DE2408987C3 - Verfahren zur Bereitung von Futtermitteln aus aktiviertem Überschußschlamm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitung von Futtermitteln mit 20—40%igem Gehalt an verdaulichen Proteinen aus aktiviertem Überschußschlamm.

Es ist bekannt, Abwasser biologisch zu reinigen. Hierbei entsteht ein Überschußschlamm, der in erster Linie als Dünger in Gartenbau- oder sonstigen landwirtschaftlichen Betrieben verwendet wird. Aus der britischen Patentschrift 12 75 274 ist es bekannt, diesen Überschußschlamm als Futtermittel zu verwenden, da die in ihm enthaltene Biomasse Nährstoffe enthält, die von Tieren verdaut werden können. Es handelt sich in erster Linie um Proteine.

Es wurden schon manche Versuche mit der Verfütterung dieses Schlammes an Nutztieren gemacht. Obgleich festgestellt wurde, daß ein behandelter Überschußschlamm rein vom Futtermittelgesichtspunkt geeignet wäre, stieß dessen Anwendung zu diesen Zwecken auf den Widerstand von Hygienikern, die bei den verwendeten Behandlungsvorgängen die Gefahr sahen, daß eventuelle krankheitserregende Keime auf die gefütterten Tiere und von deren Fleisch bis auf den Menschen übertragen werden könnten.

Die genannte britische Patentschrift 12 75 274 beschäftigt sich nun damit, die in diesem Schlamm enthaltenen Wurmeier zu vernichten. Auch hier sind umfangreiche Versuche vorausgegangen, die aber alle nicht zu dem gewünschten Ergebnis geführt haben. Die Wurmeier besitzen eine hohe Lebensfähigkeit und widersetzen sich Zerstörungsversuchen beharrlich. Daher ist die Verfütterung von Schlamm aus städtischen Abwässern mit großen Gefahren verbunden.

Aber es sind nicht allein die Wurmeier, die in diesem Schlamm vorhanden sind. Es gibt in städtischen Abwässern noch eine Vielzahl von anderen Kleinlebewesen — Bakterien, Viren —, die ebenfalls schwer angreifbar sind, ohne die im Schlamm enthaltenen Proteine zu zerstören. Die Eier, Sporen oder sonstigen Vermehrungsformen dieser Kleinlebewesen sind noch schwerer zu zerstören.

Neuere Untersuchungen an Eiern von Kleinlebewesen im Wüstensand haben ergeben, daß iroiz sehr hoher herrschender Temperaturen von in Äquatornähe gelegenen Wüsten und trotz dort mancherorts vorherrschender sehr starker Temperaturschwanknngen 50 Jahre nicht ausreichen, um diesen Vermehrungsformen ihre Lebensfähigkeit zu nehmen. Daher ist es auch bei Überschußschlämmen aus städtischen Abwasserreinigung kaum möglich, diese gefahrlos als Viehfutter zu verwenden.
Es entsteht bei thermischer bzw. chemischer Holzver-

]o arbeitung, wie z. B. zu Cellulosen, Holzfaserplatten o. ä. Abwasser, das Komponenten enthält, wie Saccharide und andere organische Verbindungen, die vor dein Ablassen in natürliche Gewässer aus dem Abwasser beseitigt werden müssen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Futtermittel aus einem Oberschußschlamm der Abwasserreinigung zu schaffen, welches frei von Wurmeiern und sonstigen schädlichen Beimengungen ist. Die Erfindung geht bei der Lösung dieser Aufgabe von der Erkenntnis aus, daß

Überschußschlamm aus Abwässern der holzverarbeitenden Industrie die gewünschten Voraussetzungen mit sich bringen.

Die Erfindung besteht bei dem eingangs genannten Verfahren darin, daß als aktivierter Überschußschlamm der bei der Reinigung von Abwässern aus der Holzverarbeitung gewonnene Überschußschlamm eingesetzt wird, daß der aktivierte Überschußschlamm von fasrigen Komponenten durch Siebfilterung befreit wird, daß er ohne besondere Behandlung oder nach der Aufbereitung seiner Sedimentations- bzw. Entwässerungseigenschaften mit Polyelektrolyten oder durch Thermohydrolyse entwässert und so ausgetrocknet wird, daß die Vernichtung der verdaulichen im Schlamm enthaltenen Proteine verhindert wird, worauf der so ausgetrocknete aktivierte Überschußschlamm im Frischdampfstrom sterilisiert wird, wonach eine Granulierung des getrockneten Materials durchführbar ist.

In den kennzeichnenden Maßnahmen, daß der aktivierte Überschußschlamm von fasrigen Komponenten durch Siebfilterung befreit wird und daß er ohne besondere Behandlung oder nach der Aufbereitung seiner Sedimentations- bzw. Entwässerungseigenschaften mittels Polyelektrolyten oder durch Thermohydrolyse entwässert und so getrocknet wird, daß die Vernichtung der verdaulichen, im Schlamm enthaltenen Proteine verhütet wird, worauf der so ausgetrocknete, aktivierte Überschußschlamm im Frischdampfstrom sterilisiert wird, wonach eine Granulierung des getrockneten Materials durchführbar ist, kann nichts erfinderisches gesehen werden; diese Maßnahmen verblieben jedoch gemäß BPatGerE 11,183 im Kennzeichen des Patentanspruchs.

Bei der biologischen Abwasserreinigung der holzverarbeitenden Industrie, wenn sie unter Zusatz von Nährstoffen, d. i. Substanzen mit Phosphor- und Stickstoffgehalt, in einer für Mikroorganismen im aktivierten Überschußschlamm annehmbaren Form durchgeführt wird, entsteht eine Biomasse, die erhebliche Mengen an Proteinen und eine ganze Reihe von biologischen Substanzen enthält. Die in der Biomasse

des Öberschußschlammes enthaltenen Proteine sind größtenteils verdaulich und somit zur Ernährung von Nutztieren geeignet.

Je nach dem anfallenden Abwasser und der Art des

⁶S durchgeführten Abwasserreinigungsprozesses kann man aus der überschüssigen Biomasse einen 20 bis 50%igen Gehalt an verdaulichen Proteinen gewinnen.

Experimentell wurde festgestellt, daß der nach der

Abwasserreinigung übriggebliebene Oberschußschlamm im Falle der Herstellung von

Holzfaserplatten 20—30% an verdaulichen

Proteinen Sulfatcellulose 15—30% an verdaulichen

Proteinen und Sulfitcellulose 30—55% an verdaulichen

Proteinen

enthält

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der Überschußschlamm aus einer biologischen Abwasserreinigung von Abwässern aus der thermischen und chemischen Holzverarbeitung keinerlei Wurmeier und auch keine sonstigen, dem tierischen Organismus schädlichen Kleinlebewesen oder deren Vermehrungsformen enthält und somit in hervorragender Weise geeignet ist, ais Viehfutter zu dienen.

Die Ergebnisse eigener Fütterungsversuche haben gezeigt, daß ein Zusatz von getrocknetem, aktiviertem Überschußschlamm in geeigneten Mengen zu den bekannten, zur Mast von Kleinvieh, auch Geflügel, benutzten Futtermischungen einen Anteil des Proteinbedarfs der gefütterten Tiere decken kann. Während der Fütterungsversuche hat es sich jedoch gezeigt, daß dabei folgende Bedingungen erfüllt werden müssen:

a) Aufrechterhaltung des Schlammnährwertes,

b) Beseitigung von dem Verdauungskanal von Tieren ungünstig beeinflussenden Substanzen,

c) gute Vermischbarkeit des fertigen Produktes mit Futtergemischen und

d) bakteriologische Unschädlichkeit

Dieser Überschußschlamm kann ohne weitere besondere Sterilisationsmaßnahmen als Futtermittel bereits verwendet werden. Denn die Holzindustrie verwendet nur gesunde Teile des Holzes, in denen sich kaum Eier oder Sporen oder sonstige Vermehrungsformen von Kleinlebewesen befinden. Befinden sich jedoch ausnahmsweise einmal solche Vermehrungsformen in dem verarbeiteten Holz, so handelt es sich um Kleinlebewesen, die dem tierischen Organismus nicht schädlich werden können.

Will man diesen Schlamm jedoch aufbewahren, so ist er einer besonderen Bearbeitung zu unterziehen, damit nicht dieses hochwertige Futtermittel Nährboden von aus der Luft angeflogenen Bakterien und dergleichen wird. In diesem Falle ist der Schlamm nach der Aufbereitung seiner Sedimentations- bzw. Entwässerungseigenschaften mit Polyelektrolyten oder durch Thermohydrolyse zu entwässern und so auszutrocknen, daß die Vernichtung der verdaulichen, im Schlamm enthaltenen Proteine verhindert wird, worauf der so ausgetrocknete aktivierte Überschußschlamm im Frischdampfstrom zu sterilisieren ist, wobei jedoch darauf zu achten ist, daß die Bedingungen der Sterilisation so eingehalten werden, daß die Vernichtung von verdaulichen, im Schlamm enthaltenen Proteinen verhütet wird. Zweckmäßig ist es, anschließend eine Granulierung des getrockneten Materials vorzunehmen.

Ausführungsbeispiel

1. Beseitigung der fasrigen (unverdaulichen) Komponenten aus dem aktivierten Überschußschlamm durch Siebfiltration, bei der z. B. Rotationssiebe mit einer der GröQc der unverdaulichen Hcintischun**;^ entsprechen· den Maschenweite verwendet werden können, die jedoch für die Partikeln des aktivierten Schlammes durchlässig sind.

Z Entwässerung des aktivierten Überschußschlammes auf einem geeigneten und ökonomischen Wege bis zur geeignetsten, technisch erzielbaren Trockenheit

Dazu kann man verwenden:

a) geeignete Zentrifugenkonstruktionen (z. B.Schnek kenzentrifuge oder selbstentleerende Zentrifuge); b) geeignet konstruierte Druckluftflotationsanlagen, evü. mit geeigneter Dosierung;

c) geeignet konstruierte Vakuumfilter mit einer Vorfiltrierschicht aus Material, das den Fultermischungen zugesetzt werden kann und das einen Nährwert aufweist (wie z.B. Stärke, Sojamehl, Preßölkuchen o.a.), oder aus einem geeigneten voluminösen Material.

Dabei ist es möglich, den Schlamm unmittelbar nach

der Entnahme aus den Wiederbelebungsbecken oder nach einer Aufbereitung seiner Entwässerungseigenschaften zu entwässern.

Diese Aufbereitung von Entwässerungseigenschaften kann man z. B. durch einen Zusatz von solchen Polyelektrolyten durchführen, die der Verwendung des entwässerten und dann ausgetrockneten Schlammes zu den Verfütterung.vzwecken nicht im Wege stehen.

Nach einei¹ anderen Alternative kann man die Entwässerungseigenschaften des Überschußschlammes durch Thermohydrolyse des (z. B. durch Sedimentation, Abschleudern, Rotation oder Druckluft) verdickten oder entwässerten Schlammes unter Zusatz von 30—35% Salzsäure in einer der Herabsetzung des pH-Wertes des fertigen Gemisches auf ungefähr 3 entsprechenden Menge und durch Erhitzung dieses Gemisches auf 90⁰C aufbereiten. Das Gemisch wird nachher mit Wasser so durchgewaschen, daß der pH-Wert des Gemisches aus Schlamm und Wasser auf 5,7 bis 6,3 erhöht wird. Der auf diese Weise behandelte Schlamm kann durch Zentrifugieren oder Vakuumfiltration zu wesentlich höheren Konzentrationsgraden als beim unbehandelten Schlamm entwässert werden. Gleichzeitig lassen sich durch diesen Vorgang auch die Filtrations- und Sedimentationseigenschaften des Schlammes verbessern sowie die Leistung der Entwässerungsanlagen steigern.

Bei der Entwässerung des Schlammes kann man die vorerwähnten Prozesse auch kombinieren. 3. Trocknen des entwässerten, aktivierten Schlammes zu einem Trockengehalt von 90—97% in einer geeigneten Trockenanlage. Beim Trocknen des aktivierten Überschußschlammes aus dem bei der Holzverarbeitung übriggebliebenen Abwässern wurden die nachfolgenden Trocknertypen geprüft:

a) Zerstäubungstrockner von konventioneller Konstruktion, in den das einem Verbrennungsofen für Heizöl, Naturgas, Leuchtgas o.a. entnommene Abgasmedium eingesogen wird;

b) mitteldruckdampfbeheizter Walzentrockner von konventioneller Konstruktion;

c) mitteldruckdampfbeheizter azeotropischer Trockner, der zur Verarbeitung von Abdeckereiprodukten verwendet wird, jedoch von einer mit Rücksicht auf die Modifizierung des technologischen Prozesses vereinfachten Konstruktion.

Außer den spezifizierten Trocknertypen kann man

der Konsistenz und dem Trockengehalt des entwässerten bzw. behandelten Schlammes entspricht, d.i. zum Beispiel Trommeltrockner mit Materialrückkehr, Fluid-, Falltrockner u. ä, verwenden.

4. Frischdampfsterflisation, bei der das getrocknete Material bis auf 130—140⁰C kurzzeitig (5-15 Min.) erhitzt wird. Auf diese Art und Weise kann man die bakteriologische Harmlosigkeit des Endproduktes sowie die Granulation des pulverförmigen Materials, die die Manipulation bei der Verpackung und bei der Vorbereitung von Futtermischungen erleichtert, erzielen.

Beim Einsatz eines azeotropischen Trockners stellt die Sterilisation des ausgetrockneten Materials die letzte Operation des Trocknungsvorganges nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dar.

Durch das erfindungsgemäBe Verfahren zur Verarbeitung von aktiviertem, bei der Reinigung von Abwässern aus der Holzverarbeitung gewonnen OberschuBschlamnaes kann man ein proteinhaltiges Futtermittel herstellen, das bakteriologisch unschädlich ist, praktisch alle verdaulichen, im ursprünglichen ÜberschuBschlamm enthaltene Proteine aufweist und das to sogar nach einigen Monaten dauernden Lagerung absolut beständig und immer verfütteningsfähig ist

CHe Verwertung der Erfindung kann durch gesetzliche Bestimmungen, insbesondere durch das Futtermittelgesetz, beschränkt sein.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Bereitung von Futtermitteln mit 20—4O°/oigem Gehalt an verdaulichen Proteinen aus aktiviertem Überschußschlamm, dadurch gekennzeichnet, daß als aktivierter Oberschußschlamm der bei der Reinigung von Abwässern aus der Holzverarbeitung gewonnene Überschußschlamm eingesetzt wird, daß der aktivierte Überschußschlamm von fasrigen Komponenten durch Siebfilterung befreit wird, daß er ohne besondere Behandlung oder nach der Aufbereitung seiner Sedimentations- bzw. Entwässerungseigenscnaften mit Polyelektrolyten oder durch Thermohydroiyse entwässert und so ausgetrocknet wird, daß die Vernichtung der verdaulichen, im Schlamm enthaltenen Proteine verhindert wird, worauf der so ausgetrocknete aktivierte Überschußschlamm im Frischdampfstrom sterilisiert wird, wonach eine Granulierung des getrockneten Materials durchführbar ist.