DE2612086C2 - Process and device for processing wet sludge - Google Patents

Process and device for processing wet sludge

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Aufbereitung von in einer Kläranlage anfallendem Naßschlamm, bei dem man den mittels einer Entwässerungsvorrichtung auf einen Wassergehalt von höchstens Gewichtsprozent entwässerten Schlamm in einem Naßschlammbelüftungsbehälter in Zirkulation versetzt und gleichzeitig mi·: einem sauerstoffhaltigen Gas oder so reinem Sauerstoff belüftet sowie zur Einregulierung seiner Temperatur mit einem Wärmeaustauscher in Kontakt bringt, den derart vorbehandelten Schlamm nach einer bestimmten Verweilzeit aus dem NaQ-schlammbelüftungsbehälter abzieht und in noch warmen Zustand auf einen Wassergehalt von 80 bis Gewichtsprozent weiterentwässert und anschließend den weiterentwässerten Schlamm kompostiert, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for the continuous processing of waste in a sewage treatment plant Wet sludge, in which the water content of at most is reduced by means of a dewatering device Percent by weight of dewatered sludge put into circulation in a wet sludge aeration tank and at the same time mi ·: an oxygen-containing gas or pure oxygen aerated as well as for adjustment Brings its temperature with a heat exchanger in contact, the so pretreated sludge after a certain dwell time from the NaQ sludge aeration tank peeled off and dehydrated further while still warm to a water content of 80 to percent by weight and then composts the further dewatered sludge, as well as a device for carrying out the process.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens bei dem zur Erzielung eines optimalen Prozeßablaufes die Temperatur des im Naßschlammbelüftungsbehälter sich befindenden, aufzubereitenden Schlammes nur innerhalb bestimmter Grenzen variiert, da bei zu tiefen Temperaturen, die zum Beispiel bei der Zuführung von neuem, aufzubereitendem Schlamm auftreten kann, der Umwandlungsprozeß zu langsam abläuft oder gar nicht in Gang kommt, und andererseits bei zu hohen Schlammtemperaturen die den biologischen Umwandlungsprozeß bewirkenden Mikroorganismen absterben und der Umwandlungsprozeß zum Stillstand kommt.The object of the present invention is to create a method in which to achieve an optimal Process sequence the temperature of the located in the wet sludge ventilation tank to be processed Sludge varies only within certain limits, as at too low temperatures, for example at the Supply of new sludge to be treated can occur, the conversion process too slow runs or does not start at all, and on the other hand, if the sludge temperatures are too high, the microorganisms causing the biological conversion process die and the conversion process comes to a standstill.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die Temperatur des Schlammes im Naßschlammbelüftungsbehälter mit Hilfe des Wärmeaustauschers auf 55 bis 85°C, insbesondere auf 60 bis 75° C einreguliert.This object is achieved according to the invention in a method of the type mentioned at the outset solved that the temperature of the sludge in the wet sludge aeration tank with the help of the heat exchanger regulated to 55 to 85 ° C, in particular to 60 to 75 ° C.

Um eine möglichst kleine zu kompostiernde Menge an behandeltem Schlamm zu erhalten, ist es ferner zweckmäßig, wenn man die Verweilzeit des im Naßschlammbelüftungsbehälter sich befindenden Schlammes derart bemißi, daß in dieser Zeit infolge des biologischen Abbaus eine Abnahme der organischen Bestandteile in der im Naßschlammbelüftungsbehälter sich befindenden Flüssigkeit um mindestens 30%, vorzugsweise um mindestens 45% stattfindetFurthermore, it is in order to obtain the smallest possible amount of treated sludge to be composted expedient if one considers the residence time of the in the wet sludge aeration tank Sludge in such a way that during this time as a result of the biodegradation is a decrease in the organic constituents in the wet sludge aeration tank located liquid takes place by at least 30%, preferably by at least 45%

Um nur eine Entwässerungsvorrichtung zu benötigen, ist es außerdem vorteilhaft, wenn man zur Entwässerung des in den Naßschlammbelüftungsbehälters abzugebenden und des aus dem letzteren entnommenen Schlammes alternierend die gleiche Entwässerungsvorrichtung verwendetIn order to only need one drainage device, it is also advantageous if one is used for drainage that to be dispensed into the wet sludge aeration tank and that removed from the latter The same dewatering device is used alternately for the sludge

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche mit einem wärmeisolierten, mit einer Belüftungsvorrichtung sowie mit einem Wärmeaustauscher versehenen Naßschlammbelüftungsbehälter versehen und dadurch gekennzeichnet ist, daß der Naßschlammbelüftungsbehälter mit einer Umwälzvorrichtung ausgerüstet ist, die außerhalb des Naßschlammbelüftungsbehälters angeordnet und über je eine absperrbare Zu- und Ableitung mit dem Innern des Naßschlammbelüftungsbehälters verbunden ist, wobei die Zu- und die Ableitung an in vertikaler Richtung voneinander distanzierten Stellen tangential in den Naßschlammbelüftungsbehälter derart münden, daß der Schlamm im Naßschlammbelüftungsbehälter längs einem schraubenförmigen Weg zirkuliertThe present invention also relates to a device for carrying out the process according to the invention Method, which with a thermally insulated, with a ventilation device as well as with a Wet sludge aeration tank provided with a heat exchanger and is characterized by that the wet sludge aeration tank is equipped with a circulation device that is outside the Wet sludge ventilation tank arranged and a lockable inlet and outlet with the interior of the wet sludge ventilation tank is connected, with the inlet and outlet on in vertical In the direction of distant points tangentially open into the wet sludge aeration tank in such a way that that the sludge circulates in the wet sludge aeration tank along a helical path

Nachstehend wird das Verfahren der Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Einrichtung erläutert.The method of the invention is described below with reference to the device shown in the drawing explained.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Einrichtung wird der aus einer Kläranlage unregelmäßig anfallende, einen Wassergehalt von etwa 96% aufweisende Naßschlamm über eine Zuleitung 1 einem Stapelbehälter 64 zugeführt und in diesem gespeichert. Intermittierend wird mit Hüte einer Schlammpumpe 65 Naßschlamm aus diesem Stapelbehälter 6% abgezogen und einer Entwässerungsvorrichtung 6 zugeleitet, wo der Schlamm auf einen Wassergehalt von etwa 85% entwässert wird.In the device shown in the drawing, the irregularly accumulating from a sewage treatment plant, A wet sludge having a water content of about 96% via a feed line 1 to a stacking container 64 supplied and stored in this. Intermittently with hats a mud pump 65 is wet mud withdrawn from this stacking container 6% and fed to a drainage device 6, where the Sludge is dewatered to a water content of about 85%.

Dieser entwässerte Schlamm wird über die Leitung 66 einem Pufferspeicher 67 zugeführt, von wo er in der gewünschten Dosierung mit Hilfe der Pumpe 68 in den Naßschlammbelüftungsbehälter 2 befördert wird, in welchem der hochkonzentrierte Schlamm über die mit einer Sauerstoffanlage verbundene Zuleitung 4 mit reinem Sauerstoff versorgt wird. Der Naßschlammbelüftungsbehäiter 2 weist von oben befrachtet einen kreisrunden Querschnitt auf, und um zu vermeiden, daß bei einer allfällig notwendigen Demontage der Umwälzvorrichtung 76 der gesamte Naßschlammbelüftungsbehälter 2 geleert werden muß. ist die Umwälzvorrichtung 76 außerhalb des Naßschlammbelüftungsbehälters 2 angeordnet und über je eine mittels einem SchieberThis dewatered sludge is fed via line 66 to a buffer storage 67, from where it is in the desired dosage is conveyed with the aid of the pump 68 in the wet sludge aeration tank 2, in which the highly concentrated sludge via the supply line 4 connected to an oxygen system with pure oxygen is supplied. The Naßschlammbelüftungsbehäiter 2 has a loaded from above circular cross-section, and in order to avoid that in the event of a necessary dismantling of the circulating device 76 the entire wet sludge aeration tank 2 must be emptied. is the circulation device 76 arranged outside of the wet sludge ventilation container 2 and each one by means of a slide

absperrbare Zu- und Ableitung 77 bzw. 78 mit dem Innern des Naßschlammbelüfiungsbehälter 2 verbunden. Um eine Verstopfung der Umwälzvorrichtung 76 sicher zu vermeiden, wirken die Eintrittskanten der Förderschaufeln der Umwälzvorrichtung 76 mit einem feststehenden Messer 84 zusammen. Die Zu- und Ableitung 77 bzw. 78 münden an in vertikaler Richtung voneinander distanzierten Stellen annähernd tangential in den Naßschlammbelüftursgsbehälter 2, so daß der im letzteren sich befindende Schlamm längs einem schraubenförmigen Weg durch diesen zirkuliert wird.lockable inlet and outlet lines 77 and 78 are connected to the interior of the wet sludge ventilation tank 2. In order to reliably avoid clogging of the circulating device 76, the leading edges of the act Conveying blades of the circulating device 76 with a fixed knife 84 together. The supply and Derivatives 77 and 78 open approximately tangentially at points which are spaced apart from one another in the vertical direction in the Naßschlammbelüftursgsbehälters 2, so that the sludge located in the latter along a helical path is circulated through this.

Zur Einleitung des Sauerstoffes in den im Naßschlammbelüftungsbehälter 2 befindenden Schlamm ist der Behälter 2 mit einem gelochten Doppelboden 79 versehen und die Zufuhrleitungen zur Zufuhr des Sauerstoffes münden zwischen diesem gelochten Doppelboden 79 und dem eigentlichen Boden 80. Um eine bessere Regulierung des in den Schlamm einzuleitenden Sauerstoffes zu erzielen, ist der zwischen dem gelochten Doppelboden 79 und dem eigentlichen Behälterboden 80 sich befindende Raum durch zwei konzentrisch zueinander angeordnete, einen ringförmigen Grundriß aufweisende Zwischenwände 81 'ind 82 in drei voneinander getrennte Kammern unterteilt. Jede der drei Kammern ist einzeln über ein Regulierorgan 83 mit der Zufuhrleitung 4 verbunden, so daß die über die einzelnen Kammern in den Schlamm eingeführte Sauerstoffmenge kammerweise gesteuert werden kann.For introducing the oxygen into the wet sludge aeration tank 2 is the container 2 with a perforated double bottom 79 provided and the supply lines for the supply of oxygen open between this perforated Raised floor 79 and the actual floor 80. To better regulate the in the mud To achieve the oxygen to be introduced is that between the perforated double bottom 79 and the actual Container bottom 80 is located by two concentrically arranged, one annular space Partition walls 81 'and 82 having a plan view are divided into three separate chambers. Every the three chambers is individually controlled by a regulating member 83 connected to the supply line 4, so that the introduced into the sludge via the individual chambers Oxygen amount can be controlled chamber by chamber.

Mit Hilfe der Umwälzvorrichiung 76 wird der im Naßschlammbelüftungsbehälter 2 sich befindende Naßschlamm in Zirkulation versetzt und die aus den gelochten Doppelboden 79 austretenden Sauerstoffblasen am vertikalen Aufsteigen gehindert, so daß diese Blasen sehr lange im Schlamm bleiben und durch die aeroben Mikroorganismen der in diesen Blasen enthaltende Sauerstoff vollständig aufgenommen wird.With the help of Umwälzvorrichiung 76 is the im Wet sludge ventilation tank 2 located wet sludge in circulation and the out of the perforated double bottom 79 escaping oxygen bubbles prevented from rising vertically, so that this Bubbles stay in the mud for a very long time and are caused by the aerobic microorganisms in these bubbles containing oxygen is completely absorbed.

Um im Naßschlammbelüftungsbehälter 2 optimale Bedingungen für den biologischen Umwandlungsprozeß zu erhalten, ist im Innern des Naßschlammbelüftungsbehälters 2 ein Wärmeaustauscher 38 angeordnet, mit dessen Hilfe es möglich ist, den im Naßschlainmbelüfter 2 sich befindenden Schlamm zusätzlich mit Hilfe einer Heizvorrichtung 85 noch mehr zu erwärmen oder durch Durchleitung von Kühlwasser über die Zuleitung 86 und Abführleitung 87 zu kühlen. Bei Inbetriebsetzung der Anlage ist es notwendig, den im Naßschlammbelüftungsbehälter 2 sich befindenden ka!-en Schlamm mit Hilfe des Wärmeaustauschers 38 auf mindestens 300C zu erwärmen, da sonst der biologische Umwandlungsprozeß nicht in Gang kommt. Während dem normalen Betrieb der Anlage, ist darauf zu achten, daß die Temperatur des im Naßschlammbelüftungsbehälter 2 sich befindenden Schlammes sich im Temperaturbereich von 60 bis 700C befindet, da bei zu tiefer Temperatur der biologische Umwandlungsprozeß zu langsam abläuft und bei zu hoher Temperatur die für den biologischen Umwandlungsprozeß notwendigen Mikroorganismen absterben und der Umwandlungsprozeß zum Erliegen kommt. Zu diesem Zweck ist eine mit Temperaturfühlern versehene Steuervon ichtung vorgesehen, die je nachdem bewirkt, daß heißes oder kaltes Wasser durch den Wärmeaustauscher 38 geleitet wird.In order to obtain optimal conditions for the biological conversion process in the wet sludge ventilation tank 2, a heat exchanger 38 is arranged in the interior of the wet sludge ventilation tank 2, with the aid of which it is possible to heat the sludge in the wet sludge ventilator 2 even more with the aid of a heating device 85 or through Passage of cooling water via the supply line 86 and discharge line 87 to cool. When starting up the system, it is necessary to remove the ka! Located in the wet sludge aeration tank 2. - To heat the sludge with the aid of the heat exchanger 38 to at least 30 ° C., otherwise the biological conversion process will not start. During normal operation of the system is to ensure that the temperature of the Naßschlammbelüftungsbehälter 2 that are available slurry is in the temperature range of 60 to 70 0 C, because at too low temperature of the biological conversion process takes place too slowly and at too high a temperature, the The microorganisms necessary for the biological conversion process die off and the conversion process comes to a standstill. For this purpose, a control device provided with temperature sensors is provided which, depending on the case, causes hot or cold water to be passed through the heat exchanger 38.

Um eine möglichst geringe Menge an zu kompostierenden, behandelten Schlamm zu erhalten, wird die Verweilzeit für den im Naßschlammbelüftungsbehälter 2 sich befindenden Schlamm derart bemessen, daß in dieser Zeit infolge des biologischen Abbaus eine Abnahme der organischen Bestandteile in der im Naßschlammbelüftungsbehälter 2 sich befindenden Flüssigkeit um mindestens 45% stattfindet.
Wenn der im Naßschlammbelüftungsbehälter 2In order to obtain the smallest possible amount of treated sludge to be composted, the residence time for the sludge in the wet sludge aeration tank 2 is such that during this time, as a result of the biological degradation, the organic components in the liquid in the wet sludge aeration tank 2 decrease by at least 45% takes place.
When the in the wet sludge aeration tank 2

ίο ablaufende biologische Umwandlungsprozeß den gewünschten Umwandlungsgrad erreicht hat, wird die Zufuhr von Naßschlamm aus dem Stapelbehälter 64 unterbrochen, und die Schlammpumpe 65 über die Leitung 69 mit dem Naßschlammbelüftungsbehälier 2 verbunden, um den bereits einen reduzierten Wassergehalt aufweisenden, biologisch vorbehandelten, pasteurisierten, warmen Schlamm erneut der Entwässerungsvorrichtung 6 zuzuleiten und auf einen Wassergehalt von etwa 60% zu entwässern.ίο ongoing biological conversion process the desired Has reached the degree of conversion, the supply of wet sludge from the stacking container 64 interrupted, and the sludge pump 65 via line 69 to the wet sludge ventilation tank 2 connected to the already having a reduced water content, biologically pretreated, pasteurized, to feed warm sludge again to the dewatering device 6 and to a water content dewater by about 60%.

Der derart entwässerte, biologisch vorbehandelte Schlamm Wird darauf einem mittels einem Motor 72 angetriebener! Mischer 8 zugeführt, u^isen Austragöffnung 74 ohne Wärmeverlust direkt in daj Innere einer zur Kompostierung dienenden Belüftungskammer 5 mündet. In diesem Mischer 8 wird zur Auflockerung des Schlammes etwa 10 bis 20% aus einem Speicher abgezogenes und über eine Zuleitung zugeführtes Zusatzmaterial dem Schlamm beigemischt. Zur weiteren Entwässerung des in der Behandlungskammer 5 zuThe biologically pretreated sludge dewatered in this way is then subjected to a motor 72 more driven! Mixer 8 supplied, u ^ isen discharge opening 74 without heat loss directly into the interior of an aeration chamber 5 used for composting flows out. In this mixer 8, about 10 to 20% of a reservoir is used to loosen up the sludge additional material withdrawn and fed in via a feed line is mixed with the sludge. To further Drainage of the in the treatment chamber 5 to

so belüftenden Gutes wird mittels einem Unterdruckerzeuger 22 im Innern des Mischers 8 ein Unterdrück erzeugt und feuchte Luft sowie Wasserdampf abgezogen und zur Kondensation einem Kondensator zugeleitet.
Um den biologischen Umwandlungsprozeß und die Entwässerung zu fördern, ist der Mischer 8 von einem Hohlraum 11 umgeben, durch welchen mittels einer Pumpe 73 eine Wärmeaustauschflüssigkeit befördert wird, die in einem im Innern des Naßschlammbelüftungsbehälters 2 angeordneten Wärmeaustauscher 38The material to be ventilated in this way is used to generate a negative pressure inside the mixer 8 by means of a negative pressure generator 22, and moist air and water vapor are drawn off and fed to a condenser for condensation.
In order to promote the biological conversion process and the dewatering, the mixer 8 is surrounded by a cavity 11 through which a heat exchange liquid is conveyed by means of a pump 73, which is in a heat exchanger 38 arranged in the interior of the wet sludge ventilation container 2

■»ο oder durch die Heizvorrichtung 85 auf etwa 85 bis 900C (kurzfristig Pasteurisierung) erhitzt wird.■ »ο or heated by the heating device 85 to about 85 to 90 0 C (short-term pasteurization).

Auf die beschriebene Weise kann mit Hilfe einer einzigen Entwässerungsvorrichtung 6 eine aufeinanderfolgende stufenweise Entwässerung des Naßschlammes durchgeführt werden, was eine optimale Ausnutzung der Entwässerungseinrichtung 6 ergibt.In the manner described, with the aid of a single dewatering device 6, a successive gradual dewatering of the wet sludge can be carried out, resulting in optimal utilization the drainage device 6 results.

Zur Zufuhr von reinem Sauerstoff in das Innere der Behandlungskammer 5 ist eine mit Zufuhrleitungen verbundene Sauerstoffzufuhranordnung 3 vorgesehen.For the supply of pure oxygen into the interior of the treatment chamber 5 there is one with supply lines connected oxygen supply arrangement 3 is provided.

Anstatt den Wärmeaustauscher 38 im Innern des Naßschlammbelüftungsbehälters 2 anzuordnen ist es auch möglich, einer; Wärmeaustauscher 92 auf der Außenseite der Umwälzvorrichtunng 76 anzuordnen, se daß bei einem allfälligen Defekt am Wärmeaustauscher diejer uhiie Entleerung des Beckens 2 entfernt, repariert und wieder montiert werden kann.Instead of arranging the heat exchanger 38 inside the wet sludge ventilation tank 2, it is also possible one; To arrange heat exchanger 92 on the outside of the circulation device 76, see FIG that in the event of a defect in the heat exchanger, the uhiie emptying of the basin 2 will be removed and repaired and can be reassembled.

Über die Austraganordnung 20 kann nach genügender Verweilzeit des aufzubereitenden Gutes in der Behandlungskammer 5 sterile, gesunde Erdsubstanz in humusähnlicher Form mit einem Wassergehalt von 45% bis 55% abgegeben werden.After a sufficient residence time of the material to be processed in the Treatment chamber 5 sterile, healthy soil in a humus-like form with a water content of 45% up to 55% are given away.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur kontinuierlichen Aufbereitung von in einer KJüranlage anfallendem Naßschlamm, bei dem man den mittels einer Entwässerungsvorrichtung auf einen Wassergehalt von höchstens 90 Gewichtsprozent entwässerten Schlamm in einem Naßschlammbelüftungsbehälter in Zirkulation versetzt und gleichzeitig mit einem sauerstoffhaltigen Gas oder reinem Sauerstoff belüftet sowie zur Einregulierung seiner Temperatur mit einem Wärmeaustauscher in Kontakt bringt, den derart vorbehandelten Schlamm nach einer bestimmter. Verweilzeit aus dem Naßschlammbelüftungsbehälter abzieht und in noch warmen Zustand auf einen '5 Wassergehalt von 80 bis 50 Gewichtsprozent weiterentwässert und anschließend den weiterentwässerten Schlamm kompostiert, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur des Schlammes im ISaßschlammbelüftungsbehälter mit M Hilfe des Wärmeaustauschers auf 55 bis 85CC, insbesondere au!: 60 bis 75° C einreguliert-1. Process for the continuous processing of wet sludge arising in a KJüranlage, in which the sludge, which has been dewatered to a water content of at most 90 percent by weight by means of a dewatering device, is put into circulation in a wet sludge aeration tank and at the same time aerated with an oxygen-containing gas or pure oxygen and to regulate its temperature brings into contact with a heat exchanger, the so pretreated sludge after a certain. Dwell time is deducted from the wet sludge aeration tank and, while still warm, further dewatered to a water content of 80 to 50 percent by weight and then the further dewatered sludge is composted, characterized in that the temperature of the sludge in the wet sludge aeration tank is set to 55 to 85 C C with the aid of the heat exchanger , especially au !: 60 to 75 ° C regulated- 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem wärmeisolierten, mit einer Belüftungüvorrichtung sowie mit einem Warmeaustauscher versehener Naßschlammbelüftungsbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß der Naßschlammbelüftungsbehälter (2) mit einer Umwälzvorrichtung (76) ausgerüstet ist, die außerhalb des Naßschlammbelüftungsbehäliers (2) angeordnet und über je eine absperrbare Zu- und Ableitung (77, 78) mit dem Inr.-rn des Naßschlammbelüftungsbehälters (2) verbunden ist, wobei die Zu- und die Ableitung (77, 78) an in vertikaler Richtung voneinander distanzierten Stellen tangential in den Naßschlammbelüftungsbehälter (2) derart mündet, daß der Schlamm im Naßschlammbelüftungsbehälter (2) längs einem schraubenförmigen Weg zirkuliert.2. Device for performing the method according to claim 1, with a thermally insulated, with a ventilation device and a heat exchanger provided wet sludge aeration tank, characterized in that the wet sludge aeration tank (2) is equipped with a circulating device (76) which is arranged outside the wet sludge ventilation container (2) and via a lockable inlet and outlet (77, 78) with the Inr.-rn of the wet sludge aeration tank (2) is connected, the inlet and outlet lines (77, 78) on in the vertical direction at a distance from each other tangentially opens into the wet sludge aeration tank (2) in such a way that that the sludge in the wet sludge aeration tank (2) along a helical path circulates. 4040
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