DE1908596A1

DE1908596A1 - Verfahren zur aaeroben Zersetzung von Klaerschlamm

Info

Publication number: DE1908596A1
Application number: DE19691908596
Authority: DE
Inventors: Amero Clifford Leonard
Original assignee: Bird Machine Co Inc
Current assignee: Bird Machine Co Inc
Priority date: 1968-02-23
Filing date: 1969-02-20
Publication date: 1969-09-18
Also published as: US3468794A; GB1226888A; FR2002488A1; BE728552A; NL6902760A

Description

5995-69/Dr.ν.Β/Ξ
U.S.Ser.No. 7O7,6l8
Filed February 23,1968

Bird Machine Company

Neponset Street, South WaIpοle, Massachusetts

(V.St.A.)

Verfahren zur anäroben Zersetzung von Klärschlamm

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Förderung der anäroben Zersetzung von Schlamm, insbesondere Klärschlamm und industriellen Abfallprodukten, in anäroben Zersetzungsbehältern (Faulräumen).

Bei einem bekannten Verfahren zum Abbau von Klärschlamm durch anärobe Zersetzung, auf das die vorliegende Erfindung anwendbar ist, wird eingedickter Schlamm aus Abwässern oder anderem Abfall, welcher Abfallschlamm von einer aktivierten Schlammbehandlung enthalten kann, aber nicht braucht, für eine Zeitspanne, die gewöhnlich kürzer als 30 Tage ist, in einem oder mehreren Zersetzungsbehältern (Faulräumen) einem anäroben Abbau unterworfen. Die Behandlungsdauer hängt von der Zusammensetzung des zu behandelnden Klärschlammes sowie den Verfahrensbedingungen und den jeweils gestellten Anforderungen ab. Der Abbau kann in einem einzigen Faulraum, normalerweise mit Erwärmung und Rühren, erfolgen, man kann jedoch auch teilweise abgebauten Schlamm von einem ersten Faulraum in einen zweiten Faulraum zum weiteren Abbau und Absetzen überführen. Der verfaulte Schlamm wird ge-

909838/1290

1908598

wöhnlich dann durch Trocknen an der Luft, Vakuumfiltration oder Zentrifugieren entwässert. '

Bei der anäroben Zersetzung werden biologisch abbaubare organische Bestandteile, z.B. aus dem Abwasser, durch Mikroorganismen in verschiedene Produkte übergeführt, hauptsächlich organische Säuren, die im Methan und Kohlendioxid übergeführt werden, Ammoniumbicarbonat und unlösliche Peststoffe, die den abgebauten Schlamm bilden. Das entstehende Gas, das vorzugsweise etwa 65 bis 75% CH^ und 35 bis 25$ CO₂ enthält, wird abgezogen und gewöhnlich zur Deckung des Wärmebedarfes des Verfahrens verbrannt. Der Fäulnis- oder Abbauprozess ist sehr kompliziert und schwierig zu steuern, vor allem wegen der vielen Veränderlichen, die mitspielen, insbesondere Änderungen der Zusammensetzung der dem System zugeführten Abfallprodukte und des in den Paulraum eingeführten Klärschlammes.

Eine exakte Steuerung des chemischen Zustandes des Paulschlammes ist für die Existenz und Arbeitsfähigkeit der Mikroorganismen, von denen der Zersetzungsprozess abhängt, äußerst wichtig. Bei ungeeigneten UmgebungsVerhältnissen sinkt die Aktivität der Bakterien unzulässig ab oder es entstehen unerwünschte Mengen störender Endprodukte. Es ist besonders wichtig, den Gehalt des Milieus, in dem die Zersetzung abläuft, an flüchtigen Säuren zu steuern, da der Abbau durch Mikroorganismen ernstlich beeinträchtigt wird, wenn der Säuregehalt zu hoch wird_a wobei dann außer einem unzureichenden Abbau des Klärschlammes auch ernstliche Betriebsstörungen bei der Verbrennung des Gases und der Entfernung des Schlammes auftreten können.

Es ist bekannt, einen unzuEssig hohen Säuregehalt im Paulraum durch Zusatz von Chemikalien und bis zu einem gexfissen Grade durch Abziehen überstehender Flüssigkeit zu verhindern oder zu beseitigen. Die Neutralisation auf chemischem Wege, gewöhnlich durch Zusatz von Kalk, ist teuer und kann zu unerwünschten Nebeneffekten für den Faulprozess führen. Das Abziehen von überstehender Flüssigkeit aus einem Faulraum in einer Höhe, wo klare Flüssigkeit vorhanden ist, erweist sich als zweckmäßiger, ins-

909838/1290

besondere wenn das System einen zweiten Zersetzungs- oder Faulraum enthält, indem sich der Schlamm vom ersten Zersetzungs- oder Paulraum ohne Rühren absetzen kann, so daß die überstehende Flüssigkeit relativ frei von Feststoffen ist. In einem ersten oder Primärfaulraum muß der Schlamm, um ein einwandfreies Faulen und Zersetzen zu gewährleisten, gewöhnlich so stark gerührt und gemischt "werden, daß sich keine richtige überstehende Flüssigkeit bilden kann, man müßte dann das Rühren solange unterbrechen, bis sich eine überstehende Flüssigkeit bildet, was wiederum den Faulprozess beeinträchtigt. Selbst in einem Sekundärfaulraum enthält die überstehende Flüssigkeit erhebliche Mengen feiner leichter Feststoffe, die in dem System zunehmen, bis ihr Gehalt in den Faulräumen übermäßige Werte annimmt. Diese übermäßigen Mengen an feinen Feststoffen stören nicht nur den Faulprozess, sondern erschweren auch das Eindicken des Schlammes bei dessen Entfernung. Gelegentlich nimmt dieses Problem solche Ausmaße an, daß das ganze System durchgespült und der Faulprozess neu begonnen werden muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und den Abbau- oder Faulprozess zu verbessern. Insbesondere soll ein Verfahren angegeben werden, dass den Säuregehalt des faulenden Schlammes besser als die bekannten Verfahren zu steuern gestattet, dass das Abziehen von Flüssigkeit vermeidet oder verringert, und in vielen Fällen einen Sekundär-Faulraum überflüssig macht. Die Notwendigkeit von chemischen Zusätzen zur Steuerung des Säuregehaltes des Klärschlammes soll verringert oder beseitigt werden und beim Betrieb der Kläranlage soll ein maximaler Wirkungsgrad gewährleistet sein.

Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zur Förderung der anäroben Zersetzung (Fäulnis) von Schlamm, insbesondere Klärschlamm und industriellen Abfallprodukten, in anäroben Zersetzungsbehältern oder Faulräumen dadurch gekennzeichnet, daß Schlamm aus einem Zersetzungsbehälter abgezogen und unter Bildung zweier Fraktionen zentrifugiert wird, wobei man sich vorzugsweise

909838/1290

190859a

-k-

einer kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge mit massiver Trommel bedient. Die Peststoff-Fraktion wird zum weiteren Abbau wieder in den Behälter, aus dem sie entnommen wurde, oder in einen anderen Zersetzungsbehälter (Faulraum) eingeleitet. Die Überlauf-_; fraktion, die aus Modderflüssigkeit besteht, welche im wesentlichen frei von suspendierten Feststoffen ist, kann einem Vorfluter oder einer anderen Anfangsstufe der Anlage zugeführt werden. Bei dem vorliegenden Verfahren ist eine Entfernung von mindestens 90 bis 95$ der Feststoffe leicht erreichbar, insbesondere: wenn geringe Mengen an Flockungsmitteln zugesetzt werden. Im über» lauf verbleiben dadurch nur so wenig suspendierte Feststoffe, daß kein übermäßiges Anwachsen des Feststoffgehaltes im Kreislauf auftreten kann.

Wenn die durch das Zentrifugieren abgetrennte Mutterflüssigkeit wieder in den Zersetzungsbehälter zusammen mit Abfallstoffen eingeführt wird, die unwesentliche Mengen an Säure enthalten, z.B. frischem Klärschlamm oder Ablaufwasser der Anlage, 30 wird der Säuregehalt im Zersetzungsbehälter durch das Verfahren unter stabilen Säureerzeugungsbedingungen als Funktion ; der Zeit, der Zentrifugierrate und des Volumens des Behälterin- : halt es verringert. Wenn z.B. das Zentrifugieren mit einer solcher! Rate durchgeführt wird, daß pro Stunde 5$ des Faulschlammes im Faulbehälter unter Entfernung von 6O# der Mutterflüssigkeit verarbeitet wird, wird der Säuregehalt der Flüssigkeit im Faulbehälter mit einer Rate von 3% pro Stunde verringert.

Wenn der konzentrierte Schlamm von der Zentrifuge in denselben Faulraum zurückgeführt wird und die entfernte Mutterflüssigkeit durch frischen Schlamm ersetzt wird, erhöht sich der' Feststoffgehalt im Faulraum. Dies kann zur Erhöhung der Kapazität des Faulraumes wünschenswert sein, andererseits aber auch unerwünschte Folgen haben. Die Erhöhung des Feststoffgehaltes der ^: Klärmasse und die Verringerung des Flüssigkeitsgehaltes sind nämlich beides Faktoren, die den Säuregehalt der Flüssigkeit zu erhöhen streben. Außerdem sind Faulräume und die zugehörigen Anlagen normalerweise für eine bestimmte Konsistenz oder einen be-

909838/1290

j " -5-

J stimmten Konsistenzbereich des Schlammes im Paulraum ausgelegt ;

und eine zu hohe Konzentration des Schlammes kann dann in der _; j einen oder anderen Weise zu Funktionsstörungen führen. Ein Haupt-; ί vorteil des vorliegenden Verfahrens besteht jedoch darin, daß die Konzentrationserhöhung von Null bis zu einem Maximalwert durch ! Einstellung der relativen Mengen von neuem Schlamm und/oder An- ^; lagenablaufwasser ohne nennenswerten Peststoffgehalt, das zum Er-• satz der durch das Zentrifugieren entfernten Flüssigkeit zugeführt wird, entsprechend geregelt werden.

Das Zentrifugieren erfolgt bei dem Verfahren gemäß der Erfirüing vorzugsweise in Verbindung mit einem Primärzersetzungs- oder Paulraum und der durch das Zentrifugieren konzentrierte Klärschlamm wird dabei in denselben Raum zurückgeführt. Vorzugsweise enthält dieser Paulraum eine Rührvorrichtung oder dgl., um seinen Inhalt gründlich zu mischen und in Bewegung zu halten. Ein Vorteil des vorliegenden Verfahrens besteht jedoch auch darin, daß es mit einer erheblichen Rührwirkung verbunden ist. Bei dem

^: vorliegenden Verfahren kann ein Sekundärfaulraum entfallen, wenn jedoch ein solcher verwendet werden soll, kann das Verfahren in Verbindung mit einem Sekundärfaulraum verwendet werden, entweder indem man den Schlamm aus einem Primärfaulraum abzieht und den von der Flüssigkeit befreiten Schlamm in einen Sekundärfaulraum

^: einspeist, oder indem man das Zentrifugieren in einem geschlossenen Kreislauf mit dem Sekundärfaulraum allein durchführt.

Die Zentrifuge oder Zentrifugen sind vorzugsweise abgedichtet, so daß kein Gas ein- oder austreten kann, sie werden zum Gasauslaß des Paulraumes oder zu irgend einer anderen geeigneten Entlüftungseinrichtung entlüftet. Hierdurch wird nicht nur verhindert, daß störende und gegebenenfalls explosive Gase, die während des Zentrifugierens frei werden, in die Anlage entweichen, sondern es wird auch, was wichtig ist, eine Oxidation des rückgespeisten Schlammes verhindert, welche den anäroben Abbau beeinträchtigen könnte.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, es zeigen:

90983 8/1290

Fig. 1 ein Strömungsdiagramm zur Erläuterung eines Ausführungsbeispieles des Verfahrens gemäß der Erfindung, welches mit einem Primärfaulraum durchgeführt wird und

Pig. 2 ein Strömungsdiagramm für ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das mittels eines Primär- und eines Sekundär-Faulraumes durchgeführt wird.

In der Zeichnung sind die jeweiligen Anlagenteile nur sehe-; matisch dargestellt, da diese an sich bekannt und handelsüblich ' sind. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird ein anärober, also unter Luftabschluß arbeitender Primärfaul- oder Zersetzungs*- raum 10 über eine Leitung 12 mit rohem Schlamm gespeist. Der eingespeiste Schlamm kann aus Kloakenwasser oder industriellen Abwässern oder Abfällen stammen, welche der üblichen Vorbehandlung unterzogen worden sind, wie mittels eines Rechens, Sandfanges und einer Eindickvorrichtung. Bei sogenannten Machbehandlungsanlagen kann der Schlamm auch abfallaktivierten Schlamm enthalten oder aus diesem bestehen. Der verfaulte abgesetzte Schlamm wird vom Boden des Paulraumes über eine Leitung 14 abgezogen, er wird dann gewöhnlich auf Sandbetten, durch Vakuumfiltration oder in Zentrifugen entwässert. Das im Paulraum abgegebene Gas wird über eine Leitung 16 abgeführt, die normalerweise zu einer Heizanlage führt, die den Wärmebedarf der Kläranlage deckt und gegebenenfalls auch den Faulraum heizt. Der Faulraum ist vorzugsweise mit nichtdargestellten Mitteln zum Rühren und gründlichen Mischen des Inhalts oberhalb der Bodenzone, von der der Schlamm abgezogen wird, versehen.

Gemäß der Erfindung wird vom Faulraum 10 Schlamm über eine Leitung 18 zur Verarbeitung in einer oder mehreren Zentrifugen abgezogen. In Fig. 1 ist eine einzige, kontinuierlich arbeitende Zentrifuge 20 dargestellt, die eine nicht durchbrochene Trommel hat und über die mit einem Ventil versehene Leitung 18 gespeist wird. In der Zentrifuge 20 wird ein gewünschter Prozentsatz der Mutterflüssigkeit abgetrennt und zu vorgeschalteten Einrichtungen der Anlage, z.B. zum Vorfluter, zurückgespeist oder über eine Ablaufleitung 22 abgeleitet. Der teilweise entwässerte Schlamm vom

90 9 838/1290

1S08596

Feststoffauslaß der Zentrifuge wird, dem Paulraum 10 über eine : Leitung 24 wieder zugeführt. i

Etwa noch in der Mutterflüssigkeit, die über die Leitung abströmt, verbliebene Peststoffe sind fein, leicht und schwierig _: zum Absetzen zu bringen. Der Anteil an solchen Feststoffen in der abzentrifugierten Flüssigkeit sollte auf einen vernachlässig-* baren Betrag verringert werden, damit keine Probleme durch.Ansammlung von feinen Feststoffen im Kreislauf auftreten, wenn die abzentrifugierte Flüssigkeit ganz oder zum Teil vorangehenden Stufen des Verfahrens bzw. der Einlaufseite der Anlage wieder zugeführt werden. Solche feinen Feststoffe werden außerdem nicht so leicht vollständig abgebaut, wie Feststoffe, die sich leichter absetzen und es ist daher wichtig, daß sie zum weiteren Abbau in den Faulraum zurückgeführt werden. Bei geeigneter Steuerung der Füllhöhe kann mit Hilfe von Zentrifugen mit geschlossener Trommel ein hoher Prozentsatz dieser feinen Feststoffe auch ohne chemische Hilfe abgetrennt werden. Vorzugsweise werden handelsübliche Zentrifugen verwendet, wie sie in der USA-Patentschrift 3 279 687 beschrieben sind, beijdenen die Füllhöhe _: während des Betriebes eingestellt und unabhängig von Schwankungen in der Zufuhr automatisch geregelt werden kann. Wenn jedoch, wie es vorzugsweise der Fall sein soll, 90 bis 95% oder mehr der Feststoffe abgetrennt werden sollen, kann der Zusatz von Chemikalien erforderlich sein. Hierfür dient eine Leitung zur Zuführung von Chemikalien, normalerweise eines Flockungsmittels, von einem nichtdargestellten Vorrat. Die Einspeisung erfolgt am zweckmäßigsten in die Zentrifuge.

Aus den oben erwähnten Gründen ist es zumindest sehr wünsehenswert, daß die Zentrifuge bezüglich der umgebenden Atmos- ; phäre gasdicht abgeschlossen ist. Dies kann dadurch geschehen, daß die Zentrifuge, ihr Gehäuse und die Auslässe in einen gasdichten Behälter eingeschlossen wird. Einfacher ist es jedoch, handelsübliche Zentrifugen des bevorzugten Typs mit gasdichten Abdichtungen zwischen dem Gehäuse und den Wellen zu verwenden und e3 ist einfach, die Flüssigkeits- und Feststoff-Auslaßsyste-

909830/1290

me vollständig einzuschließen, um das Zentrifugengehäuse gasdicht zu machen. Eine solche Anordnung soll auch bei Fig. 1 vorgesehen
sein, wobei das Zentrifugengehäuse über eine Leitung 28 entlüftet ist, die mit der Entluftungsleitung 16 vom Faulraum 10 verbunden
sein kann. .

Es ist ersichtlich, daß der der Zentrifuge 20 über die Leitung 18 zugeführte Schlamm von der unteren Absetzzone des Faul- ' raumes 10 abgezogen wird, wie es üblicherweise wünschenswert ist.; Im Verlaufe des Faulens kann sich jedoch im Faulrauminhalt oben
Schaum bilden, der zum Teil aus leichten und schwer absetzbaren
Feststoffen besteht, jedoch auch große Mengen schwerer, absetzbarer Feststoffe enthält, die durch anhaftende Gasblasen an der
Oberfläche gehalten werden. Da diese Feststoffe nicht genügend
mit der für den Abbau erforderlichen flüssigen Umgebung in Verbindung stehen, können sie nicht abgebaut werden und bleiben zurück. Wenn dieser Schaum eine genügend dichte Schicht bildet,
verhindert er das Entweichen von Gas, wodurch Störungen in der
Kläranlage und dem Gasverbrennungssystem auftreten können. Viele
Faulräume sind daher heute mit mechanischen Schaumbrechern aus- [ gerüstet. j

Durch das vorliegende Verfahren kann das Schaumproblem be- ; seitigt oder zumindest stark reduziert werden. Zu diesem Zweck ■ kann eine mit einem Ventil versehene Leitung 30 vorgesehen wer- j den, die gestrichelt dargestellt ist und von der oberen Zone ; des Faulraumes, in der sich der Schaum bildet, zur Zentrifuge j 20 führt. Bestimmten Intervallen oder wenn Messungen ergeben | haben, daß die Schaumbildung ein unerwünschtes Ausmaß erreicht i hat oder in Kürze erreichen wird, wird die obere Zone der Flüs- I sigkeit durch die Leitung 30 abgezogen und der Zentrifuge 20 j zugeführt, was entweder zusammen mit einer Einspeisung über die ^: Leitung 18 oder abwechselnd mit einer solchen erfolgen kann. Wäh-| rend der Entfernung des Schaumes wird dem Faulraum vorzugsweise . kein Schlamm über die Leitung 12 zugeführt, so daß anhand des > Absinkene dee Flüssigkeitspegel^ festgestellt werden kann, ob j genügend Schaum entfernt worden ist. Die Leitung 30 hat Vorzugs- !

909838/1290

weise mehrere Einlasse, die um die den Schaum führende Flüssigkeit angeordnet sind und/oder in diese hineinreichen, so daß die Ableitung im wesentlichen auf die betreffende Schicht und den Schaum beschränkt wird.

In der Zentrifuge werden die an den Peststoffen des Schaums haftenden Gasblasen zerstört und das Gas entweicht. Die von der Mutterflüssigkeit abgetrennten Feststoffe des Schaums haben nun wieder ihre wahre Dichte und werden wieder in den Faulraum eingespeist, wo sie abgebaut werden und absitzen können. Man kann daher auf Schaumbrechvorrichtungen verzichten, die bestenfalls ein wenig zuverlässiger Notbehelf sind.

Vorzugsweise wird das der Zentrifuge 20 zugeführte Gut erwärmt, da dies den Wirkungsgrad der Abtrennung verbessert. Die Zuführungsleitung 18 (und gegebenenfalls auch die Zuführungsleitung 30) können daher mit einem gestrichelt dargestellten Wärmetauscher 32 versehen sein. Bei dem Wärmetauscher muß es sich nicht unbedingt um eine zusätzliche Einrichtung handeln, da bei vielen bekannten Kläranlagen die Faulräume mit einem Kreislaufsystem ausgerüstet sind, mittels dessen der Faulrauminhalt durch einen Wärmetauscher umgewälzt wird, um den faulenden Schlamm auf der erforderlichen erhöhten Temperatur zu halten.

In Fig. 1 ist eine Leitung 34 dargestellt, die in die Feststoff-Auslaßleitung 24 der Zentrifuge mündet. Diese Leitung 34 dient in erster Linie dazu, Wasser zur Verdünnung in die Leitung 24 einzuleiten. Zur Verringerung des Säuregehaltes ist es gewöhnlich wünschenswert, die Zentrifuge so zu betreiben, daß die Flüssigkeit möglichst vollständig entfernt wird, x-jobei dann jedoch die entstehende Feststoffsuspension zu viskos zum Pumpen und Rückspeisen werden kann. In diesem Falle wird dann über die Leitung 34 eine entsprechende Menge von Anlagenablaufwasser zugesetzt. Es kann ferner wünschenswert sein, in den Faulraum zusätzlich Wasser einzuleiten, um die Konzentration zu regeln, was ebenfalls über die Leitung 34 erfolgen kann. Bei dem vorliegenden Verfahren wird die Notwendigkeit, Chemikalien zur Neutralisierung von Saure/weluestigehend vermieden, wenn jedoch ein Zusatz von

909838/1290

Chemikalien, wie Kalksuspension, erforderlich sein sollte, werden diese Chemikalien vorzugsweise dem rüekgespeisten Schlamm in der Leitung 24 über die Leitung 34 zugesetzt.

Um bei dem vorliegenden Verfahren den größtmöglichen Wirkungsgrad zu erreichen, sollten der Säuregehalt und die Konsistenz des Paulrauminhaltes mindestens in häufigen Intervallen bestimmt werden. Der Säuregehalt kann dadurch bestimmt werden, daß man Proben auf den Gehalt an flüchtigen Säuren analysiert, den pH-Wert mißt oder das Verhältnis von CO₂ zu CH^ im freiwerdenden Gas feststellt. Von diesen Verfahren ist die Bestimmung der flüchtigen Säuren im allgemeinen am zuverlässigsten und wird daher bevorzugt. De Pufferwirkung von vorhandenem Bicarbonat kann pH-Messungen der gelösten Säure ungenau machen und Änderungen im Verhältnis der Gasbestandteile beruhen nicht immer, zumindest nicht immer ganz auf Änderungen der Acidität. Zur Bestimmung der Konsistenz bzw. des prozentualen Feststoffgehaltes des Faulrauminhaltes sind verschiedene Vorrichtungen verfügbar, die mit ausreichender Genauigkeit arbeiten. Es sollten zumindest häufige Messungen der prozentualen Feststoffabtrennung in der Zentrifuge gemacht werden, was dadurch geschehen kann, daß man das Verhältnis der Konsistenz des eingespeisten Materials zu der der abgetrennten Feststoffe oder der abgetrennten Flüssigkeit am Auslaß der Zentrifuge bestimmt.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind Anlagenteile,— die mit solchen in Fig. 1 übereinstimmen, mit denselben Bezügszahlen bezeichnet, denen jedoch ein Akzent angefügt wurde. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird der Schlamm aus dem Primärfaulraum 10' durch Rohschlamm, der über eine Leitung 12' eingespeist wird, über eine Auslaßleitung 14' und eine mit einem Ventil versehene Verbindungsleitung 52' in einen Sekundärfaulraum 50 verdrängt. Im Faulraum 50 xfird der Schlamm nicht in Bewegung gehalten wie im Faulraum 10, sondern man läßt ihn mehr oder weniger ruhen, um ein maximales Absetzen zu erreichen. Der abgesetzte, vollständig abgebaute Schlamm wird durch eine Leitung 54 abgezogen. Das entstehende Gas wird über eine Leitung

909838/1290

BAD ORIGINAL

einer nichtdargestellten Brenneranlage oder einem Abzugsystem zugeführt.

Bei der Ausfuhrungsform gemäß Fig. 2 können, was vorzugsweise auch geschieht, eine oder mehrere Zentrifugen 20' genau wie bei Fig. 1 mit dem Primärfaulraum 10' verbunden sein. In Fig. 2 sind jedoch zwei andere Möglichkeiten dargestellt, wie das vorliegende Verfahren bei einem Primär-Sekundär-Faulraumsystem verwendet werden kann, wo die Anordnung nach Fig. 1 nicht den Zweck hat, einen Sekundärfaulraum überflüssig zu machen. Diese Möglichkeiten werden also vorzugsweise zusätzlich und nicht anstelle der Verbindungen, die gemäß Fig. 1 am Primärfaulraum 10' vorgesehen sind, verwendet, wobei dieselbe Zentrifugenanlage abwechselnd mit der Verwendung in der Anlage gemäß Fig. 1 benutzt wird oder eine zusätzliche Zentrifugenanlage vorgeshen ist.

Bei Fig. 2 ist die mit einem Ventil versehene Zuführungsleitung 18' zur Zentrifuge 20' an die Auslaßleitung I¹I' des Faulraumes 10' und nicht an die Absetzzone dieses Faulraumes wie bei Fig. 1 angeschlossen. Beim Schließen des Ventils in der Leitung 52 und öffnen des Ventils in der Leitung 18' wird der vom Faul- ■ raum 10' abgezogene Schlamm in die Zentrifuge 20· geleitet, um die gewünschte Menge von Mutterflüssigkeit zu entfernen, die über die Leitung 22' wie bei Fig. 1 abgeleitet wird. Die konzentrierte Fraktion wird über die Leitung 24' und den letzten Teil der Leitung 52' in den Sekundärfaulraum 50 eingeleitet. Der Suspension kann über eine Leitung 3^^f wie bei Fig. 1 Wasser zur Verdünnung, z.B. Ablaufwasser der Anlage, zugeführt werden. Wie ersichtlich, kann dieses System dazu dienen, den Säuregehalt des in den Sekundärfaulraum 50 eingespeisten Schlammes zu verringern und seinen Feststoffgehalt einzustellen, also direkt den Säure- und Feststoffgehalt in diesem Faulraum zu steuern. Im Primärfaulraum, wo eine Regelung dieser Parameter normalerweise wichtiger ist, werden ßie jedoch durch das zuletzt beschriebene System nicht beeinflußt .

Bei der anderen Anordnung, die in Fig. 2 dargeßteilt ist und die gleichzeitig oder abwechselnd mit der eben beschriebenen

909838/1290

Anordnung oder als Ersatz hierfür verwendet werden kann, wird Schlamm von der Absetzzone des Sekundär-Faulraumes 50 über eine gestrichelt gezeichnete, ein Ventil enthaltende Leitung 58 abgezogen und der Zentrifuge 20^f zugeführt, um Mutterfltesigkeit zu entfernen₃ dann wird der verbliebene Schlamm dem Paulraum über Leitungen 24' und 52 wieder zugeführt. Dieser Kreislauf entspricht dem der Fig. 1 und er kann in der gleichen Weise zur Steuerung der gleichen Bedingungen im Faulraum 50 verwendet werden. Diese Anordnung beeinflußt die Verhältnisse im Primärfaulraum 10' nicht.

Das Verfahren kann je nach den Erfordernissen in der verschiedenen Weise betrieben und gesteuert werden. Insbesondere wenn der im System zu verarbeitende Schlamm dazu neigt, im Übermaß flüchtige Säure zu entnri ekeln, kann die Zentrifugenanordnung kontinuierlich mit einer Mutterflüssigkeitsentfernungsrate betrieben werden, die so bemessen ist, daß genügend Säure entfernt wird, um der Neigung einer übermäßigen Säureentwicklung unter normalen Bedingungen entgegen zu wirken. Die Betriebswerte sollten dabei unter der maximalen Kapazität der Anlage liegen, damit die Entfernung der Mutterflüssigkeit gegebenenfalls gesteigert werden kann, wenn die vorhergesehene Rate nicht ausreicht oder eine plötzliche anomale Steigerung des Säuregehaltes auftritt. Die Rate,mit der die Mutterflüssigkeit durch das Zentrifugieren entfernt wird, läßt sich auf verschiedene Weise beeinflussen, z. B. durch die Zuführungsgeschwindigkeit zur Zentrifuge und deren Trommelgeschwindigkeit. Etwaige Änderungen der Betriebsparameter sollen so vorgenommen werden, daß der Feststoffgehalt am Auslaß, insbesondere Flüssigkeitsauslaß der Zentrifuge annehmbare Werte hat, wie bereits erläutert wurde. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Zentrifugenanlage intermittierend zu betreiben und. immer dann in Betrieb zu nehmen, wenn ein übermäßiger Säuregehalt oder die Neigung zum Entstehen eines solchen festgestellt werden, wobei die Mutterflüssigkeit mit einer Rate abgetrennt wird, die eine Korrektur dieser Bedingungen bewirkt oder ihr Auftreten verhindert.

909838/1290

Um den Säuregehalt herabzusetzen, soll die entfernte Mutterflüssigkeit durch Wasser ersetzt werden, das keinen oder nur einen geringen Säuregehalt aufweist. Wie erwähnt, kann es sich dabei um Wasser von zusätzlich zugeführtem Rohschlamm oder um im wesentlichen feststofffreies Wasser, wie Ablaufwasser der Anlage, handeln. Welches dieser beiden Medien als Ersatz entfernt wird und in welcher Menge hängt in erster Linie yom Ist- und Soll-Wert der Peststoffkonzentration im Paulraum an. Wenn die Ist-Konzentration zu niedrig ist, ist ein Ersatz durch Schlamm angezeigt, während der Ersatz ganz oder teilweise durch feststofffreies Wasser erfolgen wird, wenn der Feststoffgehalt im Soll-Bereich liegt.

Per Gehalt an flüchtigen Säuren im Paulraum soll gewöhnlich unter 1000 Teilen pro Million Teile Flüssigkeit, häufig unter 600 Teilen pro Million Teile Flüssigkeit liegen. Ein Gehalt an flüchtigen Säuren von 2000 Teilen pro Million wird im allgemeinen als der Gefahrenpunkt angesehen, bei dessen Überschreitung die Fäulnis bzw. der Abbau durch die zu sauren Bedingungen ernstlich beeinträchtigt werden und der Faulraum übersäuert ist, so daß er durchgespült oder verdünnt werden und der Abbauzyklus neu eingeleitet oder verlangsamt werden muß, was erhebliche Anlagen-Totzeiten und andere Kosten mit sich bringt. Bei dem vorliegenden Verfahren können solche Zwischenfälle, die bei den bekannten Regelungen nicht selten sind, vermieden werden und Primär- und/ oder Sekundär-Faulräume können mit optimalen Bedingungen bezüglich des Gehalts an flüchtigen Säuren und des Peststoffgehalts ohne Störungen durch Schaumbildung betrieben werden.

909838/129

Claims

Patentansprüche

(l ./Verfahren zur Förderung der anäroben Zersetzung von Schlamm, insbesondere Klärschlamm und industriellen Abfallprodukten, in mindestens einem anäroben Zersetzungsbehälter. (Paulraum), dadurch gekennzeichnet, daß Schlamm aus einem Faulraum (10) abgezogen und unter Bildung zweier Fraktionen zentrifugiert wird, von denen die erste Muterflüssigkeit, die im wesentlichen frei von Feststoffen ist und gelöste Säure enthält, und die zweite im wesentlichen alle Feststoffe enthält, daß nur die zweite Fraktion in einen Faulraum (10 oder 50) direkt eingeleitet wird, daß in diesen, mit der zweiten Fraktion beschickten Faulraum genügend Flüssigkeit eingeleitet wird, um zumindest den größten Teil der entzogenen Mutterflüssigkeit zu ersetzen, wobei diese Flüssigkeit einen wesentlich niedrigeren Säuregehalt hat als die entzogene flutterflüssigkeit, und daß die Mutterflüssigkeit beim Zentrifugieren mit solcher Geschwindigkeit und in solcher Menge entzogen wird, daß ein übermäßiges Ansteigen des Säuregehalts in dem mit der zweiten Fraktion gespeisten Faulraum weitestgehend verhindert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die entfernte Mutterflüssigkeit durch Wasser, das abzubauenden Rohschlamm enthält und/tder durch Wasser, das im wesentlichen frei von Feststoffen ist, so ersetzt wird, daß sich in dem Faulraum, in den die zweite Fraktion eingespeist wird, ein gewünschter Feststoffgehalt ergibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fraktion in den Faulraum (10) eingespeist wird, aus dem der Schlamm entnommen worden warr

909838/1290
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm aus einem Primärfaulraum (10) entnommen und die zweite Fraktion wieder in diesen Primärfaulraum zurückgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm aus einem Sekundärfaulraum entnommen und die zentrifugierte zweite Fraktion wieder diesem sekundären Faulraum zugeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm von einem Primärfaulraum (10') abgezogen und die zweite Fraktion in einen Sekundärfaulraum (50) eingeführt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a durch gekennzeichnet, daß der Schlamm (über die Leitung 18) aus einer Absetzzone eines Faulraumes (10) abgezogen wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der abgezogene Schlamm vor dem Zentrifugieren erwärmt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d adurch gekennzeichnet daß dem Schlamm vor der Beendigung des Zentrifugierens ein die Abtrennung der Peststoffe änderndes chemisches Zusatzmittel zugeführt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensablauf so gesteuert wird, daß der Peststoffgehalt der ersten Fraktion 5% des gesamten Peststoffgehalts des zum Zentrifugieren abgezogenen Schlammes nicht wesentlich übersteigt.

909838/1290

-ie- . i
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, j dadurch gekennzeichnet, daß der Zutritt J von Luft zu dem bearbeiteten Schlamm verhindert und Gas, das beim Zentrifugieren entweicht, abgeleitet wird. ^!
12. Verfahren insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine schaumhaltige obere Flüssigkeitssehicht aus einem Faulraum abgezogen wird, daß sie dann zentrifugiert wird, um die Gasblasen zu zerstören und zwei Fraktionen zu bilden, von denen die erste im wesentlichen feststofffreie Mutterflüssigkeit enthält und die . zweite im wesentlichen alle Feststoffe enthält, und daß nur die zweite Fraktion direkt einem Faulraum zum weiteren Abbau zugeführt wird.
13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fraktion dem Faulraum zugeführt wird, aus dem der Schlamm abgezogen worden war.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zutritt von Luft zu dem behandelten Material verhindert wird und das Gas, das während des Zentrifugierens entweicht, abgeleitet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die abgezogene schaumhaltige Flüssigkeit vor dem Zentrifugieren erwärmt wird.

909838/1290