DE2523483A1

DE2523483A1 - Verfahren und vorrichtung zur behandlung von klaerschlamm

Info

Publication number: DE2523483A1
Application number: DE19752523483
Authority: DE
Inventors: James M O'donnell
Original assignee: Orgonics Inc
Current assignee: Nu Gro Technologies Inc
Priority date: 1974-05-23
Filing date: 1975-05-23
Publication date: 1975-12-04
Also published as: AR206029A1; IL47342A0; MX4835E; FR2272044B3; BR7503184A; JPS6036839B2; NL7506124A; CA1048291A; FR2272044A1; NL184457C; GB1515324A; BE829423A; JPS514664A; IL47342A; US4057392A; DE2523483C2; NL184457B

Description

Orgonics, Inc.
Slatersville, Rhode Island
USA.

"Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Klärschlamm

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von Klärschlämm.

Die "bei der Abwasserreinigung anfallenden Schlämme werden normalerweise durch anaerobe Zersetzung von in ihnen enthaltenen organischen Stoffen befreit. Die hierbei anfallenden Faulschlamme haben einen Wassergehalt von 92 bis 95%· Dieser Wassergehalt kann durch ein Entwässerungsverfahren auf 50 bis 70% herabgesetzt werden. Auch nach der Entwässerung ist das feuchte Filterkuchenmaterial nur schwierig nutzbringend zu verwenden. Läßt man den Klärschlamm weiter trocknen, stört bei der landwirtschaftlichen Nutzungdaß es sich um ein stark staubendes Produkt mit einem verhält-

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nismäßig niedrigen Anteil an düngewirksamen Stoffen, insbesondere Stickstoff, handelt.

Um den Düngerwert von zur Düngung vorgesehenem Klärschlamm zu erhöhen und zu verstärken, ist es bekannt, Harnstoff und Formaldehyd durch verschiedene Techniken und unter verschiedenen Bedingungen in den Schlamm einzubringen (US-PS 3 073 693, 3 226 313, 3 231 363 und 3 655 395).

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem Klärschlammfilterkuchen direkt in ein sterilisiertes, körniges, hoch stickstoffhaltiges und staubfreies Produkt umwandelbar ist, das als Düngemittel Oder als Futterzusatz für Tiere verwendbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Filterkuchen auf eine Teilchengröße von etwa 3 mm und kleiner zerkleinert wird, daß der Feuchtigkeitsgehalt der Teilchen auf etwa 30 bis 50% herabgesetzt wird,

daß eine wässrige Ausgangslösung eines alkalischen N-methylol-harnstoffes hergestellt wird, in der der Methylol-harnstoff zur Kondensation gebracht wird, wobei die Ausgangslösung durch die Reaktion von bis zu 2,0 Mol Harnstoff pro Mol Formaldehyd in einer Reaktionszeit von etwa 10 bis 30 Minuten hergestellt wird, daß die Ausgangslösung sofort mit den teilgetrockneten Klärschlammteilchen zur Reaktion gebracht wird, wobei die Reaktion bei einer Temperatur von etwa 30 bis 80° G und bei einem pH-Wert von etwa 3 bis 5 durchgeführt wird und zwar unter heftigem Mischen mit den Klärschlammteilchen,

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um ein körniges Reaktionsprodukt zu erzeugen, das das Kondensationsprodukt und getrocknete Klärschlammteilchen enthält,

und daß das Keaktionsprodukt bei einer Temperatur unter 95° 0 auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 3 bis 10% getrocknet wird, wodurch Düngemittel oder Ii¹Ut t er zusatz mittel für Tiere erzeugt wird, das körnig, hoch stickstoffhaltig und geruchlos ist.

Allgemeiner gesprochen, besteht die Erfindung darin, daß in saurem Medium kondensierbare Ausgangslösungen oder Anfangskondensationsprodukte, die ein Methylolmonomer enthalten, welches den Klärschlamm sterilisiert, bei der Kondensation mit dem Klärschlammaterial reagiert und zwar unter derartigen Bedingungen, daß eine feste Verbindung erzeugt wird mit einem Vassergehalt, die zu einer Granulation der Festteilchen führt. Das sich unter solchen Verfahrensbedingungen ergebene körnige Produkt ist insbesondere nützlich als Düngemittel oder als Futterzusatz für Tiere.

Als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren kann pathogener Klärschlammfilterkuchen verwendet werden, der von Abwasserbehandlungsanlagen stammt, beispielsweise Schlämme industrieller oder kommunaler Abwasser.

Die bevorzugt zur Verwendung kommenden Stoffe sind kommunale Abwässerschlamme, handelsüblicher Harnstoff (4-5 bis 4-6% H) und Formaldehyd (37%)· Es können jedo.ch auch statt kommunaler AbwasserschlämTne industrielle Abwasserschlämme verwendet werden. Typische Arten von Klärschlammfilter-

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kuchen sind beispielsweise aktivierte Schlämme aus Zellulose·-und Papierfabriken, Abwässerschlämme aus der Tabakverarbeitung sowie Schlämme tierischer Exkremente von Eindvieh, Schafen, Schweinen und Hühnern. Zufriedenstellende Ergebnisse wurden auch erzielt unter Verwendung von rohen oder unausgefaulten Filterkuchen kommunaler Abwässer.

In der Praxis werden vorzugsweise kondensierbare Methylolharnstofflösungen verwendet, die durch die Reaktion von Harnstoff und Formaldehyd hergestellt werden, die eine H-methylol-harnstoff-Ausgangslösung bilden, wobei die Reaktion dieser Ausgangslösung mit dem Klärschlamm innerhalb einer besonderen Zeitspanne nach der ersten Reaktion stattfindet, so daß ein Produkt erzielt wird, das gesteuerte Zersetzungs- oder LösungsCharakteristiken aufweist. Als typisches Beispiel enthält die Ausgangslösung ein Gemisch von Mono- und Di-N-methylol-harnstoff.

Während handelsüblicher Harnstoff mit 4-5 bis 46% Stickstoff der bevorzugte Reaktionspartner ist, kann dieser auch durch Kasein, Melamin, Phenol oder deren wasserlösliche polymere Bestandteile ersetzt werden. Konzentrierte Lösungen von Harnstoff können bei entsprechender Erhöhung der Konzentration des Formaldehyde verwendet werden. Anstelle von Formaldehyd (37%) können auch sogenannte "Harnstoff-Formaldehyd Konzentrate" verwendet werden. Diese im Handel erhältlichen Produkte enthalten normalerweise etwa 60% Formaldehyd, 25% Harnstoff und 15% Feuchtigkeit. Veiter können andere Aldehyde, beispielsweise Para-Formaldehyde, Crotonaldehyde, Acetalaldehyde, Propionaldehyde und/

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oder Formaldehyde erzeugende Agenzien verwendet werden.

Es wurde festgestellt, daß ein Wasserstoffion erforderlich ist, um HCOH in Methylen (GH₂) Gruppen in der sich daraus ergebenden Kondensationskette bei der Kondensation umzusetzen. Es ist normalerweise notwendig, dieses Ion in Form einer starken Mineralsäure zuzuführen, beispielsweise Schwefelsäure, Salzsäure oder Phospharsäure. Es können aber auch organische Säuren wie Essigsäure, Ameisensäure, Milchsäure oder Mischungen davon verwendet werden.

Ein anderer und bevorzugter Weg, die Konzentration der Wasserstoffionen einzustellen, besteht darin, ein saures Ammoniumsalz den festen Materialien zuzufügen, bevor die Methylol-harnstoff-Ausgangslösung hinzugefügt wird. Auch hier steht eine Reihe von Salzen zur Auswahl, beispielsweise Ammoniumnitrat, Ammoniumsulfat, Ammoniumborat, Ammoniumchlorid und andere. Die bevorzugten Salze sind jedoch Ammoniumsulfat und Ammoniumphosphat (ein- oder zweibasisch), da diese den Düngewert des Endproduktes verstärken.

Die Verwendung von Ammoniumsalzen zur Einstellung des pH-Wertes hat die doppelte Wirkung, daß einmal in ausreichendem Maße Wasserstoffionen für die Reaktionen zur Verfügung stehen und daß zum anderen Hexamethylen-Tetramine gebildet werden, durch die die Stabilität der Kondensat!onsharze verbessert wird, nachdem diese einmal gebildet sind. Bei Verwendung von Ammoniumsulfat als typischem Beispiel tritt folgende Reaktion auf:

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6 G H₂O (aq) + 2 (NH₄) 2 SO₄ —> C₅ H₂N₄ + H₂ 8O₄ (H+ donor)

Bei den vorstehend beschriebenen "Verfahren für die Zufügung von Harnst off -IPo rmaldehyd zu Abwässerschlämmen oder anderen Trägern wird der pH-Wert während der Kondensation oder Polymerisation typisch auf einen Wert zwischen 1 und 3 gehalten, um beste Resultate zu erzielen. Die sich ergebenen Gemische sind dann neutralisiert, um eine Querkondensation oder Polymerisation des Kondensationsharzes oder Polymeres zu verhindern.

Es wurde festgestellt, daß für das Verfahren der pH-Wert der Reaktionspartner bei der Kondensation oder Polymerisation zwischen 3jO und 5jO, vorzugsweise zwischen 4,0 und 4,5 gehalten werden sollte. Die Einhaltung dieser pH-Vert grenz en macht es unnötig, das Endprodukt zu neutralisieren. Auf diese Weise wird ein zusätzlicher Verfahrensschritt und die Verwendung eines Neutralisationsproduktes vermieden. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften der die Aus gangs lösung bildenden Primärprodukte sind wie folgt:

1) Sie müssen in einer löslichen oder dispergierten Form vorliegen, so daß sie leicht in den Klärschlamm eingesprüht oder eingegossen werden können.

2) Sie müssen bei relativ niedrigen Temperaturen, beispielsweise zwischen 40 und 70° C und bei hohen pH-Werten (4,0 bis 4,5) kondensierbar oder polymerisierbar sein.

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Nach der Kondensation oder Polymerisation müssen sie das Erscheinungsbild von Feststoffen haben und ein Verhältnis von Feststoffen zu Feuchtigkeit, das erheblich, höher liegt als imi Klärschlamm, der behandelt wird. Beispielsweise muß bei einem Verhältnis Feststoffe zu Wasser in dem Filterkuchen zwischen 1 : 3 und 1:1 der Anteil an Feststoffen des kondensierbaren oder polymerisierbaren Materials wenigstens 3 · 2 betragen.

Die sich ergebenden Kondensationsharze oder Polymere müssen ein relativ niedriges Molekulargewicht haben, das beispielsweise nicht größer ist als 300. Es sollen weiter vorzugsweise Polymere oder Kondensationsharze mit graden Ketten sein, wobei jedoch die Möglichkeit verbleibt, dass eine Co-Polymerisation, eine Polymerisation mit verzweigten Ketten, oder eine Graftpοlymerisation mit den Bestandteilen des Klärschlamms stattfindet. Auf jeden Fall sollte die Zahl der G H^-Gruppen 5 nicht übersteigen, vorzugsweise 3 bis 4- betragen und ein G EU-Radikal sollte als Endgruppe nicht vorhanden sein.

Eines der besten Verfahren, Ausgangslösungen oder Primärprodukte mit den oben erwähnten Eigenschaften herzustellen, besteht darin, einen Teil handelsüblichen 37% Formaldehyd mit Triaethanolamin auf einen pH-Wert von 8,0 zu neutralisieren und dieser Mischung einen Teil handelsüblichen Harnstoff mit 46% Stickstoff hinzuzufügen. Hierbei wird Wärme verbraucht, so daß die Temperatur auf etwa 5 G abfällt. Die Lösung wird dann langsam auf 30° C aufgeheizt. Bei Erreichen dieser Temperatur befindet sich der Harnstoff

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in Lösung mit dem Formaldehyd. Nach 10 Minuten steigt die Temperatur auf 60 C. Bei dieser Temperatur ist die Lösung geeignet für die Reaktion mit dem Klärschlamm. Als Ausführungsbeispiel wird das Verfahren im Nachstehenden unter Verwendung einer N-methylol-harnstofflösung , wie beschrieben, mit einem kommunalen Klärschlammaterial erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung den Ablauf des Verfahrens für eine kontinuierliche Herstellung eines körnigen, hoch stickstoffhaltigen und geruchlosen Produktes.

Fig. 2A und 2B zeigen teilweise im Schnitt schematisch Seiten- und Endansicht einer Vorrichtung zur Zufuhr und zum Zerkleinern des Filterkuchens, wie er in dem Verfahren Verwendung findet.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, eines Misch- und Reaktionsbehälters, der in dem erfindungsgemäßen Verfahren Verwendung findet.

In dem in Fig. 1 schematisch angedeuteten Verfahren wird handelsüblicher, !-körniger Harnstoff 1C von einer Quelle, beispielsweise einem schwingenden Behälter einer gravimetrischen Speisevorrichtung mit verstellbarer Steueröffnung zugeführt und von dieser auf ein Förderband 15» mit dem er zu einem Reaktionsgefäß 24 transportiert wir-d. Gleichzeitig wird handelsübliches 37% Formaldehyd aus einem Vorrats-

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behälter 12 mittels einer Pumpe 16 über eine Leitung 14 mit einem pH-Wert-Kontrollmesser 20 und einem Strömungsmesser 22 dem Reaktionsgefäß 24 zugeführt.

Gleichzeitig wird eine alkalische Pufferlösung proportioniert durch die Leitung 18 in die Formaldehyd-Leitung 14 eingespeist, um einen alkalischen pH-Wert zwischen 7,0 und 8,5 aufrecht zu erhalten. Dieser pH-Wert wird kontinuierlich durch den pH-Wert-Messer 20 überwacht. Die Reaktionszeit zwischen Harnstoff und Formaldehyd ist, obwohl veränderlich, wichtig für die Fähigkeit der N-methylollösung,mit den organischen Klärschlammfilterkuchen zu reagieren. Es wurde festgestellt, daß die Fähigkeit der N-methylollösung mit dem Filterkuchenmaterial zu reagieren, mit einer Verlängerung der Reaktionszeit unter alkalischen Bedingungen, d.h. der Verweilzeit in der ersten Reaktionsstufe, in der Methylol-Harnstoff als Aus gangs lösung gebildet wird, verringert \irird. Diese Feststellung wird benutzt, um die Reaktionsbedingungen zu steuern und so ein Produkt mit den gewünschten Eigenschaften zu erhalten.

Gemäß der Erfindung werden alle Komponenten aus dem Reaktionsgefäß 24 im gleichen Verhältnis abgezogen, in dem sie eingespeist werden. Die Verweilzeit im Reaktionsgefäß 24 bestimmt damit den Grad der Methylolisierung. Der Grad der Methylolisierung wird dadurch gesteuert, daß eine feste Füllhöhe im Reakt ions gefäß 24 zwischen den Punkten a und b am Standanzeiger aufrechterhalten wird. Es besteht ein direktes Verhältnis zwischen der Temperatur und der Reaktionszeit im Reaktionsgefäß 24. Die Reaktionszeit kann

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zwischen 10 und 30 Minuten variieren und die !Temperatur zwischen 30 und 80° C. Vorzugsweise wird mit einer Reaktionszeit zwischen 15 und 20 Minuten und einer Reaktionstemperatur zwischen 40 und 60° gearbeitet. Hierdurch wird

eine Mischung von reaktivem Methylol-harnstpff- beispielserzeugt, weise Mono- und Di-Methylolharnstoff% Wärme wird der Reaktion durch einen Dampfmantel zugeführt, der um das Reaktionsgefäß herumgelegt ist. Wärme ist im allgemeinen erforderlich, um die Methylolisierung einzuleiten. Da die Reaktion exotherm verläuft, verläuft die Reaktion normalerweise dann selbständig weiter. Um eine vollständige Eontrolle aller Bedingungen zu erhalten, ist es zweckmäßig, den Mantel des Reaktionsgefäßes so auszubilden, daß er statt mit Dampf auch mit Kühlwasser beschickt werden kann. Statt eines Mantels können auch Rohrleitungsbündel vorgesehen werden oder eine Reihe von mehreren Reaktionsgefäßen könnte statt eines einzelnen Reaktionsgefäßes vorgesehen werden. Schließlich können Rohrschlangen als Reaktoren vorgesehen werden, wie bei einem "plug flow" Reaktor.

Das Volumen des Reaktionsgefäßes 24- sollte so ausgelegt sein, daß es das Durchschnittsvolumen an Ausgangslösung aufnehmen kann, das in dem -Verfahren erforderlich ist. Falls beispielsweise das vorausgesetzte Volumen an N-me thylo !verbindungen, das in dem Verfahren benötigt wird, mit 10 Gallonen pro Minute angenommen wird, sollte das Reaktionsgefäß so ausgelegt werden, daß es mit einem Volumen zwischen 100 und 300 Gallonen arbeiten kann. Beispielsweise veranschaulicht in Fig. 1 der Punkt a den Füllstand bei 300 Gallonen, während der Punkt b den Füllstand für 100 Gallonen wiedergibt. Dies bedeutet eine Verweilzeit von

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30 Minuten bei dem höheren Füllstand und 10 Minuten bei dem niedrigeren Füllstand.

Klärschlammaterial 60 in Form von Filterkuchen des Klärschlammes einer kommunalen Abwasseranlage wird typisch durch einen Muldenkippwagen 32 angefahren und den Klarschlammeinspeiser und Zerkleinerer 34- aufgegeben, der näher im einzelnen in Fig. 2 beschrieben ist. In dem Zerkleinerer wird der Filterkuchen aufgebrochen und auf eine kleinere Teilchengröße gebracht. Die Teilchen mit reduzierter Teilchengröße werden dann über eine Förderanordnung, beispielsweise einen Schraubenförderer, einem Mischer 36 zugeführt. Der Mischer 36 sorgt für ein homogenes Mischen und Rühren des Materials während der Sterilisierung und anschließenden Kondensierung oder Polymerisierung, allgemein Eeaktionsstruf en.

Die Sterilisierung des durch pathogene Keime verunreinigten zerkleinerten Klärschlamm wird dadurch durchgeführt, daß

.kondensierbaren der Klärschlamm mit einer/wässrigen Mono- oder Di-Methylol-Lösung unter alkalischen Bedingungen in Berührung gebracht wird. Durch die Sterilisation wird der Geruch des Klärschlamms reduziert und die Verwendung als Düngemittel und insbesondere als Tierfutterzusatz ermöglicht. Die Sterilisation wird typisch in der Anfangs-oder ersten Phase des Mischens durchgeführt, während die Reaktion des Klärschlammes mit einer Harnstoff-Methylol-Lösung mit dem Zusatz einer Säure stattfindet, durch die dem Klärschlamm ein pH-Wert von 3,0 bis 5,0 gegeben wird. Zusätzlich und wahlweise können Teilchen mit Untergröße und" rückgeführtes,

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trocken_es? körniges Endprodukt in den Mischer 36 eingespeist werden und zwar vorzugsweise in den Bereich, in dem die Sterilisation stattfindet. Ein bevorzugt zur Anwendung kommender Mischer ist ein mit einem Dampfmantel versehener Paddelschneckenmischer, der im einzelnen weiter unten unter Bezug auf Fig. 3 zu beschreiben ist.

Eine starke Säure 28, beispielsweise Schwefelsäure, wird über eine Leitung 30 in den Mischer 36 eingespeist, um die Reaktion der Methylöl-Mischung einzuleiten. Feinstoffe, d.h. Teilchen mit einer Größe kleiner als die vorgesehene Größe, die während des Verfahrens erzeugt werden, werden in den Mischer 36 über eine Leitung 4-4- eingespeist. Andere Zusätze wie Antioxidantien, Vitamine, Harnstoffe, Phosphate, Füllstoffe usw., die in das Fertigprodukt zu inkorporieren sind, können in den Mischer 36 so eingegeben werden, daß sie in den Klärschlammteilchen homogen verteilt werden.

Es ist zweckmäßig, die Reaktionstemperatur des Klärschlamms in dem Mischer 36 zu steuern und den Feuchtigkeitsgehalt herabzusetzen. Für diesen Zweck ist der Mischer mit einem Mantel versehen, der Dampf oder Kaltwasser führen kann. Zusätzlich können trockene Teilchen, beispielsweise trockene, körnige Endprodukte des Verfahrens in den Mischer über die Leitung 36 eingeführt werden, um die Steuerung und Verringerung des Feuchtigkeitsgehaltes zu unterstützen. Die Methylol-harnstoff-Lösung wird aus dem Reaktionsgefäß 24- durch die Leitung 26 zur Sterilisierung des Klärschlamms und Kondensierung zugeführt und zwar innerhalb eines Zeitraumes von 1o bis 3o Minuten, nachdem die Lösung hergestellt ist.

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Das den Mischer 36 verlassende Reaktionsprodukt ist ein trockenes, körniges Reaktionsprodukt, das aus Klärschlamm te lichen besteht, die mit dem Methylol-harnstoff und kondensiertem Methylol-harnstoff zusammengewirkt haben. Typisch wird das Reaktionsprodukt von dem Mischer bei einer Temperatur zwischen 50 und 60 C abgegeben, wobei Temperaturen über 80° vermieden werden.

Das Reaktionsprodukt wird dann über einen Förderer 32 einem Trockner 38 zugeführt, in dem der gewünschte Feuchtigkeitsgehalt eingestellt wird, typisch auf weniger als 10% Feuchtigkeit. Anschließend wird das trockene Produkt auf ein Sieb 78 aufgegeben, um die trockenen Teilchen des Produktes zu klass: — deren. Vom Sieb 78 abgeschiedene Feinteilchen werden über die Leitung 48 in den Mischer zurückgeführt oder sonstwie verwendet. Teilchen mit Übergröße werden über 52 einem Zerkleinerer 54- zugeführt und das zerkleinerte Produkt wird über 56 dem Sieb erneut zugeführt. Trockenes, körniges, geruchloses und hoch stickstoffhaltiges Produkt 50 von vorgegebener Größe wird abgezogen, verpackt und ist fertig für die Benutzung.

Besondere Beachtung ist der Vorbereitung des Klärschlammfilterkuchens zu geben, bevor dieser in das Verfahren eingeführt wird.

Elärschlammfilterkuchen sind ungeachtet ihres Herstellungsverfahrens aus heterogenen Materialmengen zusammengesetzt mit einer Größe, die zwischen einem Bruchteil eines Kubikzentimeters und einem Volumen von mehr als 10 Kubikdezimetern schwankt. Darüber hinaus können diese Teilchen durch

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Zellulosefasern miteinander verbunden sein. Bevor dieses Material zur Reaktion mit den N-methylol-Verbindungen gebracht wird, ist es auf eine mehr oder weniger gleiche Teilchengröße zu zerkleinern, wobei typisch eine Teilchengröße von 2,5 nun und kleiner ist. Sowohlder Einspeiser und Zerkleinerer als auch der Mischer 36 können für diesen Zweck verwendet werden. Die Verkleinerung der Größe kann auch nur durch den Zerkleinerer oder andere Mittel durchgeführt werden.

Der Zerkleinerer 34-, der im einzelnen in Pig. 2 veranschaulicht ist, arbeitet nach dem Prinzip eines sich konstant bewegenden Bettes aus Filterkuchen, das sich unter rotierenden und kratzenden Zylindern hinwegbewegt, wobei der höchste oder letzte, mit Rechen versehene Zylinder als ein das Bett einebnendes Rad oder Mittel wirkt. Wenn sich der Filterkuchen unter den rotierenden, kratzenden Zylindern hinwegbewegt, wird der Filterkuchen in Teile kleiner Größe zerrissen. Der Grad der Zerkleinerung und Verringerung der Teilchengröße steht in direkter Beziehung zum Feuchtigkeitsgehalt des Filterkuchens und der Vasserabsorptionseigenschaften des jeweils benutzten Klärschlamms. Beispielsweise sollte der Feuchtigkeitsgehalt eines Filterkuchens eines üblichen, in kommunalen Abx^asseranlagen anfallenden Faulschlammes zwischen 4-0 und 50% betragen, während bei biologischem Klärschlamm oder aktiviertem Klärschlamm der bevorzugte Feuchtigkeitsbereich zwischen 60 und 80% liegt.

Die Fig. 2 A und 2 B veranschaulichen eine Ausführungsform einer kombinierten Zufuhr-und Zerkleinerungsvorrichtung,

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in der der Filterkuchen 60 auf ein- sich aufwärts bewegendes Förderband 62 aufgegeben wird. Auf dem Förderband wird der Filterkuchen unter einem rotierenden Zerreißoder Zerkleinerungszylinder 64 hinweggeführt, der mit einer Vielzahl von Zinken 66 versehen ist, mit dem der Filterkuchen 60 zerkleinert oder zerrissen wird. Anschließend wird das Bett aus zerrissenem Filterkuchen unter einer rotierenden Einebnungswalze 68 hindurchgeführt, die auf ihrem Umfang gleichfalls mit einer Vielzahl von Zinken 70 versehen ist und mit der die Teilchen auf eine gewünschte Bettiefe eingeebnet werden. Das so auf eine konstante Höhe gebrachte Bett zerkleinerter Teilchen wird dann in eine Ablaufrutsche 72 abgeworfen, in der das Material in eine Förderschnecke 74 fällt, mit der es dem Mischer 36 zugeführt wird. Überschüssige Feuchtigkeit wird dem Filterkuchen während der Förderung und während des Zerreißens entzogen.

Wenn der Klärschlamm die Vorrichtung 34 verläßt, ist er in seiner Teilchengröße erheblich reduziert worden. Damit die so gebildeten kleinen Teilchen intakt bleiben und geeignet für die Granulierung, ist es notwendig, den Feuchtigkeitsgehalt weiter zu reduzieren auf 30 bis 50%. Dies kann durch Wärmezufuhr geschehen oder durch Wärmezufuhr und gleichzeitige Hinzufügung von trockenem, rückgeführtem Endprodukt, d.h. Material, das bereits das Verfahren durchlaufen hat und jetzt einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 3 bis ψ/ο hat. Diese Hinzufügung von trockenem Endprodukt wird unter heftiger Mischbewegung durchgeführt. Die heftige Mischbewegung und Umwälzung wird durch einen Paddelschneckenmischer durch-

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geführt, der in Fig. 3 veranschaulicht ist. Feinteilchen oder Material mit Untergröße aus dem Verfahren kann als Teil des rückgeführten Materials verwendet werden. Wenn der Klärschlamm richtig gemischt ist, hat er eine mittlere Teilchengröße zwischen 1,4 und 0,84 mm entsprechend 14 und 20 mesh. Der Paddelschneckenmischer dient auch als Reaktionsgefäß für die Reaktion der N-methylol-Verbindung mit dem Klärschlamm. Da der pH-Wert des Klärschlamms kritisch für die Reaktion ist, kann es notwendig sein, den Klärschlamm zu säuern. Falls dies der Fall ist, kann dem Klärschlamm Säure zugeführt werden, während der Klärschlamm mit dem rückgeführten Material geknetet wird. Auf Jeden Fall sollte der pH-Wert des Klärschlamms nach der Reaktion beim Verlassen des Mischers zwischen 4,0 und 5*0 liegen.

Nach Fig. 3 ist der Mischer mit einem Dampfmantel oder dampfführenden Heizrohren versehen und mit zwei parallelen Mischwellen 76 und 78 versehen, die sich in Längsrichtung des Mischers erstrecken. Jede der Wellen trägt dabei eine Vielzahl von Paddeln 80 und 82, die zu einer lebhaften Mischbewegung, einer Teilchenverkleinerung und einem Umrühren der Teilchen während der Beimischung festen Materials und in den Sterilisations- und Reaktionsstufen sorgt» Die Paddel 80 und 81 sind typisch längs der Wellen gegeneinander versetzt angeordnet und führen zu einer Quetsch- und Knetwirkung auf das feste Material. Der Klärschlamm wird durch die sich entgegengesetzt drehenden Paddel in Richtung auf den Auslaß bewegt.

In der dargestellten Ausführungsform hat der Mischer hzvr. das Knetwerk 36 eine Länge von etwa 5 m, wobei eine erste

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länge von 1,5 m, die mit a-b bezeichnet ist, Verwendung findet, für die Einführung von Kleinteilchen rückgeführten, trockenen Endprodukten, Säure und zerkleinertem Klärschlammfilterkuchen und zwar in Richtung zum Einlaß in dieser Reihenfolge. Die Sterilisierung des Klärschlamms findet in diesem Bereich statt, während die alkalische Methylol-harnstofflösung auf die Teilchen über ein sich in Längsrichtung erstreckendes Rohr 72 mit einer Vielzahl von Sprühdüsen 74· aufgegeben wird, das an die Leitung 26 angeschlossen ist. Über die Sprühdüsen 74· wird die Lösung auf die Klärschlammteilchen aufgesprüht, während diese umgerührt werden. Auf der Länge b-c des Mischers 36 erfolgt die Kondensation oder Polymerisation, wobei die Reaktion auftritt, wenn der saure Klärschlamm den pH-Wert der Methylol-harnstofflösung entsprechend herabgesetzt hat. Wenn der Klärschlamm nach der Reaktion den Mischer oder das Knetwerk 36 verläßt, ist das Material körnig und die Temperatur beträgt 33 bis 60° C. Der Temperaturanstxeg von Raumtemperatur auf 60° G erfolgt normalerweise durch den exothermen Ablauf der Kondensation der N-methylol-Verbindungen zu U-methylen-Verbindungen. Falls die Reaktion nicht ausreicht, die Temperatur in dem Mischer oder Knetwerk auf 60 zu halten, kann zusätzliche Wärme über einen Dampfmantel zugeführt werden, der sich auf der Außenseite des Gehäuses befindet. Mit Abschluß dieses Verfahrensschrittes ist das Produkt im wesentlichen fertig und es ver-bleibt nur noch,das Produkt zu trocknen und in gewünschter Weise zu klass: -~ deren.

Für die Trocknung des Produktes stehen zahlreiche Trocknungsverfahren zur Verfügung. Bevorzugt wird es, dis Produkt

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von dem Mischer oder Knetwerk 36 in einen rotierenden Gl eichlauf warmlufttrockner 38 zu überführen. Es muß dafür Sorge getragen werden, daß das Material während der Trocknung nicht überhitzt wird. Bei Temperaturen über 95° C wird eine weitere Kondensation oder Polymerisation der N-methylen-Verbindungen bewirkt, wobei stark quer verzweigte Kondensationsprodukte oder Polymere erzeugt werden, die für landwirtschaftliche Zwecke nicht geeignet sind. Aus diesem Grunde wird die Temperatur des Materials während der Trocknung konstant überwacht, um sicherzustellen, daß diese nicht über 80° C ansteigt. Vorzugsweise wird die Trοcknungstemperatur im Bereich von 70 bis 75° C gehalten. Der Feuchtigkeitsgehalt des Produktes liegt nach der Trocknung zwischen 3 und 10%, vorzugsweise zwischen 5 und Q%.

Das trockene Produkt wird dann auf einem Sieb 48 nach verschiedenen Größen klass: — ,iert. Material mit Übergröße, insbesondere Material mit einer Korngröße größer als 3»4- nam wird über 32 einer Zerkleinerungsvorrichtung 54- zugeführt, in der die Teilchengröße so weit reduziert wird, daß sie unter 3_}4- mm liegt (Sieb mit mesh Nr. 6). Das ^rjaterial der zweiten Klassierungsstufe mit einer Korngröße zwischen 0,84- und 3j4- mm ist brauchbares Endprodukt, das bei 50 abgezogen wird und gelagert oder abgepackt wird. Das Materi al, das durch das Sieb der zweiten Klassierungsstufe hindurchtritt, d.h. Material mit einer Korngröße kleiner 0,84-mm, ist kommerziell nicht verwendbares Feinmaterial. Dieses Feinmaterial wird über den Weg 4-4-, wie oben beschrieben, in den Mischer oder das Knetwerk 36 zurückgeführt.

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Die Erfindung wird im Nachstehenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Beispiel 1:

Filterkuchen von ausgefaultem Elärschlamm aus kommunalen Abwässern mit 60% Feuchtigkeit und 2% Stickstoff (Irockenbasis), der im wesentlichen in wasserunlöslicher Form vorliegt, wurde mittels eines Klärschlammeinspeisers kontinuierlich in einer Menge von 3«375 kg P^o Stunde abgemessen einem Knetwerk zwischen den Punkten a und b (siehe Fig. 3) aufgegeben unter gleichzeitiger Einspeisung einer hinreichenden Menge von Schwefelsäure mit einer Konzentration von 66 Be, um den pH-Wert des Filterkuchens auf 4,0 zu reduzieren. Gleichzeitig wurde in einer Menge von 2.240 kg pro Stunde ein Methylo!-harnstoff-Reaktionsteilnehmer kontinuierlich,abgemessen aus einem chemischen Reaktionstank in das Knetwerk 36 eingegeben.

Der Methylol-harnstoff-Reaktionsteilnehmer wurde in folgender Weise zubereitet: In einer Menge von 1.120 kg pro Stunde wurde Harnstoff gleichmäßig dosiert, aus einem Rüttelbehälter dem Reaktionstank 24 zugeleitet. Gleichzeitig wurde in einer Menge von 1.120 kg pro Stunde 37%iges Formaldehyd aus einem Vorratstank dosiert in den Reaktionstank eingespeist, wobei gleichzeitig eine Heutralisierung auf einen pH-Wert von 7»5 mit Kaliumhydroxyd durchgeführt wurde. Der Oberflächenspiegel im Reaktionstank wurde auf einem Punkt gehalten, der für eine Verweilzeit von 20 Minuten ausreicht, das entspricht dem Füllstand einer Füllmenge von etwa 750 kg. Die Temperatur der Methylol-harnstoff -

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Lösung in dem Reaktionskessel wurde auf 60° C gehalten und zwar mit Hilfe eines den Kessel umgebenden Dampfmantels. Der hieraus resultierende Reaktionsteilnehmer wurde kontinuierlich auf das sich bewegende Bett von Peststoffen in dem Knetwerk 36 zwischen den Punkten b und c aufgegeben.

Zusammen mit der Aufgabe von Filterkuchen und Säure zwischen den Punkten a und b des Knetwerkes 36 wurde eine hinreichende Menge rückgeführten Materials mit 5% Feuchtigkeit über die Rückführleitung 46 sowie über die Leitung 44 Feinmaterial aus der Siebanordnung 48 aufgegeben, woraus sich ein mittlerer Feuchtigkeitsgehalt des aus dem Knetwerk austretenden Materials von etwa 30% ergab. Hierfür waren etwa 1.640 kg Feinmaterial und 1.640 kg rückgeführtes Fertigmaterial erforderlich.

Die gesamte Länge des verwendeten Knetwerkes betrug 4,5m, wobei die Länge a-b 1,5 und die Länge b-c 3 m betrug. Die Paddel im Knetwerk waren einstellbar, um die Verweilzeit in beliebigen Abschnitten des Knetwerkes zu erhöhen oder herabzusetzen. So waren beispielsweise die Paddel so eingestellt, daß sich für den Abschnitt a-b und den Abschnitt b-c jeweils eine Verweilzeit von 10 Minuten ergab. Die Verweilzeit in dem Knetwerk wird so eingestellt, daß zu dem Zeitpunkt, zu dem das Material aus dem Knetwerk eintritt, die Reaktion im wesentlichen abgeschlossen ist und der gesamte Methylol-harnstoff in Methylen-harnstoff umgewandelt ist, der T-eil des Co- oder Graft-Polymeres wird, das mit dem Proteinbestandteilen des Klärschlamms gebildet wird. Nach Verlassen des Knetwerkes" wurde das

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Material auf ein kontinuierlich arbeitendes Förderband aufgegeben, mit dem es in einem gleichlaufenden, rotierenden Warmlufttrockner 38 abgegeben wurde, in dem es für eine Zeitdauer und bei einer Temperatur verblieb, die ausreichend war, um den Feuchtigkeitsgehalt des Materials auf 5% herabzusetzen.

Das vom Trockner 38 abgegebene Material wurde einer Siebanordnung 48 zugeführt, in der das Material nach drei Korngrößen klassiert wurde und zwar:

Übergröße - Zorngröße größer als 3,4- mm, Fertigprodukt - Korngröße zwischen 0,84- und 3_S4- mm, Feinmaterial - Korngröße kleiner 0,84- mm.

Das Material mit Übergröße wurde auf eine Zerkleinerungsvorrichtung 54- aufgegeben, von dem sie über einen Förderer 56 wieder auf die Siebvorrichtung 48 aufgegeben wurde. Das klassierte Fertigprodukt wird zur Lagerung oder zum Abpacken weiter gefördert. Das Feinmaterial wurde über den Förderweg 44 in das Knetwerk 36 rückgeführt.

Das, wie vorstehend beschrieben, hergestellte Fertigprodukt hat die folgenden Eigenschaften:

Chemische Analyse:

Feuchtigkeit 7%,
Stickstoff 20%,

wasserunlöslicher Stickstoff 14%, Aktivitätsindex 50%.

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Beispiel 2:

Yon dem Filterkuchen eines biologischen (aktivierten) Klärschlamms mit 88% Feuchtigkeit und 6,5% Stickstoff (Trockenbasis), der im wesentlichen in wasserunlöslicher Form vorlag, wurden 4.500 kg pro Stunde mit 600 kg einer Methylol-harnstoff-Lösung behandelt, die 300 kg Harnstoff mit 45% Stickstoff und 300 kg einer 37%igen Formaldehydlösung enthielt und pro Stunde zugeführt wurde.

Der Klärschlamm war Überschuß schlamm aus einem nach dem Belebungsverfahren arbeitenden, biologischen Behandlungsverfahren, das zur Behandlung von Abwasser einer Zellulosefabrik diente. Die Methylol-harnstofflösung wurde in der gleichen Weise vorbereitet wie im Beispiel 1 beschrieben, mit Ausnahme der oben angeführten Mengen an Harnstoff und Formaldehyd. Der Klärschlamm wurde gleichfalls in der gleichen Weise behandelt wie beim Beispiel 1 beschrieben, mit Ausnahme der Menge des rückgeführten Materials (Feinmaterial und Fertigprodukt). Diese Menge betrug insgesamt 3·3ΟΟ kg pro Stunde, woraus sich ein Feuchtigkeitsgehalt in dem das Khetwerk verlassenden Material von 50% ergab. Die chemische Analyse des Produktes ergab folgendes:

Feuchtigkeit 5%,

Stickstoff 19%,

wasserunlöslicher Stickstoff 14,25%, Aktivitätsindex 4θ%.

Die bei der Durchführung der Erfindung auftretende Reaktion führt zu relativ kurzen, geradkettigen Methylen-harn-

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stoff-Polymeren. In dem Verfahren ist es wichtig, daß Molekularverhältnis von Harnstoff zu Formaldehyd zu steuern.

Die Beziehung zwischen der gesamten Stickstoffmenge, der Menge an wasserunlöslichem Stickstoff, dem Aktivitätsindex und dem Nitrifikationsindex sind wie folgt:

Nitrifikation:

Die Umwandlung von Stickstoffverbindungen im Boden in Nitrat durch nitra-bacter.

Nitrifikationsindex:

Der Prοζentsatz,zu dem Stickstoff in einer 15-Wochen-Periode in Nitrat umgewandelt wird, abzüglich des Prozentsatzes, der innerhalb einer 3-Wochen-Periode umgesetzt wird.

Gesamter Nitrifikationsindex:

Der Prozentsatz des Stickstoffes, der insgesamt in einer 15-Wochen-Periode nitrifiziert oder in Nitrat umgewandelt wird.

Gesamte Stickstoffmenge;

Der Prozentsatz, in dem Stickstoff in dem Fertigprodukt vorliegt.

Unlöslicher Stickstoff:

Der Prozentsatz des gesamten Stickstoffgehaltes, der sich nicht in kaltem Wasser löst.

Aktivitätsindex:

Der Prozentsatz an unlöslichem Stickstoff, der in einer kochenden Lösung mit Phosphatpuffer löslich ist.

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Um die Wirkung des Molverhältnisses von Harnstoff zu Formaldehyd auf die oben angegebenen Qualitätsindikatoren zu veranschaulichen, wurde nachfolgendes Experiment durchgeführt :

Die 3«375 kg Abwasserschlamm nach dem Beispiel 1 wurden aufeinanderfolgend Jeweils für 1 Stunde mit einem Methylolharnstoff-Reakt ions teilnehmer nach der nachfolgenden Tabelle 1 behandelt.

Für Agjikulturchemische Zwecke ist ein Hitrifikationsindex von 30 bis 35 und eine Stickstoffverfügbarkeit von 50 bis 55 über eine ^-Wochen-Periode am zweckmäßigsten. Dies führt zu einem Produkt, das während einer 6-monatigen Vachstumsperiode graduell etwa 75% des Stickstoffes,abgibt. Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich, führt ein Molverhältnis Harnstoff zu Formaldehyd zwischen 1,35 bis 1,38 zu 1 zu einem solchen Produkt. Es können jedoch spezielle Fälle auftreten, in denen es wünschenswert ist, daß die Ifitrifizierung in Zeiträumen von Jahren statt von Monaten stattfinden. In diesen Fällen sollte ein Molekularverhältnis von 1,1 zu 1 oder 1,2 zu 1 gewählt werden. Falls das Produkt als Tierfutterzusatz verwendet werden soll, sollte der Stickstoff sehr viel schneller freigegeben werden. In diesem Fall ist ein Molverhältnis von 2 zu 1 zweckmäßiger. Auf alle Fälle sollte das Molverhältnis größer sein als 1,2 zu 1, wenn stark quer verzweigte Polymere vermieden werden sollen, die normalerweise bei Harnstoff-Formaldehydharzen auftreten. Auf der anderen Seite sollte das Molverhältnis nicht größer sein als 2 zu 1, wenn eine unerwünsehte Menge an freiem Harnstoff in dem Endprodukt vermieden werden soll.

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Im Vorstellenden sind synonym die Ausdrücke Kondensation und Polymerisation verwendet worden, mit denen jeweils die Reaktion bezeichnet wird, die zwischen dem auf einem sauren Milieu gehaltenen Klärschlamm einerseits und dem alkalischen Methylol-harnstoff stattfindet.

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	Harnstoff (u) kg	Tab el	Ie	2523483 Stickstoff Stickstoff gesamt unlöslich	15.3
S hunde	912,8	Formaldehyd (F) kg	Kolverhält- nis U/F	17 %	15.4
Λ	995,8	1120	1.1/1	18 %	15.6
2	1078,6	1120	1.2/1	19.5 %	15.0
3	1120,0	1120	1.3/1	20 %	15.3
4	1145,0	1120	1-35/1	20.5 %	14.7
VJI	1161,7	1120	1.38/1	21 %	13.6
6	1244,7	1120	1.4/1	20.9 %	12
7	1659,6	1120	1.5/1	24 %
8	1120	2/1

Stunde	Aktivitäts index	Kitrifikations- index	3-Wochen-. Nitrifikation	Stickstoff verfügbarkeit für 15 Wochen
Λ	15	3	1	4
2	20	10	3	13
3 .	32	25	5	30
4 ·	42	30	15	45
VJl	48	35	20	55
6	50	35	25	60
7	55	39	30	69
	65	65	30	95

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Claims

Pat entansprüche

1. Verfahren für die Behandlung des Materials von Klärschlammfilterkuchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkuchen auf eine Teilchengröße von etwa 3ran und kleiner zerkleinert wird, daß der Feuchtigkeitsgehalt der Teilchen auf etwa 30 bis 50% herabgesetzt wird, daß eine wässrige Ausgangslösung eines alkalischen N-methylol-harnstoffes hergestellt wird, in der der Methylol-harnstoff zur Kondensation gebracht wird, wobei die Ausgangslösung durch die Reaktion von bis zu 2,0 Mol Harnstoff pro Mol Formaldehyd in einer Reaktionszeit von etwa 10 bis 30 Minuten hergestellt wird,

daß die Ausgangslösung sofort mit den teilgetrockneten Klärschlammteilchen zur Reaktion gebracht wird, wobei die Reaktion bei einer Temperatur von etwa JO bis 80° C und bei einem pH-Wert von etwa 3 bis durchgeführt wird und zwar unter heftigem Mischen mit den Klär schlämmt ei lchen, um ein körniges Reaktionsprodukt zu erzeugen, das das Kondensationsprodukt und getrocknete Klärschlammteilchen enthält,

und daß das Reaktionsprodukt bei einer Temperatur unter 95 C auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 3 bis 10% getrocknet wird, wodurch Düngemittel oder Futterzusatzmittel für Tiere erzeugt wird, das körnig, hoch stickstoffhaltig und geruchlos ist.

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_ 2 —

2. Verfahren nach. Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangslösung in die Mischung der teilweise getrockneten Klärs chlajn τη teilchen eingesprüht wird, während diese heftig umgerührt und als Bett bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion der Ausgangslösung mit dem Klärschlamm bei einem pH-Wert von etwa 4,0 bis 4,5 durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion des Harnstoffes und des Formaldehyds bei einer Temperatur von etwa 30 bis 80 durchgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klärschlammfilterkuchen etwa 12 bis 50% Feststoffe enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitsgehalt der Klärschlammteilchen durch Zusatz eines rückgeführten Anteils des getrockneten, körnigen Reajfeiktionsproduktes herabgesetzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den teilxireise getrockneten Klärschlammteilchen Säure zugeführt, um ' mit der Ausgangslösung zusammen

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Reaktionsprodukt mit einem pH-Wert zwischen 4,0 und 4,5 zu erzielen.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der teilweise getrocknete Schlamm ein saures Ammoniumsalz als Agens zur pH-Wert-Eins teilung enthält.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus gangs lösung vor der Reaktion mit dem teilweise getrockneten Klärschlamm einen pH-Wert zwischen 7,0 und 8,5 aufweist, während der teilweise getrocknete Elärschlamm einen pH-Wert zwischen 3>0 und 5»0 aufweist.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der teilweise getrocknete Klärschlamm als Agens zur Einstellung des pH-Wertes Ammonium-Sulfat oder Ammonium-Phophat enthält.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die IT-Methylol-harnsto ff -lösung im wesentlichen aus einer Mischung von Mono- und Di-methylol-harnstoff "besteht.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleinerung der Teilchengröße des IPiIterkuchens ein Zerreißen und Krümeln des Eilterkuchensmaterials einschließt.

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13· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtigkeit des teilweise getrockneten Klärschlamms verringert wird und der teilweise getrocknete Klärschlamm mit der Ausgangslösung in einem Durchlaufknet.werk zur Reaktion gebracht wird, in die der Klärschlamm am Einlaß zugeführt wird und die Ausgangslösung auf den Klärschlamm aufgesprüht wird, während dieser sich vom Einlaß zum Auslaß des Knetwerks bewegt und daß ein körniges Reaktionsprodukt am Auslaß abgegeben wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein rückgeführter Anteil von getrocknetem, körnigem Reaktionsprodukt im Einlaßabschnitt des Knetwerks zugefügt wird, um den Feuchtigkeitsgehalt der teilweise getrockneten Klärschlammteilchen herabzusetzen.

15· Verfahren nach Anspruch 13 ader 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Einlaßbereich des Knetwerks eine Säure zugeführt wird, um die teilweise getrockneten Klärschlammteilchen auf einen pH-Wert zwischen 3jO und 5>0 zu halten und bei der unter heftigem Umrühren eines sich bewegenden Bettes des Gemisches die Ausgangslösung auf das Gemisch aufgesprüht wird, wobei die Temperatur des Gemisches auf etwa 50 bis 80° gehalten wird.

16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsprodukt bei einer Temperatur von etwa 70 bis 80° getrocknet wird.

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17· Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das körnige Reaktionsprodukt gesiebt wird und Feinmaterial mit einer Teilchengröße kleiner 0,84 mm riickge führt und dem zerkleinerten Klär schlämm zugefügt wird.

18. Körniges Produkt, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kondensierte Harnstoff-formaldehydharz nicht mehr als 5 Methylengruppen enthält, wobei kein Methylen-radikal als Endgruppe vorhanden ist, und daß das Harz ein niedriges Molekulargewicht und gerade Ketten aufweist bei einem pH-Wert von 4 bis 5·

19· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der teilweise getrocknete Klärschlamm dadurch sterilisiert wird, daß er für eine vorgegebene Zeit mit der alkalischen Methylol-harnstofflösung in Verbindung gebracht wird, bevor der Methylol-harnstoff reagiert und kondensiert, um gerucherzeugende pathogene Organismen/dem Klärschlamm zu zerstören.

20. Verfahren für die Behandlung von Klärschlammfilterkuchenmaterial, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Verfahrensschritte:

a) Zerkleinern und Krümeln des Filterkuchenmaterials im kontinuierlichen Durchlauf des Materials durch eine Zerkleinerungsvorrichtung, wobei der Filterkuchen auf eine Teilchengröße kleiner 2,5 mm zerkleinert wird,

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b) Vorbereitung einer wässrigen Ausgangslösung eines N-methylol-harnstoffes mit einem pH-Wert von 7,0 bis 8,5» die durch Änderung des pH-Wertes auf 3»0 bis 5»0 kondensiert, wobei die Ausgangslösung durch die Reaktion von 1,0 bis 2,0 Mol Harnstoff pro Mol Formaldehyd in einer Reaktionszeit von 10 bis 30 Minuten und bei einer Reaktionstemperatur zwischen 30 und 80° C hergestellt wird,

c) Einspeisen des zerkleinerten Filterkuchenmaterials in den Einlaß eines länglichen Khetwerks mit beweglichem Gutbett, das über seine Länge eine Vielzahl rotierender Paddel aufweist, mit denen das zerkleinerte Material heftig umgerührt wird, vährend es sich vom. Einlaß zum Auslaß des Knetwerks bewegt,

d) Zugabe einer Säure in das Knetwerk , um den pH-Wert des zerkleinerten Materials auf 3>0 bis 5»0 zu halten,

e) Zugabe von körnigem, trockenem Reaktionsprodukt aus dem Verfahren in das Knetwerk in einer Menge, die ausreicht, um den Feuchtigkeitsgehalt des zerkleinerten Materials zusammen mit dem Knetv rk zugeführter Wärme und der Reaktionswärme zu verringern

f) Einsprühen der Ausgangslc sung in das durch Umrühren in Bewegung gehaltene saure Klärschlammaterial, um die Kondensationsausgangslösung mit dem Klärschlamm zur Redaktion zu bringen und ein kondensiertes Harzprodukt zu erzeugen,

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g) Abzug eines körnigen stickstoffreichen Reaktionsproduktes bei einer Tempe
am Auslaß des Knetwerkes,

Produktes bei einer Temperatur von 50 bis 60° G

h) Trocknen des Reaktionsproduktes auf einen Feuchtigkeitsgehalt zwischen 2 und 10% bei einer Temperatur, die nicht höher liegt als 80° C.

Körniges Produkt, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt ein Dünger- oder Futtermittelzusatz ist und eine Mischung eines Reaktionsproduktes von Klärschlamm und Methylol-Harn- -stoff und. ein im wesentlichen geradkettiges N-methylolharnstoffkondensationsharz mit 3 bis 5 Kethylengruppen enthält.

Vorrichtung für die Behandlung von Klärschlammfilterkuchenmaterial, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale,

a) Mitte/1 zur Verringerung der Teilchengröße des Klärschlammfilterkuchens auf eine Größe von 3 mm und kleiner,

b) Mittel zum Umrühren und Mischen des zerkleinerten Filterkuchenmaterials mit

I. einer rotierenden Welle in einem'länglichen Behälter mit einem Einlaß und einem Auslaß, wobei die Welle eine Vielzahl von Paddeln aufweist, die drehfest mit der Welle verbunden

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sind und mit denen das zerkleinerte Material gleichzeitig gemischt und vom Einlaß zum Auslaß gefördert wird,

II. Mittel zum Einführen des zerkleinerten Filter kuchenmaterials in einen Einlaßabschnitt des Behälters,

III. Mittel zur Einspeisung von saurem Material zu dem zerkleinerten Filterkuchenmaterial im Behälter,

IV. Mittel zum Heizen des Behälters, um diesen auf einer Reak
zu halten,

einer Reaktionstemperatur zwischen 30 und 80 C

Y. Mittel zum Einspeisen rückgeführten, trocknen Materials in den Einlaßabschnitt des Behälters,

YI. Mittel zur Einspeisung einer wässrigen Ausgangslösung einer kondensierbaren Methylol-Yerbindung in den Reaktionsabschnitt des Behälters, die mit dem Filterkuchen reagiert und kondensiert, wobei ein körniges Klärschlamm-Kondensationsharz-Reaktionsprodukt aus dem Auslaß des Behälters abgezogen wird,

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c) Mittel zur Trocknung des Reaktionsproduktes auf einen Feuchtigkeitsgehalt unter 10%,

d) Mittel zum Sieben des trockenen Produktes und Erlangung eines trockenen Produktes von gewünschter Teilchengröße,

Vorrichtung nach Anspruch 23» dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Einführen der Harzausgangslösung
Mittel umfaßt, um die Lösung auf die sich bewegenden, umgerührten Teilchen längs wenigstens eines Teiles des Reaktionsabschnittes des Behälters einzusprühen.

· Vorrichtung nach Anspruch 23» dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Zerkleinerung des Klärschlammfilterkuchenmaterials umfassen,

a) Mittel, um kontinuierlich eine Schicht des zu zerkleinernden Filterkuchens zu bewegen,

b) eine Anordnung mit einer umlaufenden Trommel mit Kratzern oder Rechen um den Filterkuchen in kleine Teilchen zu zerkleinern,

c) eine umlaufende Trommel zum Einebnen um eine gleichmäßige Schicht aus dem zerkleinerten Filterkuchenmaterial zu bilden,

d) Mittel,um die Teilchen des zerkleinerten Filterkuchens in den Einlaßabschnitb der Mischanordnung zu fördern.

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Vorrichtung nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch Mittel, um getrocknete Produkte mit Übergröße, die vom Sieb abgeschieden werden, zu zerkleinern und die zerkleinerten Teilchen in die Siebanordnung zurückzuführen.

Vorrichtung nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch Mittel, um Feinteilchen mit Untergröße des trockenen Produktes von der Siebanordnung in den Einlaßabschnitt der Mischanordnung zurückzuführen.

Vorrichtung nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch eine Anordnung, um der Mischanordnung einen kontinuierlichen Strom der Harzausgangslösung in einer Zeit zwischen 10 und 30 Minuten nach'Reaktion des Harnstoffes mit dem Formaldehyd zur Bildung der Harzausgangslösung zuzuführen.

Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß zum Umrühren und Mischen wenigstens zwei parallele und gegenläufig angetriebene, umlaufende Wellen vorgesehen sind, wobei an jeder Welle über die Länge verteilt eine Vielzahl von Mischpaddeln befestigt ist, wobei die Paddel jeweils abwechselnd angeordnet sind, um das Klärschlammaterial zu mischen und vom Einlaß zum Auslaß zu bewegen.

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Le e rs e i te