DE19920010A1 - Anaerobically digested sludge subjected to aerobic treatment reducing volume of sludge for final disposal and costs - Google Patents

Anaerobically digested sludge subjected to aerobic treatment reducing volume of sludge for final disposal and costs

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Abstract

A biological process treats and reduces the volume of digested sludge which is the product of anaerobic activated treatment of excess sludge. The digested sludge is pumped into a silo or container with gas. The gas is air, oxygen derived from a technical process, air enriched with oxygen, or ozone-enriched oxygen. The digested sludge is exposed to the gas, driving further aerobic treatment. The resulting sludge is then concentrated by prior-art treatment processes by sedimentation, floatation or ultra-filtration.

Description

Anwendungsgebietfield of use

Der Überschußschlamm aus biologischen Abwasserkläranlagen geht normalerweise zur Konditionierung in sogenannte Faultürme, wo er unter anoxischen Bedingungen ausfault und deshalb danach Faulschlamm genannt wird.The excess sludge from biological wastewater treatment plants usually goes to Conditioning in so-called digestion towers, where it digests and under anoxic conditions that's why digested sludge is called afterwards.

In Deutschland fallen pro Jahr ca. 50 Millionen Tonnen Faulschlamm an, wovon bisher 65% deponiert, 10% verbrannt und 25% auf landwirtschaftlich genutzte Felder verteilt werden.Around 50 million tons of digested sludge are produced in Germany each year, of which 65% so far landfilled, 10% burned and 25% distributed to agricultural fields.

Die Beseitigung dieses Faulschlammes wird in Zukunft ein größeres Problem, weil die TA Siedlungsabfall von 1993 es ab 2005 verbietet, solche Abfälle, die mehr als 5% organischen Anteil enthalten, auf Deponien zu bringen. Im Bundesland Nordrhein - Westfalen ist diese Frist sogar auf den 1. Juli 1999 festgesetzt worden, siehe Literatur 1 (Hermann Schwarz et al.: "Chemisch-oxidative Behandlung von Faulschlamm mit Wasserstoffperoxid", Wasser, Boden und Luft WLB 5, 1996, 44-47).The removal of this digested sludge will be a bigger problem in the future because the TA Municipal waste from 1993 it bans from 2005 such waste that is more than 5% organic Contain share to bring to landfill. This is in the state of North Rhine - Westphalia Deadline was even set to July 1, 1999, see Literature 1 (Hermann Schwarz et al .: "Chemical-oxidative treatment of digested sludge with hydrogen peroxide", water, Soil and Air WLB 5, 1996, 44-47).

Deshalb beschäftigen sich mehrere Gruppen damit, diese Schlammenge entweder als Faul­ schlamm oder bereits vorher als Überschußschlamm der Biologie zu reduzieren.Therefore, several groups deal with this sludge either as lazy sludge or reduce previously as excess sludge of biology.

Zweckpurpose

Diese Erfindung bezweckt die Reduzierung des zu entsorgenden Faulschlammes.This invention aims to reduce the digested sludge to be disposed of.

Stand der TechnikState of the art Chemisch-oxidative Behandlung von Faulschlamm mit WasserstoffperoxidChemical-oxidative treatment of digested sludge with hydrogen peroxide

Siehe Literatur 1: Hermann Schwarz et al.: "Chemisch oxidative Behandlung von Faulschlamm mit Wasserstoffperoxid", Wasser, Boden und Luft WLB 5, 1996, 44-47. Es wird beschrieben, daß in ein Druckgefäß gefüllter Faulschlamm unter erhöhtem Druck von p < 10 bar und erhöhter Temperatur von T < 100°C unter Luft- oder Sauerstoffeinschluß mit Wasserstoffperoxid so aufgeschlossen werden kann, daß er entweder weitgehend mineralisiert oder so angekrackt ist, daß er sich bei einer folgenden biologischen Behandlung erheblich reduzieren läßt.See literature 1: Hermann Schwarz et al .: "Chemical oxidative treatment of Digested sludge with hydrogen peroxide ", water, soil and air WLB 5, 1996, 44-47. It is described that digested sludge filled in a pressure vessel under increased pressure of p <10 bar and an elevated temperature of T <100 ° C with the inclusion of air or oxygen Hydrogen peroxide can be digested so that it is either largely mineralized or cracked in such a way that it undergoes subsequent biological treatment can be significantly reduced.

Chemisch oxidative Behandlung von Überschußschlamm mit Ozon in einem Teilstrom, der entweder dem Belebungsbecken oder der Nachklärung der Belebung entnommen und nach der Ozonung in die Belebung geführt wirdChemical oxidative treatment of excess sludge with ozone in one Partial flow, either the aeration tank or the clarification of the Revitalization is removed and is led into the revitalization after ozonation

Siehe Literatur 2: EP 645347 AT 21. 09. 94, Kurita Water Industries Ltd. Die Japaner ozonen einen Teilstrom des Überschußschlammes außerhalb des Belebungsbeckens. Durch Ozon werden die Zellwände der Flocken und der Bakterien im Überschußschlamm angegriffen oder sogar zerstört. Der auslaufende biologisch abbaubare Zellsaft wird mit dem Teilstrom wieder der Belebung zugeführt. Auf diese Weise wird ein Gleichgewicht der Überschußschlammproduktion in der biologischen Stufe erreicht, so daß eine abzuführende Überschußschlammenge minimiert oder gar vermieden wirdSee literature 2: EP 645347 AT 09.09.94, Kurita Water Industries Ltd. The Japanese ozone a partial flow of the excess sludge outside the activation tank. Through ozone the cell walls of the flakes and the bacteria in the excess sludge are attacked or even destroyed. The leaking biodegradable cell juice is with the partial flow  brought back to life. In this way, a balance of Excess sludge production reached in the biological stage, so that a to be discharged Excess sludge is minimized or even avoided

Desintegration von KlärschlämmenDisintegration of sewage sludge

Siehe Literatur 3: Heft 61 des Institutes für Siedlungswasserwirtschaft an der Technischen Universität Braunschweig. Johannes Müller, Norbert Dichtet und Jörg Schwedes: "Klärschlammdesintegration, Forschung und Anwendung", Fachtagung am 10. und 11. März 1998 in Braunschweig.See literature 3: Issue 61 of the Institute for Urban Water Management at the Technical Braunschweig University. Johannes Müller, Norbert Dichte and Jörg Schwedes: "Sewage sludge disintegration, research and application", conference on March 10th and 11th 1998 in Braunschweig.

Hier speziell: A. Scheminski, R. Krull und D. C. Hempel: "Mehrstufige Prozeßführung der Klärschlammstabilisierung mit mechanischem Aufschluß und Behandlung durch Ozon" Seiten 193-208.Here in particular: A. Scheminski, R. Krull and D. C. Hempel: "Multi - stage process management of the Sewage sludge stabilization with mechanical digestion and treatment with ozone " Pages 193-208.

Diese Gruppe beschäftigt sich mit der Desintegration von Klärschlämmen, gemeint ist damit eine Zerstörung der Flocke im abgetrennten Überschuß- oder Faulschlamm durch mechanische, chemische, biologische oder physikalische Methoden, um damit die Mikroorganismen in den Schlammflocken aufzuschließen und ihren Zellsaft für einen biologischen Abbau zugänglich zu machen und auf diese Weise die Schlammenge zu reduzieren.This group deals with the disintegration of sewage sludge destruction of the flake in the separated excess or digested sludge mechanical, chemical, biological or physical methods to achieve the Unlock microorganisms in the mud flakes and their cell juice for you to make biodegradation accessible and in this way the amount of sludge to reduce.

Die spezielle Gruppe Scheminski, Krull und Hempel arbeitet mit einem zweistufigen anoxischen biologischen Verfahren, in dem sie den verwendeten Faulschlamm sowohl mechanisch als auch mit Ozon aufschließt und besser für die Biologie zum Abbau und dadurch für die Faulschlammreduzierung verfügbar macht.The special group Scheminski, Krull and Hempel works with a two-stage anoxic biological process in which they use both the digested sludge mechanically as well as with ozone and is better for biodegradation and degradation making it available for sludge reduction.

Kritik des Standes der TechnikCritique of the state of the art Chemisch-oxidative Behandlung von Faulschlamm mit WasserstoffperoxidChemical-oxidative treatment of digested sludge with hydrogen peroxide

Es erscheint uns zu aufwendig, große Mengen von Faulschlamm bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur mit Wasserstoffperoxid aufzuschließen.It seems to us too expensive, large amounts of digested sludge under increased pressure and digest elevated temperature with hydrogen peroxide.

Chemisch-oxidative Behandlung von Überschußschlamm mit Ozon in einem TeilstromChemical-oxidative treatment of excess sludge with ozone in one Partial flow

Diese Methode der Schlammreduzierung befaßt sich nicht mit ausgefaultem Schlamm aus einem Faulturm und gehört nicht direkt zu dem Problemthema, womit sich diese Erfindung befaßt.This sludge reduction method is not concerned with decayed sludge a digestion tower and is not directly part of the problem with which this invention relates deals.

Desintegration von KlärschlämmenDisintegration of sewage sludge

Diese Forschungs- und Anwendungsgruppe befaßt sich zwar mit der Reduzierung von Faulschlamm und schließt ihn mechanisch, chemisch und physikalisch auf, aber sie behandelt ihn wieder anaerob nach. Diese Prozedur erscheint uns ebenfalls technisch und wirtschaftlich als zu aufwendig. This research and application group is concerned with the reduction of Digested sludge and breaks it down mechanically, chemically and physically, but they treats him again anaerobically. This procedure also appears technical and to us economically as too expensive.  

Aufgabetask

Es soll ein Verfahren erfunden und entwickelt werden, das Faulschlamm technisch möglichst einfach mit einer sicheren hohen Verfügbarkeit auf ökologisch und ökonomisch sinnvolle Weise sehr stark reduziert.A process is to be invented and developed, the digested sludge technically possible simply with a safe high availability on ecologically and economically sensible Way very greatly reduced.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Die Lösung der Aufgabe, Faulschlamm technisch, ökologisch und ökonomisch sinnvoll zu reduzieren, besteht darin, daß der anoxisch ausgefaulte Schlamm einer aeroben biologischen Behandlung unterzogen werden soll, indem der Faulschlamm in ein oder mehrere Behältnisse, Becken oder Behälter überführt wird, die von unten entweder mit soviel luft, Sauerstoff oder mit Sauerstoff oder mit Ozon angereicherter Luft begast werden, daß sich eine aerobe Biologie ausbilden kann.The solution to the task of making digested sludge technically, ecologically and economically sensible reduce, is that the anoxically digested sludge is aerobic undergo biological treatment by putting the digested sludge in one or several containers, basins or containers are transferred from below with either as much air, oxygen or with oxygen or air enriched with ozone are gassed that can develop an aerobic biology.

Überraschender Weise läßt sich der Faulschlamm in der aeroben Biologie schon alleine durch Begasung mit Luft erheblich reduzieren, was durch Zusatz von Sauerstoff oder Ozon noch verstärkt werden kann. Diese aerobe Behandlung des Faulschlamms zum Zwecke seiner Reduzierung hat nach unserer Kenntnis noch niemand vor uns versucht.Surprisingly, the digested sludge can be used alone in aerobic biology reduce significantly by gassing with air, what by adding oxygen or ozone can still be reinforced. This aerobic treatment of the digested sludge for the purpose To our knowledge, no one has tried to reduce it before us.

Beschreibung der Verfahrensskizze zur aeroben FaulschlammreduzierungDescription of the process sketch for aerobic sludge reduction

Aus dem Faulturm (1), in dem anoxische Bedingungen für die Biologie herrschen, fördert eine Pumpe (2) den Faulschlamm zur weitergehenden Schlammstabilisierung in ein aerobes volldurchmischtes Biologiebecken (3), das mit einer Vorrichtung (4), z. B. perforierte Schlauche belüftet oder begast wird. Dies Gas kann Luft oder Sauerstoff (6), mit Sauerstoff angereicherte Luft (7) oder mit Ozon angereicherte Luft (8) sein. Der aerob behandelte Schlamm aus dem Becken (3) wird über die Rohrleitung (5), z. B. zur Eindickung, weiter geleitet. From the digestion tower ( 1 ), in which there are anoxic conditions for biology, a pump ( 2 ) conveys the digested sludge for further sludge stabilization into an aerobic, fully mixed biological pool ( 3 ) which can be operated with a device ( 4 ), e.g. B. perforated hoses are aerated or gassed. This gas can be air or oxygen ( 6 ), oxygen-enriched air ( 7 ) or ozone-enriched air ( 8 ). The aerobically treated sludge from the basin ( 3 ) is piped ( 5 ), e.g. B. for thickening, passed on.

Erzielbare VorteileAchievable advantages

Der Vorteil der aeroben Faulschlammreduzierung nach diesem erfindungsgemäßen Verfahren liegt darin, daß entsprechend diesem einfachen Verfahren weniger Schlamm Entwässert, gepreßt und entsorgt werden muß, was Kosten einspart. Zusätzlich wird Ammoniumstickstoff noch weiter oxidiert und humanpathogene Keime werden reduziert, was eine Verbesserung der Schlammstabilisierung bedeutet.The advantage of aerobic sludge reduction according to this invention The process is that according to this simple process, less sludge Dewatered, pressed and disposed of, which saves costs. In addition, Ammonium nitrogen is further oxidized and human pathogens are reduced, which means an improvement in sludge stabilization.

Claims (2)

1. Ein Verfahren zur biologischen Behandlung und Reduzierung von Faulschlamm der zuvor anaerob behandelten Überschußschlämme aus biologischen Belebungsstufen von Abwasserkläranlagen, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgefaulte Schlamm in Behältnissen mit sauerstoffhaltigen Gasen, wie Luft, technisch gewonnener Sauerstoff, mit Sauerstoff angereicherte Luft, mit Ozon angereicherte Luft oder mit Ozon angereicherter Sauerstoff, so begast wird, daß sich eine aerobe Biologie, in der der zugegebene Faulschlamm reduziert wird, ausbildet.1. A process for the biological treatment and reduction of digested sludge from the previously anaerobically treated excess sludge from biological activation stages of sewage treatment plants, characterized in that the digested sludge in containers with oxygen-containing gases, such as air, technically obtained oxygen, oxygen-enriched air, enriched with ozone Air or oxygen enriched with ozone is fumigated in such a way that an aerobic biology is formed in which the added digested sludge is reduced. 2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlammkonzentration durch bekannte Fest-Flüssig-Trenneinrichtungen, z. B. Sedimentation, Flotation und Ultrafiltration, zusätzlich aufkonzentriert wird.2. A method according to claim 1, characterized in that that the sludge concentration by known solid-liquid separators, e.g. B. Sedimentation, flotation and ultrafiltration, is additionally concentrated.
DE1999120010 1999-05-03 1999-05-03 Anaerobically digested sludge subjected to aerobic treatment reducing volume of sludge for final disposal and costs Withdrawn DE19920010A1 (en)

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