, sobald die Reaktionstemperatur unterhalb die gewählte Arbeitstemperatur absinkt. Durch entsprechende Einstellung der Empfindlichkeit des Thermoelementes 31 kann die Reaktionstemperatur so nahe als möglich an der gewählten Reaktionstemperatur gehalten werden. Nachdem im Seperator 40 die Gasphase in üblicher Weise abgetrennt worden ist, wird der oxydierte Schlamm in einen Auffangbehälter 50 gepumpt. Die nunmehr leicht abtrennbaren unlöslichen Feststoffe werden von der Flüssigkeit auf Sandbetten oder mittels einer Filtriereinrichtung 70 abgetrennt, worauf das Filtrat in das System, beispielsweise in die Absetzbehälter für den Primärschlamm, zurückgeführt wird.

Zwecks Stillsetzung des Betriebes der Anlage wird an Stelle von Abwasserschlamm so lange Wasser zugeführt, bis aus den Rohren des Wärmeaustauschers 10 der gesamte Abwasserschlamm verdrängt ist. Anschließend werden die Ventile 32, 11 und 34 geschlossen, um den Reaktor 30 abzuschließen und den Luftkompressor 4 und den Dampfspeicher 20 von der übrigen Anlage zu trennen.

Dadurch, daß der zugeführte Abwasserschlamm lediglich auf eine 150°C nicht übersteigende Temperatur vorgewärmt wird, wird ein übermäßiges Verkrusten der Wärmeaustauschflächen vermieden und es wird damit auch die für die Reinigung der Anlage erforderliche Stillstandszeit beträchtlich verringert. Die Inbetriebnahme einer Anlage ist einfach und das zur Bedienung der Anlage vorgesehene Personal kann leicht eingeschult werden. Bei Automatisierung der Anlage lassen sich ohne Schwierigkeiten gleichförmige, nicht schwankende Reaktionsbedingungen einstellen. Wegen der zusätzlichen Wärmezufuhr mittels eingeblasenen Dampfes können auch Abwasserschlämme aufgearbeitet werden, deren chemischer Sauerstoffbedarf zu niedrig ist, um die gewählte Oxydationstemperatur zu halten. Die Inbetriebnahme und die Stillsetzung der Anlage ist einfach durchzuführen, weshalb eine solche Anlage für kurzzeitigen Betrieb, beispielsweise für einen Schichtbetrieb über acht Stunden geeignet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere für kleine Anlagen an Stellen brauchbar, an welchen bisher lediglich übliche Absetzsysteme und Faulschlammsysteme eingesetzt werden konnten.

Bei einem in einer Anlage gemäß der Zeichnung durchgeführten Versuch wurde gleichförmig gemahlener Primärschlamm mit einem chemischen Sauerstoffbedarf von etwa 80 g/l aus dem Schlammbehälter 1 in den Wärmeaustauscher 10 gefördert und dort auf 145° C erhitzt, worauf der Schlamm durch den Reaktor 30 mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,524 m/sek. (etwa 454 l/min.) gefördert wurde. Durch den Kompressor 4 wurde so viel Luft zugeführt, daß der chemische Sauerstoffbedarf des Abwasserschlammes um 25 bis 30% verringert werden kann. Aus dem Dampfspeicher 20 wurde Dampf in den auf etwa 42 kg/cm² gehaltenen Reaktor 30 in einer solchen Menge geleitet, daß die Reaktortemperatur auf 185° C gehalten werden konnte.

Die Reaktionstemperatur wurde gemessen und Abweichungen von der gewünschten Temperatur wurden durch Öffnen und Schließen des Sperrventils 32 und damit Änderung des dem Reaktor zugeführten Dampfes automatisch ausgeglichen. Die Oxydation wurde 8 Stunden lang aufrechterhalten. Der erhaltene oxydierte Schlamm wurde auf einem Vakuumtrommelfilter als Filtriereinrichtung 70 kontinuierlich filtriert. Der Filterkuchen konnte mit großer Geschwindigkeit abgelöst

ίο werden und das Filtertuch mußte nur selten gereinigt werden. Der Filterkuchen wurde in einem Heißluftofen getrocknet und anschließend unter Verwendung üblicher Einrichtungen auf ein körniges Pulver vermählen. Die erhaltenen trockenen Feststoffe waren im wesentli-"> dien geruchlos, enthielten große Mengen eines fasrigen, stark humusähnlichen organischen Materiales mit einem Proteingehalt unter 2,5% und einem Rohfasergehalt von mehr als 25%. Diese trockenen Feststoffe verbessern den landwirtschaftlichen Wert stark sandiger und lehmiger Böden beträchtlich.

Nicht-autogenetische Bedingungen können in verschiedener Weise eingestellt werden. Am zweckmäßigsten geschieht dies dadurch, daß die Reaktionstemperatur unterhalb 200°C, vorzugsweise nicht über 185°C,

2^r> gehalten wird. Jene Temperatur, bei welcher die Oxydation autogenetisch abläuft, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Einer dieser Faktoren ist der Gehalt des zu oxydierenden Abwasserschlammes an brennbaren Stoffen. Wenn der Abwasserschlamm zu verdünnt

jo ist, ist die bei der Oxydation desselben entstehende Wärmemenge gering und besitzt dann einen geringeren Einfluß auf die Temperatur des Schlammes. Aus diesem Grunde können Abwasserschlämme mit einem niedrigen chemischen Sauerstoffbedarf bei höheren Temperas') türen einfacher nicht-autogenetisch oxydiert werden, als Abwasserschlämme mit höherem chemischem Sauerstoffbedarf. In Anbetracht dieses Umstandes ist es möglich, den Abwasserschlamm, beispielsweise durch teilweise rückgeführten Ablauf, so weit zu verdünnen,

■»ο bis dessen Oxydation nicht-autogenetisch abläuft.

Bei den zur Erzielung eines niedrigen Oxydationsgrades von 5 bis 45% angewendeten relativ niedrigen Temperaturen verläuft die Reaktion nicht plötzlich. Aus diesem Grunde ist der erzielte Oxydationsgrad bei einer

·»-> kurzen Reaktionszeit, beispielsweise von 12 bis 15 Minuten, geringer als bei einer langen Reaktionszeit von beispielsweise 15 bis 30 Minuten. Wenn somit bei der gewählten Reaktionstemperatur die Oxydation des Abwasserschlammes autogenetisch ablaufen sollte, so kann deshalb die Fördergeschwindigkeit des Abwasserschlammes so weit erhöht werden, daß die Reaktion schließlich wieder nicht-autogenetisch wird. Mit Rücksicht auf vorhandene Anlagenteile ist jedoch diese Art der Einstellung nicht-autogenetischer Oxydationsbedingungen gewissen Einschränkungen unterworfen. Vorzugsweise wird daher die Reaktionstemperatur so geregelt, daß sich nicht-autogenetische Oxydationsbedingungen einstellen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zur Oxydation anderer, organische Stoffe enthaltender Abwasser, beispielsweise zur Oxydation von Abwässern der Papier- oder der Textilindustrie mit entsprechendem chemischem Sauerstoffbedarf, verwendet werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Kontinuierliches Verfahren zum partiellen NaCverbrennen von Abwasserschlamm bei einer Temperatur oberhalb 15O°C unter kontinuierlicher Zufuhr überschüssiger Luft und unter Verringerung des chemischen Sauerstoffbedarfs des Abwasserschlamms um 5 bis 45%, wobei der zugeführte und mit Luft vermischte Abwasserschlamm durch den im Gegenstrom hierzu geführten, partiell verbrannten Abwasserschlamm indirekt vorgewärmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch aus Abwasserschlamm und Luft auf eine 150⁰C nicht überschreitende Temperatur indirekt erwärmt, anschließend das vorgewärmte Gemisch durch direktes Einblasen von Dampf auf eine Reaktionstemperatur die oberhalb 150° C, jedoch unterhalb jener Temperatur, bei welcher autogenetische Oxydationsbedingungen herrschen, liegt, erhitzt, das Gemisch aus Abwasserschlamm und Luft so lange auf der Reaktionstemperatur hält, bis dessen chemischer Sauerstoffbedarf um einen Wert zwischen 5 bis 45% abgesenkt ist und daß man die Reaktionstemperatur durch Verändern der Menge des eingeblasenen Dampfes steuert

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch aus Abwasserschlamm und Luft mittels des direkt eingeblasenen Dampfes auf eine Reaktionstemperatur von 160 bis 185° C erhitzt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch aus Abwasserschlamm und Luft so lange auf der Temperatur von 160 bis 185°C hält, bis der chemische Sauerstoffbedarf des Abwasserschlamms um 10 bis 40% abgesenkt worden ist.