DE2103970A1

DE2103970A1 - Verfahren zur Konditionierung und anschließenden Entwässerung von Abwasserschlämmen aus Kläranlagen und Vorrichtung zu dessen Durchführung

Info

Publication number: DE2103970A1
Application number: DE19712103970
Authority: DE
Inventors: Willi Georg; Rosier Norbert Dipl.-Ing.; Albrecht Erhard; 4300 Essen. MP Rudat
Original assignee: Rheinstahl AG
Current assignee: Rheinstahl AG
Priority date: 1971-01-28
Filing date: 1971-01-28
Publication date: 1972-08-24
Also published as: RO62086A; NL174136C; IT946963B; AU3818472A; NL7201090A; CA964774A; AU463468B2; AT310105B; NO131418B; CH528447A; JPS5543839B1; DE2103970B2; FR2123516B1; BE778555A; NL174136B; DE2103970C3; SE385861B; DD97182A5; NO131418C; FR2123516A1

Description

Essen, den 27.1.1971 Eb/Lo

PZ 997 Z

Patentanmeldung:

"Verfahren zur Konditionierung und anschließenden Entwässerung von Abwässerschlämmen aus Kläranlagen und Vorrichtung zu dessen Durchführung"

Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 20 45 162.1)

Anmelder: Rheinstahl Aktiengesellschaft, Essen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Konditionierung und anschließenden Entwässerung von Abwasserschlämmen aus Kläranlagen, bei dem die in den Schlämmen enthaltenen Eiweißstoffe zunächst denaturiert werden, dann die Schlämme mit Flockungsmitteln versetzt und anschließend mechanisch entwässert werden.

Für die kommunale AbwasserwirLschaft gewinnt die Beseitigung der in Kläranlagen anfallenden Abwasserschlämme eine ständig wachsende Bedeutung. Es hat dementsprechend an Versuchen nicht gefehlt, die Beseitigung von Abwasserschiämmen aus kommunalen Kläranlagen in befriedigender Weise zu lösen, und es sind dementsprechend zahlreiche einschlägige Verfahren bekannt.

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Die vielfach angewandte Arbeitsweise, Abwasserschlämme in Faultürmen auszufaulen und anschließend auf Trockenbeeten zu entwässern oder in Schlammteilchen bzw.-lagunen einzustapeln und abtrocknen zu lassen, ist in industriellen Ballungsräumen wegen des erheblichen Flächenbedarfes meist nicht durchführbar. Deshalb müssen zunehmend mechanische Entwässerungsverfahren für die Klärschlammentwässerung eingesetzt werden.

Kommunale Abwassersc'·lamme enthalten neben anorganischen Feststoffen je nach Herkunft aus den Behandlungsstufen einer Kläranlage körpereigene, adsorptiv angelagerte und kolloidal bzw. echt gelöste organische Substanz, die insbesondere bei biologischen Anlagen oder Klärwerken mit Schlammfaulung aus Eiweißstoffen besteht. Dabei ist besonders zu beachten, daß mit zunehmender Intensität der Abwasserreinigung die Oberfläche der anfallenden Schlammmasse und damit auch ihr Wasserbindungsvermögen zunimmt, wodurch die mechanische Entwässerbarkeit verringert wird.

Es ist bekannt, den Abwasserschlämmen Flockungsmittel zuzusetzen, insbesondere anorganische Elektrolyte, organische Polyelektrolyte oder sonstige oberflächenaktive Stoffe, die eine Ausflockung der Stoffe herbeiführen und so die mechanische Entwäs-

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serbarkeit der Schlämme erhöhen. Bevorzugte Flokkungsmittel sind Kalk und mehrwertige Metallsalze, die einzeln oder gemeinsam dem Schlamm vor dem Entwässern zugesetzt werden. Ein wesentlicher Nachteil liegt in dem im Vergleich zur vorhandenen Schlammtrockensubstanz erheblichen Chemikalienbedarf, die die Wirtschaftlichkeit nachhaltig ungünstig beeinflußt.

Bei bekannten Verfahren zur thermischen Konditionierung von Abwasserschlämmen wird der Schlamm beispielsweise in einer Luftatmosphäre bei Drucken von 84 bis 126 atü und Temperaturen um 260 C oxydiert oder bis zu zwei Stunden Lang unter Luftabschluß auf über 175 erhitzt. Durch die genannten thermischen Verfahren wird erreicht, daß die Substanzen, die die Entwässerung behindern, zum Teil oxydieren oder echt in Lösung gehen. Ihr beherrschender Nachteil wird neben dem apparativen Aufwand und dem erheblichen Energiebedarf in der hohen organischen Verunreinigung der anfallenden Filtrate erblickt.

Schließlich ist es auch bekannt, daß sich bekannte chemische und thermische Verfahren miteinander kombiniert anwenden lassen, indem der Abwasserschiaitun nach einerFlockungsmittelzugabe entwässert und aus dem Filterkuchen das Wasser durch Verdampfen entfernt wird. Abgesehen davon, daß auch hierbei die

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Zugabemenge an Flockungsmitteln nicht unbeachtlich ist, macht der Energieaufwand für die Wasserverdampfung diese kombinierten Verfahren unwirtschaftlich.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren zur Klärschlammbeseitigung wird stark eingedickter Schlamm in einem Etagenofen verbrannt. Die Eindickung geschieht in der Weise, daß der Schlamm zentrifugiert und das noch Feststoffe enthaltende Zentrifugat mit aus der Verbrennung stammende Schlammasche vermischt und auf einem Filter entwässert wird. Filter- und Zentrifugenrückstand werden dem Ofen zur Verbrennung zugeleitet, in dessen Abgaszug eine Zentrifugatteilmenge zur Rauchgasreinigung eingesprüht wird. Zwar begünstigt die Aschezugabe als ein bekanntes Filterhilfsmittel die mechanische Schlammentwässerung, jedoch bedingt die anteilig hohe Zugabeinenge von etwa dem drei- bis fünffachen der Schi amuitrockonsubstan/. einen wirtschaftlich ungünstig hohen Blinddurchsatz des Schlammverbrennungsofens.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 459 497 ist ein Verfahren zur Schlammbehandlung durch Kalkzugabe und mechanische Entwässerung bekannt geworden, das darin besteht, daß nach der Kalkzugabe und

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vor der Entwässerung eine teilweise Neutralisation mit kohlendioxydhaltigen Gasen durchgeführt wird. Unter Berücksichtigung der Kalkzugabe ist die teilweise Neutralisation mit den kohlensäurehaltigen Gasen in derWeise durchzuführen, daß der ρ -Wert nie unter 10 absinkt; die Reaktion findet mithin im hochalkalischen Medium statt. Dabei kann in einer einzigen Behandlungseinheit die Kalkeinwirkung, die teilweise Neutralisation des Schlammes und eine Schlammerwärmung auf etwa 50 bis 90 C durchgeführt werden, indem beispielsweise ein Rauchgas, dessen Aschebestandteile Kalk enthalten, durch den Schlamm hindurchgeleitet wird. Die mit der Rauchgasasche eingetragene Kalkmenge ist regelmäßig derart gering, daß sie die Zugabe von Kalk nur geringfügig herabsetzen kann. Die Kalkbehandlung und die Neutralisation durch Abgas hat einen Zeitbedarf von mindestens einer halben Stunde und bevorzugt von etwa einer Stunde, wenn eine gute Filterleistung beim Entwässern erzielt werden soll. Da die Durchsatzleistungen einer zugehörigen Verbrennungseinheit und eines Entwässerungsaggregates auf die Kalkbehandlung abgestimmt sein müssen, sind große Behandlungskammern erforderlich, die zudem noch wegen der hohen Alkalität des Mediums besonderer Schutzmaßnahmen bedürfen. Auch das vorstehend beschriebene Verfahren löst daher das Problem der

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- 6 Klärschlammbeseitigung nicht befriedigend.

Das Verfahren nach der deutschen Offenlegungsschrift 1 658 097 zur Entwässerung von Klär- und Industrieschlämmen, insbesondere von Frisch- und Faulschlämmen, setzt die Zugabe von Flockungsmitteln und nachfolgendes Erwärmen als bekannt voraus. Es zeichnet sich dadurch aus, daß der Schlamm nach oder während der Zugabe des Flockungsmittels in weniger als 15 Minuten auf Temperaturen von 50 bis 100 C erwärmt und danach sofort entwässert wird, Vorzügsweise wird die Schlammerwärmung auf 70 bis 95 C in 5 - 10 Minuten durchgeführt. Dabei wird erreicht, daß die kolloidal gelösten Eiweißverbindungen gerinnen und somit bei der Entwässerung im Rückstand verbleiben, sofern diese in unmittelbarem Anschluß an das Erwärmen, ohne weitere Zwischenbehandlungen, wie beispielsweise eine Flockungsmittelzugabe und ohne Zwischenschaltung von Pumpen durchgeführt wird. Dauert die Erwärmung länger an oder kühlt der Schlamm nach dem Erwärmen und vor dem Entwässern wieder ab, so gehen die geronnenen Eiweißverbindungen in schleimartige Strukturen über; der Schlamm ist mithin lediglich reversibel denaturiert.

Bei dem Verfahren zur Konditionierung von Abwasserschlämmen aus Kläranlagen nach Patent .... (Patentanmeldung P 20 45 162.1) werden die in den Schläm-

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men enthaltenen Eiweißstoffe zunächst denaturiert, dann durch einen Zusatz von Flockungsmitteln ausgeflockt und anschließend entwässert. Bevorzugt werden die Schlämme im sauren Medium unter Erhitzung denaLuriert.

In vorteilhafter Weiterbildung des Verfahrens nach Patent..(Patentanmeldung P 20 45 162.1) liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Entwässerbarkeit der Schlämme unter vorheriger Zugabe von Flockungsmitteln noch weiter zu verbessern und insbesondere zu erreichen, daß beim Zentrifugieren oder Filtern der Trockensubstanzanteil im Rückstand erhöht wird, daß die in den Schlämmen enthaltenen Eiweißstoffe angereichert und in einem irreversibel geronnenen Zustand überführt werden und daß gleichwohl der Zeitaufwand für die Schi anmikonditionierung möglichst. niedrig gehalten wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schlamm zu kleinen Tröpfchen versprüht, durch eine heiße Gasatmosphäre hindurchgeleitet und nach einem Sammeln zu einem Bad der Flockungsmittelzugabe und der Entwässerung zugeleitet wird.

Es hat sich überraschend gezeigt, daß die Eiweißstoffe in den Schiatrantröpfchen durch die heiße Gasatmosphäre praktisch sofort (innerhalb einer ver-

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nachlässigbar kurzen Zeit) irreversibel denaturiert werden, wobei die Eiweißstoffe durch Gerinnen ihre Wasserbindungsfähigkeit verlieren und dabei auch noch weitere auszufällende Substanzen an sich binden, so daß bei, der anschließenden Flockungsmittelzugabe ein sehr hoher Wirkungsgrad erzielt wird.

Da für die Schlammbeseitigung vielfach eine Schlammverbrennungsanlage der Entwässerung nachgeschaltet ist, sieht eine besonders einfache und zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Schlammtröpfchen durch eine CO^-haltige, aus der Verbrennungsanlage stammende Rauchgasatmosphäre hindurchgeleitet werden. Die Rauchgasatmosphäre bewirkt, zumindest unterstützend, daß gemäß einem weiteren vorteilhaften und wesentlichen Merkmal der Erfindung die Schlammtröpfchen beim Erhitzen auf p„-Werte unter 4, insbesondere zwischen ρ = 2 und p.. = 3,

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angesäuert sind. Gegebenenfalls können die genannten optimalen ρ -Werte durch eine Säurezugabe vor dem Versprühen des Schlammes eingestellt werden. Es hat sich überraschend gezeigt, daß das Zusammenwirken von stoßartiger Erhitzung und ausreichend saurer Basizität der Schlammtröpfchen zu einer stabil irreversiblen Eiweißdenaturierung und zusätzlicher Füllung von sonstigen schlecht abzufilternden Substanzen führt, die auch dann erhalten bleibt, wenn der Schlamm nach dieser Behandlung wieder abkühlt.

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Es wurde weiterhin überraschend gefunden, daß die Entwässerbarkeit des Schlammes noch weiter gesteigert werden kann, wenn nach dem Erhitzen der sauren Schlammtröpfchen gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Basizität des Schlammes durch basische Zusätze in den neutralen Bereich oder geringfügig darüber angehoben wird, wobei sich eine optimale Abstimmung auf das jeweils benutzte Flockungsmittel empfiehlt. Die erzielte irreversible Denaturierung gestattet es, auch solche mechanischen Entwässerungseinrichtungen zu benutzen, die nur zusammen mit Pumpen eine hohe Durchsatzleistung erreichen, wie ζ·.Β. Zentrifugen.

Durch die Kombination der vorstehenden genannten Maßnahmen werden nicht nur sehr kurze Entwässerungszeiten bei hoher Entwässerungsleistung, sondern auch hohe Wirkungsgrade des zugesetzten Flockungsmittels und höhere Trockensubstanzgehalte, als bisher üblich, erzielt.

Als neutralisierendes Mittel ist vor allem eine Kalkzugabe zweckmäßig, durch die die in dem Schlamm enthaltenen Fettsäuren in unlösliche Kalkseifen überführt werden, die beim Entwässern besonders leicht abzutrennen sind.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor,

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daß dem Schlamm vor dem Versprühen Kalkziumchlorid zugesetzt wird. Damit werden wesentliche Vorteile dahingehend erreicht, daß der Schlamm sowohl angesäuert als auch gleichzeitig Kalziumionen eingebracht werden, die später die bereits genannte vorteilhafte Bildung von Kalkseifen verursachen. Da Kalziumchlorid in großen Mengen preisgünstig verfügbar ist, kann diese Maßnahme in der Regel wesentlich zur Wirtschaftlichkeit des Verfahrens nach der Erfindung beitragen.

Die vollständige und irreversible Denaturierung der Eiweißstoffe des Schlamms kann bei den meisten Abwasserschlammzusammensetzungen erreicht werden, wenn die Schlammtröpfchen stoßartig auf eine Temperatur von 41 bis 100 C, vorzugsweise im Bereich von 60 bis 85 C erwärmt werden, wobei die mittlere Aufenthaltszeit der Schi anuntröpf chen in der Gasatmosphäre zweckmäßig in der Größenordnung 1-10 see gewählt wird.Das kann durch die Einstellung einer günstigen Tröpfchengröße ohne weiteres erreicht werden und bei Verwendung heißer Rauchgase aus einem Verbrennungsofen durch die weitere Maßnahme, daß das Rauchgas vor seiner Einwirkung auf die Schi anuntröpf chen abgekühlt wird, vornehmlich durch Einspritzen von Wasser. Gemäß einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung kann beim Abkühlen mit Wasser der Wasserdampfpartialdruck auf einen vorgegebenen optimalen Wert so eingestellt werden, daß im Schlamm-

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reaktor stellenweise der Taupunkt unterschritten wird und dort die Schlammtröpfchen durch die frei werdende Kondensationswärme einen thermischen Schock erleiden, der die irreversible Denaturierung der Kiweißstoffe besonders wirksam einleitet.

Wie bereits dargelegt, bewirken die erfindungsgemäß irreversibel denaturierten Eiweißstoffe der Schlämme einen erhöhten Wirkungsgrad der zugegebenen Flokkungsmittel. Daher schlägt die Erfindung weiter vor, die in den Schlämmen enthaltenen Eiweißstoffe anzureichern, in dem ihnen während des Bereithaltens und vor dem Versprühen Sauerstoff zugeführt wird, so daß die an den Schlammflocken adsorptiv angelagerten echt bzw. kolloidal gelösten organischen Stoffe von den Organismen in körpereigene Eiweißstoff e umgewandelt werden können. Die Zufuhr von Sauerstoff kann mit an sich bekannLen Mitteln erfolgen, beispielsweise durch Einleiten von Luft in das Stapelbecken.

Eine zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeignete Vorrichtung besteht vorzugsweise aus einem turmartigen Schlammreaktor mit in ihrem Durchlaßquerschnitt für den Schlamm einstellbare Einspritzvorrichtung, an dem ein Auslaßstutzen für heißes Abgas und ein oberhalb des Schlammbades einmündendes Gascinleitungsrohr angeordnet sind und dessen Fußabschnitt einen Behälter für das Schlammbad

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mit einem zur Entwässerungsstufe führenden Ablaufrohr bildet. Die Einspritzvorrichtung hat zur Vermeidung von Verstopfungen große Durchgangsquerschnitte. Daher eignen sich dafür insbesondere bekannte Exzenterdüsen mit verstellbarem Düsenquerschnitt oder bekannte Rotationszerstäuber. Sie gestatten es, zusammen mit einer Regelung des Arbeitsdruckes, die Größe der Schlammtröpfchen und somit ihre mittlere Aufenthaltszeit im Reaktor und ihre Erwärmung optimal einzustellen.

Bevorzugt werden bei dem Verfahren nach der Erfindung die Schlammtröpfchen durch eine CO_?-haltige RauchgasatomoSphäre hindurchgeleitet, die aus einem Schlammverbrennungsofen stammt. Zur Verbrennung des aus dem Schlammreaktor abgezogenen und entwässerten Schlammes empfiehlt die Erfindung, einen Wirbelschichtofen zu benutzen, an dessen Ausbrennkammer ein die Verbrennungsluft des Ofens erhitzender, von den Rauchgasen durchströmter Vorwärmer angeschlossen ist, dessen Boden als Aschetrichter mit Austragöffnung ausgebildet ist. Abgesehen von den bekannten Vorteilen eines Wirbelschichtofens der genannten Art, in dem beispielsweise selbst bei sehr niedrigem Heizwert seiner Beschickung noch eine selbständige Verbrennung stattfindet, besteht mit Bezug auf die Erfindung der bedeutsamste Vorteil darin, daß seine Rauchgase einen hohen Anteil Kohlen-

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dioxyd enthalten. Dadurch werden die Schlammtröpfchen im Schlammreaktor neben der Erhitzung auch noch angesäuert, so daß für die zweckmäßige Ansäuerung auf bestimmte ρ -Werte eine entsprechend verringerte Säurezugabe erfolgen kann.

Die Erfindung empfiehlt weiterhin, die heißen Rauchgase vor ihrem Eintritt in den Schlammreaktor in einen Vorkühler einzuleiten und durch Eindüsung eines Kühlmittels, vorzugsweise Wasser oder Ascheschlamm, zu kühlen. Durch die Einstellung der Kühl- ™

mittelmenge kann nicht nur die Temperatur, sondern auch der Sättigungsgrad (Wasserdampf part ialdr'uck) der Rauchgase am Eintritt in den Schlammreaktor verändert werden. Beide Größen beeinflussen die Intensität des Wärme- und Stoffaustausche im Schlammreaktor und damit die Temperatur und die CO₂-Aufnahme des zu behandelnden Schlammes. Zusammen mit der bereits genannten Regelmöglichkeit im SchlamrnreakLor können dam!L optimale Bedingungen für die Schlammkonditionierung eingestellt werden. M

Hierbei kann ohne Schwierigkeiten gemäß einem bereits genannten Merkmal der Erfindung bevorzugt die Einstellung so erfolgen, daß die wasserdampfhaltigen Rauchgase nach der Wärmeabgabe an den Schlamm in einem unteren Bereich des Reaktors bis zum Taupunkt oder darunter abkühlen, so daß sie

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wasserdampfgesättigt oder übersättigt sind. Hierbei kondensiert ein geringer Teil des Wasserdampfes aus den Rauchgasen und überträgt besonders wirksam und kurzfristig die frei werdende Kondensationswärme auf die Schlammtröpfchen. Dadurch wird der Wärmeaustausch und gleichzeitig der CO₂-Übergang besonders intensiviert.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung wird darin erblickt, daß die Rauchgasgoschwindigkeit im Reaktor und die Größe der Schlanmitröpfchen mit den genannten Mitteln in einen ausreichend großen Bereich derart aufeinander abzustimmen sind, daß nur ein geringer Teil der mit den Rauchgasen geführten feinen Flugasche ausfällt und somit in den Schlamm übergeht. Dadurch wird die Wirksamkeit der mechanischen Entwässerungsstufe nicht beeinflußt und die Blindbelastung des Ofens durch Asche vernachlässigbar gering gehalten. Die gröbere Flugasche wird daher zweckmäßig schon vor dem Renktor trocken ausgetragen, z.B. in einem Zyklonnbscheidcr. Der Abscheider ist zwischen dem Vorkühler und dem Schlammreaktor eingeschdtet, so daß er in einem für seine Wirksamkeit und die Materialauswahl günstigen Temperaturbereich arbeitet.

Dia Restentstaubung und eine atwaige Desodorierung der Rauchgase findet in einer Naßwäsche statt, in-

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dem der Auslaßstutzen des Schlammreaktors mit einem Rauchgas-Naßentstauber, z.B. einem Venturi-Entstauber, verbunden wird. Bezogen auf die insgesamt anfallende Aschemenge ist die im Naßentstauber aus den Rauchgasen noch auszuscheidende Asche-Restmenge gering, so daß nur relativ wenig Ascheschlamm anfäilt. Dieser kann regelmäßig vollständig mit der Trockenasche vermischt werden, wobei sich eine Asche mit einem Feuchtigkeitsgehalt zwischen etwa 20 und 40 % ergibt, deren Konsistenz für die weitere Handhabung besonders günstig ist. W

Wie bereits erwähnt, kann erfindungsgemäß in den Vorkühler statt Wasser Ascheschlamm eingespritzt werden. Dadurch kann die abzuführende Aseheschlammmenge noch weiter vermindert und der zusätzliche Vorteil erreicht werden, daß im Vorkühler die Tröpfchen durch die in ihnen enthaltenen und bei der Einspritzung herausgeschleuderten Schlamm-Feststoffteilchen feiner zerstäubt werden, so daß die erforderliche Verdampfungs- und Mischstrecke kürzer ge- ^ halten werden kann.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Der in einem Stapelbecken 1 bereitgehaltene Abwasserschlamm wird dort mittels bekannter schwimmender Oberflächenbelüfter 2 intensiv belüftet, um so die

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an die Schlammpartikel adsorptiv gebundenen organischen Stoffe so weitgehend wie möglich in körpereigene Eiweißstoffe umzuwandeln. Der Schlamm wird mittels Exzenterschneckenpumpen 3 mit entsprechendem Druck dem turmartigen Schlammreaktor 4 zugeführt, in dessen Einspritzvorrichtung 5, nämlich mit verstellbarem Durchlaßquerschnitt ausgestatteten Exzenterdüsen, der Schlamm in Form von Tröpfchen in die Rauchgasatmosphäre eingespritzt wird. Die durchschnittliche Tröpfchengröße wird dabei st) gewählt, daß ihre mittlere Aufenthaltszeit in der Rauchgasatmosphäre 6 in der Größenordnung von etwa 1-10 see beträgt, so daß sich die Tröpfchen in Abhängigkeit von der Rauchgastemperatur auf etwa 41 bis 100 C, vorzugsweise auf 60 - 85 C stoßartig erwärmen. An die Schlammzuleitung zum Schlammreaktor 4 ist ein eine Säure oder Kalziumchloridlösung enthaltender Behälter 7 angeschlossen zwecks Unterstützung dvr Ansäue-rung eier Sch I ainnitröpf chcn durch das CO..-ha 1 t i ge Rauchgas auf p.,-Werte unter 4,0, vorzugsweise zwischen 2 und i. Der Fußabschnitt des Schlanunreaktors 4 bildet für das Schlammbad einen Behälter 8, über dessen Ablaufrohr 9 der denaturierte Schlamm mittels der Pumpe 10 der mechanischen Entwässerungseinrichtung (Siebbandpresse oder Zentrifuge) 11 zugeleitet wird. Ein übliches Flockungsmittel, beispielsweise auf der Basis von Copolymerisaten des Polyacrylamids oder Methacrylate, wird

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in dem Behälter 12 in der erforderlichen Konzentration und dem optimalen Reifegrad zubereitet und mittels der Pumpe 13 kurz vor der Entwässerungseinrichtung 11 in den denaturierten Schlamm eingeleitet. Zwischen dieser Einleitungsstelle und dem Schlammbad mündet in das Ablaufrohr 9 die Zuleitung eines Behälters 14 für alkalische Mittel, vorzugsweise Kalkhydrat oder Brandkalk, die der Neutralisation des angesäuerten Schlammes auf einen dem jeweiligen Flockungsmittel entsprechenden optimalen p_u-Wert dienen; bei den vorgenannten Beispielen auf etwa p_TI = 6,5 bis 7. Zweckmäßig sind die Antriebsmotoren der Pumpen 10 und 13 miteinander gekoppelt und werden von dem nur schematisch darge-.stellten Niveauregler 38 des Schlammbadbehälters 8 gesteuert.

Dns gereinigte Wasser wird über die Leitung 15 zur Kläranlage zurückgeleiteL. Der Rückstand der mechanischen Entwässerungseinrichtung liegt als stichfester Schlammkuchen vor, der über ein geeignetes Transportmittel 16, beispielsweise einen nicht dargestellten Tragkettenförderer, in den Wirbelschichtofen 17 transportiert und dort selbstgängig verbrannt wird. Das Rauchgas enthält etwa 12-18 % CO„; es erwärmt in einem Vorwärmer 18 die von dem Gebläse 19 über eine Leitung 20 in den Boden des Wirbelschichtofens 17 eingeleitete Verbrennungsluft.

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In der Zeichnung nicht dargestellt sind vorhandene Einrichtungen zur Zufuhr von Heizöl für den Anfahrvorgang des Wirbelschichtofens und zur Mitverbrennung von Rechengut und Sandfanggut aus der Kläranlage sowie von Altölen und Ölemulsionen, die hierbei ohne zusätzlichen Aufwand vernichtet werden können.

Das auf etwa 500 bis 800 C abgekühlte Rauchgas strömt über das Auslaßrohr 21 des Luftvorwärmers 18 in den Vorkühler 22. Von diesem gelangt das Rauchgas in den Trockenentstauber 23, einem Zyklon, der mi L dem oberhalb des Schlammbades mündenden Gaseinleitungsrohr 24 des Schlammreaktors 4 verbunden ist. Mittels der Sprühdüsen 25 wird Wasser, oder vorzugsweise Ascheschlamm, in den Vorkühler 22 eingespritzt, wobei die Wassermenge durch die Pumpe 26 mit durch den Fühler 27 gesteuerte Regeleinrichtung beeinflußt wird.

Mit den erörterten Mitteln gelingt es ohne weiteres, das Rauchgas im SchIamnireaktor 4 auf die oben dargelegten erfindungswesentlichen Bedingungen (insbesondere Temperatur und Wasserdampf-Sättigungsgrad) einzustellen, die für die irreversible Denaturierung der in den Schlammtröpfchen enthaltenen Eiweißstoffe am günstigsten sind. Der Auslaßstutzen 28 des turmartigen Schlammreaktors 4 ist mit dem Naßentstauber 29, im vorliegenden Fall einem Venturi-

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wäscher, verbunden, in dem die durch den Reaktor 4 im wesentlichen ohne Abtrennung vom Rauchgas hindurchgeführte Feinasche ausgewaschen wird. Der Naßentstauber wird mit Wasser aus dem Ascheabsetzbekken 30 über die Leitung 31 gespeist.

Die aus dem Wirbelschichtofen 17 mit dem Rauchgas fast vollständig ausgetragene Schlammasche wird aus den AschetrichLcrn 31, 32, 33 des Vorwärmers 18, des Vorkiihlers 22 und des Trockenentstaubers 23 trocken abgezogen und über einen Vertikalförderer 34 zum Aschebunker 35 verbracht. Der aus dem Naßentstauber 29 über die Zuleitung 36 in das Ascheabsetzbecken 30 eingeleitete Ascheschlamm macht, bezogen auf den Gesamtanfall an Asche, nur einen geringen Anteil aus. Der Ascheschlamm wird, soweit er nicht in den Vorkühler 22 eingespritzt wird, über die Leitung 37 und den Vertikalförderer 34 dem Aschebunker 3^Γ> zugeführt und zur Anieuchtung der Trockennsche benutzt., die dadurch besser handhabbar w ί rd.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche:

Verfahren zur Konditionierung und anschließenden Entwässerung von Abwasserschlämmen aus Kläranlagen, bei dem die in den Schlämmen enthaltenen Eiweißstoffe zunächst denaturiert werden, dann die Schlämme mit Flockungsmitteln versetzt und anschließend mechanisch entwässert werden nach Patent .... (Patentanmeldung P 20 45 162.1), dadurch gekennzeichnet , daß der Schlamm zu kleinen Tröpfchen versprüht, durch eine heiße Gasatmosphäre hindurchgeleitet und nach einem Sammeln zu einem Bad dor Klockungsnii LLe 1 zugabe und der Entwässerung zugeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß die Schlammtröpfchen durch eine CO„-haltige Rauchgasatmosphäre hindurchgeleitet werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die

Schlammtröpfchen auf einen p„-Wert unter 4 angesäuert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet , daß der p„-Wert zwischen 2 und 3 eingestellt wird.

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5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm vor dem Versprühen durch Säurezugabe angesäuert wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche

3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Versprühen des Schlammes, aber vor der Flockungsmittelzugabe, der p„-Wert durch basische Zusätze in den neutralen Bereich oder geringfügig

darüber angehoben wird. ^
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Schlamm mit Kalk neutralisiert wird. "
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schlamm vor dem Versprühen Kalziumchlorid zugesetzt wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche M 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlammtröpfchen stoßartig auf eine Temperatur im Bereich von 41 bis 100°C erwärmt

werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch g e -

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kennzeichnet , daß die Schlammtröpfchen auf ein

werden.

auf eine Temperatur von etwa 60 bis 85 C erwärmt
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Aufenthaltszeit der Schlammtröpfchen in der Gasatmosphäre in der Größenordnung von 1 - 10 see gewählt wird.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 - 11, dadurch . ekennzeichnet, daß das Rauchgas vor seiner Einwirkung auf die Schlammtröpfchen durch Einspritzen von Wasser abgekühlt wird, vorzugsweise auf etwa 200 bis 500 C.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Rauchgas auf einen vorgegebenen W.isserdampfpartialdruck eingcsLeNL wird, so diiii im Schi nnunrenkLar stellenweise der Taupunkt unterschritten wird,
14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schlamm während des Bereithaltens vor dem Versprühen Sauerstoff zugeführt wird.
15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 14, g e -

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kennzeichnet durch einen turmartigen Schlammreaktor (4) mit in ihrem Durchlaßquerschnitt für den Schlamm einstellbaren Einspritzvorrichtung (5), an dom ein Auslaßstutzen (28) für heißes Abgas und ein oberhalb des Schlammbades einmündendes Gaseinleitungsrohr (24) angeordnet sind, und dessen Fußabschnitt einen Behälter (8) für las Schlammbad mit ein·. · /ur Entwässerungseinrichtung (11) führenden Ablaufrohr (9) bildet.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15 zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 2-14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gaseinleitungsrohr (24) des Schlammreaktors mit einem Vorkühler (22) verbunden ist, in den Sprühdüsen (25) Wasser, vorzugsweise Ascheschlamm, einspritzen.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen den Vorkühler (22) und den Scblammreaktor (4) ein Rauchgas-Trockenentstauber (23) eingeschaltet ist.
18. Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßstutzen (28) des Schlammreaktors (4) mit einem Rauchgas-Naßentstauber (29) verbunden ist.
19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprü-

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ehe 16-18, gekennzeichnet durch einen Wirbelschichtofen (17) zur Verbrennnung des aus dem Schlammreaktor (4) abgezogenen, in einer Entwässerungseinrichtung (11) entwässerten Schlammes, an dessen (.17) Ausbrennkammer ein die Verbrennungsluft des Ofens erhitzender, von den Rauchgasen durchströmter Vorwärmer (18) angeschlossen ist, dessen Auslaßrohr (21) mit dem Vorkühler (22) verbunden ist, und dessen Boden als Aschetrichter (31) mit Austragöffnung ausgebildet ist.

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