DE2149125B2 - Anlage zum Bestrahlen von Klärschlamm mittels Gammastrahlung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Bestrahlen von Klärschlamm mittels Gammastrahlung, mit einem an mindestens eine Strahlenquelle angrenzenden Bestrahlungsraum, der mit absperrbaren Leitungen für die Klärschlammzufuhr und die Klärschlammabfuhr verbunden ist

Aus »Handbuch der Lebensmittelchemie«, Seite 276/277, ist eine Anlage zum Entkeimen von Wasser mittels UV-Strahlen bekannt, die im wesentlichen aus einem U-förmigen Rohr und je einem in den beiden Schenkeln des U-Rohres angeordneten UV-Brenner besteht. Das zu entkeimende Wasser durchströmt das U-Rohr, wobei es in sehr dünner Schicht an den UV-Brenner vorbeigeführt werden muß, um eine genügende Strahlungsintensität zu erlangen. Dieses Entkeimungsverfahren eignet sich deshalb nur für Wasser, das praktisch frei von suspendierten Stoffen und Trübungen ist, sowie für kleinere Anlagen. Eine Verwendung der bekannten Anlage zur Behandlung von Klärschlamm, wobei die UV-Brenner durch eine Gammastrahlenquelle ersetzt würden, führt also zu keiner technisch brauchbaren Lösung.

Außerdem ist aus der US-Patentschrift 34 58 140 eine Einrichtung zum Bestrahlen von Abwasser mittels Material aus Atomreaktoren bekannt, wobei die Einrichtung zum Beispiel an die Abwasserleitung eines Wohnhauses angeschlossen werden soll. Der Bestrahlungsraum der bekannten Einrichtung wird von einem zylindrischen, mit einem Bleizylinder ausgekleideten Gefäß mit vertikaler Achse gebildet. Im Bereich des oberen Endes des Bleizylinders befindet sich die nach unten in den Bestrahlungsraum wirkende Strahlenquelle. Am Boden des Gefäßes ist zur Turbulenzerzeugung ein in den Bestrahlungsraum ragender, um dessen vertikale Achse rotierender Quirl vorgesehen. Aus der Patentschrift ist nicht erkennbar, ob die Bestrahlung des Abwassers im Durchlauf oder portionsweise geschieht. In beiden Fällen ist keine Gewähr dafür vorhanden, daß jedes Teilchen mehrmals in verschiedenem Abstand die Strahlenquelle passiert. Denn auch bei portionsweiser Bestrahlung des Abwassers entsteht im Bestrahlungsraum eine horizontale, um die vertikale Achse rotierenden Wirbelströmung, in deren Kern die strömenden Teilchen ihre Lage zur Strahlenquelle beibehalten. Mit der bekannten Einrichtung ist keine homogene Bestrahlung möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bestrahlungsanlage für Klärschlamm mittels Gammastrahlung zu schaffen, die mit möglichst wenig ütrahlenabsorbierendem Strukturmaterial und mit möglichst hohem Wirkungsgrad eine homogene Bestrahlung des Klärschlamms gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beiderseits einer flächenhaften Strahlenquelle Bestrahlungskanäle angeordnet sind, die, gemeinsame Trennwände besitzend, im Klärschiammstrom hintercinandergeschaltet, ein Leitungssystem bildend, zusammen mit einer Umwälzpumpe eine geschlossene Schleife ergeben.

Durch diese Gestaltung der Anlage wird auf einfache Weise erreicht, daß der portionsweise in die Schleife eingefüllte Klärschlamm homogen bestrahlt ist, bevor er die Anlage verläßt, weil jedes Teilchen des Klärschlamms in der geschlossenen Schleife mehrmals in verschiedenem Abstand an der Strahlenquelle vorbeigeführt wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sich in den konstruktiv glatt ausgebildeten Bestrahlungskanälen keine Schmutzteilchen ansetzen können, weil sich in der Schleife keine Strömungstoträume bilden können. Außerdem wird für die Schleife wenig strahlenabsorbierendes Strukturmaterial gebraucht, da die Bestrahlungskanäle gemeinsame Trennwände aufweisen. Ferner ist vorteilhaft, daß die Strahlenquelle sehr gut ausgenutzt wird, weil der zu bestrahlende Klärschlamm beiderseits der Strahlenquelle deren Strahlung ausgesetzt ist, so daß der Aufwand an teurem Quellenmaterial verhältnismäßig klein ist. Schließlich ergibt sich eine kompakte Bauform, so daß die Anlage mit relativ wenig Abschirmmaterial auskommt.

Die erfindungsgemäße Anlage wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung eine Anlage nach der Erfindung zum Bestrahlen von Klärschlamm,

Fig.2 eine Seitenansicht des den Klärschlamm führenden Leitungssystems nach F i g. 1 im Bereich der Strahlenquelle und

F i g. 3 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform des Leitungssystems im Bereich der Strahlenquelle.

Gemäß F i g. 1 weist die Anlage einen Sammelbehälter 1 für unbestrahlten Klärschlamm sowie einen Sammelbehälter 2 für bestrahlten Klärschlamm auf. Am unteren Ende des Sammelbehälters 1 ist eine Leitung 3 angeschlossen, die mit einem Absperrventil 4 versehen ist und die zur Saugseite einer Umwälzpumpe 5 führt. An die Druckseite der Umwälzpumpe 5 schließt sich ein Leitungssystem 6 an, das innerhalb einer als Strahlenschutz wirkenden Kammer 7 aus Beton mehrmals hin und her geführt ist und dessen Austritt über eine Leitung 8 mit Absperrventil 9 an die Leitung 3 zwischen dem Absperrventil 4 und dem Eintritt der Umwälzpumpe 5 angeschlossen ist. Auf diese Weise ist eine geschlossene Schleife gebildet, innerhalb der der zu bestrahlende Klärschlamm mit Hilfe der Umwälzpumpe 5 umgewälzt werden kann. Wie sich aus F i g. 2 ergibt, ist zwischen zwei Abschnitten des Leitungssytems 6 eine flächenhafte Strahlenquelle 10 angeordnet, die Gammastrahlen aussendet und z. B. aus KobaIt-60 besteht. Dadurch, daß das Leitungssystem 6 die Strahlenquelle 10 beiderseits umgibt und sich über zwei Etagen erstreckt, wird sichergestellt, daß jedes umgewälzte Schlammteilchen praktisch die gleiche Strahlendosis erhält.

In Strömungsrichtung des Klärschlammes vor dem Absperrventil 9 zweigt vom Leitungssystem 6 eine Leitung 12 ab, die zwei Absperrventile 13 und 23

aufweist und oben in den Sammelbehälter 1 mündet. In Strömungsrichtung des Klärschlammes vor dem Absperrventil 23 zweigt von der Leitung 12 eine Leitung 14 ab, die ein Absperrventil 15 aufweist und oben in den Sammelbehälter 2 für bestrahltes Gut mündet. Bei der praktischen Ausführung der Anlage befindet sich das Absperrventil 15 so nahe wie möglich bei der Leitung 12, damit der Totraum vor dem Absperrventil 15 möglichst klein ist.

Zu Spülzwecken ist die Anlage mit zwei Wasserleitungsanschlüssen versehen. Die eine Wasserzuführleitung 16 mit Absperrventil 17 mündet möglichst nahe der Mündung der Leitung 8 in die Leitung 3, während die andere Zuführleitung 18 mit Absperrventil 19 stromunterhalb des Absperrventils 13 möglichst nahe bei diesem in die Leitung 12 mündet.
Die beschriebene Anlage arbeitet wie folgt:
Zum Füllen des Leitungssystems 6 mit zu bestrahlendem Klärschlamm werden die Absperrventile 4,13 und 23 geöffnet, während die Absperrventile 9,15,1? und 19 geschlossen sind. Mit Hilfe der Umwälzpumpe 5 wird dann Klärschlamm aus dem Sammelbehälter 1 in das Leitungssystem 6 gefördert, das gefüllt ist, wenn der Klärschlamm über die Leitung 12 wieder in den Sammelbehälter 1 gelangt. Daraufhin wird das Absperrventil 4 geschlossen und das Absperrventil 9 geöffnet. Der im Leitungssystem 6 befindliche Klärschlamm wird nun mittels der Umwälzpumpe 5 umgewälzt und der Strahlenquelle 10 ausgesetzt, und zwar so lange, bis Keimfreiheit aller Schlammteilchen gewährleistet ist, wofür Erfahrungswerte vorliegen. Beim Füllen des Leitungssystems 6 allenfalls eingeführte oder eingeschlossene Luft entweicht über die Leitung 12. Nach beendeter Bestrahlung wird die Leitung 12 gespült, indem das Absperrventil 13 geschlossen und das Absperrventil 19 geöffnet wird, so daß Wasser über die Zuführleitung 18 in die Leitung 12 gelangt. Danach kann das Leitungssystem 6 vom bestrahlten Klärschlamm entleert werden. Hierzu werden die Absperrventile 9,23 und 19 geschlossen und das Absperrventil 17 der Wasserzuführieitung 16 sowie das Absperrventil 15 in der Leitung 14 und das Absperrventil 13 geöffnet. Die Umwälzpumpe 5 saugt nunmehr aus der Wasserzuführleitung 16 Wasser an und drückt den im Leitungssystem 16 befindlichen, bestrahlten Klärschlamm über die

ίο Absperrventile 13 und 15 und die Leitung 14 in den Sammebehälter 2. Nach Schließen der Absperrventile 4 und 23 kann erneut Klärschlamm aus dem Sammelbehälter 1 in das Leitungssystem 6 zur Bestrahlung eingeführt werden, worauf sich der geschilderte Betriebsablauf wiederholt.

Zum Abtransport des bestrahlten Klärschlammes ist die Möglichkeit vorgesehen, unterhalb des Sammelbehälters 2 einen Transportwagen 22 aufzustellen, in den bestrahlter Klärschlamm aus dem Sammelbehälter 2 über eine Ablaßleitung 20 mit Absperrventil 21 abgefüllt werden kann.

Die Wasserleitungsanschlüsse 16 und 18 dienen außer zum Entleeren des Leitungssystems 6 bzw. zum Spülen der Leitung 12 auch noch dem Spülen des Leitungssystems 6, was beispielsweise wöchentlich einmal in Frage kommen kann.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 ist das Leitungssystem 6' derart ausgebildet, daß der zu bestrahlende Klärschlamm pro Umlauf zunächst in einer oberen Etage je zweimal an der Strahlenquelle 10 vorbeigeführt wird und dann in einer unteren Etage wiederum je zweimal beiderseits der Strahlenquelle vorbeigeführt wird, wonach es unterhalb des Eintritts des Leitungssystems dieses verläßt.

Der in Frage kommende Dosisbereich beträgt 1 krad bis 100 Mrad.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 Patentansprüche:

1. Anlage zum Bestrahlen von Klärschlamm mittels Gammastrahlung, mit einem an mindestens eine Strahlenquelle angrenzenden Bestrahlungsraum, der mit absperrbaren Leitungen für die Klärschlammzufuhr und die Klärschlammabfuhr verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits einer flächenhaften Strahlenquelle (10) Bestrahlungskanäle angeordnet sind, die, gemeinsame Trennwände besitzend, im Klärschlammstrom hintereinandergeschaltet, ein Leitungssystem (6) bilden, zusammen mit einer Umwälzpumpe (5) eine geschlossene Schleife ergeben.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bestrahlungskanal auf mindestens zwei Etagen verläuft.