DE2844498A1 - METHOD FOR DEGRADING SLUDGE - Google Patents

METHOD FOR DEGRADING SLUDGE

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DE2844498A1 DE19782844498 DE2844498A DE2844498A1 DE 2844498 A1 DE2844498 A1 DE 2844498A1 DE 19782844498 DE19782844498 DE 19782844498 DE 2844498 A DE2844498 A DE 2844498A DE 2844498 A1 DE2844498 A1 DE 2844498A1
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Description

L-11234-2-GL-11234-2-G

UNION CARBIDE CORPORATION 270 Park Avenue, New York, N.Y. 10017, V.St.A.UNION CARBIDE CORPORATION 270 Park Avenue, New York, N.Y. 10017, V.St.A.

Verfahren zum Abbau von Schlamm (Zusatz zu Patent 28 05 054.6)Process for breaking down sludge (addendum to patent 28 05 054.6)

Die Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zum Warmabbau von Schlamm unter aeroben und anaeroben Bedingungen. Sie stellt eine Weiterentwicklung des Verfahrens nach Patent 28 05 054.6 dar.The invention relates generally to a method for hot degradation of sludge under aerobic and anaerobic conditions. It represents a further development of the process according to patent 28 05 054.6.

Mit dem fortgesetzten industriellen Wachstum und der Bevölkerungszunahme werden die mit der Abwasserbeseitigung verbundenen Probleme entsprechend größer. Obwohl physikalische, chemische und biologische Behandlungssysteme entwickelt wurden, die es gestatten, Schmutzwasser wirkungsvoll zu behandeln und einen zur Einleitung in natürliche Vorfluter geeigneten Abfluß zu erzielen, wandeln fast alle derzeit benutzten Abwasserbehandlungssysteme, die Klärung, chemisches Ausfällen, biologisches Filtrieren und Belebtschlammbehandlung umfassen, die Wasserschmutzstoffe in eine als Schlamm bezeichnete konzentrierte Form um. Insbesondere beim Belebungsverfahren, das zu den meist verbreiteten der üblicherweise eingesetzten Abwasserbehandlungsprozesse gehört, kommt es für gewöhnlich zu ei-With continued industrial growth and population increase the problems associated with wastewater disposal increase accordingly. Although physical, Chemical and biological treatment systems have been developed that allow wastewater to be used effectively to treat and to achieve a drain suitable for discharge into natural receiving waters, almost all walk currently used wastewater treatment systems that include clarification, chemical precipitation, biological filtration and Activated sludge treatment involves converting water pollutants into a concentrated form known as sludge. In particular with the activation process, which is one of the most widespread of the commonly used wastewater treatment processes heard, there is usually a

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ner bedeutenden resultierenden Produktion von flüchtigen Schwebstoffen (MLVSS), d. h., die Zellsyntheserate übertrifft die Zellabbaurate. Infolgedessen baut sich ein zunehmender Schlammvorrat auf; der belebte Überschußschlamm muß ständig oder periodisch aus dem Prozeß entfernt werden. ner significant resulting production of volatile Suspended solids (MLVSS), d. that is, the rate of cell synthesis exceeds the rate of cell breakdown. As a result, an increasing builds up Sludge supply on; the activated excess sludge must be removed from the process continuously or periodically.

Mit der Zunahme des Gesamtanfalls an Abwasser, das eine Behandlung erfordert, insbesondere unter dem Einfluß aer ständig strenger werdenden gesetzlichen Maßnahmen zur Eindämmung der Umweltverschmutzung, kommt es zu einer entsprechenden Zunahme der durch die oben erwähnten Abwasserbehandlungsprozesse erzeugten Abschlammenge. Infolgedessen ist es in hohem Maße erwünscht, diesen Abschlamm derart zu verarbeiten, daß er leicht und wirtschaftlich beseitigt werden kann, ohne eine weitere Verschmutzung der Ökosphäre zu bewirken. Obwohl große Anstrengungen unternommen wurden, Verbesserungen hinsichtlich der Schlammbehandlungstechnologie zu erzielen und'bestehende Schlammbehandlungsprozesse zu verfeinern, besteht noch immer ein großer Bedarf an besseren und leistungsfähigeren Schlammbehandlungssystemen.With the increase in the total amount of wastewater, the one Requires treatment, especially under the influence of aer constantly stricter legal measures to contain it pollution, there is a corresponding increase in the wastewater treatment processes mentioned above generated blowdown volume. As a result, it is highly desirable to have this blowdown to process in such a way that it is easy and economical can be eliminated without further polluting the ecosphere. Although a great effort has been made have been to achieve improvements in sludge treatment technology and 'existing To refine sludge treatment processes there is still a great need for better and more efficient ones Sludge treatment systems.

Das grundlegende Ziel aller Schlammbehandlungsprozesse besteht darin, Schlammfeststoffe auf wirtschaftliche und wirkungsvolle Weise zu reduzieren und zu stabilisieren. Das Schlammbehandlungssystem sollte ferner ein EndproduktThe fundamental goal of all sludge treatment processes is to reduce sludge solids to economical and effective way to reduce and stabilize. The sludge treatment system should also be an end product

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liefern, das für eine endgültige Beseitigung ohne weitere physikalische oder chemische Behandlung voll geeignet ist. Konventionellerweise erfolgt die Schlammbeseitigung in der Regel durch Einbringen des Schlammes in das Meer, durch Verbrennen, Landauffüllung oder durch landwirtschaftliche Schlammverwertung (Ausbreiten von Schlamm). In zahlreichen Fällen wird Schlamm an Land beseitigt; dies ist im Hinblick auf die minimalen Langzeit-Umwelteinflüsse besonders attraktiv. Eine landwirtschaftliche Schlammverwertung kann in hohem Maße vorteilhaft sein, um eine Erneuerung des- Erdbodens zu fördern. Eine landwirtschaftliche Schlammverwertung durch Verteilen von Schlamm an Land als endgültiges Schlammbeseitigungsverfahren erfordert jedoch ein gut pasteurisiertes Endprodukt, so daß die Konzentration an pathogenen Organismen im Schlamm hinreichend gering ist, um bei der Schlammbeseitigung potentielle Gesundheitsschäden auszuschließen.deliver that for a final elimination without further ado physical or chemical treatment is fully suitable. Conventionally, the sludge is removed usually by bringing the sludge into the sea, by burning, landfilling, or by farming Sludge recovery (spreading of sludge). In many cases, sludge is disposed of on land; this is particularly attractive in view of the minimal long-term environmental impact. An agricultural one Sludge recovery can be highly beneficial in promoting soil renewal. An agricultural one Sludge recovery by spreading sludge on land as the final sludge disposal process however, requires a well pasteurized end product so that the concentration of pathogenic organisms is sufficiently low in the sludge to exclude potential damage to health when removing the sludge.

Traditionellerweise wurden zur Behandlung von Abschlamm drei unterschiedliche Prozesse in großem Umfang eingesetzt, und zwar: Oxidationsteiche, anaerober Abbau und aerober Abbau.Traditionally used to treat sludge three different processes are used on a large scale, namely: oxidation ponds, anaerobic degradation and aerobic degradation.

Oxidationsteiche werden in der Regel in Form von verhältnismäßig flach ausgehobenen Erdbecken vorgesehen, die sich über eine Landfläche hinweg erstrecken und Abwasser zurückhalten, bevor es endgültig beseitigt wird. Derar-Oxidation ponds are usually in the form of proportionate Shallow excavated earth basins provided, which extend over a land area and sewage hold back before it is finally eliminated. Such-

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tage Becken erlauben die biologische Oxidation von organischen Stoffen durch natürlichen oder künstlich beschleunigten Sauerstoffübergang aus der umgebenden Luft auf das Wasser. Während des biologischen Oxidationsprozesses werden die im Abwasser befindlichen Feststoffe in gewissem Umfang biologisch zersetzt; sie setzen sich schließlich am Boden des Teiches ab, wo sie anaerob werden und weiter stabilisiert werden können. Der Teich kann periodisch trockengelegt werden, um den abgesetzten Schlamm auszubaggern und auf diese Weise das Fassungsvermögen des Teiches für eine weitere Abwasserbehandlung* wiederherzustellen. Der abgezogene Schlamm wird dann beispielsweise zur Landauffüllung benutzt. Oxidationsteiche bilden auf diese Weise ein funktionell einfaches System zur Abwasser- und Schlammbehandlung. Der Verwendung von Oxidationsteichen sind jedoch in der Praxis Grenzen gesetzt, weil der Betrieb solcher Teiche erhebliche Landflächen erfordert. Außerdem wird durch dieses Behandlungsund Beseitigungsverfahren keine wesentliche Herabsetzung der Menge an Pathogenen in dem Schlamm erzielt.day pools allow the biological oxidation of organic Substances through natural or artificially accelerated oxygen transfer from the surrounding air on the water. During the biological oxidation process, the solids in the wastewater are in biodegraded to some extent; they eventually settle at the bottom of the pond where they become anaerobic and can be further stabilized. The pond can be drained periodically to keep the settled Dredge the sludge and in this way the capacity of the pond for further wastewater treatment * restore. The withdrawn sludge is then for example used for land replenishment. In this way, oxidation ponds form a functionally simple system for wastewater and sludge treatment. Using Oxidation ponds are, however, limited in practice because the operation of such ponds involves considerable land areas requires. In addition, there is no significant degradation from this treatment and disposal process the amount of pathogens in the sludge achieved.

Der anaerobe Abbau stellt den am weitesten verbreiteten Abbauprozeß zum Stabilisieren von konzentrierten organischen Feststoffen dar, wie sie beispielsweise aus Absetzbecken, biologischen Filtern und Belebungsanlagen abgezogen werden. Herkömmlicherweise wird der Überschußschlamm in großen, überwölbten Abbauräumen gesammelt, wo derAnaerobic degradation is the most widespread Degradation process to stabilize concentrated organic solids, such as those from settling basins, biological filters and activated sludge systems. Conventionally, the excess sludge collected in large, vaulted mining areas where the

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Schlamm 20 bis 30 Tage lang anaerob fermentiert wird. Die Hauptgründe dafür, daß ein anaerober Schlammabbau wirtschaftlich akzeptabel ist, sind darin zu sehen, daß große Volumen an verdünnten organischen Schlämmen stabilisiert werden können, wenig biologische Feststoffe (Biomasse) erzeugt werden, ein leicht zu entwässernder Schlamm erhalten wird und Methangas anfällt. Außerdem wurde verschiedentlich behauptet, daß der anaerobe Abbau zu einem pasteurisierten Schlamm führt. Obwohl dieses Pasteurisiervermögen des anaeroben Abbaus fraglich ist, wird der anaerobe Abbau in der Praxis in großem Maße angewendet, weil er den festen Rückstand in eine vernünftig stabile Form überführt, die zu Landauffüllzwecken benutzt werden kann, ohne daß es zu größeren Belästigungen kommt. Der anaerobe Abbau wird charakteristischerweise in großen Tanks oder Räumen durchgeführt, deren Inhalt mehr oder weniger gründlich gemischt wird, indem mechanische Mittel vorgesehen sind oder komprimiertes Abbaugas umgewälzt wird. Ein solches Mischen steigert rasch die Schlammstabilisierungsreaktionen, da eine große aktive Zerlegungszone geschaffen wird.Sludge is fermented anaerobically for 20 to 30 days. the The main reasons that anaerobic sludge degradation is economically acceptable are that large ones Volume of dilute organic sludge can be stabilized, little biological solids (biomass) are produced easily dewatered sludge is obtained and methane gas is produced. It has also been variously claims that the anaerobic degradation results in a pasteurized sludge. Although this pasteurizing ability of anaerobic degradation is in question, anaerobic degradation is widely used in practice because it converts the solid residue into a reasonably stable form that can be used for landfilling purposes, without causing major annoyance. The anaerobic degradation is characteristically in large tanks or Spaces carried out, the content of which is more or less thorough mixed by mechanical means or by circulating compressed degradation gas. One such Mixing quickly increases the sludge stabilization reactions by creating a large active decomposition zone will.

Wie oben angegeben, wurde der anaerobe Abbau im allgemeinen bei langen Verweildauern in der Größenordnung von 2O bis 30 Tagen durchgeführt, ohne daß dem System Wärme zugeführt wurde. Es wurde bereits früher erkannt, daß erhöhte Temperaturen im mesophilen Bereich von 30°C bis 40°C eineAs noted above, anaerobic degradation was generally on the order of 20 with long residence times carried out for up to 30 days without adding heat to the system became. It has already been recognized earlier that elevated temperatures in the mesophilic range of 30 ° C to 40 ° C are a

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Verkürzung der notwendigen Verweildauer auf ungefähr 12 bis 2O Tage gestatten. Eine solche verkürzte Behandlungsdauer ist darauf zurückzuführen, daß die Aktivitätsrate der für den Abbau verantwortlichen Organismen durch die Temperatur stark beeinflußt wird und daß im Temperaturbereich von 3O°C bis 4O°C hochaktive mesophile Mikroorganismen den dominanten Mikrobenstamm in dem abzubauenden Schlamm darstellen. Die günstigsten Temperaturen für einen mesophilen Abbau liegen im Bereich von ungefähr 35 C bis 38°C bei minimalen Verweildauern in der Größenordnung von 12 bis 15 Tagen. Temperaturen bis hinauf zu 35 C steigern die Abbaurate und können kürzere Verweildauern gestatten, was jedoch auf Kosten der Arbeitsstabilität des Systems geht, während Temperaturen unter 35 C längere Verweildauern notwendig machen.Reduction of the necessary length of stay to around 12 Allow up to 20 days. Such a shortened treatment time is due to the fact that the activity rate the organisms responsible for the degradation by the Temperature is strongly influenced and that in the temperature range from 30 ° C to 40 ° C highly active mesophilic microorganisms represent the dominant strain of microbes in the sludge being degraded. The best temperatures for you Mesophilic degradation is in the range of approximately 35 ° C to 38 ° C with minimal residence times of the order of magnitude from 12 to 15 days. Increase temperatures up to 35 C. the degradation rate and can allow shorter residence times, but this at the expense of the operational stability of the System works, while temperatures below 35 C make longer dwell times necessary.

Während des anaeroben Abbaus wird Methangas erzeugt; es wird für gewöhnlich in Verbrennungsheizgeräten benutzt, um Wärmeverluste des bei erhöhter Temperatur arbeitenden anaeroben Abbausystems auszugleichen. Jahreszeitliche Temperaturschwankungen und Fluktuationen der Schwebstoffkonzentration des einströmenden Schlammes haben jedoch einen wesentlichen Einfluß sowohl auf die Methangaserzeugung als auch auf den Umfang der Wärmezufuhr, der erforderlich ist, um die Abbauzone auf der gewünschten, erhöhten Arbeitstemperatur zu halten. Wenn daher erhöhte Temperaturbedingungen in der anaeroben Abbauzone über das ganzeMethane gas is generated during anaerobic degradation; it usually used in combustion heaters, to compensate for heat losses from the anaerobic degradation system operating at elevated temperatures. Seasonal temperature fluctuations however, fluctuations in the suspended matter concentration of the incoming sludge have one significant influence both on the methane gas production and on the amount of heat supply that is required is to keep the mining zone at the desired, elevated working temperature to keep. If therefore increased temperature conditions in the anaerobic degradation zone over the whole

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Jahr hinweg aufrechterhalten werden sollen, stellt eine
Hilfswärmequelle in der Regel einen wesentlichen Teil der Schlammabbaueinrichtung dar.
To be maintained throughout the year represents one
Auxiliary heat source usually constitutes an essential part of the sludge removal facility.

Weil die anaeroben Abbauraten und die resultierende Methangasbildung von der Schwebstoffkonzentration des behandelten Schlammes und der in der Abbauzone herrschenden Temperatur stark beeinflußt werden, ist es allgemein erwünscht, der Abbauzone einen möglichst konzentrierten
Schlamm zuzuleiten, wodurch Wärmeverluste in dem abgehenden stabilisierten Schlammstrom minimiert werden, der aus der anaeroben Abbauzone ausgetragen wird, während die Methanproduktion in der Abbauzone maximiert wird. Selbst
bei solchen Vorkehrungen ist es jedoch schwierig, erhöhte Temperaturen auf wirtschaftliche Weise in der anaeroben
Abbauzone insbesondere während der Wintermonate aufrechtzuerhalten. Außerdem können selbst vergleichsweise geringe Temperaturschwankungen in der anaeroben Abbauzone bekanntlich zu unverhältnismäßig starken Störungen des Prozesses und zu einem Sauerwerden des Inhalts der Abbauzone führen.
Because the anaerobic degradation rates and the resulting methane gas formation are strongly influenced by the suspended matter concentration of the treated sludge and the temperature prevailing in the degradation zone, it is generally desirable to keep the degradation zone as concentrated as possible
Feed sludge, thereby minimizing heat losses in the effluent stabilized sludge stream discharged from the anaerobic digestion zone while maximizing methane production in the digestion zone. Self
With such precautions, however, it is difficult to maintain elevated temperatures in an economical manner in the anaerobic
Maintain the mining zone, especially during the winter months. In addition, even comparatively small temperature fluctuations in the anaerobic degradation zone can, as is well known, lead to disproportionately strong disruptions to the process and to the content of the degradation zone becoming acidic.

Bei dem anaeroben Abbauprozeß werden die behandelten
Schlammfeststoffe nacheinander im wesentlichen drei getrennten Behandlungsphasen ausgesetzt, und zwar zunächst einer Periode der Löslichmachung, sodann einer Periode intensiver Säureproduktion (Ansäuerung) und schließlich ei-
In the anaerobic degradation process, the treated
Sludge solids are exposed in succession to essentially three separate treatment phases, namely first a period of solubilization, then a period of intensive acid production (acidification) and finally a

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ner Periode intensiven Abbaus und Stabilisierung (Vergasung). Jede dieser Verfahrensstufen ist durch die Produktion von verschiedenen Zwischen- und Endprodukten in der Abbauzone gekennzeichnet. Unter normalen Arbeitsbedingungen treten alle drei Phasen gleichzeitig auf. Die während der abschließenden Vergasungsphase erzeugten Hauptgase sind Methan und Kohlendioxid, die normalerweise mehr als 95 % des entwickelten Gases ausmachen, wobei 65 bis 70 % Methan vorhanden sind. Die Erzeugung von Methangas beim anaeroben Abbau ist auf die Zerlegung zahlreicher Verbindungen durch viele voneinander abhängige biochemische Reaktionen zurückzuführen, die in einer ordnungsgemäßen und integrierten Weise ablaufen. Die komplexen organischen Bestandteile des Schlammes werden durch verschiedene als Säurebildner bezeichnete Bakterien in flüchtige Säuren und Alkohole ohne Bildung von Methan umgesetzt. Diese Produkte der Säurebildungsphase werden dann durch andere, als Methanbildner bezeichnete Bakterien in Methangas umgewandelt.a period of intensive degradation and stabilization (gasification). Each of these process stages is characterized by the production of various intermediate and end products in the mining zone. Under normal working conditions, all three phases occur simultaneously. The main gases generated during the final gasification phase are methane and carbon dioxide, which normally make up more than 95 % of the evolved gas, with 65 to 70 % methane present. The production of methane gas during anaerobic degradation is due to the breakdown of numerous compounds through many interdependent biochemical reactions that occur in an orderly and integrated manner. The complex organic components of the sludge are converted into volatile acids and alcohols by various bacteria known as acid generators without the formation of methane. These products of the acid formation phase are then converted into methane gas by other bacteria known as methane generators.

Die bei dem anaeroben Abbau verwendeten fakultativen säurebildenden Bakterien sind robust und gegenüber Prozeßänderungen in ihrer Umgebung in hohem Maße widerstandsfähig. Methanbildende Bakterien erfordern andererseits anaerobe Bedingungen; sie sind gegenüber Prozeßänderungen in ihrer Umgebung extrem empfindlich. Aus diesen Gründen sollte in der anaeroben Abbauzone kein Sauerstoff vorhanden sein.The optional acidifying agents used in anaerobic digestion Bacteria are robust and highly resistant to process changes in their environment. Methane-producing bacteria, on the other hand, require anaerobic conditions; they are opposed to process changes in theirs Environment extremely sensitive. For these reasons, no oxygen should be present in the anaerobic degradation zone.

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Ein unbeabsichtigtes Einleiten von Luft in die Abbauzone beeinträchtigt die Methanfermentierung und führt wegen der Kombination des brennbaren Methangases mit Sauerstoff möglicherweise zu Brand- oder Explosionsgefahr. Außerdem sind methanbildende Bakterien empfindlich gegenüber Prozeßbedingungen wie Schwankungen des pH-Wertes und dem Vorhandensein von Detergenzien, Ammoniak und Sulfiden. Aus diesen Gründen ist eine Temperaturstabilisierung der anaeroben Abbauzone von besonderer Wichtigkeit. Die innerhalb des Abbauprozesses notwendigen Methanbildner sind gegenüber Temperaturschwankungen besonders empfindlich. Solche Schwankungen vermindern ihre Aktivität und Lebensfähigkeit j sie führen zu einem relativ übermäßigen Wachstum an Säurebildnern. Dies führt seinerseits zu einem unzureichend stabilisierten Schlamm sowie zu einem Schlammprodukt, das ohne weitere Behandlung nicht zur Landauffüllung oder zur Beseitigung auf ähnliche Weise geeignet ist. Außerdem haben diese Methanbildner eine verhältnismäßig niedrige Wachstumsrate, was die langen Verweildauern erforderlich macht, die selbst bei mesophilen Temperaturen für einen anaeroben Abbau vorgesehen werden. Wegen dieser niedrigen Wachstumsrate besteht die Gefahr, daß die methanbildenden Organismen aus der Abbauzone ausgewaschen werden, wenn die Schlammfeststoffverweildauer unter den obengenannten unteren Verweildauergrenzwert abgesenkt wird. Weil die anaerobe Abbauzone auf diese Weise lange Verweildauern bedingt, um das Vorhan-Unintentional introduction of air into the mining zone affects the methane fermentation and leads to Combining the flammable methane gas with oxygen may create a fire or explosion hazard. In addition, methane-forming bacteria are sensitive to process conditions such as fluctuations in the pH value and the presence of detergents, ammonia and sulfides. For these reasons, a temperature stabilization of the anaerobic degradation zone is of particular importance. The methane generators required within the degradation process are particularly sensitive to temperature fluctuations. Such fluctuations reduce their activity and viability j they lead to a relatively excessive Growth in acid formers. This in turn leads to an insufficiently stabilized sludge as well as a Sludge product that, without further treatment, cannot be used for landfilling or disposal in a similar manner suitable is. In addition, these methane generators have a relatively low growth rate, which is what the long ones Requires residence times that are intended for anaerobic degradation even at mesophilic temperatures will. Because of this low growth rate there is a risk that the methane-forming organisms from the breakdown zone be washed out when the sludge solids residence time is lowered below the above-mentioned lower dwell time limit. Because the anaerobic degradation zone is on in this way requires long dwell times in order to

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densein von ausreichend Methanbildnern sicherzustellen, und weil die Schlammzuflußmenge zu der Abbauzone in der Regel recht niedrig ist, ist das für die Abbauzone notwendige Fassungsvermögen sehr groß. Der Betrieb bei erhöhter Temperatur ist daher schwierig und erfordert eine erhebliche Wärmezufuhr zur Abbauzone in Verbindung mit einer engen Regelung der Abbauzonentemperatur. Wie oben diskutiert wurde, hat man angesichts derartiger Erwägungen das durch den anaeroben Abbauprozeß erzeugte Methan als Heizgas für die Abbauzone benutzt, um selbst bei extremen Außentemperaturschwankungen eine konstante erhöhte Temperatur aufrechtzuerhalten. Ein solcher Einsatz von Methan erwies sich als wirkungsvoll, um den großen Heizenergiebedarf des Prozesses zu minimieren.to ensure that there are sufficient methane generators, and because the amount of sludge flowing to the mining zone in the Is usually quite low, the capacity required for the mining zone is very large. Operation at increased Temperature is therefore difficult and requires a considerable amount of heat to be applied to the degradation zone in connection with tight regulation of the extraction zone temperature. As discussed above, one has in view of such considerations the methane produced by the anaerobic degradation process is used as heating gas for the degradation zone, even in extreme cases Outside temperature fluctuations maintain a constant elevated temperature. Such a use of Methane was found to be effective in minimizing the large amount of heating energy required by the process.

Als Alternative zu den vorstehend genannten Verfahren kann biologisch abbaufähiger Schlamm auf aerobem Wege abgebaut werden. Für diesen Zweck wurde in der Praxis in der Regel Luft als Oxidationsmittel benutzt. Es ist bekannt, daß der aerobe Abbau bei erhöhten Temperaturen rascher abläuft. Wenn die Temperatur ausgehend von 35°C ansteigt, nimmt die Population der mesophilen Mikroorganismen ab» während die thermophilen Formen zunehmen. Der Temperaturbereich von 45°C bis 75°C wird häufig als der thermophile Bereich bezeichnet, wo Thermophile vorherrschen und wo die meisten Mesophilen vernichtet sind. Oberhalb dieses Bereiches nehmen die Thermophilen ab. BeiAs an alternative to the above methods, biodegradable sludge can be degraded aerobically will. In practice, air was generally used as the oxidizing agent for this purpose. It is known, that the aerobic degradation proceeds more rapidly at elevated temperatures. When the temperature rises from 35 ° C, the population of mesophilic microorganisms decreases while the thermophilic forms increase. Of the Temperature range of 45 ° C to 75 ° C is often called the Thermophilic area denotes where thermophiles predominate and where most of the mesophiles are destroyed. Above in this area the thermophiles decrease. at

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90°C wird das System im wesentlichen steril. Wegen der rascheren Oxidation des Schlammes wird innerhalb der gleichen Abbauzeit eine vollständigere Beseitigung von biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen als bei Umgebungstemperatur erreicht. Es wird ein stabilerer Rückstand erhalten, der ohne Belästigung beseitigt werden kann. Es zeigte sich ferner, daß ein thermophiler Abbau pathogene Bakterien im Schlamm wirkungsvoll vermindert oder beseitigt, wodurch potentielle gesundheitliche Gefahrdungen vermieden werden, die mit der Schlammbeseitigung andernfalls verbunden sein könnten.90 ° C the system becomes essentially sterile. Because of the more rapid oxidation of the sludge will be within the same Degradation time means more complete removal of biodegradable volatile particulate matter than at ambient temperature achieved. A more stable residue is obtained which can be disposed of without inconvenience can. It was also found that a thermophilic degradation Effectively reduces or eliminates pathogenic bacteria in the sludge, thereby creating potential health hazards which may otherwise be associated with sludge disposal are avoided.

Werden Diffusionsluftsysteme benutzt, um.den Sauerstoff für den Abbau zuzuführen, wobei die Luft durch die Schlammasse in einem Abbautank hindurchgeleitet und an die Atmosphäre frei abgeführt wird, neigt der Verlust an Wärme von dem Schlamm an die den Abbautank durchströmende Luft dazu, eine erhebliche Größe anzunehmen. Bei unter Verwendung von Luft stattfindendem aerobem Abbau kam es infolgedessen bislang typischerweise zu einem Abbau mit mesophilen Mikroorganismen. Luftsysteme werden in der Regel nicht eingesetzt, um einen thermophilen Abbau durchzuführen, es sei denn große Heizenergiemengen stehen ohne weiteres zur Verfügung, um die Temperatur des Schlammes in der Abbauzone in dem thermophilen Bereich zu halten. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn sich das Abbausystem in der Nähe eines Kraftwerkes befindet, das eineAre diffusion air systems used to convert the oxygen for the decomposition, the air being passed through the sludge mass in a decomposition tank and on the atmosphere is freely discharged, the loss tends to occur Heat from the sludge to that flowing through the digestion tank Air to take on a considerable size. When aerobic degradation using air occurred, it occurred as a result so far typically to a degradation with mesophilic microorganisms. Air systems are usually not used to perform thermophilic degradation, unless large amounts of heating energy are readily available to keep the temperature of the sludge in to keep the degradation zone in the thermophilic range. This can be the case, for example, when the mining system is located near a power station, the one

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große Menge an Abwärme erzeugt, so daß diese Wärmeenergie zur Verwendung bei der Abbauanlage praktisch frei zur Verfügung steht. Luft enthält nur 21 % Sauerstoff, und nur ungefähr 5 bis 10 % des Sauerstoffgehalts der Luft werden gelöst. Infolgedessen muß eine sehr große Luftmenge vorgesehen werden, um den Sauerstoffbedarf zu decken; die fühlbare Wärme der "verbrauchten" Luft und die latente Wärme, die erforderlich ist, um die verbrauchte Luft mit Wasserdampf zu sättigen, sind erheblich. Infolge der vorstehend geschilderten Wärmeverluste beim Abbau mit Luft sind autotherme Wärmeeffekte im allgemeinen gering; eine unwirtschaftlich große Menge an externer Wärme ist erforderlich, um die Temperaturen auf brauchbaren Werten zu halten.large amount of waste heat generated, so that this thermal energy is practically freely available for use in the mining plant. Air contains only 21 % oxygen and only about 5 to 10 % of the oxygen content of the air is dissolved. As a result, a very large amount of air must be provided to meet the oxygen demand; the sensible heat of the "stale" air and the latent heat required to saturate the stale air with water vapor are significant. As a result of the heat losses described above during decomposition with air, autothermal heat effects are generally low; an uneconomically large amount of external heat is required to keep the temperatures at usable levels.

Es ist bekannt, daß die Wärmeverluste beim aeroben Abbau erheblich vermindert werden können, wenn anstelle von Luft ein mit Sauerstoff angereichertes Gas benutzt wird. Wird der Sauerstoff wirkungsvoll ausgenutzt, ist die Gasmenge, die der Abbauzone zugeleitet wird und von dieser abgeht, gegenüber Luft wesentlich geringer, weil Stickstoff zum großen Teil oder vollständig zuvor beseitigt wurde. Wärmeverluste auf Grund des fühlbaren Aufwärmens des Gases und der Wasserverdampfung in das Gas werden vermindert. Diese Verringerungen der Wärmeverluste reichen aus, damit die autotherme Wärme allein die Temperatur auf Werten hält, die merklich höher als die Außentemperatur-It is known that the heat losses during aerobic degradation can be reduced considerably if an oxygen-enriched gas is used instead of air. If the oxygen is used effectively, the amount of gas that is fed into the decomposition zone and leaves it is significantly lower than that of air, because nitrogen has been largely or completely removed beforehand. Heat losses due to the noticeable warming up of the gas and the evaporation of water into the gas are reduced. These reductions in heat losses are sufficient so that the autothermal heat alone keeps the temperature at values that are noticeably higher than the outside temperature.

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sind, so daß die Abbauzone im thermophilen Temperaturbereich bei minimaler oder fehlender Zufuhr von externer Warme zu dem Prozeß wirkungsvoll arbeiten kann. Weil die thermophile Stabilisierung wesentlich rascher als eine mesophile Stabilisierung erfolgt, wird die notwendige Verweildauer in der aeroben Abbauzone beim thermophilen Betrieb stark vermindert. Dies gestattet seinerseits, kleinere Becken zu benutzen, wodurch die Wärmeverluste an die Umgebung weiter herabgedrückt werden. Wegen der rascheren Oxidation des Schlammes kann mit dem thermophilen aeroben Abbau eine brauchbar starke Verminderung der biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffe, beispielsweise eine Verringerung von 8O bis 9O %, bei vergleichsweise kurzen Schlammverweildauern in der Größenordnung von 3 bis 10 Tagen erzielt werden.so that the degradation zone can operate effectively in the thermophilic temperature range with minimal or no supply of external heat to the process. Because the thermophilic stabilization takes place much faster than a mesophilic stabilization, the necessary residence time in the aerobic degradation zone is greatly reduced in thermophilic operation. This in turn allows smaller pools to be used, which further reduces heat losses to the environment. Because of the more rapid oxidation of the sludge, thermophilic aerobic degradation can achieve a usefully strong reduction in the biodegradable volatile suspended matter, for example a reduction of 80 to 90 %, with comparatively short sludge retention times of the order of 3 to 10 days.

Trotz der erheblichen Attraktivität ist der thermophile aerobe Abbau im Vergleich zu einem anaeroben Abbau mit mehreren Nachteilen verbunden. Weil der thermophile aerobe Abbauprozeß seiner Art nach oxidierend ist, erzeugt der Prozeß ein Biooxidationsreaktions-Produktgas, das Kohlendioxid und Wasserdampf enthält, die nicht weiter nutzbar sind, sondern zweckmäßig an die Atmosphäre abgelassen werden. Im Gegensatz dazu erzeugt ein anaerober Abbau Methangas als Reaktionsnebenprodukt, das für andere Anwendungszwecke abgegeben werden kann und das auch als Brenngas nutzbar ist, um den Heizenergiebedarf zu decken,Despite the considerable attractiveness, the thermophilic aerobic degradation is compared to an anaerobic degradation with associated several disadvantages. Because the thermophilic aerobic breakdown process is oxidizing in nature, created the process produces a bio-oxidation reaction product gas that contains carbon dioxide and water vapor that does not continue are usable, but are expediently discharged to the atmosphere. In contrast, it produces an anaerobic breakdown Methane gas as a reaction by-product that can be given off for other purposes and that also as Fuel gas can be used to cover the heating energy demand,

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der mit einem Abbau bei erhöhten Temperaturen verbunden ist. Außerdem erfordert die aerobe Abbauzone einen wesentlich größeren Energieaufwand für das Mischen und das Inkontaktbringen von Gas und Schlamm, als dies bei dem anaeroben Abba jsystem zum Mischen des Inhalts der Abbauzone notwendig ist.associated with degradation at elevated temperatures is. In addition, the aerobic degradation zone requires a significantly greater amount of energy for mixing and that Bringing gas and sludge into contact, as is the case with the anaerobic digestion system, to mix the contents of the digestion zone necessary is.

Der vorli Agenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Abbau von Schlamm zu schaffen.The present invention is therefore based on the object to provide an improved method of breaking down sludge.

Bei dem Schlammabbauverfahren nach der Erfindung werden der Schlamm und mindestens 2O Vol.% Sauerstoff enthaltendes Belüftungseinsatzgas in eine erste Abbauzone eingeleitet und dort in für einen aeroben Abbau des Schlammes ausreichender Menge und ausreichendem Maße gemischt, während eine Gesamtschwebstoffkonzentration (MLSS) des Schlammes von mindestens 20 000 mg/l und eine Schlammtemperatur im Bereich von 35 C bis 75 C in der ersten Abbauzone aufrechterhalten werden.In the sludge degradation process according to the invention the sludge and containing at least 20% by volume of oxygen Aeration feed gas introduced into a first breakdown zone and mixed there in sufficient quantity and measure for an aerobic decomposition of the sludge, while a total suspended solids concentration (MLSS) des Sludge of at least 20,000 mg / l and a sludge temperature in the range of 35 C to 75 C in the first degradation zone be maintained.

Der vorstehend genannte aerobe Abbau wird für eine Schlammverweildauer von 4 bis 48 Stunden fortgesetzt, um den Gehalt des in die erste Abbauzone eingeleiteten Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen teilweise zu vermindern. Teilstabilisierter Schlamm wird aus der ersten Abbauzone ausgetragen. Die-The above aerobic degradation is for a Sludge retention time continued from 4 to 48 hours to maintain the level of the discharged into the first mining zone To partially reduce the amount of biodegradable volatile suspended matter in the sludge. Partially stabilized Sludge is discharged from the first mining zone. The-

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ser ausgetragene teilstabilisierte Schlamm wird anschließend in einer abgedeckten zweiten Abbauzone anaerob abgebaut, während die Schlammtemperatur dort auf 25°C bis 60°C für eine Schlammverweildauer gehalten wird, die ausreicht, um den Gehalt des Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen auf unter ungefähr 40 % des Gehalts des in die erste Abbauzone eingeleiteten Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen weiter abzusenken und Methangas zu bilden. Weiter stabilisierter Schlamm und das Methangas werden aus der zweiten Abbauzone ausgetragen.The partially stabilized sludge discharged is then decomposed anaerobically in a covered second decomposition zone, while the sludge temperature there is kept at 25 ° C to 60 ° C for a sludge retention time that is sufficient to keep the sludge's biodegradable, volatile suspended matter content below approximately 40 %. the content of biodegradable volatile suspended matter in the sludge introduced into the first degradation zone and to form methane gas. Further stabilized sludge and the methane gas are discharged from the second extraction zone.

Unter dem Begriff "Schlamm" wird vorliegend ein Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch verstanden, das eine Feststoffphase und eine zugeordnete flüssige Phase aufweist, wobei die Feststoffe mindestens teilweise biologisch abbaufähig sind, d. h. unter dem Einfluß von lebenden Mikroorganismen zerlegt werden können. Biologisch abbaufähiger Schlamm wird im allgemeinen durch seinen Gehalt an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen (BVSS) sowie seinem Gehalt an flüchtigen Schwebstoffen (VSS) gekennzeichnet, wobei der letztgenannte Parameter sowohl biolo- ' gisch abbaufähige als auch nicht biologisch abbaufähige flüchtige Schwebstoffe einschließt. Vorliegend wird unter "Gehalt an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen" im wesentlichen die maximale Verringerung an Feststoffen verstanden, die durch aeroben Abbau des Schlam-In the present case, the term "sludge" means a solid-liquid mixture understood that has a solid phase and an associated liquid phase, the Solids are at least partially biodegradable, d. H. under the influence of living microorganisms can be disassembled. Biodegradable sludge is generally made biodegradable by its content degradable volatile suspended matter (BVSS) and its content of volatile suspended matter (VSS), the latter parameter being both biodegradable and non-biodegradable includes volatile particulate matter. In the present case, under "content of biodegradable volatile suspended matter" essentially understood the maximum reduction in solids caused by aerobic degradation of the sludge

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.mes erzielbar ist, indem der Schlamm mit sauerstoffhaltigem Gas bei Außentemperatur, beispielsweise 20 C, belüftet wird. Es wird davon ausgegangen, daß eine maximale Verringerung des Feststoffgehaltes nach einer Begasungsdauer von 30 Tagen erreicht wird. Anweisungen für eine solche Bestimmung finden sich in "Water Pollution Control", W. W. Eckenfelder und D. L. Ford, The Pemberton Press, 1970, Seite 152. Indem man die VSS-Werte bei dem frischen Schlamm sowie erneut nach 30tägiger Begasung bestimmt, kann der biologisch abbaufähige Anteil der insgesamt vorhandenen flüchtigen Schwebstoffe wie folgt errechnet werden:.mes can be achieved by treating the sludge with oxygenated Gas at outside temperature, for example 20 C, is ventilated. It is assumed that a maximum Reduction of the solids content is achieved after a period of fumigation of 30 days. Instructions for a such determination can be found in "Water Pollution Control", W. W. Eckenfelder and D. L. Ford, The Pemberton Press, 1970, page 152.By determining the VSS values on the fresh sludge and again after 30 days of fumigation, can be the biodegradable portion of the total existing volatile suspended matter can be calculated as follows:

VSS (frisch) - VSS (30 Tage) VSS (frisch) VSS (fresh) - VSS (30 days) VSS (fresh)

Unter dem "Gehalt eines Schlammes an flüchtigen Schwebstoffen" wird vorliegend der flüchtige Schwebstoffgehalt verstanden, wie er entsprechend den Versuchen 224A und 224B in "Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater", 13. Ausgabe (1971), veröffentlicht von der American Public Health Association, der American Water Works Association und der Water Pollution Control Federation, Seiten 535 bis 536 bestimmt wird.In the present case, the "volatile suspended matter content of a sludge" means the volatile suspended matter content understood as described in experiments 224A and 224B in "Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater ", 13th Edition (1971) published by the American Public Health Association, the American Water Works Association, and the Water Pollution Control Federation, Pages 535 to 536 is determined.

Unter dem Begriff "stabilisierter Schlamm" wird Schlamm mit vermindertem Gehalt an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen im Anschluß an eine AbbaubehandlungThe term "stabilized sludge" means sludge with a reduced content of biodegradable volatile substances Suspended solids following a degradation treatment

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und auf Grund einer derartigen Behandlung verstanden. Der Begriff "Schlammverweildauer" bezeichnet die mittlere Zeitdauer, wahrend deren der Schlamm in einer vorgegebenen Abbauzone vorhanden ist; sie wird entsprechend der folgenden Formel errechnet:and understood on the basis of such treatment. Of the The term "sludge residence time" denotes the mean period of time during which the sludge is in a given Mining zone is present; it is calculated according to the following formula:

wobei T= Schlammverweildauer (Tage oder Stunden);where T = sludge retention time (days or hours);

V . = Volumen des in der Abbauzone behandelten dV. = Volume of the treated in the degradation zone d

Schlammes (m ); undSludge (m); and

Q = volumetrische Durchflußmenge des der Abbauzone zugeführten Schlammes (m /Tag oder m3/h).Q = volumetric flow rate of the sludge fed to the mining zone (m / day or m 3 / h).

Der Begriff "aerober Abbau" bedeutet vorliegend die biologische Zerlegung von Schlammfeststoffen unter dem Einfluß von aeroben Mikroorganismen. Eine solche Art des Abbaus bedingt, daß Sauerstoff in der flüssigen Phase des Schlammes gelöst ist, um für im Schlamm befindliche Mikroorganismen zugänglich zu sein, und zwar in ausreichender Menge und in ausreichendem Maße, um den Sauerstoffbedarf für die biologische Zerlegung zu decken. Mit der Angabe "Mischen von Schlamm und Belüftungseinsatzgas in für einen aeroben Abbau des Schlammes ausreichender Menge und ausreichendem Maße" sollen eine Sauerstoffanreicherung des Schlammes in einem Maße, das mindestens gleich 10 % desThe term "aerobic degradation" as used herein means the biological decomposition of sludge solids under the influence of aerobic microorganisms. Such a type of degradation requires that oxygen is dissolved in the liquid phase of the sludge in order to be accessible to microorganisms located in the sludge, namely in sufficient quantity and to a sufficient extent to meet the oxygen requirement for the biological decomposition. With the statement "Mixing of sludge and aeration feed gas in sufficient amount and in sufficient measure for an aerobic degradation of the sludge" an oxygen enrichment of the sludge to an extent which is at least equal to 10 % of the

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empirisch bestimmten Wertes der spezifischen Sauerstoffaufnahmerate (ermittelt, wie dies im folgenden dargelegt ist) ist oder eine Schlammsauerstoffanreicherung, bei welcher die relativen Mengen an Belüftungseinsatzgas und Schlamm sowie die Belüftungsrate ausreichen, um eine Ausnutzung von mindestens O,03 kg Sauerstoff je kg flüchtige Schwebstoffe in dem in die erste Abbauzone eingeleiteten Schlcimm zu erzielen, oder jede zweckentsprechende alternative quantitative Definition der Schlamm/Belüftungseinsatzgas-Kontaktstufe verstanden werden, die ausreicht, um einen aeroben Abbau in der ersten Abbauzone gemäß der oben angegebenen Definition für einen aeroben Abbau zu gewährleisten.empirically determined value of the specific oxygen uptake rate (determined as set out below) or sludge oxygenation which the relative amounts of aeration feed gas and sludge and the aeration rate are sufficient to achieve exploitation of at least 0.03 kg of oxygen per kg of volatile To obtain suspended matter in the spoil introduced into the first mining zone, or any other suitable alternative quantitative definition of sludge / aeration feed gas contact level be understood, which is sufficient to an aerobic degradation in the first degradation zone according to the definition given above for aerobic degradation to ensure.

Ausgedrückt durch die spezifische Sauerstoffaufnahmerate läßt sich die für einen aeroben Abbau notwendige Sauerstoffanreicherung des Schlammes zweckentsprechend gemäß dem folgenden Verfahren festlegen, das sich als Verfahren zur Ermittlung des Schlammsauerstoffbedarfs im Labormaßstab gut eignet. Der zu behandelnde Schlamm wird durch ein kleines Versuchsgefäß mit ausreichender volumetrischer Durchflußmenge hindurchgeleitet, um die vorbestimmte Schlammverweildauer zu erzielen, die für den aeroben Abbau gewählt wurde und die für die aerobe Abbaustufe nach der vorliegenden Erfindung im Bereich von 4 bis 48 Stunden liegt, während der Schlamm mit einem Belüftungsgas in Kontakt gebracht wird, das mindestens 50 Vol.% Expressed by the specific rate of oxygen uptake the oxygen enrichment necessary for aerobic degradation can be achieved of the sludge appropriately according to the following procedure, which is the procedure for determining the sludge oxygen demand on a laboratory scale well suited. The sludge to be treated is passed through a small experimental vessel with sufficient volumetric capacity Flow rate passed through to achieve the predetermined sludge retention time for the aerobic Degradation was selected and that for the aerobic degradation stage according to the present invention in the range from 4 to 48 Hours while the sludge is brought into contact with an aeration gas that is at least 50% by volume

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Sauerstoff enthält. Die Belüftung wird so durchgeführt, daß eine Konzentration an gelöstem Sauerstoff von mindestens 2 mg/1 im Schlamm (gemessen mit Hilfe eines beliebigen zweckentsprechenden Fühlers für gelösten Sauerstoff von herkömmlichem Aufbau) aufrechterhalten wird. Wahrend der Belüftung wird der in dem Versuchsgefäß befindliche Schlamm auf der für den aeroben Abbau gewählten, vorbestimmten Temperatur gehalten, die vorliegend im Bereich von 35°C bis 75°C liegt. Die vorgenannte Versuchsbehandlung des Schlamms, die eine Verdünnung des in das Versuchsgefäß einströmenden Schlammes mit Leitungswasser erfordern kann, um den benötigten Wert an gelöstem Sauerstoff von mindestens 2 mg/l zu erhalten, wird durchgeführt, bis sich ein stationäres Betriebsverhalten einstellt. Dies kann ein Arbeiten des Versuchssystems über eine ausgedehnte Zeitdauer hinweg, beispielsweise in der Größenordnung von 5 bis 7 Tagen, erfordern.Contains oxygen. The ventilation is carried out in such a way that that a concentration of dissolved oxygen of at least 2 mg / 1 in the sludge (measured with the help of any appropriate dissolved oxygen sensor of conventional design) is maintained. During aeration, the one in the test vessel becomes Mud held at the selected for the aerobic degradation, predetermined temperature, the present is in the range of 35 ° C to 75 ° C. The aforementioned experimental treatment of the sludge, which is a dilution of the sludge flowing into the test vessel with tap water may require in order to obtain the required level of dissolved oxygen of at least 2 mg / l, is carried out, until steady-state operating behavior is achieved. This can make the test system work over require an extended period of time, for example on the order of 5 to 7 days.

Nachdem in dem Versuchssystem ein stationärer Betrieb erzielt ist, wird aus dem Versuchsgefäß ein gemessenes Probenvolumen an Schlamm entnommen und, während es auf der zuvor in dem Versuchsgefäß herrschenden Temperatur gehalten wird, rasch belüftet, beispielsweise durch intensives Rühren, wobei der Schlamm mit Belüftungsgas in Kontakt gebracht wird, das mindestens 50 Vol.% Sauerstoff enthält, um den Gehalt des belüfteten Schlammes an gelöstem Sauerstoff auf etwa 7,0 mg/1 zu erhöhen. Wenn der Gehalt anAfter steady-state operation has been achieved in the test system, the test vessel becomes a measured sample volume taken on sludge and, while it was kept at the temperature previously prevailing in the test vessel is rapidly aerated, for example by intensive stirring, the sludge being brought into contact with aeration gas which contains at least 50% by volume of oxygen to increase the dissolved oxygen content of the aerated sludge increase to about 7.0 mg / l. If the salary is at

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gelöstem Sauerstoff von näherungsweise 7,0 mg/l erreicht ist, wird das Belüften des Probenvolumens des Schlammes beendet. Während des anschließenden Sinkens des Gehaltes, an gelöstem Sauerstoff in dem Schlamm von dem Wert von näherungsweise 7,0 mg/l bei Beendigung der Belüftung herab auf einen im wesentlichen vernachlässigbaren Gehalt an gelöstem Sauerstoff, wird dann die Zeitdauer gemessen, während deren der gelöste Sauerstoff von einem Wert von 6,0 mg/l auf 1,5 mg/l abfällt. Die Sauerstoffaufnahmerate (OUR) des Schlammprobenvolumens wird dann berechnet, indem die Änderung des Gehaltes an gelöstem Sauerstoff während der Meßdauer, das heißt 4,5 mg/l (- 6,0 mg/l 1,5 mg/l) durch die Zeit dividiert wird, die der Gehalt an gelöstem Sauerstoff benötigte, um von 6,0 mg/l auf 1,5 mg/l abzusinken. Aus dem erhaltenen OUR-Wert wird die spezifische Sauerstoffaufnahmerate (SOUR) errechnet, indem der OUR-Wert, der die Dimension mg/l/Zeit hat, durch die Feststoffkonzentration des Schlammprobenvolumens in mg/l dividiert wird. Der auf diese Weise errechnete SOUR-Wert hat die Dimension mg Sauerstoff/Zeit/ mg Feststoffe.dissolved oxygen of approximately 7.0 mg / L is reached, the aeration of the sample volume of the sludge is stopped. During the subsequent decrease in the dissolved oxygen content in the sludge from the value of approximately 7.0 mg / l at the end of the aeration down to an essentially negligible content of dissolved oxygen, the length of time during which the dissolved oxygen was then measured drops from a value of 6.0 mg / l to 1.5 mg / l. The oxygen uptake rate (OUR) of the sludge sample volume is then calculated by measuring the change of the content of dissolved oxygen during the measurement period, i.e., 4.5 mg / l (- 6.0 mg / l 1.5 mg / l) divided by the time that the dissolved oxygen content needed to drop from 6.0 mg / l to 1.5 mg / l. The specific oxygen uptake rate (SOUR) is calculated from the OUR value obtained by dividing the OUR value, which has the dimension mg / l / time, by the solids concentration of the sludge sample volume in mg / l. The SOUR value calculated in this way has the dimension mg oxygen / time / mg solids.

Basierend auf der vorstehenden Berechnung des SOUR-Parameters für den zu behandelnden Schlamm können die Menge und das Maß des SauerstoffÜbergangs von dem sauerstoffhaltigen Belüftungsgas auf den Schlamm in der aeroben Abbauphase des vorliegenden'Verfahrens bestimmt werden. UmBased on the above calculation of the SOUR parameter for the sludge to be treated, the amount and degree of oxygen transfer from the oxygen-containing Aeration gas on the sludge in the aerobic breakdown phase of the present procedure. Around

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den Respirationsbedarf (Sauerstoffverbrauch) des Schlammes für aeroben Abbau im Hinblick auf eine brauchbare Stabilisierung des Schlammes in der aeroben AbbaupRase vor der anschließenden anaeroben Abbauphase, zu decken, sollte die Sauerstoffanreicherung des Schlammes in der ersten Abbauzone des vorliegenden Prozesses in einem Maß durchgeführt werden, das mindestens gleich 10 % des empirisch errechneten Wertes für die spezifische Sauerstoffaufnahmerate ist. Vorzugsweise sollte die Sauerstoffanreicherung des Schlammes mit einer Rate erfolgen, die mindestens gleich 5O % des empirisch errechneten SOUR-Wertes ist.To cover the respiration requirement (oxygen consumption) of the sludge for aerobic decomposition with regard to a usable stabilization of the sludge in the aerobic decomposition phase before the subsequent anaerobic decomposition phase, the oxygen enrichment of the sludge in the first decomposition zone of the present process should be carried out to an extent that is at least equal to 10 % of the empirically calculated value for the specific oxygen uptake rate. Preferably, the oxygenation of the sludge should occur at a rate which is at least 50 % of the empirically calculated SOUR value.

Alternativ sollte basierend auf Erwägungen hinsichtlich der Sauerstoffmenge, die zum biologischen Abbau einer Mengeneinheit an flüchtigen Schwebstoffen in einem vorgegebenen Schlamm, bestimmt für Schlämme von unterschiedlichen Eigenschaften, erforderlich ist, das Mischen von Schlamm und sauerstoffhaltigem Belüftungseinsatzgas zwecks Durchführung eines aeroben Abbaus in der ersten Abbauzone bei dem vorliegenden Verfahren so durchgeführt werden, daß die relativen Mengen an Belüftungseinsatzgas.und Schlamm sowie das Maß oder die Geschwindigkeit der Belüftung ausreichend sind, um eine Ausnutzung, d. h. eine Aufnahme durch den Schlamm, von mindestens 0,03 kg Sauerstoff je kg flüchtigen Schwebstoffen in dem in die aerobe Abbauzone eingeleiteten Schlamm zu erzielen. Der Kleinstwert dieses Kontaktverhältnisses ist einem Grenzwert des aero-Alternatively, based on considerations of the amount of oxygen necessary to biodegrade a unit of amount of volatile suspended matter in a given Mixing of sludge, intended for sludges of different properties, is required Sludge and oxygenated aeration feed gas in order to Carrying out aerobic degradation in the first degradation zone in the present process is carried out in such a way that that the relative amounts of aeration feed gas.and Mud as well as the amount or speed of aeration are sufficient to achieve an exploitation, i. H. an uptake by the sludge of at least 0.03 kg of oxygen per kg of volatile suspended matter in the aerobic degradation zone to achieve discharged sludge. The smallest value of this contact ratio is a limit value of the aerospace

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ben Abbaus zugeordnet, der erforderlich ist, um eine ausreichende Stabilisierung des Schlammes in der ersten Abbauphase des vorliegenden Verfahrens zu gewährleisten, bevor anschließend die anaerobe Abbauphase erfolgt. In der Praxis ist es in der Regel zweckmäßig, die Sauerstoffanreicherung des Schlammes mit relativen Anteilen an Schlamm und Belüftungseinsatzgas sowie mit einer Belüftungsgesc iwindigkeit durchzuführen, die ausreichen, um eine Ausrutzung durch den Schlamm von O,1 bis 0,35 kg Sauerstoff je kg flüchtigen Schwebstoffen in dem der aeroben Abbauzone zugeleiteten Schlamm zu erreichen. Derartige Kontaktverhältnisse von Gas zu Schlamm erlauben es in der Regel, den Gehalt des bei dem vorliegenden Verfahren in die erste Abbauzone eingeleiteten Schlammes an flüchtigen Schwebstoffen in der ersten Abbauzone auf aerobe Weise um 5 bis 20 % zu verringern. Allgemein wird der Gehalt des in die aerobe Abbauzone einströmenden Schlammes an flüchtigen Schwebstoffen dort zweckmäßig um mindestens 5 % gesenkt, um einen ausreichend teilstabilisierten Schlamm für die Weiterleitung zu der anschließenden anaeroben Abbauphase zu erzeugen. Ein solcher Mindestwert der Teilstabilisierung ist besonders erwünscht, um die anaerobe Abbauphase durch die aerobe Abbauphase ausreichend gegen Prozeßstö'rungen abzupuffern, die sich aus Änderungen der Art des Schlammes ergeben, der in das Gesamtprozeßsystem eingeführt wird. Andererseits wird die Verminderung des flüchtigen Schwebstoffgeholtes des in dieben assigned to degradation, which is necessary to ensure adequate stabilization of the sludge in the first degradation phase of the present process, before the anaerobic degradation phase then takes place. In practice, it is usually appropriate to carry out the oxygen enrichment of the sludge with relative proportions of sludge and aeration feed gas as well as with an aeration rate which is sufficient to allow 0.1 to 0.35 kg of oxygen per kg of volatile oxygen to be utilized by the sludge To reach suspended solids in the sludge fed to the aerobic degradation zone. Such gas-to-sludge contact ratios generally allow the volatile suspended matter content of the sludge introduced into the first breakdown zone in the first breakdown zone to be reduced in an aerobic manner by 5 to 20%. In general, the volatile suspended matter content of the sludge flowing into the aerobic decomposition zone is suitably reduced there by at least 5% in order to produce a sufficiently partially stabilized sludge for the transfer to the subsequent anaerobic decomposition phase. Such a minimum value of the partial stabilization is particularly desirable in order to buffer the anaerobic decomposition phase sufficiently against process disturbances which result from changes in the type of sludge which is introduced into the overall process system. On the other hand, the reduction in the volatile particulate matter is brought into the

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aerobe Abbauzone gelangenden Einsatzschlammes im Verlauf
der in dieser Zone stattfindenden Behandlung auf einem
Wert von ungefähr 2O % oder weniger gehalten, um die synergistischen Vorteile des vorliegenden Verfahrens voll zu nutzen. Diese Vorteile sind weiter unten näher erörtert. Zu ihnen gehören eine unerwartet hohe Gesamtproduktion an Methangas in der anaeroben zweiten Abbauphase, verglichen mit einem konventionellen anaeroben Abbauprozeß. Im Hinblick auf die vorerwähnten Erwägungen sollte das Mischen
von Belüftungseinsatzgas und Schlamm in der ersten Abbauzone vorzugsweise mit solchen relativen Mengen an Belüftungseinsatzgas und Schlamm sowie einer derartigen Belüftungsgeschwindigkeit durchgeführt werden, daß eine Ausnutzung durch den Schlamm von 0,15 bis 0,25 kg Sauerstoff je kg flüchtigen Schwebstoffen in dem in die erste. Abbauzone eingeführten Schlamm erzielt wird.
aerobic degradation zone of incoming feed sludge in the course
the treatment taking place in this zone on one
Maintained value of about 20 % or less in order to take full advantage of the synergistic benefits of the present process. These advantages are discussed in more detail below. They include an unexpectedly high total production of methane gas in the anaerobic second breakdown phase compared to a conventional anaerobic breakdown process. In view of the above considerations, mixing
of aeration feed gas and sludge in the first degradation zone are preferably carried out with such relative amounts of aeration feed gas and sludge and such a ventilation rate that a utilization by the sludge of 0.15 to 0.25 kg of oxygen per kg of volatile matter in the first. Degradation zone introduced sludge is achieved.

Unter dem Begriff "anaerober Abbau" wird vorliegend ein
biologischer Abbau von Schlammfeststoffen verstanden, der in Abwesenheit von freiem Sauerstoff durchgeführt wird.
In the present case, the term "anaerobic degradation" is used
understood biodegradation of sludge solids that occurs in the absence of free oxygen.

Die Erfindung beruht auf der überraschenden Feststellung, daß eine im thermophilen Temperaturbereich oder nahe diesem Temperaturbereich arbeitende aerobe Abbauzone mit einer stromabwärts befindlichen anaeroben Abbauzone integriert werden kann, um für einen Teilabbau des Schlammes
in jeder der aufeinanderfolgenden Zonen zu sorgen, und daß
The invention is based on the surprising finding that an aerobic degradation zone operating in the thermophilic temperature range or close to this temperature range can be integrated with an anaerobic degradation zone located downstream in order to allow partial degradation of the sludge
to care in each of the successive zones, and that

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eine derartige Integration zu Verbesserungen des Prozesses führt, die über diejenigen hinausgehen, die man an Hand von Überlegungen hinsichtlich der betreffenden Abbauphasen des Behandlungsverfahrens allein erwarten würde. such integration leads to improvements in the process that go beyond those that are addressed Hand of considerations regarding the relevant degradation phases of the treatment process alone would be expected.

Bisher wurde aus zahlreichen Gründen nicht versucht, unter erhöhter Temperatur ablaufenden aeroben und anaeroben Abbau von Schlamm in der vorliegend vorgeschlagenen Weise zu kombinieren. Zunächst ist der mit dem anaeroben Abbauprozeß verbundene Raumbedarf, wie oben diskutiert, extrem groß, und es erwies sich als notwendig, große Methanmengen als Heizgas zu erzeugen, um einen wirtschaftlichen Betrieb der voluminösen Abbautanks sicherzustellen. Die Kombination einer anaeroben Abbauzone mit einer aeroben Abbaustufe erscheint daher auf Grund von Erwägungen hinsichtlich des Gesamttankfassungsbedarfes für den kombinierten Prozeß als unerwünscht; man würde erwarten, daß der notwendige Tankraum größer als für jeden der Abbauprozesse allein ist. Eine solche Kombination scheint die jedem der aeroben und anaeroben Abbauprozesse normalerweise zugeordneten Funktionen bei erhöhtem Anlagenaufwand nur zu verdoppeln, ohne daß eine Steigerung der Leistungsfähigkeit der Behandlung zu erwarten ist.So far, for numerous reasons, no attempts have been made to aerobic and anaerobic processes at elevated temperatures Combine degradation of sludge in the presently proposed manner. First is the one with the anaerobic degradation process associated space requirements, as discussed above, extremely large, and it turned out to be necessary to use large amounts of methane to be generated as heating gas in order to ensure economical operation of the voluminous mining tanks. The combination an anaerobic degradation zone with an aerobic degradation stage therefore appears due to considerations regarding of the total tank capacity requirement for the combined Process as undesirable; one would expect the tank space required to be larger than for any of the degradation processes is alone. Such a combination seems to be common to each of the aerobic and anaerobic degradation processes only to double assigned functions with increased system expenditure without increasing the efficiency treatment is to be expected.

Die Kombination einer anaeroben Abbauzone mit einer aeroben Abbaustufe erscheint ferner unerwünscht, weil anzu-The combination of an anaerobic degradation zone with an aerobic degradation stage also appears undesirable because

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nehmen ist, daß die anaerobe Abbaustufe nicht in der Lage ist, innerhalb des kombinierten Systems auch nur für einen Teilabbau des Schlammes bei Schlammverweildauern zu sorgen, die unter den langen Verweildauern liegen, die für konventionelle anaerobe, allein arbeitende Abbauzonen charakteristisch sind. Wie oben diskutiert, sind bei der anaeroben Abbaustufe lange Verweildauern erforderlich, um für eine wirkungsvolle Methanerzeugung und Schlammstabilisierung zu sorgen. Würde die anaerobe Verweildauer bei einem kombinierten aeroben/anaeroben Abbauprozeß unter den Normalwert für eine Vollbehandlung gesenkt, um innerhalb der anaeroben Stufe nur für einen Teilabbau zu sorgen, würde man eine übermäßige Erschöpfung der Methanbildner in der kurzen Verweildauer der anaeroben Stufe auf Grund von Verlusten dieser langsam wachsenden Arten in dem Abfluß der Abbauzone erwarten, so daß im Rahmen des kombinierten Prozesses nicht mit einer brauchbaren Schlammstabilisierung zu rechnen ist.take is that the anaerobic degradation stage is unable is, within the combined system, only for to ensure a partial degradation of the sludge with sludge retention times that are below the long retention times that are characteristic of conventional anaerobic, stand-alone degradation zones. As discussed above, the anaerobic degradation stage long residence times required for effective methane production and sludge stabilization to care. Would the anaerobic residence time in a combined aerobic / anaerobic degradation process be below the Normal value for a full treatment lowered in order to ensure only a partial degradation within the anaerobic stage, one would cause an excessive exhaustion of the methane-forming agents in the short dwell time of the anaerobic stage expect losses of these slowly growing species in the runoff of the mining zone, so that under the combined A usable sludge stabilization is not to be expected in the process.

Außer den vorstehend genannten Gründen erscheint das kombinierte aerobe/anaerobe Abbausystem im Hinblick auf die Betriebsstabilität nachteilig, weil sowohl die aerobe als auch die-anaerobe Abbaustufe allein eine enge Betriebstemperaturregelung erfordern, wenn mit erhöhten Temperaturwerten gearbeitet wird, so daß eine Kopplung der beiden betreffenden Prozesse offenbar eine noch engere Temperaturregelung notwendig machen würde und mit möglichenBesides the above reasons, the combined aerobic / anaerobic degradation system appears in view of the Operating stability is disadvantageous because both the aerobic and the anaerobic degradation stage alone require a tight operating temperature control, if at elevated temperature values is worked, so that a coupling of the two processes concerned apparently an even closer temperature control would make necessary and with possible

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verstärkten nachteiligen Einflüssen auf Grund von Temperaturinstabilitäten und -fluktuationen zu rechnen ist.increased adverse effects due to temperature instabilities and fluctuations are to be expected.

Schließlich würde man bei einem kombinierten aeroben/anaeroben Abbat system Nachteile auf Grund der Erwägung erwarten, daß möglicherweise restlicher gelöster Sauerstoff von der stromaufwärtigen aeroben Stufe in den stromabwärtigen anaeroben Teil des Prozesses übergeht. Wie oben ■ ausgeführt ist, sind in der anaeroben Abbauzone vorhandene, methanbildende Bakterien strikt anaerob und extrem empfindlich gegenüber Änderungen in ihrer Umgebung. Es ist bekannt, daß jede nennenswerte Einleitung von Sauerstoff in die anaerobe Abbauzone die Schlammstabilisierung durch Methanbildung nachteilig beeinflußt und daß die Gefahr besteht, daß aus der Flüssigkeit Sauerstoff in die methanhaltige Gasphase übergeht und in der Abbauzone ein brennbares Gasgemisch gebildet wird.After all, you'd be doing a combined aerobic / anaerobic Abbat system drawbacks due to the consideration that there may be residual dissolved oxygen from the upstream aerobic stage to the downstream anaerobic part of the process. As stated above, there are existing in the anaerobic degradation zone Methane-producing bacteria are strictly anaerobic and extremely sensitive to changes in their environment. It it is known that any significant introduction of oxygen into the anaerobic degradation zone stabilizes the sludge adversely affected by methane formation and that there is a risk of oxygen from the liquid in the methane-containing gas phase passes and enters the degradation zone combustible gas mixture is formed.

Entgegen dem vorstehend geschilderten, zu erwartenden Verhalten wurde überraschenderweise gefunden, daß die Verwendung einer thermophilen oder nahezu thermophilen aeroben Abbauzone stromaufwärts von einer mit mesophiler oder thermophiler Temperatur arbeitenden anaeroben Abbauzone und der Betrieb dieser Zonen entsprechend dem Prozeß der vorliegenden Erfindung nicht nur zu einem funktionsfähigen und wirtschaftlichen Schlammbehandlungssystem führt, sondern ein Abbausystem ergibt, das auf Grund synergisti-Contrary to the behavior to be expected described above, it was surprisingly found that the use a thermophilic or near thermophilic aerobic Zone of degradation upstream of one with a mesophilic or anaerobic degradation zone working at a thermophilic temperature and the operation of these zones according to the process of present invention not just a workable one and economical sludge treatment system, but results in a degradation system that, due to synergistic

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scher Effekte zwischen dem aeroben und dem anaeroben Abbauteil des vorliegenden Prozesses im Vergleich zu bekannten Verfahren entscheidende Vorteile hat. Beispielsweise ist das erfindungsgemäße Verfahren in der Lage, innerhalb des gesamten Schlammabbausystems eine thermische Arbeitsstabilität zu gewährleisten, die bei jeder der einzelnen Abbaustufen allein nicht verwirklicht werden kann. Des weiteren liefert der integrierte AbbauprozeB nach der Erfindung einen in hohem Maße stabilisierten Schlamm, obwohl die Verweildauer innerhalb des Gesamtprozesses gegenüber derjenigen Dauer erheblich vermindert ist, die man erwarten würde, wenn man die Verweildauererfordernisse jeder der gesonderten Teilabbaustufen zusammen berücksichtigt. Besonders überraschend ist die Feststellung, daß die anaerobe Abbauzone dieses Prozesses in der Lage ist, bei Schlammverweildauern zu arbeiten, die erheblich unter denjenigen liegen, die für eine volle Stabilisierungsbehandlung des Schlammes in konventionellen, allein arbeitenden anaeroben Abbauzonen notwendig sind, und daß ein derartiger Betrieb erzielt wird, ohne daß dadurch, wie zu erwarten wäre, der Leistungsgrad der Behandlung sinkt. Als Beispiel für bei dem vorliegenden Verfahren geeignete Verweildauern sei erwähnt, daß eine für das vorliegende Verfahren ausgelegte Versuchsanlage bei einer Schlammverweildauer in der ersten aeroben Stufe von 24 bis 48 Stunden und einer Verweildauer in der anaeroben zweiten Stufe von nur 4 bis 5 Tagen zufriedenstellend arbeitete. Die vorste-shear effects between the aerobic and the anaerobic degradation part of the present process has decisive advantages compared to known processes. For example, the method according to the invention is able to ensure a thermal working stability within the entire sludge degradation system, which cannot be achieved in each of the individual degradation stages alone. Furthermore, the integrated degradation process of the invention provides a highly stabilized sludge, although the residence time within the overall process is significantly reduced from that which would be expected if the residence time requirements of each of the separate sub-degradation stages were taken into account together. Particularly surprising is the finding that the anaerobic degradation zone of this process is able to operate with sludge retention times which are considerably below those required for a full stabilization treatment of the sludge in conventional, stand-alone anaerobic degradation zones, and that such an operation is achieved without reducing the efficiency of the treatment , as would be expected. As an example of residence times suitable for the present process, it should be mentioned that a test plant designed for the present process worked satisfactorily with a sludge residence time in the first aerobic stage of 24 to 48 hours and a residence time in the anaerobic second stage of only 4 to 5 days. The previous

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hend genannten Vorteile werden in Verbindung mit einer wesentlichen Verringerung des Fassungsvermögens der Abbauzonen gegenüber einem konventionellen anaeroben Abbausystem verwirklicht, während ein unerwartet großer Teil des Methanproduktionsvermögens der konventionellen anaeroben Abbaueinrichtung allein beibehalten bleibt, wie dies im einzelnen weiter unten gezeigt ist. Beispielsweise kann die Anlage nach der Erfindung mit nur ungefähr 6O % des Fassungsvermögens arbeiten, das bei einer bekannten anaeroben Abbauzone vorgesehen sein muß, jedoch näherungsweise 75 % der Methanproduktionskapazität der bekannten Zone haben. Das vorliegende Verfahren führt zur Erzeugung einer wesentlich größeren Methanmenge, als sie für Heizzwecke innerhalb des Prozesses erforderlich ist, so daß eine wesentlich größere Menge an Abgas mit hohem Methangehalt für andere Zwecke von der Schlammabbauanlage abgegeben werden kann, als dies bei dem bekannten anaeroben Abbausystem der Fall ist. Schließlich zeigte es sich, daß bei dem vorliegenden Verfahren Sauerstoff nicht in nennenswertem Umfang von der ersten Abbauzone in die Gasphase der zweiten Abbauzone übertragen wird.The advantages mentioned are realized in connection with a substantial reduction in the capacity of the digestion zones compared to a conventional anaerobic digestion system, while an unexpectedly large part of the methane production capacity of the conventional anaerobic digestion device alone is retained, as will be shown in detail below. For example, the plant according to the invention can operate with only about 60% of the capacity that must be provided in a known anaerobic digestion zone, but have approximately 75 % of the methane production capacity of the known zone. The present process results in the production of a much larger amount of methane than is required for heating purposes within the process, so that a much larger amount of exhaust gas with a high methane content can be released from the sludge digestion plant for other purposes than is the case with the known anaerobic digestion system of FIG Case is. Finally, it was found that in the present process, oxygen is not transferred to any significant extent from the first decomposition zone into the gas phase of the second decomposition zone.

Die Gründe.für die unerwarteten Vorteile des vorliegenden Verfahrens sind nicht voll geklärt. Es ist jedoch wahrscheinlich, daß das Ausbleiben eines nennenswerten Übergangs von Sauerstoff von der ersten in die zweite Abbauzone auf die unerwartet hohe Sauerstoffaufnahmerate inThe reasons. For the unexpected benefits of the present Procedures are not fully clarified. It is likely, however, that the lack of a significant transition of oxygen from the first to the second degradation zone on the unexpectedly high rate of oxygen uptake in

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der ersten Abbauzone zurückzuführen ist, wodurch jeder Gehalt des von der ersten in die zweite Abbauzone geleiteten Schlamms an gelöstem Sauerstoff rasch und durchgreifend abgebaut wird, bevor gelöster Sauerstoff in nennenswertem Umfang innerhalb der zweiten Abbauzone in die Gasphase übergehen kann. Die überraschend kurzen Verweildauern des vorliegenden Verfahrens, insbesondere in der anaeroben Abbaustufe, können zusammen mit der thermischen Stabilität des Prozesses und dem überraschend hohen Methanproduktionsvermögen der anaeroben Stufe die Folge einer chemischen oder biologischen Akklimatisierung des Schlamms und der Mikroorganismen in der aeroben Abbauzone sein, die für eine Verbesserung des Wirkungsgrades der anschließenden anaeroben Behandlungsstufe sorgt. Dessen ungeachtet soll keine Festlegung auf eine bestimmte theoretische Erklärung dieses Betriebsverhaltens erfolgen. Wesentlich sind nur die vorliegend offenbarten Verfahrensschritte und -merkmale. the first mining zone is due to each Dissolved oxygen content of the sludge passed from the first into the second degradation zone rapidly and thoroughly is degraded before dissolved oxygen enters the second degradation zone to a significant extent Gas phase can pass. The surprisingly short residence times of the present method, especially in the anaerobic degradation stage, together with the thermal stability of the process and the surprisingly high methane production capacity the anaerobic stage is the result of chemical or biological acclimatization of the Sludge and microorganisms in the aerobic degradation zone be necessary for improving the efficiency of the subsequent anaerobic treatment stage. Regardless of this, no commitment to a specific theoretical one is intended Explanation of this operating behavior. Only the method steps and features disclosed in the present case are essential.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:The invention is illustrated below with reference to preferred ones Embodiments explained in more detail. In the accompanying drawings show:

Fig. 1 ein Fließschema eines Abbauprozesses entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung, wobei Wärme aus den abfließenden Strömen sowohl der ersten als auch der zweitenFig. 1 is a flow diagram of a degradation process according to an embodiment of the invention, with heat from the effluent streams of both the first and the second

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Abbauzone zurückgewonnen wird,The mining zone is reclaimed,

Fig. 2 ein Fließschema einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung, wobei aus einer abgedeckten ersten Abbauzone ausgetragenes, an Sauerstoff verarmtes Abbaugas für die Sauerstoffanreicherungs-Nachbehandlung von BSB-haltigem V/asser ausgenutzt wird,Fig. 2 is a flow diagram of a modified embodiment of the invention, whereby from a covered first mining zone discharged, oxygen-depleted decomposition gas for the post-oxygenation treatment exploited by water containing BOD will,

Fig. 3 ein Fließschema einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der Schlamm von der primären und der sekundären Abwasserbehandlungsstufe den Schlammabbauzonen zugeleitet wird,3 shows a flow diagram of a further embodiment of the method according to the invention the sludge from the primary and secondary wastewater treatment stages to the sludge degradation zones is forwarded,

Fig. 4 eine graphische Darstellung der Temperatur des in die..erste Abbauzone gelangenden Schlammes, die notwendig ist, um eine Arbeitstemperatur von 5O C in der ersten Abbauzone aufrechtzuerhalten, aufgetragen als Funktion der Gesamtschwebstoffkonzentration (MLSS) des in die erste Abbauzone einströmenden Schlammes, und4 shows a graphic representation of the temperature of the entering the first degradation zone Sludge that is necessary to maintain a working temperature of 5O C in the first extraction zone plotted as a function of total suspended solids concentration (MLSS) of the sludge flowing into the first mining zone, and

Fig. 5 . ein Fließschema einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der ein kleinerer Fig. 5. a flow sheet of a further embodiment of the invention in which a smaller

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Teil des in das Prozeßsystem einströmenden Schlammes zu der zweiten Abbauzone abgeleitet wird.Part of the sludge flowing into the process system is diverted to the second degradation zone will.

Fig. 1 zeigt ein Fließschema einer ersten Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens, das sich für eine Schlammbehandlung mit einer ersten thermophilen oder nahezu thermophilen aeroben Abbaustufe und anschließendem mesophilem anaerobem Abbau eignet. Schlamm, der beispielsweise von einem primären Absetzbecken, dem Klärbecken einer nach dem Belebungsverfahren arbeitenden Abwasserbehandlungsanlage, einem Rieselfilter oder einem anderen schlammerzeugenden System kommen kann, tritt über eine Leitung 8 ein und wird nacheinander in Wärmetauschern 22 und 15 beispielsweise auf eine Temperatur von 3O C bis 35°C erhitzt, bevor er in die erste Abbauzone 1O eingeleitet wird, um die Temperatur in der Zone im Bereich von 35°C bis 75°C und vorzugsweise im thermophilen Bereich von 45°C bis 75 C zu halten. Der Außentemperatur aufweisende Schlamm in der Leitung 8 wird zunächst im Wärmetauscher 22 erhitzt, indem der Schlamm in indirekten Wärmeaustausch mit dem im Gegenstrom durchgeleiteten weiter stabilisierten Schlamm gebracht wird, der eine zweite abgedeckte Abbauzone 20 über eine Leitung 24 verläßt. Auf diese Weise wird Wärme aus dem weiter stabilisierten Schlamm zurückgewonnen. Der erhaltene gekühlte, stabilisierte Schlamm verläßt den Wärmetauscher 22 und wird aus dem System über eine Lei-Fig. 1 shows a flow diagram of a first embodiment of the present process, which is suitable for a sludge treatment with a first thermophilic or near thermophilic aerobic degradation stage and subsequent mesophilic anaerobic degradation. Mud, for example from a primary settling basin, the clarification basin of a wastewater treatment plant that works according to the activated sludge process, a trickle filter or another sludge-generating system occurs via a line 8 and is successively heated in heat exchangers 22 and 15, for example to a temperature of 3O C to 35 ° C before it is introduced into the first mining zone 1O, the temperature in the zone in the range of 35 ° C to 75 ° C and preferably to be kept in the thermophilic range of 45 ° C to 75 ° C. The outside temperature showing sludge in the Line 8 is first heated in the heat exchanger 22 by the sludge in indirect heat exchange with the im Further stabilized sludge passed through countercurrent is brought to a second covered degradation zone 20 via a line 24 leaves. In this way, heat is recovered from the further stabilized sludge. Of the cooled, stabilized sludge obtained leaves the heat exchanger 22 and is removed from the system via a line

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tung 25 zur endgültigen Beseitigung oder anderer Verwendung ausgetragen. Der in den Wärmetauscher 22 über die Leitung 24 eintretende weiter stabilisierte Schlamm kann zweckmäßig eine Temperatur von 35 C bis 40 C haben, so daß der einströmende Schlamm, der den Wärmetauscher über eine Leitung 9 verläßt, auf eine Temperatur von 28°C bis 3O°C erhitzt wird. Der über die Leitung 9 einströmende, teilweise erwärmte Schlamm wird im Wärmetauscher 15 auf eine Temperatur von 3O0C bis 35 C weiter erhitzt, indem er im Gegenstrom in indirekten Wärmeaustausch mit dem teilstabilisierten Schlamm gebracht wird, der aus der ersten Abbauzone 10 über eine Leitung 14 ausgetragen wird und vom Wärmetauscher aus über eine Leitung 16 in die zweite Abbauzone 20 gelangt.device 25 for final disposal or other use. The further stabilized sludge entering the heat exchanger 22 via the line 24 can expediently have a temperature of 35 ° C. to 40 ° C., so that the inflowing sludge, which leaves the heat exchanger via a line 9, is at a temperature of 28 ° C. to 30 ° C is heated. Via line 9 flowing, partially heated slurry is further heated in heat exchanger 15 to a temperature of 3O 0 C to 35 C by being brought in countercurrent flow in indirect heat exchange with the partially stabilized sludge that from the first reduction zone 10 via a line 14 is discharged and reaches the second degradation zone 20 from the heat exchanger via a line 16.

Als Alternative zu dem vorstehend erläuterten Wärmeaustausch mit Schlammproduktströmen aus den betreffenden Abbauzonen kann der zufließende Schlamm vor dem Einleiten in die erste Abbauzone durch indirekten Wärmeaustausch mit einem zweckentsprechenden, extern zugeführten Heizmedium, beispielsweise Dampf oder Heißwasser, erhitzt werden, obwohl eine Wärmerückgewinnung aus den warmen Abbauzonenproduktströmen bevorzugt wird, da auf diese Weise die Wärme innerhalb des Prozesses wirkungsvoll ausgenutzt und der Heizenergiebedarf des Prozesses minimiert wird. Obwohl das Erwärmen des einströmenden Schlammes vor dem Einleiten in die erste Abbauzone keinen wesentlichen Bestandteil desAs an alternative to the heat exchange described above with sludge product streams from the relevant mining zones can the inflowing sludge before it is introduced into the first degradation zone through indirect heat exchange an appropriate, externally supplied heating medium, for example steam or hot water, are heated, although a heat recovery from the warm mining zone product streams is preferred, as in this way the heat is effectively used within the process and the The heating energy requirement of the process is minimized. Although the heating of the incoming sludge before discharge in the first mining zone no essential part of the

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vorliegenden Verfahrens bildet, kann es in der Praxis erwünscht sein, um den thermischen Wirkungsgrad des unter erhöhter Temperatur ablaufenden Prozesses zu maximieren. Ob ein derartiges Erhitzen des Schlammes erwünscht ist, hängt, wie im folgenden näher diskutiert, von dem Feststoff gehalt des einströmenden Schlammes, der Schlammverweildauer in der aeroben Abbauzone und anderen Prozeßparametern ab.present process, it may be desirable in practice in order to maximize the thermal efficiency of the process taking place at elevated temperature. Whether such heating of the sludge is desired depends, as discussed in more detail below, on the solids content of the inflowing sludge, the sludge retention time in the aerobic degradation zone and other process parameters away.

Der weiter erhitzte Schlamm, der den Wärmetauscher 15 über eine Leitung 11 verläßt, wird in die erste Abbauzone 1O zusammen mit Belüftungseinsatzgas von einer Leitung 17 eingeleitet, wobei der Schlamm und das Belüftungsgas die Prozeßfluide für die erste Abbaustufe bilden. Das Belüftungseinsatzgas in der Leitung 17 enthält mindestens 20, zweckmäßigerweise mindestens 5O und vorzugsweise mindestens 8O Vol.% Sauerstoff, um für eine zweckentsprechend hohe Stoffübergangstriebkraft und Sauerstofflösungsgeschwindigkeit in dem Schlamm bei den hohen Schlammtemperaturen in der ersten Abbauzone zu sorgen, die vorliegend vorgesehen sind. Die Leitung 17 ist an eine (nicht gezeigte) Quelle für ein sauerstoffhaltiges Belüftungseinsatzgas angeschlossen. Bei dieser Quelle kann es sich beispielsweise um eine Einrichtung zum Anliefern von Druckluft, oder, wenn das Belüftungseinsatzgas, wie bevorzugt, einen hohen Sauerstoffgehalt hat, um eine Tieftemperatursauerstoffanlage, einen Vorratsbehälter oder eine mit einem adiabati-The further heated sludge, which leaves the heat exchanger 15 via a line 11, is in the first degradation zone 1O introduced together with aeration feed gas from line 17, the sludge and aeration gas being the Form process fluids for the first stage of degradation. The aeration feed gas in line 17 contains at least 20, expediently at least 50 and preferably at least 8O vol.% oxygen in order for an appropriate high mass transfer driving force and oxygen dissolution rate in the mud at the high mud temperatures in the first degradation zone that is present are provided. Line 17 is to a source (not shown) of an oxygen-containing vent feed gas connected. This source can be, for example, a device for supplying compressed air, or when the aeration feed gas has a high oxygen content, as preferred, to provide a cryogenic oxygen system, a storage container or one with an adiabatic

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sehen Druckkreisprozeß arbeitende Adsorptionsluftzerlegungsanlage handeln, wie sie in der einschlägigen Technik häufig vorgesehen wird, um mit Sauerstoff angereichertes Gas bereitzustellen. Wie veranschaulicht, kann das sauerstoffhaltige Selüftungseinsatzgas in der Leitung 17 auch mittels einer Heizeinrichtung 19 erhitzt werden, um dazu beizutragen, daß die Temperatur in der Abbauzone 10 auf dem gewünschten Wert gehalten wird. Allgemein kann vorliegend Luft oder ein anderes Belüftungseinsatzgas von niedrigem Sauerstoffgehalt, das heißt 20 bis 50 Vol.% Sauerstoff, verwendet werden, wenn ein autothermisches Erhitzen des Schlammes in der aeroben Abbauzone nicht notwendig ist, um die Temperatur des'Schlammes dort in dem erforderlichen Bereich von 35°C bis 75°C zu halten. Dies ■ist beispielsweise der Fall, wenn für das Erhitzen des Schlammes eine große Quelle an extern zugelieferter Wärmeenergie zur Verfugung steht, um die notwendige hohe Temperatur in der aeroben Abbauzone aufrechtzuerhalten. Bei. Luft (oder einem anderen Belüftungseinsatzgas mit niedrigem Sauerstoffgehalt) sind die Wärmeverluste in der Regel sehr groß, so daß ein Belüftungseinsatzgas mit einem Sauerstoffgehalt von mindestens 5O und zweckmäßig mindestens 80 Vol.% vorzugsweise verwendet wird, um eine autotherme Schlammerhitzung in der aeroben Abbauzone zu fördern und die Menge des an Sauerstoff erschöpften Abbaugases zu minimieren, das aus der Abbauzone abgeht und das andernfalls Wärmeenergie aus dem Prozeßsystem herausträgt. Außerdemsee pressure cycle adsorption air separation plant act, as it is often provided in the relevant technology, to be oxygenated Provide gas. As illustrated, the oxygen-containing Ventilation feed gas in line 17 can also be heated by means of a heating device 19 in order to do so to contribute that the temperature in the mining zone 10 is kept at the desired value. Generally can be present Air or other low aeration feed gas Oxygen content, i.e. 20 to 50% by volume oxygen, can be used when autothermal heating of the sludge in the aerobic degradation zone is not necessary to maintain the temperature of the sludge there in the required Maintain range of 35 ° C to 75 ° C. This ■ is the case, for example, when heating the A large source of externally supplied thermal energy is available in the sludge to maintain the necessary high temperature in the aerobic degradation zone. At. Air (or other low aeration feed gas Oxygen content), the heat losses are usually very large so that a vent feed gas with an oxygen content of at least 5O and expediently at least 80% by volume is preferably used to produce an autothermal Promote sludge heating in the aerobic breakdown zone and minimize the amount of oxygen depleted breakdown gas, which goes out of the degradation zone and which otherwise carries heat energy out of the process system. aside from that

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wird ein Belüftungseinsatzgas mit hohem Sauerstoffgehalt, das heißt mit mindestens 50 Vol.% Sauerstoff, bevorzugt, um das Maß des Sauerstoff-StoffÜberganges von dem Belüftungseinsatzgas auf den Schlamm während des aeroben Abbaus zu steigern und dadurch eine intensivere aerobe Abbauwirkung zu ermöglichen, als sie mit einem Belüftungseinsatzgas von niedrigem Sauerstoffgehalt erzielt werden kann. Unabhängig davon, ob in der aeroben Abbauzone des vorliegenden Prozesses mit einem Belüftungseinsatzgas von hohem oder niedrigem Sauerstoffgehalt (entsprechend der obigen Definition) gearbeitet wird, ist es in der Regel zweckmäßig, die aerobe Abbauzone mit einer Abdeckung zu versehen, um einen über dem Schlamm in dieser Zone liegenden Gasraum zu bilden, aus dem abgehendes, an Sauerstoff erschöpftes Abbaugas abgeführt werden kann. Eine solche Ausbildung gestattet eine kontrollierte Abfuhr von Abgas, beispielsweise mittels einer kleinen, durch die Abdeckung hindurchreichenden Entlüftungsleitung, die den Gasraum mit dem externen Umgebungsgas verbindet. Dadurch wird ein Zurückhalten von Wärme in der aeroben Abbauzone im Vergleich zu einer nicht abgedeckten Zone gefördert, bei welcher an Sauerstoff verarmtes Belüftungsgas in großen Mengen von dem behandelten Schlammvolumen frei in das externe umgebende Gas, das heißt die Außenatmosphäre, abgehen kann. Wenn in der aeroben Abbauzone mit einem Belüftungseinsatzgas von hohem Sauerstoffgehalt gearbeitet wird, kann es ferner zweckmäßig sein, für die Abbauzonebecomes a high oxygen aeration feed gas, i.e. with at least 50% by volume of oxygen, preferably by the amount of oxygen-mass transfer from the aeration feed gas to increase the sludge during the aerobic degradation and thereby a more intensive aerobic degradation effect than can be achieved with an aeration feed gas of low oxygen content can. Regardless of whether in the aerobic degradation zone of the present process with an aeration feed gas of high or low oxygen content (according to the definition above), it is usually It is expedient to provide the aerobic degradation zone with a cover in order to protect one lying above the sludge in this zone To form gas space from which the outgoing, oxygen-depleted degradation gas can be discharged. One Such training allows a controlled removal of exhaust gas, for example by means of a small, through the Cover extending vent line that connects the gas space with the external ambient gas. Through this there will be a retention of heat in the aerobic degradation zone promoted compared to an uncovered zone, in which oxygen-depleted ventilation gas in large Quantities of the treated volume of sludge release freely into the external surrounding gas, i.e. the outside atmosphere can. When in the aerobic degradation zone with an aeration feed gas If the work is carried out with a high oxygen content, it can also be expedient for the degradation zone

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eine Abdeckung vorzusehen, um einen Gasraum zu erhalten, von dem aus das sauerstoffhaltigs Belüftungsgas gegenüber dem Schlamm umgewälzt werden kann, beispielsweise durch Umwälzen von Gas von dem über dem Schlamm befindlichen Gasraum zu einer in den Schlamm eintauchenden Gasverteilervorrichtung. Statt dessen ist es auch möglich, den Schlamm gegenüber dem Belüftungsgas umzuwälzen, beispielsweise mit Hilfe einer Oberflächenbegasungseinrichtung. Derartige Belüftungsgas- oder Schlammumwälzsysteme gestatten in der aeroben Abbaustufe eine hohe Ausnutzung des Sauerstoffgehalts in dem Belüftungseinsatzgas, das in die aerobe Abbauzone eingeführt wird.to provide a cover in order to obtain a gas space from which the oxygen-containing ventilation gas is opposite the sludge can be circulated, for example by circulating gas from that located above the sludge Gas space to a gas distribution device immersed in the sludge. Instead, it is also possible to use the To circulate sludge against the aeration gas, for example with the help of a surface fumigation device. Allow such aeration gas or sludge circulation systems in the aerobic degradation stage a high utilization of the Oxygen content in the aeration feed gas entering the aerobic degradation zone is introduced.

In der aeroben Abbauzone 10 werden der Schlamm und das Be^- lüftungseinsatzgas gemischt. Falls die Abbauzone 10 mit einer Abdeckung versehen ist und mit einem Belüftungseinsatzgas von hoher Sauerstoffkonzentration gearbeitet wird, kann es ferner, wie oben ausgeführt, zweckmäßig sein, gleichzeitig mit dem Mischvorgang den Schlamm oder das Belüftungseinsatzgas gegenüber dem jeweils anderen Fluid in der Abbauzone in ausreichender Menge und mit genügender Geschwindigkeit umzuwälzen, um für einen aeroben Abbau des Schlammes zu sorgen, während die Gesamtschwebstoffkonzentration (MLSS) des Schlammes bei mindestens 20 000 mg/1 gehalten wird. Für das Mischen und Umwälzen ist zweckmäßig eine Kontakteinrichtung 12 vorgesehen, die in der Praxis eine eingetauchte Turbineneinblasvorrichtung und einenIn the aerobic degradation zone 10, the sludge and the be ^ - ventilation feed gas mixed. If the mining zone 10 with a cover is provided and a ventilation feed gas with a high oxygen concentration is used, it may furthermore, as stated above, be expedient to add the sludge or the aeration feed gas simultaneously with the mixing process in relation to the respective other fluid in the degradation zone in sufficient quantity and with sufficient Revolving speed to provide aerobic breakdown of the sludge while maintaining the total suspended solids concentration (MLSS) of the sludge is maintained at at least 20,000 mg / l. It is useful for mixing and circulating a contact device 12 is provided, which in practice a submerged turbine injector and a

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Gaskompressor aufweisen kann, der an den Gaskopfraum in der Abbauzone und an die Gaseinblasvorrichtung angeschlossen ist, um das sauerstoffhaltige Belüftungsgas gegenüber dem Schlamm umzuwälzen. Statt dessen kann auch eine Oberflächenbelüftungsvorrichtung vorhanden sein, die den Schlamm gegenüber dem Belüftungsgas im Gaskopfraum der Abbauzone 10 umwälzt. Das Umwälzen eines der aus Schlamm und Belüftungsgas bestehenden Fluide gegenüber dem anderen Fluid in der aeroben Abbauzone kann in der Praxis erwünscht sein, wenn mit Belüftungseinsatzgas von hohem Sauerstoffgehalt gearbeitet wird, um im Schlamm einen hohen Gehalt an gelöstem Sauerstoff zu erhalten und den Sauerstoff des Belüftungseinsatzgases weitgehend auszunutzen. Gleichwohl stellt ein derartiges Umwälzen kein Zwangsmerkmal des vorliegenden Verfahrens dar. In einigen Fällen kann es möglich sein, für ausreichenden gelösten Sauerstoff im Schlamm und für hohe Ausnutzung des Sauerstoffs im Belüftungseinsatzgas zu sorgen, indem Belüftungseinsatzgas nur einmal durch die aerobe Abbauzone hindurchgeleitet wird. Die relativen Anteile an Belüftungseinsatzgas und Schlamm, die in der ersten Abbauzone für einen dort stattfindenden aeroben Abbau miteinander in Kontakt zu bringen sind, können zweckmäßig in der oben geschilderten Weise festgelegt werden, beispielsweise an Hand einer empirischen Bestimmung der spezifischen Sauerstoffaufnahmerate (SOUR) des zu behandelnden Schlammes, oder auf der Basis der Sauerstoffmenge, die erforderlich ist,May have gas compressor, which is connected to the gas headspace in the mining zone and connected to the gas injection device is opposed to the oxygen-containing ventilation gas to stir the mud. Instead, a surface ventilation device can also be used be present, which the sludge against the aeration gas in the gas headspace of the Mining zone 10 circulates. The circulation of one of the fluids consisting of sludge and aeration gas over the other Fluid in the aerobic degradation zone may in practice be desirable when using high oxygen aeration feed gas work is being carried out to maintain a high level of dissolved oxygen and the oxygen in the sludge of the ventilation feed gas to a large extent. However, such a circulation is not a compulsory feature of the present procedure. In some cases it may be possible for adequate dissolved oxygen in the mud and high utilization of the oxygen in the aeration feed gas by adding aeration feed gas passed through the aerobic degradation zone only once will. The relative proportions of aeration feed gas and sludge that are in the first breakdown zone for a aerobic degradation taking place there in contact with one another are to be brought can expediently be determined in the manner described above, for example by hand an empirical determination of the specific oxygen uptake rate (SOUR) of the sludge to be treated, or based on the amount of oxygen required,

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um eine Mengeneinheit an flüchtigen Schwebstoffen in dem Schlamm biologisch abzubauen. Bei einigen Systemen kann es zweckmäßig sein, eine intensive aerobe Abbauwirkung in der ersten Abbauzone dadurch zu gewährleisten, daß in dem dort vorhandenen Schlamm hohe Werte an gelöstem Sauerstoff, beispielsweise mindestens 2 mg/1, aufrechterhalten werden. Im allgemeinen ist jedoch die Sauerstoffaufnahmerate des Schlamnes in der ersten Abbauzone des vorliegenden Verfahren=· ausreichend hoch, so daß die Aufrechterhaltung eines beträchtlichen Gehaltes an gelöstem Sauerstoff in dem eine Sauerstoffanreicherung erfahrenden Schlamm für einen wirkungsvollen aeroben Abbau nicht notwendig ist.by a unit of quantity of volatile suspended matter in the Biodegradation of sludge. In some systems it may be useful to have an intensive aerobic degradation action in to ensure the first degradation zone that in the sludge present there high levels of dissolved oxygen, for example at least 2 mg / 1, are maintained. In general, however, the rate of oxygen uptake is of the silt in the first mining zone of the present one Method = · sufficiently high so that the maintenance a significant amount of dissolved oxygen in the oxygenated sludge for an effective aerobic breakdown is not necessary.

In der aeroben Abbauzone wird die Gesamtschwebstoffkonzentration (MLSS) des Schlammes auf mindestens 2O CXDO mg/l gehalten, um die Aufrechterhaltung einer hohen Schlammtemperatur in der ersten Abbauzone zu ermöglichen, was notwendig ist, um ein befriedigendes Maß an Teilstabilisierung des Schlammes in der aeroben Abbauzone bei kurzen Verweildauern zu gewährleisten.The total suspended matter concentration is in the aerobic degradation zone (MLSS) of the sludge is kept to at least 2O CXDO mg / l in order to maintain a high sludge temperature in the first mining zone to enable what is necessary to achieve a satisfactory level of partial stabilization of the sludge in the aerobic degradation zone with short residence times.

Unter den vorstehend genannten Prozeßbedingungen wird Schlamm in der ersten Abbäuzone zum Abbau bei einer Temperatur im Bereich von 35°C bis 75°C, und vorzugsweise im thermophilen Bereich von 45°C bis 75°C gehalten, was eine rasche biologische Zerlegung des Gehaltes des Schlammes an flüchtigen Schwebstoffen sicherstellt. Im Rahmen desUnder the above process conditions, sludge in the first decomposition zone becomes decomposed at one temperature maintained in the range of 35 ° C to 75 ° C, and preferably in the thermophilic range of 45 ° C to 75 ° C, which is a ensures rapid biological decomposition of the volatile suspended matter content of the sludge. As part of the

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vorliegenden Verfahrens kann für einen aeroben Abbau in dem nahezu thermophilen Temperaturbereich von 35 C bis 45°C gesorgt werden, wodurch Feststoffabbaugeschwindigkeiten erzielt werden, die zwar nicht so hoch wie die für den thermophilen Betrieb charakteristischen Geschwindigkeiten sind, jedoch ausreichen, um eine genügende Schlammstabilisierung bei den niedrigen Schlammverweildauern zu erzielen, die für die erste Abbaustufe des vorliegenden Verfahrens typisch sind.present process can be used for aerobic degradation in the almost thermophilic temperature range from 35 C to 45 ° C, whereby solids degradation rates are achieved that are not as high as those for the Thermophilic operation characteristic velocities are, however, sufficient for a sufficient sludge stabilization to achieve with the low sludge retention times required for the first degradation stage of the present process are typical.

Die aerobe Abbauphase wird in der ersten Abbauzone für eine Schlammverweildauer von 4 bis 48 Stunden fortgesetzt, um den Gehalt des in die erste Abbauzone eingeleiteten Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen teilweise zu vermindern. Die aerobe Abbauphase wird vorzugsweise so durchgeführt, daß der Gehalt des in die erste Abbauzone eingeleiteten Schlammes an flüchtigen Schwebstoffen um 5 bis 2O % gesenkt wird. Die Gründe dafür sind oben auseinandergesetzt. Die Schlammverweildauer in der aeroben Abbaustufe sollte mindestens 4 Stunden betragen, um in der ersten Abbauzone eine ausreichende Teilstabilisierung herbeizuführen. Bei Verweildauern von weniger als 4 Stunden wird das Maß der in der anschließenden anaeroben Behandlungsstufe erforderlichen Schlammstabilisierung unverhältnismäßig groß gegenüber dem Stabilisierungsgrad in der ersten aeroben Stufe. Die Gesamtsystemverweildauer und der Tankfassungsbedarf beginnen, sich denThe aerobic decomposition phase is continued in the first decomposition zone for a sludge retention time of 4 to 48 hours in order to partially reduce the biodegradable volatile suspended matter content of the sludge introduced into the first decomposition zone. The aerobic decomposition phase is preferably carried out in such a way that the volatile suspended matter content of the sludge introduced into the first decomposition zone is reduced by 5 to 20%. The reasons for this are explained above. The sludge retention time in the aerobic degradation stage should be at least 4 hours in order to achieve sufficient partial stabilization in the first degradation zone. If the residence time is less than 4 hours, the degree of sludge stabilization required in the subsequent anaerobic treatment stage becomes disproportionately large compared to the degree of stabilization in the first aerobic stage. The total system residence time and the tank capacity requirement begin to increase

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Werten von konventionellen" anaeroben Abbausystemen zu nähern. Die unerwartete Verbesserung dieser Prozeßparameter, das heißt Gesamtsystemverweildauer und Tankfassungsbedarf, die für einen Betrieb bei Verweildauern von 4 bis 48 Stunden charakteristisch sind, geht zunehmend verloren. Aus ähnlichen Gründen sollte die Schlammverweildauer in der aeroben Abbauzone 48 Stunden nicht überschreiten. Oberhalb dieses Wertes wird das Ausmaß der Schlammstabilisierung ~ ι der aeroben Abb'auzone übermäßig groß gegenüber der hen Stabilisierung in der stromabliegenden anaeroben Stufe, so daß die Methanerzeugung in der letztgenannten Stufe schwerwiegend beeinträchtigt wird. Wiederum geht die unerwartete Verbesserung hinsichtlich der Gesamtsystemverweildauer und des Tankfassungsbedarfs zunehmend verloren, die bei einer Schlammverweildauer in der aeroben Abbauzone im Bereich von 4 bis 48 Stunden erzielbar ist. Auf Grund der vorstehenden Erwägungen wird zweckmäßig mit einer Verweildauer im Bereich von 12 bis 30 Stunden, sowie vorzugsweise von 12 bis 24 Stunden, gearbeitet.To approximate values of conventional "anaerobic degradation systems. The unexpected improvement of these process parameters, that means total system residence time and tank capacity requirement for operation with residence times of 4 to 48 hours are characteristic, is increasingly lost. For similar reasons, the sludge retention time should be do not exceed 48 hours in the aerobic degradation zone. Above this value, the extent of Excessive sludge stabilization of the aerobic decomposition zone large compared to the hen stabilization in the downstream anaerobic stage, so that methane production in the last-mentioned stage is severely impaired will. Again, the unexpected improvement is in overall system residence time and tank capacity requirements increasingly lost, with a sludge retention time in the aerobic degradation zone in the range of 4 to 48 Hours is achievable. Based on the above considerations, a dwell time in the range of 12 to 30 hours, and preferably from 12 to 24 hours, worked.

Im Anschluß an die vorstehend erläuterte aerobe Abbaubehandlung wird teilstabilisierter Schlamm aus der aeroben Zone über die Leitung 14 ausgetragen, während an Sauerstoff verarmtes Abbaugas aus der aeroben Zone über eine Leitung 18 gesondert abgeführt wird. Wenn ein Belüftungseinsatzgas, das mindestens 50 Vol.Ji Sauerstoff enthält,Following the aerobic degradation treatment explained above, partially stabilized sludge is produced from the aerobic Zone discharged via line 14, while oxygen-depleted degradation gas from the aerobic zone via a Line 18 is discharged separately. If a vent feed gas that contains at least 50 vol.Ji of oxygen,

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in die erste Abbauzone eingebracht wird, enthält das aus dieser Zone abgezogene, an Sauerstoff verarmte Abbaugas mindestens 21 Vol.% Sauerstoff, um eine geeignet hohe Ausnutzung des in dem Belüftungseinsatzgas enthaltenen Sauerstoffs zu erzielen und gleichzeitig den Energieaufwand für den gegenseitigen Kontakt von Belüftungsgas und Schlamm auf einem wirtschaftlich niedrigen Wert zu halten. Um eine hohe Sauerstoffausnutzung insbesondere dann sicherzustellen, wenn ein Belüftungseinsatzgas mit hohem Sauerstoffgehalt benutzt wird, kann die Sauerstoffkonzentration des Abgases der Abbauzone in der Leitung 18 leicht auf einem geeigneten Wert gehalten werden, indem die relativen Durchflußmengen des über die Leitung 17 zugeführten Gases und des über die Leitung 18 abgehenden Gases zweckentsprechend geregelt werden. Für diesen Zweck können beispielsweise Gasstromregelventile in der Gaseintritts- und/ oder Gasaustrittsleitung vorgesehen sein, die in bekannter Weise von einem Sauerstoffkonzentrationsanalysator (nicht gezeigt) beeinflußt werden, der in der Austrittsleitung 18 sitzt.is introduced into the first mining zone, contains the oxygen-depleted degradation gas withdrawn from this zone at least 21 vol.% oxygen in order to achieve a suitably high utilization to achieve the oxygen contained in the ventilation feed gas and at the same time the energy expenditure for mutual contact of ventilation gas and To keep sludge at an economically low level. In order to ensure high oxygen utilization, in particular when a ventilation feed gas with high Oxygen content is used, the oxygen concentration can of the exhaust gas from the digestion zone in line 18 can easily be kept at a suitable value by the relative Flow rates of the gas supplied via line 17 and of the gas leaving via line 18 are appropriate be managed. For this purpose, for example, gas flow control valves in the gas inlet and / or gas outlet line can be provided, which is in a known manner from an oxygen concentration analyzer (not shown), the one in the outlet line 18 seated.

Dadurch, daS der Schlamm in der aeroben Abbauzone des vorliegenden Verfahrens auf einer thermophilen Temperatur von mindestens ungefähr 50 bis 52°C gehalten wird, läßt sich, wie gefunden wurde, eine im wesentlichen vollständige Pasteurisierung des Schlammes erreichen. Allgemein hat der aus der aeroben Zone 10 über die Leitung 14 abgehende,Because the sludge is in the aerobic degradation zone of the present Process is kept at a thermophilic temperature of at least about 50 to 52 ° C, can be, has been found to achieve substantially complete pasteurization of the sludge. Generally the outgoing from the aerobic zone 10 via the line 14,

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teilstabilisierte Schlamm bei dem vorliegenden Verfahren eine Temperatur zwischen 35°C und 75°C. Weil bei dieser speziellen Ausführungsform ein mesophiler anaerober Abbau in der abgedeckten zweiten Abbauzone 20 vorgesehen ist, wird den teilstabilisierten Schlamm in der Leitung 14 vorzugsweise Wärme entzogen, um einen wirkungsvollen Betrieb der anaeroben Schlammbehandlungsstufe bei einer niedrigeren Temperatur sicherzustellen, als sie in der ersten Abbauzone 1O vorgesehen wird. Dementsprechend wird der Schlamm in der Leitung 14 durch den Wärmetauscher hindurchgeleitet und in indirekten Wärmeaustausch mit dem teilaufgewärmten, einströmenden Schlamm gebracht, der in den Wärmetauscher 15 über die Leitung 9 eintritt. Der gekühlte, teilstabilisierte, aerob behandelte Schlamm fließt dann über die Leitung 16 zu der abgedeckten zweiten Abbauzone 2O. Alternativ läßt sich der teilstabilisierte Schlamm in der Leitung 14 auch mittels eines extern zugeführten Kühlmediums kühlen, beispielsweise mit dem geklärten Abfluß einer Abwasserbehandlungsanlage. Beim Betrieb im Winter ist es gegebenenfalls nicht erforderlich, einen Wärmeaustausch, wie er vom Wärmetauscher 15 bewirkt wird, zum Kühlen des teilstabilisierten Schlammstromes vorzusehen, weil Wärmeverluste an die Umgebung von der zweiten Abbauzone und dem von der ersten zur zweiten Abbauzone fließenden Schlammstrom das Fehlen eines solchen Wärmetauschers zufriedenstellend kompensieren können.partially stabilized sludge in the present process has a temperature between 35 ° C and 75 ° C. Because with this one special embodiment a mesophilic anaerobic degradation is provided in the covered second mining zone 20, the partially stabilized sludge is in the line 14, heat is preferably withdrawn in order to ensure efficient operation of the anaerobic sludge treatment stage in a Ensure lower temperature than is provided in the first mining zone 1O. Accordingly, will the sludge in line 14 through the heat exchanger passed through and in indirect heat exchange with the brought partially heated, inflowing mud, which in the heat exchanger 15 enters via the line 9. The chilled, partially stabilized, aerobically treated sludge then flows via line 16 to the covered second Mining zone 2O. Alternatively, the partially stabilized Cool the sludge in the line 14 also by means of an externally supplied cooling medium, for example with the clarified runoff of a wastewater treatment plant. When operating in winter it may not be necessary to a heat exchange, as it is effected by the heat exchanger 15, for cooling the partially stabilized sludge flow to be provided because heat losses to the environment from the second mining zone and that from the first to the second mining zone flowing sludge stream can satisfactorily compensate for the lack of such a heat exchanger.

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— Oo ~*- Oo ~ *

Der über die Leitung 16 in die zweite Abbauzone eingeleitete, teilstabilisierte Schlamm wird dort unter anaeroben Bedingungen bei Temperaturen von 25°C bis 45°C für eine ausreichend lange Schlammverweildauer gehalten, um den Gehalt des Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen auf weniger als ungefähr 40 % und vorzugsweise weniger als 20 % des Gehaltes des in die erste Abbauzone eingeleiteten Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen herabzudrücken; außerdem wird Methangas gebildet.The partially stabilized sludge introduced into the second degradation zone via line 16 is kept there under anaerobic conditions at temperatures of 25 ° C to 45 ° C for a sufficiently long sludge retention time to keep the sludge's biodegradable volatile suspended matter content to less than about 40 % and preferably less than 20 % of the biodegradable volatile suspended matter content of the sludge introduced into the first degradation zone; in addition, methane gas is formed.

Die Temperatur des Schlammes in der abgedeckten zweiten Abbauzone wird im Bereich von 25°C bis 60°C gehalten. Dies umfaßt sowohl einen Betrieb im mesophilen Bereich von 25°C bis 45 C als auch ein Arbeiten im thermophilen Bereich von 45 C bis 60°C. Für einen Betrieb mit besonders hohem Wirkungsgrad wird die anaerobe Zone beim mesophilen Arbeiten bei einer Schlammbehandlungstemperatur zwischen 35 C und 4O°C sowie vorzugsweise zwischen 37°C und 38°C gehalten. Ein bevorzugter Arbeitstemperaturbereich für den anaeroben thermophilen Abbau liegt zwischen 45°C und 50°C. Ein Betrieb in den vorstehend genannten bevorzugten Temperaturbereichen sorgt für einen besonders schnellen Abbau der biologisch abbaufdhigen flüchtigen Stoffe durch die betreffenden Mikrobenstämme.The temperature of the sludge in the covered second mining zone is kept in the range of 25 ° C to 60 ° C. This includes both operation in the mesophilic range of 25 ° C to 45 C as well as working in the thermophilic range of 45 C to 60 ° C. For operation with particularly high efficiency becomes the anaerobic zone during mesophilic work at a sludge treatment temperature between 35 C and 40 ° C and preferably between 37 ° C and 38 ° C. A preferred working temperature range for anaerobic thermophilic degradation is between 45 ° C and 50 ° C. A business in the above-mentioned preferred temperature ranges ensures a particularly rapid degradation of the biodegradable volatile substances by the relevant microbial strains.

Beim Betrieb der anaeroben Abbauzone 20 wird vorzugsweiseWhen operating the anaerobic degradation zone 20, it is preferred

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der Inhalt der Abbauzone mittels einer Rühreinrichtung 21 ständig gemischt, wodurch eine große Zone für den aktiven Abbau ausgebildet und die Geschwindigkeit der Stabilisierungsreaktionen bedeutend erhöht wird. Die Verweildauer des Schlammes in der zweiten Abbauzone kann zweckmäßig im Bereich von 4 bis 12 Tagen und vorzugsweise im Bereich von 5 bis 9 Tagen liegen. Schlammverweildauern in der zweiten Abbauzone von weniger als 4 Tagen können unzweckmäßig sein; die Verweildauer reicht immer weniger aus, um eine große lebensfähige Population von Methanbildnern in der anaeroben Stufe aufrechtzuerhaltenί das Gesamtschlammstabilisierungsverhalten des Abbausystems wird nachteilig beeinflußt. Andererseits wird bei Schlammverweildauern in der anaeroben Abbaustufe von mehr als 12 Tagen die Verweildauer in der zweiten Abbauzone überflüssig lang; es wird zunehmend schwieriger, die synergistischen Vorteile des integrierten Prozesses hinsichtlich Verweildauer und Tankraumbedarf zu verwirklichen, die innerhalb des Verweildauerbereiches von 4 bis 12 Tagen erzielt werden.the content of the mining zone by means of a stirring device 21 constantly mixed, creating a large zone for active degradation and the speed of stabilization reactions is increased significantly. The dwell time of the sludge in the second degradation zone can expediently be Range from 4 to 12 days and preferably in the range from 5 to 9 days. Sludge retention times in the second Mining zones of less than 4 days may be inappropriate; the length of stay is less and less sufficient to get a maintain a large viable population of methane generators in the anaerobic stage the overall sludge stabilization behavior the degradation system is adversely affected. On the other hand, with sludge retention times in In the anaerobic degradation stage of more than 12 days, the length of stay in the second degradation zone is unnecessarily long; it becomes increasingly difficult to take advantage of the synergistic advantages of the integrated process in terms of residence time and Realize tank space requirements that can be achieved within the residence time range of 4 to 12 days.

Nachdem die anaerobe Behandlung des Schlammes in der zweiten Abbauzone 20 abgeschlossen ist, wird der auf diese Weise erhaltene, weiter stabilisierte Schlamm aus der zweiten Abbauzone über die Leitung 24 ausgetragen und zwecks Rückgewinnung des Wärmeinhalts mit einströmendem Einsatzschlamm im Wärmetauscher 22 zum Wärmeaustausch gebracht, bevor der Schlamm die Anlage über die Leitung 25 endgül-After the anaerobic treatment of the sludge in the second degradation zone 20 is completed, the on this Wise obtained, further stabilized sludge discharged from the second degradation zone via line 24 and for the purpose Recovery of the heat content with the inflowing feed sludge brought into heat exchanger 22 for heat exchange, before the sludge finally leaves the system via line 25

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tig verläßt. Das in der zweiten Abbauzone 20 als ein Produkt der dort durchgeführten biochemischen Reaktionen gebildete Methangas verläßt die anaerobe Behandlungsstufe über eine Leitung 23, in der ein Stromregelventil 26 liegt.tig leaves. That in the second mining zone 20 as a product of the biochemical reactions carried out there Methane gas leaves the anaerobic treatment stage via a line 23 in which a flow control valve 26 lies.

Wie oben diskutiert, war bei der Durchführung herkömmlicher Verfahren ein ständiger Betrieb einer rasch wirkenden anaeroben Abbauzone bei optimaler, über der Außentemperatur liegender Temperatur von Haus aus schwierig aufrechtzuerhalten. Außentemperaturschwankungen verursachen typischerweise Schwankungen sowohl hinsichtlich der Temperatur des zuströmenden Schlammes als auch des Wärmeverlustes des Abbautanks, was seinerseits zu unerwünschten Temperaturschwankungen innerhalb des Abbautanks führt. Derartige Temperaturänderungen beeinflussen, wie diskutiert, die relativen Wachstumsraten der säurebildenden und der methanbildenden Bakterien. Die säurebildenden Bakterien sind typischerweise sehr robust; mäßige Temperaturschwankungen ändern deren Stoffwechselaktivität nicht in nennenswertem Maße. Dagegen sind methanbildende Bakterien extrem empfindlich gegenüber den Umweltbedingungen. Wird die Aufrechterhaltung einer konstanten Temperatur in der anaoroben Abbauzone durch auch nur kleinere Temperaturschwankungen gestört, kommt es leicht zu Instabilitäten hinsichtlich der Aktivität und des Wachstums der Methanbildner. Infolgedessen dominiert die Aktivität der Säure-As discussed above, was more conventional in the implementation Process a continuous operation of a rapidly acting anaerobic degradation zone at an optimal temperature above the outside temperature lying temperature difficult to maintain from home. Cause outside temperature fluctuations typically fluctuations in both the temperature of the inflowing sludge and the heat loss of the digestion tank, which in turn leads to undesirable temperature fluctuations within the digestion tank. Such temperature changes affect, as discussed, the relative growth rates of the acid-forming and the methane-producing bacteria. The acid-producing bacteria are typically very robust; moderate temperature fluctuations do not change their metabolic activity to any significant extent. Against this are methane-producing bacteria extremely sensitive to environmental conditions. Will maintaining a constant temperature in the anaorobic degradation zone due to only minor temperature fluctuations disturbed, instabilities can easily arise with regard to the activity and growth of the methane generators. As a result, the activity of the acid

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bildner; es kommt zu einer Ansammlung der sauren Zerlegungszwischenprodukte; der pH-Wert in der Abbauzone sinkt. Mit fallendem pH-Wert wird die Aktivität der Methanbildner weiter vermindert; der Prozeß wird erheblich gestört.sculptor; the acidic decomposition intermediates accumulate; the pH value in the mining zone drops. As the pH value falls, the activity of the methane generator increases further decreased; the process is significantly disrupted.

Um den oben geschilderten Prozeßstörungen in der konventioneller anaeroben Abbauzone zu begegnen, werden in der Regel in die Abbauzone große Mengen an Kalk eingebracht, um die Pufferwirkung zu verstärken und dadurch den pH-Wert in der Abbauzone zu erhöhen. Durch Anheben des pH-Wertes und Senken der Zuflußmenge ist es manchmal möglich, eine derart gestörte Abbauzone wieder zum richtigen Arbeiten zu bringen. Die vorstehend genannte Korrekturmaßnahme eignet sich jedoch in der Regel nur für kurzzeitige Fluktuationen oder Prozeßstörungen; sie bietet normalerweise keine Vorteile, wenn langzeitige Schwankungen oder Störbedingungen auftreten.To the above-described process disturbances in the conventional To counteract anaerobic mining zone, large amounts of lime are usually introduced into the mining zone, to increase the buffering effect and thereby the pH value to increase in the mining zone. By raising the pH and lowering the inflow it is sometimes possible to bring such a disturbed mining zone back to normal work. The corrective action mentioned above however, it is usually only suitable for brief fluctuations or process disturbances; she offers usually no benefit if long-term fluctuations or disturbance conditions occur.

Bei dem vorliegenden Verfahren werden erhöhte Arbeitstemperaturen in der Abbauzone bei minimalen Temperaturschwankungen unabhängig von klimatischen Bedingungen dadurch verwirklicht und aufrechterhalten, daß eine thermophile oder nahezu thermophile aerobe Abbaustufe mit einer anschließenden anaeroben Schlammbehandlungsstufe integriert wird. Im Falle des vorliegenden Verfahrens kann die thermophile oder nahezu thermophile aerobe Abbaustufe normalerweise mehr als genug Wärme beisteuern ,· um die anaerobeIn the present process, increased working temperatures in the mining zone are achieved with minimal temperature fluctuations Realized and maintained regardless of climatic conditions by having a thermophile or almost thermophilic aerobic degradation stage with a subsequent anaerobic sludge treatment stage is integrated. In the case of the present process, the thermophile or near-thermophilic aerobic degradation stage usually contribute more than enough heat to cause the anaerobic

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Stufe auf Grund des Wärmeinha _ ts des J:eilstabilisierten Schlammstroms, der von der aeroben Abbauzone zu der anaeroben Stufe geleitet wird, thermisch zu stabilisieren. Infolgedessen können Temperaturstörungen in der anaeroben Zone vorliegend praktisch eliminiert werden, indem Prozeßparameter geändert werden, zu denen die Schlammverweildauer in der aeroben Zone, der Feststoffgehalt des der aeroben Zone zugeführten Schlammes und das Maß des Warmeaustauschs gehören, auf Grund dessen der Einsatzschlamm vor seinem Einleiten in die aerobe Zone erwärmt wird.Stage due to the heat content of the J : to thermally stabilize the stabilized sludge flow, which is passed from the aerobic decomposition zone to the anaerobic stage. As a result, temperature disturbances in the anaerobic zone can be practically eliminated in the present case by changing process parameters, which include the sludge residence time in the aerobic zone, the solids content of the sludge fed to the aerobic zone and the degree of heat exchange due to which the feed sludge before it is introduced into the aerobic zone is heated.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des integrierten Verfahrens nach der Erfindung liegt außer den Vorzügen, die auf die Arbeitstempe aturstabilität zurückzuführen sind, in der Fähigkeit, sporadische Störungen, wie beispielsweise Stoßbelastungen, aufzufangen, ohne daß der Wirkungsgrad des Prozesses leidet. Bei einer konventionellen anaeroben Abbauzone tritt nicht nur die anfängliche Phase des Löslichmachens innerhalb des Abbauprozesses rasch auf, sondern läuft auch die Mikrobenwirkung durch fakultative säurebildende Bakterien mit hoher Geschwindigkeit ab. Tritt bei dem konventionellen anaeroben Abbausystem eine plötzliche hohe Feststoffbelastung auf, erfolgen das Löslichmachen und Ansäuern mit rascherer Geschwindigkeit als die methanbildenden Bakterien die sauren Zwischenprodukte nutzen können. Infolgedessen kommt es in der AbbauzoneAnother essential advantage of the integrated method according to the invention lies in addition to the advantages that are due to the working temperature stability, in the ability to deal with sporadic disorders, such as Shock loads to be absorbed without the efficiency of the process suffering. With a conventional anaerobic Degradation zone not only does the initial phase of solubilization occur rapidly within the degradation process, but also the microbial action by facultative acid-forming bacteria occurs at high speed. If the conventional anaerobic degradation system suddenly experiences a high level of solids, the solubilization takes place and acidifying at a faster rate than the methane-forming bacteria the acidic intermediates to be able to use. As a result, it occurs in the mining zone

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zu einer Ansammlung von sauren Bestandteilen. Der pH-Wert in der Abbauzone fällt. Ein Sauerwerden des Inhalts der Abbauzone droht einzutreten. Bei dem vorliegenden Verfahren fördert dagegen die stromaufwärtige thermophile oder fast thermophile aerobe Stufe ein- rasches Löslichmachen von biologisch abbaufähigem Material im Schlamm, so daß es nach Einsetzen einer Stoßbelastung der aeroben Zone zu einem raschen Löslichmachen in der aeroben Abbauzone sowie zu einer Stabilisierung der flüchtigsten Schlammanteile kommt, wodurch die Stoßbelastung geglättet und deren Einfluß auf die stromabliegende anaerobe Zone stark vermindert wird. In der weiteren Behandlungsstufe nimmt die anaerobe Zone einen teilstabilisierten Schlamm auf, bei dem die säurebildenden Bakterien und die methanbildenden Bakterien in gegenseitigem Gleichgewicht wachsen können.to an accumulation of acidic components. The pH falls in the mining zone. A souring of the contents of the The mining zone threatens to enter. In the present process, however, promotes the upstream thermophilic or almost thermophilic aerobic stage, a rapid solubilization of biodegradable material in the sludge, so that it leads to rapid solubilization in the aerobic degradation zone after the onset of a shock load in the aerobic zone as well to a stabilization of the most volatile sludge fractions, whereby the impact load is smoothed and their Effect on the downstream anaerobic zone is greatly reduced. In the further treatment stage, the anaerobic zone on a partially stabilized sludge, in which the acid-forming bacteria and the methane-forming Bacteria can grow in mutual equilibrium.

Insofern als bei der aeroben Abbauphase des vorliegenden Schlammbehandlungsverfahrens vorzugsweise eine thermophile Abbauzone verwendet wird, läßt sich das aus der US-PS 3 926 794 bekannte Verfahren vorteilhaft in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Behandlung von Abwasser benutzen, um BSB im Belebungsverfahren zu beseitigen und den resultierenden belebten Abschlamm mittels des vorliegenden Verfahrens zu behandeln.Insofar as the aerobic breakdown phase of the present one If a thermophilic degradation zone is preferably used in the sludge treatment process, this can be found in US Pat 3,926,794 known methods advantageously in connection with the method according to the invention for treating wastewater use to remove BOD in the activated sludge process and the resulting activated sludge by means of the present Procedure to deal with.

Eine Abwassernachbehandlung mit belebtem Schlamm wird bekanntlich wie folgt durchgeführt. BSB-haltiges Abwasser,After-treatment of wastewater with activated sludge is known carried out as follows. Wastewater containing BOD,

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beispielsweise kommunales Abwasser, kann zunächst durch einen Sandfang und ein primäres Absetzbecken geleitet werden, um von dem Abwasser einen Primärschlamm abzutrennen, der biologisch abbaufähige Schwebstoffe enthält, und um auf diese Weise einen an Feststoffen verarmten Primärabfluß zu erhalten, der dann in das Nachbehandlungssystem eingeleitet wird. Bei der Nachbehandlung werden der Primärabfluß und Rucklaufschlamm gemischt und in ausreichendem Maße sowie für eine genügende Zeitdauer belüftet, um eine Mischflüssigkeit mit vermindertem BSB-Gehalt zu bilden. Danach wird die Mischflussigkeit in gereinigte Flüssigkeit und belebten Schlamm getrennt. Mindestens ein größerer Teil des belebten Schlammes wird zurückgeführt, um als der genannte Rücklaufschlamm mit dem Primärabfluß gemischt zu werden. Dieses Abwasserbehandlungssystem kann zweckentsprechend in Verbindung mit dem vorliegenden Prozeß eingesetzt werden, wobei der Primärschlamm und nicht zuruckgeleiteter belebter Schlamm der ersten Abbauzone des vorliegenden Prozesses als Einsatzschlamm zugeführt werden .for example municipal sewage, can initially through a sand trap and a primary settling basin are conducted to separate a primary sludge from the wastewater, which contains biodegradable suspended matter, and in this way a primary runoff that is depleted in solids which is then introduced into the aftertreatment system. In the aftertreatment, the primary drain and return sludge mixed and aerated sufficiently and for a sufficient period of time to to form a mixed liquid with reduced BOD content. After that, the mixed liquid turns into purified liquid and revitalized mud separately. At least a larger part of the activated sludge is returned to to be mixed with the primary effluent as said return sludge. This sewage treatment system can appropriately used in conjunction with the present process, the primary sludge and not Revitalized sludge returned from the first mining zone of the present process are supplied as feed sludge.

Entsprechend dem Verfahren nach der US-PS 3 926 794 wird Sauerstoffgas für einen thermophilen Abbau von belebtem Schlamm in einer warmen abgedeckten Abbauzone benutzt; das Abgas der Abbauzone wird als mindestens der größere Teil des Belüftungsgases in einer kühleren abgedeckten Zone für eine Abwassernachbehandlung mit belebtem Schlamm verwen-According to the method of US Pat. No. 3,926,794, oxygen gas is used for thermophilic degradation of living Mud used in a warm covered mining zone; the exhaust gas of the degradation zone is considered to be at least the greater part of the aeration gas in a cooler, covered zone for wastewater post-treatment with activated sludge.

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det. Aus der Patentschrift geht hervor, daß ein Sauerstoffgas von relativ hoher Reinheit als Belüftungsgas für die Abbaustufe verwendet werden sollte, um die hohe Stoffübergangstriebkraft zu erzielen, die für ein wirkungsvolles Lösen vor. Sauerstoff in der bei erhöhter Temperatur arbeitenden aeroben Abbauzone notwendig ist. Bei erhöhten Temperaturen wird durch die stärkere biochemische Abbauwirkunr auf den Schlamm in der aeroben Abbauzone eine erhebliche Menge an Kohlendioxid als gasförmiges Reaktionsprodukt erzeugt. Weil die Löslichkeit von Kohlendioxid bei den für einen aeroben thermophilen Abbau charakteristischen hohen Temperaturen vergleichsweise gering ist, geht eine erhebliche Menge des Kohlendioxids in der aeroben Abbauzone in die Gasphase über, wodurch die wirksame Sauerstoffkonzentration im Belüftungsgas dieser Zone gesenkt wird. Außerdem wird bei hohen thermophilen Temperaturen die Sauerstoffgasphasenkonzentration in der Abbauzone durch den Wasserdampf weiter vermindert, der in dem Belüftungsgas auf Grund des relativ hohen Dampfdruckes von Wasser bei derartigen Temperaturen vorhanden ist.det. The patent shows that an oxygen gas of relatively high purity should be used as aeration gas for the degradation stage in order to maintain the high mass transfer driving force to achieve that for an effective release. Oxygen in the at elevated temperature working aerobic degradation zone is necessary. At elevated temperatures, the stronger biochemical degradation effect A significant amount of carbon dioxide is generated as a gaseous reaction product on the sludge in the aerobic degradation zone. Because the solubility of carbon dioxide contributes that characteristic of aerobic thermophilic degradation When the temperature is comparatively low, a significant amount of the carbon dioxide goes into the aerobic degradation zone into the gas phase, thereby increasing the effective oxygen concentration is lowered in the ventilation gas of this zone. It is also used at high thermophilic temperatures the oxygen gas phase concentration in the degradation zone further reduced by the water vapor in the ventilation gas due to the relatively high vapor pressure of Water is present at such temperatures.

Durch die vorstehend genannten Effekte wird die Triebkraft für einen Sauerstoff-Stoffübergang von der Gasphase in den Schlamm in der thermophilen Abbauzone beträchtlich herab-' gesetzt. Die Triebkraft für einen Sauerstoff-Stoffübergang in die flüssige Schlammphase wird auch auf Grund der niedrigeren Sauerstofflöslichkeit bei erhöhten thermophi-The above-mentioned effects are the driving force for an oxygen mass transfer from the gas phase to the Sludge in the thermophilic mining zone is considerably reduced. The driving force for oxygen mass transfer in the liquid sludge phase, due to the lower oxygen solubility with increased thermophilic

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len Temperaturwerten verringert. Aus diesen Gründen wird in der US-P5 3 926 794 empfohlen, daß das in die thermophile Abbauzone eingeleitete sauerstoffhaltige Gas eine Sauerstoffkonzentration von mindestens 8O Vol.% hat. Unter derartigen Arbeitsbedingungen kann das aus der thermophilen Abbauzone abgehende Belüftungsgas mit Vorteil als Oxidationsmittelgas bei einer Nachbehandlung mit Hilfe des Belebungsverfahrens verwendet werden.len temperature values are reduced. Because of these reasons in US-P5,3,926,794 recommends that this be incorporated into the thermophile The oxygen-containing gas introduced into the decomposition zone has an oxygen concentration of at least 80% by volume. Under Such working conditions can the venting gas leaving the thermophilic degradation zone with advantage Oxidizing agent gas can be used in an aftertreatment with the aid of the activation process.

Fig. 2 zeigt ein Fließschema für eine weitere Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens, das erkennen läßt, wie das aus der US-PS 3 926 794 bekannte Vorgehen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft kombiniert werden kann.Fig. 2 shows a flow chart for another embodiment of the present method, which can recognize, may be such as that known from US-PS 3,926,794 Procedure with the process of this invention advantageously combined.

Entsprechend Fig. 2 gelangt BSB-haltiges Wasser, beispielsweise Abwasser, über eine Leitung 101 in eine Begasungszone 102. Der Begasungszone 1O2 werden ferner ein erstes Gas, das mindestens 40 Vol.% Sauerstoff enthält, über eine Leitung 118 (gestrichelt) und belebter Rücklaufschlamm über eine Leitung 1O8 zugeführt, in der eine Pumpe 1O9 sitzt. Überstehende Flüssigkeit von einem Schlammeindicker 151 geht über eine Leitung 15O gleichfalls in die abgedeckte Begasungszone 1O2. In Fig. 2 sind Flüssigkeit und Schlamm führende Leitungen ausgezogen dargestellt, während Gas führende Leitungen gestrichelt veranschaulicht sind. Der Linfachhüit halber sind Ventile nicht dargestellt; derAccording to FIG. 2, water containing BOD, for example wastewater, enters a gassing zone 102 via a line 101. A first gas containing at least 40% by volume of oxygen is also fed to the gassing zone 1O2 via a line 118 (dashed) and activated return sludge fed via a line 1O8 in which a pump 1O9 is seated. Supernatant liquid from a sludge thickener 151 also passes via a line 150 into the covered aeration zone 1O2. In FIG. 2, lines carrying liquid and sludge are shown in solid lines, while lines carrying gas are shown in dashed lines. Valves are not shown for the sake of simplicity; the

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f f - ff -

zweckentsprechende Einsatz derartiger Ventile versteht sich jedoch für den Fachmann. Die genannten Ströme werden in der Begasungszone 1Ο2 mittels einer mechanischen Rühreinrichtung 1Ο3 gründlich gemischt. Die Rühreinrichtung kann motorisch angetriebene, nahe der Flüssigkeitsoberfläche sitzende oder in die Flüssigkeit eintauchende Impeller aufweisen. Das Sauerstoffgas kann über die Leitung 118 über oder unter dem Flüssigkeitsspiegel zugeführt werden. Vorrichtungen dieser Art sind bekannt; sie sollten so gewählt sein, daß eine große Kontaktfläche zwischen den Fluiden bei minimalem Energieaufwand erhalten wird. Wird das Sauerstoffgas in die Flüssigkeit eingebiasen oder zum Eindiffundieren gebracht, sollten die Blasen so klein sein, daß ihre Gesamtoberflache groß und ihr Auftrieb gering ist. Das Lösen von Sauerstoff wird auch dadurch unterstützt, daß die zum Einbringen des Gases vorgesehene Anordnung in die Flüssigkeit so tief eintaucht, daß der hydrostatische Effekt eine Rolle spielt.Appropriate use of such valves is understood by those skilled in the art. The said currents are Thoroughly mixed in the aeration zone 1Ο2 by means of a mechanical stirrer 1Ο3. The stirring device can be motor-driven, seated near the surface of the liquid or immersed in the liquid Have impellers. The oxygen gas can through the pipe 118 supplied above or below the liquid level will. Devices of this type are known; they should be chosen so that there is a large contact area between the fluids is obtained with minimal expenditure of energy. The oxygen gas is blown into the liquid or caused to diffuse in, the bubbles should be so small that their total surface is large and their buoyancy is low. The dissolving of oxygen is also supported by the fact that the one provided for introducing the gas Arrangement immersed in the liquid so deep that the hydrostatic effect plays a role.

Vorzugsweise sind Mittel vorgesehen, um in der Begasungszone 1Ο2 ständig ein Fluid gegenüber den anderen Fluiden umzuwälzen. Beispielsweise kann mit dem Gasraum in der Begasungszone über eine zweckentsprechende Leitungsanordnung ein Kompressor (nicht gezeigt) verbunden sein, um Belüftungsgas zum unteren Teil der Zone umzuwälzen und in Form von kleinen Blasen über ein Belüftungsgerät konventioneller Art freizusetzen. Alternativ kann die genannteMeans are preferably provided in order to keep one fluid in the aeration zone 1Ο2 in relation to the other fluids to overturn. For example, with the gas space in the gassing zone A compressor (not shown) can be connected to ventilation gas via an appropriate line arrangement to circulate to the lower part of the zone and in the form of small bubbles via an aerator more conventionally Kind of release. Alternatively, the said

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Mischeinrichtung auch zum Umwälzen der Fluide benutzt werden, wie dies bei Oberflächenbegasungsimpellern der Fall ist. Begasungsgerdte werden im allgemeinen nach dem socjenannten "Luft-Normalübergangswirkungsgrad" bemessen, der die Fähigkeit des Gerätes kennzeichnet, Sauerstoff aus Luft in Leitungswasser zu lösen, das keinen gelösten Sauerstoff enthält, unter einem Druck von einer Atmosphäre steht und eine Temperatur von 20 C hat. Geeignete Gerate haben einen Luft-Normalübergangswirkungsgrad von mindestens 0,92. kg Op/kVVh und vorzugsweise einen Wirkungsgrad von mindestens 1,85 kg CL/kV/h. Für diese Zwecke handelt es sich bei der für die Bemessung des Gerätes herangezogenen Energie um die Gesamtenergie, die sowohl für das Umrühren der f-'lussigkeit als auch für das Inkontaktbringen von Gas und Flüssigkeit verbraucht wird.Mixing device can also be used to circulate the fluids, as is the case with surface gassing impellers. Fumigation devices are generally measured according to the so-called "normal air transition efficiency", which characterizes the ability of the device to dissolve oxygen from air in tap water that does not contain dissolved oxygen, is under a pressure of one atmosphere and has a temperature of 20 ° C. Suitable devices have a normal air transition efficiency of at least 0.92. kg Op / kVVh and preferably an efficiency of at least 1.85 kg CL / kV / h. For these purposes, the energy used for dimensioning the device is the total energy that is consumed both for stirring the liquid and for bringing gas and liquid into contact.

Der vorstehend genannte Sauerstoff wird eingeleitet und mit der Mischflüssigkeit in ausreichender Menge und in ausreichendem Maße in Kontakt gebracht, um den Gehalt der Mischflüssigkeit an gelöstem Sauerstoff auf mindestens 0,5 mg/1 zu halten. Die Flüssigkeitstemperatur wird ferner vorzugsweise auf mindestens 15°C gehalten, so daß bei kaltem Wetter Mittel erforderlich sein können, um eine niedrigere TcmpuruLur in dor Dogasungszone 102 zu vermeiden. Beispielsweise kann für diesen Zweck das ankommende Abwasser in der Leitung 1O1 erhitzt werden. Aufbau und Arbeitsweise der Abwasserbegasungszone 102 können in der ausThe above-mentioned oxygen is introduced and mixed with the mixed liquid in sufficient quantity and in brought into contact to a sufficient extent to reduce the dissolved oxygen content of the mixed liquid to at least Hold 0.5 mg / 1. The liquid temperature is also preferably maintained at at least 15 ° C so that at Cold weather agents may be needed to avoid a lower TcmpuruLur in the Dogasungszone 102. For example, the incoming wastewater in line 1O1 can be heated for this purpose. Structure and way of working the wastewater gassing zone 102 can be in the off

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den US-PSen 3 547 811, 3 547 812 oder 3 547 815 bekannten Weise qewählt soin.known in U.S. Patents 3,547,811, 3,547,812 or 3,547,815 Wise so chose.

Die mit Sauerstoff angereicherte Mischflüssigkeit wird aus der abgedeckten Begasungszone 102 abgeleitet und gelangt über eine Leitung 104 in ein Klärbecken 105, um dort in gereinigte, überstehende Flüssigkeit und in belebten Schlamn getrennt zu werden. Nichtverbrauchten Sauerstoff enthaltendes Gas verlaßt die Begasungszone 1O2 über eine Leitung 119 und kann beispielsweise in die Atmosphäre entlüftet werden. Dieses Gas wird aus der Begasungszone in einer Durchflußmenge ausgetragen, die so geregelt ist, daß sein Sauerstoffgehalt nicht mehr als 40 % des Gesamtsauerstoffs ausmacht, der in die (im folgenden erläuterte) abgedeckte aerobe Abbauzone eingeführt wird. Aus dem Klärbecken 105 wird überstehende gereinigte Flüssigkeit über eine Leitung 1O6 abgezogen, während belebter Schlamm über eine Leitung 107 ausgetragen wird. Der belebte Schlamm enthält Mikroorganismen in konzentrierter Form entsprechend einem Gesamtschwebstoffgehalt (MLSS) von ungefähr 1O 000 bis 40 000 mg/l. Der größere Teil des belebten Schlammes, beispielsweise mindestens 85 %, wird über die Leitung 1O8 und die Pumpe 1O9 zu der Begasungszone zurückgeführt, und zwar vorzugsweise in einer solchen Durchflußmenge bezogen auf das BSB-haltige Abwasser, daß das Volumenverhältnis von Rücklaufschlamm zu BSB-haltigem Abwasser zwischen 0,1 und O,5 liegt. Die DurchflußmengenThe mixed liquid enriched with oxygen is diverted from the covered gassing zone 102 and arrives via a line 104 in a clarifier 105, where it is separated into purified, supernatant liquid and activated sludge. Unused oxygen-containing gas leaves the gassing zone 1O2 via a line 119 and can, for example, be vented into the atmosphere. This gas is discharged from the gassing zone at a flow rate controlled so that its oxygen content does not exceed 40 % of the total oxygen introduced into the covered aerobic degradation zone (discussed below). Supernatant, purified liquid is drawn off from the clarifier 105 via a line 106, while activated sludge is discharged via a line 107. The activated sludge contains microorganisms in a concentrated form corresponding to a total suspended matter content (MLSS) of approximately 1,000 to 40,000 mg / l. The greater part of the activated sludge, for example at least 85%, is returned to the gassing zone via line 1O8 and pump 1O9, preferably in such a flow rate based on the BOD-containing wastewater that the volume ratio of return sludge to BOD-containing Wastewater is between 0.1 and 0.5. The flow rates

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der in die abgedeckte Begasungszone 102 eingeleiteten Medien sind vorzugsweise so bemessen, daß die Gesamtschwebstoff konzentration dort zwischen 4OOO und 12 0OO mg/1 liegt und der Gehalt an flüchtigen Schwebstoffen (MLVSS) 3OÜÖ bis 1O 0OO mg/l beträgt. Die Flüssigkeits-Feststoff-Kontaktdauer in der Begasungszone 102 für die Absorption und Assimilation von organischen Stoffen liegt zwischen 3O Minuten und 24 Stunden. Diese Zeit schwankt in Abhängigkeit von der Stärke (d. h. dem BSB-Gehalt) des Abwassers, der Art der Schmutzstoffe, dem Feststoffgehalt in der Begasungszone und der Temperatur, wie sich dies für den Fachmann versteht.the media introduced into the covered gassing zone 102 are preferably dimensioned so that the total suspended matter concentration there is between 400 and 12000 mg / l and the content of volatile suspended solids (MLVSS) 3OÜÖ to 1O 0OO mg / l. The liquid-solid contact time in the gassing zone 102 for the absorption and assimilation of organic substances lies between 30 minutes and 24 hours. This time varies depending on the strength (i.e. the BOD content) of the wastewater, the type of contaminants, the solids content in the aeration zone and the temperature, as this is appropriate for understands the skilled person.

Aus zwei Gründen wird nicht der gesamte im Klärbecken 1O5 abgetrennte Schlamm zu der Begasungszone 102 zurückgeführt. Zum einen erzeugt das Belebungsverfahren insgesamt einen Überschuß an Mikroorganismen, weil die Masse der aus den Verunreinigungen im Abwasser synthetisierten neuen Zellen größer als die Masse der Zellen ist, die während der Behandlung eine Selbstoxidation erfahren. Zum anderen enthält das Abwasser normalerweise biologisch nicht abbaufähige Feststoffe, die sich absetzen und zusammen mit der Biomasse ansammeln. Infolgedessen muß ein kleiner Anteil des belebten Schlammes ausgeschieden werden, um für ein Gleichgewicht zwischen der Mikroorganismenpopulation und der Zufuhr an organischen Stoffen (BSB) zu sorgen sowie um die Ansammlung von inerten Feststoffen innerhalbNot all of it in the clarifier will be 1O5 for two reasons separated sludge is returned to the aeration zone 102. On the one hand, the activation process generates as a whole an excess of microorganisms, because the mass of the new synthesized from the impurities in the wastewater Cells is larger than the mass of cells that will self-oxidize during treatment. On the other hand The wastewater normally contains non-biodegradable solids that settle and together with the biomass accumulate. As a result, there must be a small proportion of the activated sludge to be excreted in order for a balance between the microorganism population and the supply of organic matter (BOD) as well as the accumulation of inert solids within

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-81-des Systems zu unterdrücken. Der Abschlamm macht für gewöhnlich weniger als 3 % des insgesamt abgetrennten Schlamms und selten mehr als 15 % aus.-81-of the system. The sludge usually accounts for less than 3 % of the total separated sludge and rarely more than 15%.

Zwar stellt der Abschlamm einen kleinen Anteil der im Klärbecken abgetrennten Gesamtfeststoffe dar; gleichwohl bildet er oft absolut gesehen eine große Stoffmenge. Unabhängig von der Menge stellt die Beseitigung dieses Schlammes einen erheblichen Teil der Kosten der Abwasserbehandlung dar; daneben bildet der Schlamm ein erhebliches ökologisches Problem. Der Schlamm ist verfaulbar und in hohem Maße biologisch aktiv; oft enthält er pathogene Bakterien. Der Schlamm ist als Düngemittel und/oder zur Geländeauffüllung potentiell geeignet. Vor einer solchen Anwendung muß er jedoch gut stabilisiert werden, um Belästigungen und gesundheitliche Risiken zu vermeiden. Sein hoher Wassergehalt (z.B. 96 bis 98 %) muß verringert werden.The sludge represents a small proportion of the total solids separated in the clarifier; nevertheless, viewed in absolute terms, it often constitutes a large amount of substance. Regardless of the amount, the disposal of this sludge represents a significant part of the cost of wastewater treatment; in addition, the sludge is a significant ecological problem. The sludge is digestible and highly biologically active; it often contains pathogenic bacteria. The mud is potentially suitable as fertilizer and / or for landfilling. Before such an application, however, it must be well stabilized in order to avoid nuisance and health risks. Its high water content (e.g. 96 to 98 %) must be reduced.

Der Abschlamm wird aus dem Klärbecken 105 über die Schlammumwälzschleife in einer Leitung 111 abgezogen. Er hat eine Gesamtschwebstoffkonzentration von 10 0OO bis 40 000 mg/l sowie anfänglich ungefähr die gleiche Temperatur wie7das Abwasser in der Begasungszone 102, d. h. 15°C bis 25°C. Der Abschlamm wird dem Eindicktank 151 zugeleitet. Der Eindicktank 151 konzentriert den Schlamm auf eine Gesamtschwebstoffkonzentration zwischen 20 000 -The sludge is drawn off from the clarifier 105 via the sludge circulation loop in a line 111. It has a Gesamtschwebstoffkonzentration 10 0oo to 40,000 mg / l and initially about the same temperature as the waste water 7 in the Begasungszone 102, ie 15 ° C to 25 ° C. The sludge is fed to the thickening tank 151. The thickening tank 151 concentrates the sludge to a total suspended matter concentration between 20,000 -

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.und 60 0OO mg/l. Der unten abgezogene, eingedickte Schlamm wird dom Schlammabbausystem über eine Leitung 152 zugeführt.. and 60 000 mg / l. The thickened one peeled off below Sludge is fed into the sludge removal system via a pipe 152 supplied.

In einigen Fällen, beispielsweise bei einer Abwasserbehandlung bei hoher Außentemperatur und hohen Feststoffkonzentrationen in dem vom Klärbecken unten abgezogenen Strom, kann ein Eindicken des Abschlammes aus dem Klärbecken nicht notwendig sein; der Schlamm in der Leitung 111 kann dann über eine Leitung 153 zweckmäßig an dem Eindicktank 151 vorbeigeführt werden und anschließend in die Leitung 152 gelangen, um an das' Schlammabbausystem zu gehen. Der Überlauf des Scnlammeindickers (überstehende Flüssigkeit) wird, wie oben beschrieben, über die Leitung 150 der Begasungszone 102 zugeführt.In some cases, such as wastewater treatment at high outside temperatures and high solids concentrations in the stream drawn from the clarifier below, the sludge from the clarifier can thicken not be necessary; the sludge in the line 111 can then conveniently via a line 153 to the Thickening tank 151 are passed and then in line 152 to get to the 'sludge removal system to go. The overflow of the flame thickener (protruding Liquid) is, as described above, via the Line 150 is fed to the gassing zone 102.

Der eingedickte Schlamm in der Leitung 152 kann, falls erforderlich, vor dem Einleiten in eine aerobe Abbauzone 110 mittels eines Methanheizkessels 130 erhitzt werden. Statt dessen kann der Schlamm auch mit dem stabilisierten Schlammabfluß aus einer anaeroben Abbauzone 12Ob in Wärmeaustausch gebracht werden, ähnlich wie dies vorstehend in Verbindung mit der Ausführungsform nach Fig. 1 erläutert ist. Abschlamm wird in die abgedeckte erste Abbauzone 11O aus der Leitung 152 entweder kontinuierlich oder intermittierend eingeleitet. Die aerobe Abbauzone 110 wird auf einer Temperatur von 35°C bisThe thickened sludge in line 152 can, if required before entering an aerobic degradation zone 110 can be heated by means of a methane boiler 130. Instead, the sludge can also be used with the stabilized sludge runoff from an anaerobic degradation zone 12Ob can be brought into heat exchange, similar to the above in connection with the embodiment according to FIG Fig. 1 is explained. Blowdown is covered in the first degradation zone 110 from line 152 either continuously or initiated intermittently. The aerobic degradation zone 110 is at a temperature of 35 ° C to

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/L)°C und vorzugsweise im thermophilen Bereich von 45 C bis 75°C gehalten. Bei autothermem Betrieb in der aeroben Abbauzone wird vorzugsweise im Bereich von 55°C bis 65°C gearbeitet. Die erhöhte Temperatur in der abgedeckten ersten Abbauzone 110 kann auch aufrechterhalten werden, indem externe Wärme zugeführt wird, beispielsweise indem man ein zweckentsprechendes erhitztes Fluid in einem nicht gezeigten Wärmetauscher umwälzt, der in der Abbauzone sitzt. Wegen der Neigung der Feststoffe, Überzüge zu bilden und Verstopfungen zu verursachen, sollten innerhalb der Abbauzone angeordnete Wärmetauscheroberflächen nicht kompliziert oder in engen Abständen angeordnet sein; vorteilhafterweise können sie in die Wand des Tanks eingebettet oder mit dieser verbunden sein./ L) ° C and preferably in the thermophilic range of 45 ° C held up to 75 ° C. In the case of autothermal operation in the aerobic degradation zone, preferably in the range from 55 ° C to 65 ° C worked. The elevated temperature in the covered first mining zone 110 can also be maintained, by adding external heat, for example by having an appropriate heated fluid in a heat exchanger, not shown, circulates in the degradation zone sits. Because of the tendency of the solids to form coatings and cause clogging, should be inside heat exchanger surfaces located in the mining zone are not complicated or closely spaced; advantageously they can be embedded in the wall of the tank or connected to it.

Ein zweites Sauerstoffgas, das mindestens 80 Vol.% Sauerstoff aufweist, wird der abgedeckten, ersten Abbauzone 110 über eine Leitung 117 zugeführt. Wie im folgenden erläutert ist, reicht die Menge dieses Gases aus, um für einen Teil des ersten Sauerstoffgases zu sorgen, das in die Begasungszone 102 über die Leitung 118 eingeleitet wird.A second oxygen gas that contains at least 80% oxygen by volume is fed to the covered, first mining zone 110 via a line 117. As explained below is, the amount of this gas is sufficient to provide some of the first oxygen gas that is in the gassing zone 102 is introduced via the line 118.

Vorzugsweise wird die erhöhte Temperatur in der abgedeckten ersten Abbauzone 110 autothermisch erzielt, ohne daß Wärmetauscher wie die Einrichtung 130 notwendig werden. Der konzentrierte Schlamm, wie er bei dem Sauerstoffbega-Preferably, the elevated temperature is covered in the first degradation zone 110 achieved autothermally without the need for heat exchangers such as the device 130. The concentrated sludge, as it is in the oxygen gassing

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sungsverfahren nach der US-PS 3 547 813 üblicherweise anfallt, eignet sich für einen autothermischen Betrieb besonders gut, da er einen gegenüber dem Gehalt an biologisch abbaufähigem "Brennstoff" verminderten Wassergehalt hat. Außerdem wird mit hohen FeststoffKonzentrationen die Größe des Abbautanks kleiner, wodurch auch Wärmeleitverluste durch die Wände des Abbautanks hindurch verringert werden. Wie zuvor erwähnt, sollte der Gesamtschwebstoffgehalt des Schlammes in der Abbauzone auf Grund solcher Erwägungen mindestens 20 000 mg/l betragen .Solution process according to US Pat. No. 3,547,813 is customary accrues, is particularly suitable for an autothermal operation, as it has a biological effect compared to the content of degradable "fuel" has reduced water content. In addition, it is made with high solids concentrations the size of the digestion tank is smaller, as a result of which there is also heat conduction losses through the walls of the digestion tank be reduced. As previously mentioned, the total suspended solids content should of the sludge in the mining zone should be at least 20,000 mg / l on the basis of such considerations .

Die oberen Grenzwerte für die Feststoffkonzentration in der aerooen Abbauzone werden im wesentlichen von zwei Faktoren bestimmt. Allgemein hängt die Maximalkonzentration von der Fähigkeit von konventionellen Absetz- und Eindickeinrichtungen ab, den Wassergehalt zu vermindern. Flotationseinrichtungen, Zentrifugalscheider und Schwerkrafteindicker sorgen oft für Gesarntschwebstoffkonzentrationen von 60 000 mg/1. Der Feststoffgehalt kann ferner dadurch erhöht werden, daß Frischschlamm oder konzentrierter Abfall aus einer anderen Quelle als dem Abwasser zugemischt werden. Der zweite Faktor, der die Feststoffkonzentrationen begrenzt, ist die zunehmende Schwierigkeit, in der Abbauzone Sauerstoff zu Ibsen und die Feststoffe zu mischen. Ein zweckmäßiger oberer Grenzwert ist 60 000 mg/1 und vorzugsweise 80 000 mg/l, um sicherzustel-The upper limit values for the solids concentration in the aerobic degradation zone are essentially determined by two factors. In general, the maximum concentration depends on the ability of conventional settling and Eindickeinrichtungen to reduce the water content. Flotation devices, centrifugal separators and gravity thickeners often ensure total suspended matter concentrations of 60,000 mg / l. The solids content can also be increased by adding fresh sludge or concentrated waste from a source other than the wastewater. The second factor which limits the solids concentration is the increasing difficulty to mix in the degradation zone oxygen to Ibsen and the solids. An appropriate upper limit is 60,000 mg / l and preferably 80,000 mg / l to ensure

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len, daß eine genügende Sauerstoffanreicherung des
Schlammes erfolgen kann, ohne daß Übermäßig Energie für
das Mischen von Belüftungsgas und Schlamm aufgewendet
zu werden braucht.
len that a sufficient oxygenation of the
Mud can be done without using excessive energy for
the mixing of aeration gas and sludge was expended
needs to become.

Die Konstruktion des Abbautanks beeinflußt ebenfalls die Aufrechterhaltung von erhöhten Temperaturwerten. Betonwände sind wegen der geringeren Wärmeleitungsverluste
von Beton gegenüber Metallwänden vorzuziehen. Der Wärmeverlust läßt sich weiter herabdrücken, indem der Tank un terirdisch eingebettet und Erde gegen alle freiliegenden lotrechten Tankwände aufgeworfen wird. Falls erforderlich, kann eine Wärmeisolation, beispielsweise ein Beton von niedriger Dichte oder ein Schaumstoff, über eine metallische Abdeckung aufgebracht werden,
The construction of the digestion tank also affects the maintenance of elevated temperatures. Concrete walls are because of the lower heat conduction losses
of concrete is preferable to metal walls. The heat loss can be further reduced in that the tank is embedded underground and earth is thrown against all exposed vertical tank walls. If necessary, thermal insulation, such as a low density concrete or foam, can be applied over a metallic cover,

Vorzugsweise werden für das Verfahren nach der Erfindung ferner aerobe und anaerobe Abbautanks verwendet, die ein Oberflächen/Volumen-Verhältnis von weniger als 2,62 m /m haben. Dabei umfaßt der Begriff "Oberfläche" die gesamte Wandoberfläche des abgedeckten Abbautanks einschließlich Boden, Deckel und Seitenwänden. Oberflächen/Volumen~Ver-Aerobic and anaerobic digestion tanks which have a surface / volume ratio of less than 2.62 m / m are also preferably used for the method according to the invention. The term "surface" includes the entire wall surface of the covered mining tank including the bottom, cover and side walls. Surfaces / volume ~

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hältnisse von mehr als 2,62 m /m führen zu großen Wärmeleitungsverlusten durch die Wände hindurch, bezogen
auf die Menge der im Abbautank aufrechtzuerhaltenden Wär me. Ein derartiger Wärmeverlust erfordert normalerweise
eine Wärmeisolation auf den der Außenatmosphäre ausge-
ratios of more than 2.62 m / m lead to large heat conduction losses through the walls, related
on the amount of heat to be maintained in the digestion tank. Such heat loss usually requires
thermal insulation on the outside atmosphere

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setzten Wanden.set walls.

Die Verweildauer des Schlammes in der aeroben Abbauzone beeinflußt ebenfalls die erhöhten Temperaturwerte, insbesondere die autothermischen Temperaturwerte, die aufrechterhalten werden können. Das Verhältnis von Verweildauer und Temperatur wird von zahlreichen Faktoren bestimmt, unter anderem von der Abbaufähigkeit und der Stärke (dem Feststoffgehalt) des Schlammes. Im allgemeinen sollte mit einer Schlammverweildauer in der ersten Abbauzone von 4 bis 48 Stunden gearbeitet werden. Zweckmäßig beträgt die Schlammverweildauer in der ersten Abbauzone 12 bis 30 Stunden und vorzugsweise 12 bis 24 Stunden.The length of time the sludge remains in the aerobic degradation zone also affects the elevated temperature values, particularly the autothermal temperature values that are maintained can be. The relationship between length of stay and temperature is determined by numerous factors, among other things on the degradability and the strength (the solids content) of the sludge. In general should be worked with a sludge retention time in the first degradation zone of 4 to 48 hours. Appropriate the sludge residence time in the first degradation zone is 12 to 30 hours and preferably 12 to 24 hours Hours.

Die erste Abbauzone 110 ist mit einem mechanischen Rührwerk 112 ausgestattet, das von der gleichen Art wie das Rührwerk 1O3 in der Begasungszone 102 sein kann. Außerdem sind Mittel vorgesehen, um in der Abbauzone das zweite Gas oder den belebten Schlamm gegenüber den anderen Fluiden ständig umzuwälzen.The first mining zone 110 is equipped with a mechanical agitator 112 which is of the same type as the Agitator 1O3 can be in the aeration zone 102. aside from that Means are provided to divert the second gas or the activated sludge from the other in the degradation zone Constantly circulating fluids.

Das mindestens 80 % Sauerstoff enthaltende zweite Gas wird der abgedeckten aeroben Abbauzone 110 zugeleitet und mit dem dort befindlichen Schlamm in ausreichender Menge und in ausreichendem Maße gemischt, um einen aeroben Abbau herbeizuführen" und die Gesamtschwebstoffkonzen-The second gas containing at least 80 % oxygen is fed to the covered aerobic degradation zone 110 and mixed with the sludge located there in sufficient quantity and to a sufficient extent to bring about aerobic degradation "and the total suspended matter concentration

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tration des Schlammes bei"mindestens 20 000 mg/1 zu halten .The concentration of the sludge must be kept at "at least 20,000 mg / l .

Ein an Sauerstoff verarmtes Abbaugas mit einer Sauerstoffkonzentration von mindestens 40 % wird aus der abgedeckten Abbauzone 110 über die Leitung 118 in einer solchen Durchflußmenge abgezogen, daß sein Sauerstoffgehalt mindestens 35 % des Sauerstoffgehalts des Sauerstoffeinsatzgases ausmacht, das über die Leitung 117 einströmt. Das Gas in der Leitung 118 gelangt zu der abgedeckten Begasungszone 1O2 als mindestens ein größerer Teil des erwähnten ersten Gases, das den Sauerstoff bereitstellt, der für die biochemische Sauerstoffanreicherung des Abwassers erforderlich ist. Falls notwendig, kann zusätzliches sauerstoff haltiges Gas von einer externen Quelle aus zugeführt werden, um den sauerstoffhaltigen Gasstrom in der Leitung 118 zu vergrößern.An oxygen-depleted decomposition gas with an oxygen concentration of at least 40 % is withdrawn from the covered decomposition zone 110 via the line 118 in such a flow rate that its oxygen content is at least 35 % of the oxygen content of the oxygen feed gas flowing in via the line 117. The gas in the line 118 reaches the covered gassing zone 1O2 as at least a larger part of the mentioned first gas, which provides the oxygen that is required for the biochemical oxygenation of the wastewater. If necessary, additional oxygen-containing gas can be supplied from an external source to increase the oxygen-containing gas flow in line 118.

Nachdem der gewünschte Grad der aeroben Abbaubehandlung in der Zone 110 erreicht ist, wird teilstabilisierter Schlamm aus der ersten abgedeckten Abbauzone 110 über eine Leitung 114 ausgetragen und dem anaeroben Behandlungsteil des integrierten Systems zugeführt. Bei dieser Ausführungsform umfaßt die zweite anaerobe Abbauzone eine Ansäuerungs- oder Säurebildungsteilzone 12Oa und die Methanf ermentationsteilzone 12Ob. Der von der ersten Abbauzone 110 kommende teilstabilisierte Schlamm in der Lei-After the desired degree of aerobic degradation treatment is achieved in zone 110, it is partially stabilized Sludge discharged from the first covered degradation zone 110 via a line 114 and the anaerobic treatment part of the integrated system. In this embodiment, the second anaerobic degradation zone comprises one Acidification or acidification subzone 12Oa and the methanef Ermentation subzone 12Ob. The partially stabilized sludge coming from the first mining zone 110 in the pipe

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tung 114 wird in die Säurebildungsteilzone 120α eingeleitet und dort für eine Schlammverweildauer von 24 bis 60 Stunden gehalten, um für die notwendige Ansäuerung des Schlammes zu sorgen. Der Inhalt der Teilzone 120a wird durch ein Rührwerk 121a ständig gemischt, um Kohlehydrate, Fette und Proteine in gleichförmiger Geschwindigkeit zu niedrigeren Fettsäuren abzubauen. Am Ende der notwendigen Verweildauer in der Teilzone 12Oa wird der angesäuerte Schlamm von dort über eine Leitung 126 ausgetragen. Falls die Temperatur des die Zone 120a verlassenden Schlammes über den optimalen Methanbildungswerten liegt, wird die Temperatur des angesäuerten Schlammes zweckmäßig abgesenkt, um einen befriedigenden Betrieb der methanbildenden Teilzone 120b zu gewährleisten. Der Schlamm in der Leitung 126 wird daher durch einen Wärmetauscher 115 im Gegenstrom zu einem Kühlmittelstrom geleitet, der den Wärmetauscher über eine Leitung 160 durchfließt. Der erhaltene, teilgekühlte, teilstabilisierte Schlamm, der den Wärmetauscher 115 verläßt, strömt dann über eine Leitung 127 zu der Methanfermentationsteilzone 120b. Das der Kühlung dienende Wärmeaustauschmedium in der Leitung 16O kann zweckentsprechend ein Kühlwasserstrom sein, beispielsweise ein Teil des Abflusses, der das Nachklärbecken über die Leitung 106 verläßt, oder, wie im Falle der zuvor erläuterten Ausführungsform, der dem Abbausystem zufließende ankommende Einsatzschlammstrom.device 114 is introduced into the acid formation subzone 120α and held there for a sludge residence time of 24 to 60 hours in order to ensure the necessary acidification of the sludge. The contents of the subzone 120a are continuously mixed by an agitator 121a in order to break down carbohydrates, fats and proteins at a uniform rate to lower fatty acids. At the end of the necessary residence time in the sub-zone 120a, the acidified sludge is discharged from there via a line 126. If the temperature of the sludge leaving zone 120a is above the optimum methane formation values, the temperature of the acidified sludge is expediently lowered in order to ensure satisfactory operation of methane-forming subzone 120b. The sludge in line 126 is therefore passed through a heat exchanger 115 in countercurrent to a coolant flow which flows through the heat exchanger via a line 160. The partially cooled, partially stabilized sludge obtained, which leaves the heat exchanger 115, then flows via a line 127 to the methane fermentation subzone 120b. The heat exchange medium used for cooling in line 16O can appropriately be a flow of cooling water, for example part of the drain that leaves the secondary clarifier via line 106, or, as in the case of the previously explained embodiment, the incoming feed sludge flow flowing into the digestion system.

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Die anaerobe Abbauteilzone 12Ob stellt die methanbildende Abbaustufe des Prozesses dar. Für einen optimalen Betrieb wird der Schlamm in der Methanfermentationsteilzone auf einer Temperatur zwischen 35°C und 4O°C sowie vorzugsweise zwischen 37°C und 38°C gehalten. Der Inhalt der Zone 12Ob wird mittels eines Rührwerks 121b ständig gemischt, wodurch für eine große aktive Zerlegungszone gesorgt und die Geschwindigkeit der dort ablaufenden Stabilisierungsreaktionen wesentlich erhöht wird. Die Schlammverweildauer in der Methanfermentationsteilzone liegt auf Grund der vorstehend diskutierten Erwägungen hinsichtlich der Schlammverweildauer in der anaeroben zweiten Abbauzone vorzugsweise zwischen 4 Tagen und 8 Tagen. Methangas, das durch die in der Teilzone 12Ob ablaufenden biochemischen Reaktionen erzeugt wird, verläßt diese Zone über eine Leitung 128, in der ein Stromregelventil 129 liegt. Ein Teil dieses ausgetragenen Methangases kann dem Heizkessel 13O über eine Leitung 132 zugeführt werden, während der restliche Teil aus dem Prozeß in einer Leitung 131 abgezogen wird, um eine weitere Behandlung zu erfahren und/oder anderen Endverbrauchsstufen zugeführt zu werden. Der weiter stabilisierte Schlamm, der nicht mehr als 40 % und vorzugsweise nicht mehr als 20 % des ursprünglichen Gehalts des einströmenden Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Feststoffen enthält, wird aus dem Prozeß über eine Leitung 133 abgeführt.The anaerobic degradation zone 120b represents the methane-forming degradation stage of the process. For optimal operation, the sludge in the methane fermentation zone is kept at a temperature between 35 ° C and 40 ° C and preferably between 37 ° C and 38 ° C. The contents of the zone 120b are constantly mixed by means of an agitator 121b, whereby a large active decomposition zone is provided and the speed of the stabilization reactions occurring there is significantly increased. The sludge retention time in the methane fermentation subzone is preferably between 4 days and 8 days based on the considerations discussed above with regard to the sludge retention time in the anaerobic second degradation zone. Methane gas, which is generated by the biochemical reactions taking place in the partial zone 12Ob, leaves this zone via a line 128 in which a flow control valve 129 is located. A portion of this discharged methane gas can be fed to the boiler 130 via a line 132, while the remainder is withdrawn from the process in a line 131 in order to undergo further treatment and / or to be fed to other end-use stages. The further stabilized sludge, which contains no more than 40 % and preferably no more than 20 % of the original biodegradable volatile solids content of the inflowing sludge, is discharged from the process via a line 133.

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Fig. 3 zeigt ein Fließschema einer weiteren AusfUhrungsforrn, bei der Schlamm von Abwasservor- und -nachbehandlungsstufen dem Schlammabbausystem zugeführt wird. Diese Ausführungsform stellt eine Verfahrensabfolge dar, bei der eine thermophile aerobe erste Abbaustufe mit einer thermophilen anaeroben zweiten Abbaustufe integriert ist. Bisher wurde ein thermophiler anaerober Abbau in der Praxis wenig eingesetzt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die oben diskutierten, mit einem mesophilen anaeroben Betrieb verbundenen Probleme bekannter Anlagen bezüglich thermischer Instabilität und extremer Empfindlichkeit gegenüber Änderungen der Prozeßbedingungen bei einem thermophilen anaeroben Abbau noch stärker ausgeprägt sind. Wegen der unkontrollierbaren Arbeitsstabilität des thermophilen anaeroben Abbaus hat dieser Schlammbehandlungsprozeß bisher bei kommerziellen Schlammabbauanwendungen wenig Beachtung gefunden. Die Probleme der Betriebsinstabilität und übermäßiger Empfindlichkeit gegenüber Prozeßschwankungen werden bei der thermophilen aeroben/anaeroben Ausführungsform der Erfindung auf die gleiche Weise überwunden wie dies in Verbindung mit den Ausführungsformen der Erfindung beschrieben ist, die eine anaerobe mesophile zweite Abbaustufe vorsehen.Fig. 3 shows a flow diagram of a further AusfUhrungsforrn, in the sludge from wastewater pre- and post-treatment stages is fed to the sludge removal system. This embodiment represents a process sequence in the one thermophilic aerobic first degradation stage with a thermophilic anaerobic second degradation stage is integrated. So far, thermophilic anaerobic degradation has been in practice little used. This is due to the fact that related to the problems of known plants associated with mesophilic anaerobic operation discussed above thermal instability and extreme sensitivity to Changes in the process conditions in the case of thermophilic anaerobic degradation are even more pronounced. Because This sludge treatment process has the uncontrollable working stability of thermophilic anaerobic degradation heretofore received little attention in commercial sludge removal applications. The problems of operational instability and excessive sensitivity to process variability become apparent in the thermophilic aerobic / anaerobic embodiment of the invention is overcome in the same manner as that in connection with the embodiments of the invention which provide an anaerobic mesophilic second degradation stage.

Bei der Anordnung nach Fig. 3 strömt Rohabwasser, das beispielsweise aus kommunalem Abwasser, industriellem Abwasser und Regenwasser besteht, über eine Leitung 24O in ei- In the arrangement according to FIG. 3, raw sewage, which consists for example of municipal sewage, industrial sewage and rainwater, flows via a line 24O into a

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ne primäre Absetzzone 241 ein. Die Absetzzone 241 kann zweckentsprechend aus einem Schwerkraftklärbecken von konventioneller Art bestehen. In der Absetzzone wird das zufließende Abwasser in einen Primärabfluß mit vermindertem BSB-Gehalt, der über eine Leitung 201 in eine Begasungszone 2O2 gelangt, und einen abgesetzten Schlammunterstrom getrennt, der aus der Zone 241 über eine Leitung 242 abgeführt wird. Der Begasungszone 202 werden ferner über eine Leitung 218 ein sauerstoffhaltiges Belüftungsgas, über eine Leitung 25O überstehende Schlammeindickerflüssigkeit und über eine Leitung 208 belebter Rücklaufschlamm zugeleitet. Eine Fluidmisch- und Umwälzeinrichtung 2O3 befindet sich in der Begasungszone 202, um die verschiedenen, der Begasungszone zugeführten Fluide zu mischen, eine Mischflüssigkeit zu bilden und gleichzeitig die Mischflüssigkeit oder das sauerstoffhaltige Belüftungsgas gegenüber den anderen dort befindlichen Fluiden ständig umzuwälzen. Wie oben diskutiert, kann die Fluidmisch- und -umwälzeinrichtung eine in die Flüssigkeit eintauchende Gaseinblasvorrichtung in Verbindung mit einem unter dem Flüssigkeitsspiegel sitzenden Mischimpeller oder eine Oberflächenbelüftungsimpellereinrichtung umfassen. Nach der erforderlichen Begasungsdauer, beispielsweise 2 bis 6 Stunden, werden eine an BSB verarmte Mischflüssigkeit, und ein an Sauerstoff verarmtes Belüftungsgas mit mindestens 21 Vol.% Sauerstoff aus der Begasungszone 202 über Leitungen 2O4 bzw. 219 ausgetragen.ne primary settling zone 241. The settling zone 241 can appropriately consist of a conventional gravity clarifier Kind exist. The inflowing is in the settling zone Wastewater in a primary drain with reduced BOD content, which reaches a gassing zone 2O2 via a line 201, and a settled sludge underflow separated, which is discharged from the zone 241 via a line 242 will. The gassing zone 202 are also via a Line 218 an oxygen-containing ventilation gas, via a Line 250 supernatant sludge thickening liquid and fed in via a line 208 activated return sludge. A fluid mixing and circulating device 2O3 is located in the aeration zone 202 in order to mix the various fluids supplied to the aeration zone To form mixed liquid and at the same time the mixed liquid or the oxygen-containing ventilation gas opposite to constantly circulate the other fluids located there. As discussed above, the fluid mixing and circulation device immersed in the liquid Gas injection device in connection with a mixing impeller or a Surface ventilation impeller means include. To the required duration of fumigation, for example 2 to 6 Hours, become a mixed liquid depleted in BOD, and an oxygen-depleted ventilation gas with at least 21% by volume of oxygen from the gassing zone 202 via lines 2O4 and 219 respectively.

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Die an BSB verarmte, mit Sauerstoff angereicherte Mischflüssiqkeit in dor Leitung 204 gelangt zu der sekundären Absetzzone 205, wo belebter Schlamm von der gereinigten Flüssigkeit abgetrennt wird; letztere verläßt den Prozeß über eine Leitung 2O6. Der abgesetzte belebte Schlamm wird aus der sekundären Absetzzone über eine Leitung 2O7 abgeführt. Ein größerer Teil dieses abgezogenen Schlammes wird als Rücklaufschlamm zu der Begasungszone 2O2 über die Leitung 208 zurückgeführt, in der eine Umwälzpumpe 2O9 sitzt. Der verbleibende, nicht zurückgeführte Teil, der 3 % bis 1O % des Schlammes in der Leitung 207 ausmachen kann, gelangt über eine Leitung 252 zu einem Schlammeindicker 251.The mixed liquid depleted in BOD and enriched with oxygen in the line 204 reaches the secondary settling zone 205, where activated sludge is separated from the purified liquid; the latter leaves the process via line 206. The settled activated sludge is discharged from the secondary settling zone via a line 2O7. A larger part of this withdrawn sludge is returned as return sludge to the gassing zone 2O2 via line 208, in which a circulating pump 2O9 is located. The remaining, non-recirculated part, which can make up 3% to 10 % of the sludge in the line 207, reaches a sludge thickener 251 via a line 252.

Der Schlarr.rneindicker 251 weist eine weitere Schlammabsetz- und Eindickzone auf, die den Schlamm auf einen Feststoffgehalt zwischen 2 % und 6 % konzentriert, so daß die Gesamtschwebstoffkonzentration zwischen 20 000 und 60 0OO mg/1 liegt. Der eingedickte Schlammunterstrom wird über eine Leitung 245 abgeführt und mit Primarschlamm in der Leitung 242 von der primären Absetzzone 241 vereinigt, so daß ein kombinierter Schlammstrom in einer Leitung 211 entsteht. Die überstehende Flüssigkeit aus dem Schlammeindicker 251 wird in der zuvor beschriebenen Weise über die Leitung 250 der Begasungszone 202 zugeführt.The Schlarr.rneindicker 251 has a further sludge settling and thickening zone which concentrates the sludge to a solids content between 2 % and 6 % , so that the total suspended matter concentration is between 20,000 and 60,000 mg / l. The thickened sludge underflow is discharged via a line 245 and combined with primary sludge in the line 242 from the primary settling zone 241, so that a combined sludge flow in a line 211 is formed. The supernatant liquid from the sludge thickener 251 is fed via the line 250 to the gassing zone 202 in the manner described above.

Der kombinierte Schlammstrom in der Leitung 211 kann, falls erwünscht, durch indirekten Wärmeaustausch mit demThe combined sludge flow in line 211 can, if desired, by indirect heat exchange with the

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warmen stabilisierten Schlamm aus einer zweiten Abbauzone 22O teilaufgewärmt werden; er gelangt dann über eine Leitung 248 zu der ersten Abbauzone 210. Vor dem Einleiten in die erste Abbauzone 210 kann der Schlamm in der Leitung 248 mittels einer Heizeinrichtung 231 weiter erhitzt werden, in der Methangas verbrannt wird, das über eine Leitung 227 zuströmt.warm stabilized sludge from a second mining zone 22O are partially warmed up; he then arrives via a Line 248 to the first mining zone 210. Before discharge In the first degradation zone 210, the sludge in the line 248 can be heated further by means of a heating device 231 in which methane gas is burned that over a line 227 flows in.

Wenn die Außentemperaturbedingungen ein Erhitzen des dem' Abbausystem zugeführten Schlammes unnötig machen, kann der Schlamm den Wärmetauscher 244 und die Heizeinrichtung 231 über Umgehungsleitungen 261 bzw. 263 umgehen.If the outside temperature conditions make it unnecessary to heat the sludge fed to the digestion system the sludge bypasses heat exchanger 244 and heater 231 via bypass lines 261 and 263, respectively.

In der abgedeckten ersten Abbauzone 210 wird der thermophile aerobe Abbau des zuströmenden Abschlammes durchgeführt. Belüftungsgas, das mindestens 50 Vol.% Sauerstoff und vorzugsweise mindestens 80 Vol.% Sauerstoff enthält, gelangt über eine Leitung 217 zu der Abbauzone 210. Ein mechanisches Rührwerk 212 mischt das zuströmende Schlammgemisch und das sauerstoffhaltige Gas und wälzt ständig eines dieser' Medien gegenüber dem anderen um. Die Zuflußmenge an Belüftungsgas und die dem mechanischen Rührwerk 212 zugeführte Energie sind so gewählt, daß in dem Schlamm in der ersten Abbauzone 210 Sauerstoff in ausreichender Menge und ausreichendem Maße gelöst wird, um den Respirationsbedarf des aeroben Abbaus in dieser Zone zu decken.In the covered first degradation zone 210, the thermophile aerobic decomposition of the incoming sludge carried out. Aeration gas that contains at least 50% by volume of oxygen and preferably contains at least 80% by volume of oxygen, reaches the mining zone 210 via a line 217. A Mechanical agitator 212 mixes the inflowing sludge mixture and the oxygen-containing gas and constantly circulates one of these 'media versus the other around. The flow rate of aeration gas and that of the mechanical agitator 212 supplied energy are chosen so that in the sludge in the first degradation zone 210 oxygen is dissolved in sufficient quantity and in sufficient measure to meet the need for respiration the aerobic degradation in this zone.

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Schlamm wird in der ersten Abbauzone 210 bei einer thermophilen Temperatur von 45°C bis 75°C für eine Dauer von 4 bis 48 Stunden gehalten, um den Gehalt des Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen teilweise zu vermindern. Teilstabilisierter Schlamm wird aus der aeroben Abbauzone 21O über eine Leitung 216 ausgetragen; an Sauerstoff verarmtes Abbaugas verläßt die Abbauzone getrennt über die Leitung 218.Sludge is in the first degradation zone 210 at a thermophile Maintained temperature of 45 ° C to 75 ° C for a period of 4 to 48 hours to reduce the content of the sludge to partially reduce biodegradable volatile suspended matter. Partially stabilized sludge becomes out discharged from the aerobic degradation zone 210 via a line 216; Degradation gas depleted of oxygen leaves the degradation zone separately via line 218.

Von der Leitung 216 gelangt der teilstabilisierte Schlamm aus der ersten Abbauzone in die abgedeckte zweite Abbauzone 220. — ■The partially stabilized sludge arrives from the line 216 from the first mining zone into the covered second mining zone 220. - ■

Beider zweiten Abbauzone 220 handelt es sich um eine thermophile anaerobe Abbauzone. Im Hinblick auf optimale Arbeitsbedingungen wird der Schlamm in dieser Abbauzone auf einer Temperatur im anaeroben thermophilen Temperaturbereich zwischen 40 C und 60 C sowie vorzugsweise zwischen 45°C und 50°C gehalten. Weil bei dieser Ausführungsform sowohl in der ersten als auch in der zweiten Abbauzone ein thermophiler Betrieb erfolgt, kann der teilstabilisierte Schlamm von der ersten Abbauzone wie veranschaulicht dor zweiten Abbauzone unmittelbar zugeleitet werden. Es erfolgt zwischen den Zonen kein Wärmeaustausch · zu Heiz- oder Kühlzwecken, wenn die thermophilen Temperaturen in den betreffenden Zonen hinreichend eng aufeinander abgestimmt sind. Statt dessen kann es in einigen Fäl-The second degradation zone 220 is a thermophilic one anaerobic degradation zone. With a view to optimal working conditions, the sludge is raised in this mining zone a temperature in the anaerobic thermophilic temperature range between 40 C and 60 C and preferably between 45 ° C and 50 ° C held. Because in this embodiment both in the first and in the second mining zone a thermophilic operation takes place, the partially stabilized Sludge from the first mining zone as illustrated can be fed directly to the second mining zone. There is no heat exchange between the zones for heating or cooling purposes when the thermophilic temperatures are sufficiently closely coordinated in the relevant zones. Instead, in some cases

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len erwünscht sein, in der zweiten Abbauzone mit genügend höheren oder niedrigeren Temperaturen gegenüber der ersten aeroben Abbauzone zu arbeiten, so daß ein Erhitzen oder Kühlen des teilstabilisierten Schlammes von der aeroben Abbaustufe von Vorteil ist. Das Erhitzen kann mit Hilfe einer mit Methan befeuerten Heizeinrichtung ähnlich der Heizeinrichtung 231 durchgeführt werden. Zum Abkühlen kann ein Wärmeaustausch des teilstabilisierten Schlamms aus der ersten Abbauzone mit dem dem Abbausystem zugeführten einströmenden Schlamm erfolgen, wie dies oben in Verbindung mit den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 erläutert ist. Da es außerdem bei einem thermophilen anaeroben Abbau noch kritischer als beim mesophilen anaeroben Abbau ist, zu gewährleisten, daß in der Abbauzone keine Temperaturschwankungen auftreten, kann es zweckmäßig sein, für die thermophile anaerobe Abbaustufe einen gut isolierten Tank vorzusehen, was Sicherheit gegenüber starken klimatischen Schwankungen bietet.len be desirable, in the second mining zone with sufficient higher or lower temperatures compared to the first to work aerobic degradation zone, so that a heating or cooling of the partially stabilized sludge from the aerobic Degradation stage is advantageous. The heating can be done with the help of a methane-fired heater similar to the Heating device 231 are carried out. A heat exchange of the partially stabilized sludge can be used for cooling from the first mining zone with the inflowing sludge supplied to the mining system, as described above in Connection with the embodiments according to FIGS. 1 and 2 is explained. Since there is also a thermophile Anaerobic degradation is even more critical than mesophilic anaerobic degradation, ensuring that in the degradation zone If there are no temperature fluctuations, it may be appropriate to use one for the thermophilic anaerobic degradation stage to provide a well-insulated tank, which offers security against strong climatic fluctuations.

In der zweiten Abbauzone 220 wird der Schlamm mittels eines mechanischen Rührwerkes 221 ständig gemischt, um eine hohe Stabilisierungsrate aufrechtzuerhalten. Methangas, das auf Grund der bei dem anaeroben Abbau auftretenden biochemischen Reaktionen erzeugt wird, wird aus der zweiten Abbauzone über eine Leitung 223 ausgetragen. Dieses Methangas kann mit sauerstoffhaltigem Gas, beispielsweise Luft, oder dem an Sauerstoff verarmten Abbaugas ausIn the second degradation zone 220, the sludge is continuously mixed by means of a mechanical agitator 221 in order to achieve a maintain high rate of stabilization. Methane gas that occurs due to the anaerobic degradation Biochemical reactions is generated, is discharged from the second degradation zone via a line 223. This Methane gas can be made from oxygen-containing gas, for example air, or the oxygen-depleted decomposition gas

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der aeroben Abbauzone gemischt und als Brennstoff verbrannt werden, um Warme zu erzeugen, mit Hilfe deren Schlamm in einer oder beiden Abbauzonen auf erhöhter Temperatur gehalten wird. Bei der gezeigten Anordnung wird ein Teil des Methangases aus der Leitung 223 über die Leitung 227 der Methanheizeinrichtung 231 zugeführt und verbrannt, um die Wärmeenergie zu gewinnen, mit Hilfe deren der Schlamm in der ersten Abbauzone auf einer thermophilen Temperatur von 45°C bis 75°C gehalten wird. Der verbleibende Teil wird aus dem Prozeß über eine Leitung 228 ausgetragen. Der weiter stabilisierte Schlamm aus der anaeroben Abbauzone, der nicht mehr als 40 % und vorzugsweise nicht mehr als 20 % des Gehalts des in das Abbausystem über die Leitung 248 einströmenden Schlammes an biologisch abbaufcihigen flüchtigen Schwebstoffen hat, wird aus der zweiten Abbauzone über eine Leitung 225 ausgetragen. Er wird über den Wärmetauscher 244 geleitet, um die Warme des ausgetragenen Schlammes zurückzugewinnen, Der weiter stabilisierte Schlamm verläßt das ProzeS-system schließlich über eins Leitung 243»the aerobic degradation zone and burned as fuel to generate heat, with the help of which sludge is kept at an elevated temperature in one or both degradation zones. In the arrangement shown, part of the methane gas from line 223 is fed to methane heating device 231 via line 227 and burned in order to obtain the thermal energy with the aid of which the sludge in the first degradation zone is at a thermophilic temperature of 45 ° C to 75 ° C is held. The remaining part is discharged from the process via line 228. The further stabilized sludge from the anaerobic degradation zone, which has no more than 40 % and preferably no more than 20 % of the biodegradable volatile suspended matter content of the sludge flowing into the degradation system via line 248, is released from the second degradation zone via a line 225 carried out. It is passed through the heat exchanger 244 in order to recover the heat of the discharged sludge. The further stabilized sludge finally leaves the process system via a line 243 »

Auf Grund der Unterschiede hinsichtlich der Schlammquellen weicht die Art der biologischen Aktivität in dsr aeroben AbDauzons der Ausführungsform gemäS Fig. 3 s.terk von der biologischen Aktivität in der aeroben Zone der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ab. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist der dem Abbausystem als EinsatzschlammDue to the differences with regard to the sludge sources, the type of biological activity in the aerobic digestion zones of the embodiment according to FIG. 3 differs from the biological activity in the aerobic zone of the embodiment according to FIG. In the embodiment according to FIG. 2, the digestion system is used as feed sludge

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zugeführte Schlamm allein belebter Schlamm aus dem sekundären Abwasserbehandlungssystem, während im Falle der Ausführungsform gemäß Fig. 3 der einströmende Schlamm sowohl Sekundärschlamm von* der Belebtschlammbehandlungsstufe als auch Rohschlamm von der Rohabwasser-Absetzstufe umfaßt. Weil das organische Material des Sekundärschlammes in erster Linie aus lebensfähigen Mikroorganismen besteht, umfaßt der aerobe Abbau dieses Schlammes die verschiedenen biochemischen Reaktionsstufen der Zellenlysis, der Assimilation von Lysisprodukten für die Synthese von neuem lebensfähigem Material, und der Respiration. Rohschlamm besteht dagegen in erster Linie aus nichtlebensfähigem organischem Material, das die im Schlamm vorhandenen Mikroorganismen als Nährstoff nutzen können. Dementsprechend erfährt während des aeroben Abbaus eines Rohschlammes die Mikrobenpopulation des Schlammes eine beträchtliche Zellsynthesephase zusätzlich zur Zellenlysis, zur Assimilation von Lysisprodukten und zur Respiration.-Daher findet der aerobe Abbau des Rohschlammes mit einem größeren Maß sowohl an Zellsynthese als auch an Zellrespiration als bei dem aeroben Abbau von Sekundärschlamm statt. Außerdem führt der aerobe Abbau von Rohschlamm zu einer kleineren Gesamtverminderung der biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffe als dies bei einer vergleichbaren Schlammverweildauer beim aeroben Abbau von Sekundärschlamm der Fall ist. Die resultierende Verminderung der biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffe im Schlamm wäh-supplied sludge alone activated sludge from the secondary Wastewater treatment system, while in the case of the embodiment according to FIG. 3, the incoming sludge both Secondary sludge from * the activated sludge treatment stage as well as raw sludge from the raw sewage settling stage includes. Because the organic material of the secondary sludge composed primarily of viable microorganisms, the aerobic degradation of this sludge includes the various biochemical reaction stages of cell lysis, the assimilation of lysis products for the synthesis of new viable material, and respiration. Raw sludge, on the other hand, consists primarily of non-viable sludge organic material that the microorganisms present in the sludge can use as nutrients. Accordingly During the aerobic degradation of a raw sludge, the microbial population of the sludge experiences a considerable Cell synthesis phase in addition to cell lysis, assimilation of lysis products and respiration.-Hence the aerobic degradation of the raw sludge takes place with a greater degree of both cell synthesis and cell respiration than with the aerobic degradation of secondary sludge. In addition, the aerobic degradation of raw sludge leads to a smaller overall reduction in biodegradable volatile suspended matter than with a comparable one Sludge retention time is the case with aerobic decomposition of secondary sludge. The resulting decrease in biological degradable volatile suspended matter in the sludge

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rend des Abbaus stellt eine Differenz hinsichtlich der rivalisierenden Abbauprozesse von Zellsynthese und Zellrespiration dar.rend of degradation represents a difference in terms of rival Represent degradation processes of cell synthesis and cell respiration.

Die zellulare Respiration beim Schlammabbauprozeß ist exotherm; aus den oben diskutierten Gründen hat Rohschlamm ein höheres V.'armeerzeugungsvermögen je Gewichtseinheit an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen, die beim Abbau beseitigt werden, als dies bei Sekundärschlamm der Fall ist. Dementsprechend ist bei Primärschlamm im Vergleich zu Sekundarschlamm eine niedrigere resultierende Verminderung der flüchtigen Schwebstoffe erforderlich, um in der aeroben Abbaustufe einen bestimmten Temperaturpegel zu erreichen und aufrechtzuerhalten. So kann die Ausführungsform nach Fig. 3, bei welcher der dem Abbausystem zugeführte Schlamm sowohl Primär- als auch Sekundärschlamm umfaßt, bei einer gegebenen Temperatur mit einem niedrigeren Grad an Verminderung von flüchtigen Schwebstoffen in der aeroben Abbauzone betrieben werden, als die aerobe Zone nach Fig. 2, die nur Sekundärschlamm verarbeitet. Eine geringere Verminderung von abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen in der aeroben Zone des Abbausystems erfordert ihrerseits, daß die Schlammverweildauer in der anaeroben Abbauzone entsprechend verlängert wird, um eine gegebene Gesamtbeseitigung von flüchtigen Schwebstoffen zu erzielen. Weil ein erhöhter Anteil der Gesamtbeseitigung von flüchtigen Schwebstoffen in einem solchen Falle in der anaero-The cellular respiration in the sludge breakdown process is exothermic; for the reasons discussed above, raw sludge has a higher arm production capacity per unit weight biodegradable volatile suspended matter that occurs during Degradation can be eliminated than is the case with secondary sludge. Accordingly, it is compared with primary sludge to secondary sludge a lower resultant reduction in volatile particulate matter required in order to to reach and maintain a certain temperature level in the aerobic degradation stage. So can the embodiment according to Fig. 3, in which the sludge fed to the digestion system includes both primary and secondary sludge comprises, at a given temperature, a lower degree of volatile matter reduction in the aerobic degradation zone are operated as the aerobic zone according to FIG. 2, which only processes secondary sludge. One lower reduction of degradable volatile suspended matter in the aerobic zone of the degradation system requires on your part, that the sludge residence time in the anaerobic degradation zone is extended accordingly by a given total disposal of volatile suspended matter. Because an increased proportion of the total removal of volatile particulate matter in such a case in the anaerobic

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ben Abbauzone erfolgt, kann daher das Primärschlamm verarbeitende System in der anaeroben Abbauzone mehr Methan erzeugen als das Abbausystem, bei dem nur Sekundärschlamm verarbeitet wird. Die Ausführungsform nach Fig. 3 ist daher von Haus aus in der Lage, größere Methanmengen als das System nach Fig. 2 zu liefern; dies geht aber auf Kosten einer erhöhten Schlammverweildauer in der anaeroben Abbauzone der Ausführungsform gemäß Fig. 3.beneath the degradation zone, the primary sludge processing system can therefore produce more methane in the anaerobic degradation zone generate than the mining system in which only secondary sludge is processed. The embodiment of FIG. 3 is therefore inherently capable of delivering greater quantities of methane than the system of FIG. 2; but this comes at a cost an increased sludge retention time in the anaerobic degradation zone of the embodiment according to FIG. 3.

Im Hinblick auf die vorstehende Diskussion liefert jedes der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele die Möglichkeit, den dem Abbausystem zufließenden Schlamm zu erhitzen, bevor der Schlamm in die aerobe Abbauzone eingeführt wird. Ein solches Erhitzen kann bei einem gegebenen Anwendungsfall notwendig sein oder nicht; dies hängt.von verschiedenen Faktoren ab, beispielsweise dem Schlammfeststoff gehalt , der Außentemperatur, der Schlammverweildauer in der aeroben Abbauzone und der Art des zu behandelnden Schlammes. Fig. 4 zeigt eine graphische Darstellung der Temperatur des in die erste Abbauzone einströmenden Schlammes, die erforderlich ist, um eine Arbeitstemperatur von 50 C in der ersten Abbauzone bei einer Schlammverweildauer von 24 Stunden aufrechtzuerhalten, als Funktion der Gesamtschwebstoffkonzentration des der ersten Abbauzone zugehenden Schlammes. Dieser Graph stellt einen biologischen Sekundärschlammstrom dar, bei dem das Verhältnis von Gehalt an flüchtigen Schwebstoffen zu Ge-In view of the above discussion, each of the exemplary embodiments described above provides the possibility to heat the sludge flowing into the digestion system before introducing the sludge into the aerobic digestion zone will. Such heating can be used in a given application be necessary or not; this depends on various factors, such as the sludge solids content, the outside temperature, the sludge retention time in the aerobic degradation zone and the type of treatment to be treated Mud. FIG. 4 shows a graphic representation of the temperature of the inflowing into the first degradation zone Sludge that is required to maintain a working temperature of 50 C in the first degradation zone at a Maintain sludge retention time of 24 hours as a function of the total suspended solids concentration of the sludge entering the first mining zone. This graph shows a biological secondary sludge flow in which the Ratio of the content of volatile suspended solids to

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scmtschwebstoffen (VSS/TSS) 0,79 beträgt und der biologische V/armeinhalt bei
ge Schwebstoffe liegt.
suspended solids (VSS / TSS) is 0.79 and the biological V / arm content is
ge suspended matter lies.

gische V/armeinhalt bei 33 x 10 J/kg beseitigte flüchti-gical V / arm capacity at 33 x 10 J / kg eliminated volatile

Die graphische Darstellung gemäß Fig. 4 zeigt, daß ein thermophiler Betrieb erreicht werden kann, ohne daß der dem Abbausystem zugehende Schlamm vor dem Einleiten in die aerobe Abbauzone erhitzt zu v/erden braucht, wenn der einströmende Schlamm eine hinreichende Feststoffkonzentration hat. Wenn beispielsweise ein Schlamm mit einer Gesamtfeststoffkonzentration von 3 % abgebaut v/erden muß, braucht die Temperatur des in die thermophile aerobe Zo-The graph according to FIG. 4 shows that thermophilic operation can be achieved without the need to heat the sludge going to the digestion system before it is introduced into the aerobic digestion zone if the inflowing sludge has a sufficient concentration of solids. If, for example, a sludge with a total solids concentration of 3% has to be broken down, the temperature of the

ne eingeführten Schlammes nur ungefähr 15 C zu betragen, um einen autothermen Betrieb aufrechtzuerhalten.the imported sludge is only about 15 C, to maintain autothermal operation.

Alle vorstehend beschriebenen Ausvührungsformen der Erfindung sind in der Lage, einen vollständig pasteurisierten Prcd'jktschiamm zu liefern, da in allen Fällen der gesamte ir. das Abbausystem einströmende Schlamm durch eine aerooe Abbcuzone hindurchgeleitet wird, in der hohe Temperaturen ir. der Größenordnung von mindestens 50 bis 52°C vorgesehen werden können, urn eine vollständige Schlammpas teurisierung herbeizuführen. Es kann jedoch Anwendungsfalle geben, in denen die endgültig® Schlammbeseitigung kein vollständig pasteurisiertes Produkt erfordert oder der Schlamm selbst keine Pasteurisierung notwendig macht, weil keine nennenswerten Konzentrationen an Patho-All of the above-described embodiments of the invention are able to provide a fully pasteurized product, since in all cases all of the sludge flowing into the digestion system is passed through an aerobic abcuzzone, in which high temperatures ir. Of the order of at least 50 up to 52 ° C can be provided in order to bring about a complete sludge plasticization. However, there may be application cases in which the final® sludge disposal does not require a completely pasteurized product or the sludge itself does not require pasteurization because no significant concentrations of pathogens.

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- 1O1 -- 1O1 -

generi «vorliegen. Fig. 5 zeigt ein Fließschema einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der ein kleinerer Teil des in das Prozeßsystem einströmenden Schlammes zu der zweiten Abbauzone umgeleitet wird, die sich für Anwendungsfälle eignet, die keine vollständige Schlammpasteurisierung erfordern. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 wird ein größerer Teil des in das Prozeßsystem über eine Leitung 311 eintretenden Schlammes einer abgedeckten ersten Abbauzone 31O über eine Leitung 331 zugeführt. Vor dem Einleiten in die erste Abbauzone 310 kann der Schlamm in der Leitung 331, falls erwünscht, mittels eines methanbeheizten Kessels 33O erhitzt werden.generi «are available. Fig. 5 shows a flow sheet of another Embodiment of the invention in which a smaller Part of the sludge flowing into the process system is diverted to the second degradation zone, which is suitable for applications that do not require full sludge pasteurization. In the embodiment of FIG. 5, a larger part of the in the process system Sludge entering via a line 311 of a covered first mining zone 31O via a line 331 supplied. Before being introduced into the first mining zone 310, the sludge in the line 331 can, if desired, be heated by means of a methane-heated kettle 33O.

Sauerstoffhaitiges Belüftungsgas, das mindestens 50 Vol.% und vorzugsweise mindestens 80 Vol.% Sauerstoff enthält, wird der aeroben Abbauzone 310 über eine Leitung 317 zugeleitet. Der in diese Zone einströmende Schlamm wird mittels einer Rühreinrichtung 312 zweckentsprechend gemischt und gegenüber dem sauerstoffhaltigen Belüftungsgas ständig umgewälzt. Dabei erfolgt das Mischen von Schlamm und Belüftungsgas in für einen aeroben Schlammabbau in der Zone ausreichender Menge und ausreichendem Maße. Der Schlamm wird in der aeroben Abbauzone bei einer thermophilen Temperatur zwischen 45°C und 75°C für eine Verweildauer zwischen 4 und 48 Stunden gehalten. An Sauerstoff verarmtes Abbäügas wird aus der ersten Abbauzone über eine Leitung 318 ausgetragen. Schlamm, der anAeration gas containing oxygen, which is at least 50% by volume and preferably contains at least 80% by volume of oxygen, is fed to the aerobic degradation zone 310 via a line 317. The sludge flowing into this zone is appropriately mixed by means of a stirring device 312 and constantly circulated in relation to the oxygen-containing ventilation gas. The mixing of Sludge and aeration gas in for aerobic sludge removal in the zone of sufficient quantity and dimension. The sludge is in the aerobic degradation zone at a thermophilic temperature between 45 ° C and 75 ° C for a residence time between 4 and 48 hours. Oxygen-depleted mining gas is converted from the first mining zone discharged via a line 318. Mud that on

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- 1O2 -- 1O2 -

biologisch abbaufähigen Schwebstoffen teilweise erschöpft ist, verlaßt die Abbauzone gesondert über eine Leitung 316.Biodegradable suspended matter partially exhausted leaves the mining zone separately via a line 316.

Der teilstabilisierte Schlamm in der Leitung 316 wird dann einer abgedeckten zweiten Abbauzone 320 zugeführt, die im mesophilen Temperaturbereich arbeitet. Weil die Temperatur des die erste Abbauzone verlassenden Schlammes zwischen 45 C und 75 C liegt, muß seine Temperatur vor dem Einleiten in die zweite Abbauzone gesenkt werden, so daß bevorzugte mesophile Temperaturbedingungen für den mesophilen anaeroben Abbauprozeß in der zweiten Abbauzone aufrechterhalten werden können. Bei der veranschaulichten Ausführungsform umgeht der kleinere Teil des einströmenden Schlammes den Methankessel 330 und die aerobe Abbauzone 310 in einer Leitung 329; er wird unmittelbar mit dem warmen Schlamm in der Leitung 316 gemischt. Die Durchflußmenge des umgeleiteten einströmenden Schlammes wird so eingestellt, daß die Temperatur des kombinierten Schlammstromes, der der anaeroben Abbauzone 320 zugeht, ausreicht, um eine Arbeitstemperatur zwischen 35°C und 4O C in der Zone 320 aufrechtzuerhalten.The partially stabilized sludge in line 316 becomes then fed to a covered second degradation zone 320, which operates in the mesophilic temperature range. Because the The temperature of the sludge leaving the first degradation zone is between 45 C and 75 C, its temperature must be before being introduced into the second degradation zone, so that preferred mesophilic temperature conditions for the mesophilic anaerobic degradation process in the second Mining zone can be maintained. In the illustrated Embodiment, the smaller part of the inflowing sludge bypasses the methane boiler 330 and the aerobic Mining zone 310 in a line 329; it becomes immediate mixed with the warm mud in line 316. The flow rate of the diverted incoming sludge is adjusted so that the temperature of the combined sludge flow that goes to the anaerobic digestion zone 320, sufficient to maintain a working temperature between 35 ° C and 40 C in zone 320.

In der zweiten Abbauzone wird der Schlamm durch Umwälzen von Methangas gegen den dort befindlichen Schlamm gemischt, um die Stabilisationsgeschwindigkeit in der zweiten Zone auf aktive Weise bei hohen Werten zu halten. Me-In the second mining zone, the sludge is circulated mixed by methane gas against the sludge located there, to the stabilization speed in the second Keep zone actively at high values. Me-

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thangas, das auf Grund der in der zweiten Abbauzone 320 ablaufenden biochemischen Reaktionen erzeugt wird, verlaßt diese Zone über eine Leitung 323. Ein Nebenstrom dieses Gases wird in eine Leitungsschleife 340 abgeleitet, in der ein Kompressor 326 sitzt. Das erhaltene komprimierte Methangas wird dem Schlamm in der zweiten Abbauzone beispielsweise über eine nicht dargestellte Einblasvorrichtung zugesetzt, um für das oben erwähnte Mischen und Umwälzen des Schlammes zu sorgen. Von der Leitung 323 kann ein Teil des Methangases über eine Leitung 327 zu dem methanbeheizten Kessel 330 gehen; der restliche Teil wird aus dem Prozeßsystem über eine Leitung 328 abgeführt. Der weiter stabilisierte Schlamm, der weniger als 4O % des ursprünglichen Gehalts des über die Leitung 331 in das System eingebrachten Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen enthält, wird aus der zweiten Abbauzone über eine Leitung 325 ausgetragen, um weiter behandelt, z. B. entwässert und/oder endgültig beseitigt zu werden.thangas, which due to the in the second mining zone 320 occurring biochemical reactions is generated, leaves this zone via a line 323. A side stream of this Gas is diverted into a line loop 340, in which sits a compressor 326. The compressed methane gas obtained is added to the sludge in the second mining zone, for example Added via a blowing device, not shown, in order for the above-mentioned mixing and circulation to worry about the mud. A part of the methane gas can from the line 323 via a line 327 to the methane-heated gas Go boiler 330; the remaining part is discharged from the process system via line 328. Of the further stabilized sludge that is less than 4O% des original content of the sludge introduced into the system via line 331 of biodegradable contains volatile suspended matter, is made from the second Extraction zone discharged via line 325 for further treatment, e.g. B. drained and / or finally disposed of to become.

Die Vorteile des erläuterten Verfahrens lassen sich an Hand der folgenden Beispiele deutlich machen:The advantages of the method explained can be made clear with the aid of the following examples:

Beispiel IExample I.

In diesem Beispiel ist das Betriebsverhalten der Ausführungsform gemäß Fig. 2 einem konventionellen anaerobenIn this example, the performance is the embodiment according to FIG. 2, a conventional anaerobic

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- 1O4 -- 1O4 -

Hochleistungssystem gegenübergestellt. Die weitere Erläuterung geht von der Behandlung des Abschlammes einer Abwasserbehandlungsanlage mit einer Kapazität von 3r8x1O 1/ Tag bezogen auf das Fließschema nach Fig. 2 aus.High performance system juxtaposed. The further explanation is based on the treatment of the sludge of a wastewater treatment plant with a capacity of 3 r 8x1O 1 / day based on the flow diagram according to FIG.

Ein Gemisch aus 50 % Primärschlamm und 50 % Sekundärschlamm, das anfänglich eine Temperatur von 18 C hat, wird über die Leitung 111 in das Abbausystem der Anordnung nach Fig. 2 eingeleitet. Der Schlamm, der eine Gesamtschwebstoffkonzentration von 39 4OO mg/l und ein Verhältnis von flüchtigen Schwebstoffen zu Gesamtschwebstoffen von 72 % aufweist, wird in das System in einer Durchflußmenge von 3,4 χ 1O l/Tag eingeführt. Um den Schlamm in der aeroben Abbauzone 110 bei einer 24-stündigen Verweildauer auf einer Arbeitstemperatur von 5O C zu halten, wird der einströmende Schlamm mittels des Methanheizkessels 130 auf ungefähr 23 C erhitzt. Ausgehend von einem Wirkungsgrad von 50 % für die Umsetzung des Heizwertes von Methangas in Wärme sind für die Speisung des Heizkessels 130 ungefähr 710 m /Tag des in der anaeroben Abbauzone erzeugten Methangases erforderlich.A mixture of 50 % primary sludge and 50 % secondary sludge, which initially has a temperature of 18 ° C., is introduced into the breakdown system of the arrangement according to FIG. 2 via line 111. The sludge, which has a total suspended solids concentration of 39,400 mg / L and a volatile suspended solids to total suspended solids ratio of 72 % , is introduced into the system at a flow rate of 3.4-1O L / day. In order to keep the sludge in the aerobic degradation zone 110 at a working temperature of 50 ° C. for a period of 24 hours, the inflowing sludge is heated to approximately 23 ° C. by means of the methane boiler 130. Assuming an efficiency of 50 % for the conversion of the calorific value of methane gas into heat, approximately 710 m / day of the methane gas generated in the anaerobic degradation zone are required to feed the heating boiler 130.

In der aeroben Abbauzone wird eine Verringerung des Gehaltes an flüchtigen Schwebstoffen von näherungsweise 8 % erzielt (16 % biologisch abbaufähige flüchtige Schwebstoffe; die biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffe machen ungefähr 50 % des Gesamtgehalts an flüchtigenIn the aerobic degradation zone, a reduction in the volatile suspended matter content of approximately 8 % is achieved (16% biodegradable volatile suspended matter; the biodegradable volatile suspended matter accounts for approximately 50 % of the total volatile matter content

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- 1O5 -- 1O5 -

Schwebstoffen aus), so daß über die Leitung 114 der Säurebildungsteilzonu 12Oa ein teilabgebauter Schlamm mit einem Gehalt an flüchtigen Schwebstoffen von 26 1OO mg/1 zugeleitet -wird. Diese Teilzone wird bei einer 24-stündigen Schlammverweildauer bei thermophiler Temperatur betrieben, In dieser Stufe erfolgt eine 10 %ige Verminderung des Anteils der einströmenden flüchtigen Schwebstoffe. Ein Schlamm mit einem Gehalt an flüchtigen Schwebstoffen von 23 500 mg/l geht dann über die Leitung 126 an die Methanfermentationsteilzone 12Ob. Aus dem ausgetragenen Schlamm wird im Wärmetauscher 115 ausreichend Wärme abgezogen, um in der Methanfermentationsteilzone 120b eine Arbeitstemperatur von 38 C sicherzustellen.Suspended solids from), so that the acid-forming part zone via line 114 12Oa partially degraded sludge with a content of volatile suspended solids of 26 100 mg / l is fed. This sub-zone is at a 24 hour Sludge retention time operated at thermophilic temperature, In this stage there is a 10% reduction in the proportion of inflowing volatile suspended matter. A sludge with a volatile suspended matter content of 23,500 mg / l then comes on via line 126 the methane fermentation subzone 12Ob. From the discharged Sufficient heat is withdrawn in the heat exchanger 115 to produce a in the methane fermentation subzone 120b Ensure working temperature of 38 C.

Die Methanfermentationsteilzone wird mit einer 5-tägigen Schlammverweildauer betrieben, was für das integrierte System zu einer Gesamtverminderung der flüchtigen Schwebstoffe von 4O % (Verringerung der biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffe um 8O %) führt. Die Methanfermentationsteilzone erzeugt ungefähr 2O7O m Methangas pro Tag, was einen Gesamtheizwert von 12 600 kWh/Tag darstellt. Weil 71O m Methangas pro Tag notwendig sind, um den Methanheizkessel 130 zu betreiben, stehen 1360 m Methangas pro Tag, entsprechend einem Gesamtheizwert von 8500 kWh/Tag, zur Abgabe aus dem Schlammabbausystem zur Verfugung.The methane fermentation subzone will have a 5 day Sludge retention time operated, resulting in an overall reduction in volatile suspended matter for the integrated system of 4O% (reduction of biodegradable volatile suspended matter by 8O%). The methane fermentation subzone generates around 2O7O m methane gas per day, which is a total calorific value of 12,600 kWh / day. Because 710 m of methane gas per day are necessary to to operate the methane boiler 130, there are 1360 m of methane gas per day, corresponding to a total calorific value of 8500 kWh / day, for discharge from the sludge removal system Disposal.

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Wenn der kombinierte Schlamm in der oben zugrundegelegten Menge von 3,4 χ 10 l/Tag statt dessen einem konventionellen anaeroben Hochleistungsabbautank zugeführt wird, ist eine ungefähr 13-tägige Schlammverweildauer notwendig, um die gleiche Verminderung der flüchtigen Schwebstoffe zu erzielen. Obwohl von dem konventionellen Hochleistungsabbautank 3625 m Methangas je Tag, entsprechend ungefähr 22 600 kWh/Tag, erzeugt werden, sind bei einer 5O %igen Umwandlung des Heizwertes in Wärme ungefähr 17 600 kWh/ Tag an Heizenergie erforderlich, um die optimalen Arbeitstemperaturbedingungen in dem Hochleistungstank aufrechtzuerhalten. Das konventionelle System erfordert daher im Vergleich zu der oben erläuterten Ausführungsform der Erfindung, basierend auf der notwendigen Verweildauer, 86 % mehr Tankraum; außerdem stehen unter normalen Arbeitsbedingungen ungefähr 40 % weniger Methan zur Abgabe zur Verfugung .If the combined sludge in the above-mentioned amount of 3.4 10 l / day is instead fed to a conventional anaerobic high-performance digestion tank, an approximately 13-day sludge retention time is necessary in order to achieve the same reduction in volatile suspended matter. Although the conventional high-performance degradation tank generates 3625 m of methane gas per day, corresponding to approximately 22,600 kWh / day, with a 50 % conversion of the calorific value into heat, approximately 17,600 kWh / day of heating energy are required to achieve the optimal working temperature conditions in the high-performance tank maintain. The conventional system therefore requires, in comparison to the embodiment of the invention explained above, based on the necessary dwell time, 86 % more tank space; In addition, under normal working conditions, about 40 % less methane is available for delivery.

Beispiel IIExample II

Dieses Beispiel beschreibt eine Arbeitsweise entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 5. Der zuströmende Einsatzschlamm besteht aus 50 % Primär- und 50 % Sekundärschlamm aus einer Abwasserbehandlungsanlage in einer Menge von 2,27 χ 10 l/Tag. Der zugehende Schlammstrom in der Leitung 311 hat eine Temperatur von 20°C und eine Gesamtschwebstoffkonzentration von 4 % (VSS/TSS = 0,75); erThis example describes a mode of operation corresponding to the embodiment according to FIG. 5. The incoming feed sludge consists of 50% primary and 50% secondary sludge from a wastewater treatment plant in an amount of 2.27 10 l / day. The incoming sludge stream in line 311 has a temperature of 20 ° C. and a total suspended matter concentration of 4 % (VSS / TSS = 0.75); he

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284U98284U98

wird in einen Teilstrom von 1,74 χ 10 l/Tag, der über die Leitung 331 unmittelbar der thermophilen aeroben Abbauzone zugeht, und einen Teilstrom von 5,3 χ 10 l/Tag aufgeteilt, der den Umgehungsstrom in der Leitung 329 bildet. Weil die Temperatur und die Schwebstoffkonzentration des Schlammes in der Leitung 311 ausreichen, um für einen autothermen Betrieb in der thermophilen, aeroben Abbauzone 31Ο zu sorgen, ist es in diesem Falle nicht erforderlich, den Schlamm vor dem Einleiten in die aerobe Zone zu erhitzen. Die Verweildauer in der ersten Abbauzone 310 beträgt ungefähr 24 Stunden; thermophile Temperaturen werden autothermisch erreicht. Ein pasteurisierter Schlamm wird bei einer Temperatur von 50 C aus der aeroben Abbauzone in der Leitung 316 ausgetragen und mit dem kühlen Umgehungsstrom aus der Leitung 329 gemischt. Dieser kombinierte Schlammstrom fließt dann der anaeroben Abbauzone 320 zu, wo der Schlamm in Abwesenheit von Sauerstoff ungefähr 8 Tage lang gehalten wird, was zu einer Gesamtverminderung der flüchtigen Schwebstoffe von ungefähr 40 % (80 %ige Verminderung der biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffe) führt. Die anaerobe Abbauzone erzeugt Methangas in einer Menge von ungefähr 2040 m /Tag, was ungefähr 11 700 kWh/Tag entspricht. Dieses Methan kann in vollem Umfang aus dem Prozeßsystem abgegeben werden.is divided into a partial flow of 1.74 10 l / day, which goes directly to the thermophilic aerobic degradation zone via line 331, and a partial flow of 5.3 χ 10 l / day, which forms the bypass flow in line 329. Because the temperature and the suspended matter concentration of the sludge in the line 311 are sufficient to ensure autothermal operation in the thermophilic, aerobic decomposition zone 31Ο, it is not necessary in this case to heat the sludge before it is introduced into the aerobic zone. The residence time in the first mining zone 310 is approximately 24 hours; thermophilic temperatures are reached autothermally. A pasteurized sludge is discharged from the aerobic digestion zone in line 316 at a temperature of 50 C and mixed with the cool bypass flow from line 329. This combined sludge stream then flows to the anaerobic digestion zone 320 where the sludge is held in the absence of oxygen for approximately 8 days, resulting in an overall volatile particulate matter reduction of approximately 40% (80% biodegradable volatile particulate matter reduction). The anaerobic degradation zone produces methane gas in an amount of approximately 2040 m / day, which corresponds to approximately 11,700 kWh / day. This methane can be completely released from the process system.

Wenn der kombinierte zuströmende Einsatzschlamm von 2,27 χ 1O l/Tag statt dessen einem konventionellen anae-If the combined inflowing feed sludge of 2.27 χ 1O l / day is instead

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- 1O8 -- 1O8 -

roben Hochleistungsabbautank zugeführt wird, ist eine ungefähr 15-tägige Verweildauer notwendig, um die gleiche Verminderung des Gehaltes an flüchtigen Schwebstoffen zu erzielen. Obwohl von dem konventionellen anaeroben Abbautank taglich 2550 m Methangas,entsprechend ungefähr 14 700 kWh/Tag, erzeugt werden, sind bei einer 50 %igen Umwandlung des Heizwertes in Wärme ungefähr 13 2OO kWh/ Tag notwendig, um in dem Hochleistungstank die optimale anaerobe Arbeitstemperatur aufrechtzuerhalten. In diesem Falle oenotigt daher ein konventionelles anaerobes Abbausystem eine ungefähr 65 % längere Schlammverweildauer, während nur resultierende Gasenergie entsprechend 1500 kWh/ Tag gegenüber 11 7OO kWh/Tag bei dem kombinierten System erzeugt werden. Nach Ausnutzung des intern erzeugten Methangases als Wärmequelle steht infolgedessen bei dem konventionellen System wesentlich weniger Methangas zur Abgabe zur Verfugung als bei dem erfindungsgemäßen Verfahren .Roben high-performance degradation tank is fed, a residence time of approximately 15 days is necessary in order to achieve the same reduction in the content of volatile suspended matter. Although the conventional anaerobic digestion tank generates 2550 m of methane gas per day, corresponding to around 14 700 kWh / day, with a 50% conversion of the calorific value into heat, around 13 200 kWh / day are necessary to maintain the optimal anaerobic working temperature in the high-performance tank . In this case, a conventional anaerobic degradation system therefore requires an approximately 65 % longer sludge retention time, while only resulting gas energy corresponding to 1500 kWh / day compared to 11,700 kWh / day in the combined system is generated. After using the internally generated methane gas as a heat source, there is consequently in the conventional system significantly less methane gas available for delivery than in the method according to the invention.

Beispiel IIIExample III

Dieses Beispiel vergleicht das Betriebsverhalten des Verfahrens gemäß der Ausführungsform nach Fig. 1 mit einem konventionellen anaeroben Hochleistungssystem.This example compares the performance of the method according to the embodiment of FIG. 1 with a conventional anaerobic high-performance system.

Ein Sekundärschlamm aus einem der Sauerstoffanreicherung dienenden Abwasserbehandlungssystem, der anfänglich eineA secondary sludge from any of the oxygen enrichment serving waste water treatment system, which is initially a

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Temperatur von 15°C hat, wird zunächst im Wärmetauscher 22 durch den Abfluß der anaeroben Abbauzone erhitzt, worauf eine weitere Erhitzung durch den Abfluß der thermophilen aeroben Abbauzone im Wärmetauscher 15 erfolgt. Die erste Wärmeaustauschstufe im Wärmetauscher 22 steigert die Temperatur des einströmenden Schlammes von 15 C auf ungefähr 25 C, während die Temperatur des stabilisierten Schlamme.s, der die anaerobe Abbauzone 20 verläßt, von ungefähr 35°C auf 25°C gesenkt wird. Die zweite Wärmeaustauschstufe im Wärmetauscher 15 steigert die Temperatur des einströmenden Schlammes auf ungefähr 3O C, während die Temperatur des die aerobe Abbauzone 1O verlassenden Schlammes von ungefähr 50°C auf 45°C gesenkt wird. Der einströmende Schlamm hat eine Gesamtschwebstoffkonzentration von 34 400 mg/1 und ein Verhältnis von flüchtigen Schwebstoffen zu Gesamtschwebstoffen von 78 %. Er wird in 'die erste Abbauzone 10 in einer Menge von 2,27 χ 1O l/ Tag eingeleitet. In der aeroben ersten Zone wird eine Arbeitstemperatur von 5O C während einer Schlammverweildauer von 24 Stunden aufrechterhalten.Temperature of 15 ° C, is first in the heat exchanger 22 heated by the anaerobic degradation zone effluent, followed by further heating by the thermophilic effluent aerobic degradation zone in the heat exchanger 15 takes place. The first heat exchange stage in the heat exchanger 22 increases the temperature of the incoming sludge from 15 C to about 25 C, while the temperature of the stabilized Sludge exiting the anaerobic digestion zone 20 is lowered from approximately 35 ° C to 25 ° C. The second stage of heat exchange in the heat exchanger 15 increases the temperature of the inflowing sludge to about 3O C, during the temperature of the sludge leaving the aerobic degradation zone 10 is lowered from approximately 50 ° C to 45 ° C. The incoming sludge has a total concentration of suspended matter of 34,400 mg / 1 and a ratio of volatile suspended solids to total suspended solids of 78%. He is in 'the first mining zone 10 in an amount of 2.27 χ 1O l / Day initiated. In the aerobic first zone there is a working temperature of 5O C for a sludge residence time of 24 hours.

Eine Verminderung von ungefähr 16 % der flüchtigen Schwebstoffe (Senkung von 32 % der biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffe) wird in der aeroben Stufe erzielt, so daß ein teilstabilisierter Schlamm mit einem Gehalt an flüchtigen Schwebstoffen von 22 500 mg/l über die Leitung 16 in die anaerobe Abbauzone·eingespeist wird,A reduction of about 16% of the volatile suspended solids (reduction of 32 % of the biodegradable volatile suspended solids) is achieved in the aerobic stage, so that a partially stabilized sludge with a content of volatile suspended solids of 22,500 mg / l via the line 16 into the anaerobic degradation zone is fed in,

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nachdem im Wärmetauscher 15 ein Wärmeaustausch mit zuströmendem Schlamm stattgefunden hat.after a heat exchange with inflowing in the heat exchanger 15 Mud has taken place.

Die anaerobe Abbauzone arbeitet mit einer Verweildauer von 8 Tagen,was zu einer Gesamtverminderung der flüchtigen Schwebstoffe von 42 % (Verminderung der biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffe von 84 %) für das integrierte System führt. Die anaerobe Abbauzone 20 erzeugt ungefähr 1470 m Methangas je Tag entsprechend einem Gesamtheizwert von ungefähr 8200 kWh/Tag. Das gesamte Methangas steht zur Abgabe aus dem Abbausystem zur Verfügung .The anaerobic degradation zone works with a residence time of 8 days, which leads to an overall reduction in volatile suspended matter of 42% (reduction in biodegradable volatile suspended matter of 84 %) for the integrated system. The anaerobic degradation zone 20 generates approximately 1470 m of methane gas per day, corresponding to a total calorific value of approximately 8200 kWh / day. All of the methane gas is available for delivery from the mining system.

Wird dagegen der mit 2,27 χ 10 l/Tag einströmende Schlamm einem konventionellen anaeroben Hochleistungsabbautank zugeführt, ist eine Scnlammverweildauer von mindestens 14 Tagen notwendig, um die gleiche Verminderung des Gehalts an flüchtigen Schwebstoffen zu erzielen. Obwohl bei einem derartigen konventionellen Hochleistungssystem 24OO m Methangas je Tag, entsprechend ungefähr 13 8OO kWh/Tag, erzeugt werden, sind bei einer 50 %igen Umwandlung des Heizwertes in Wärme ungefähr 13 200 kWh je Tag erforderlich, um im Hochleistungstank optimale Arbeitstemperaturbedingungen aufrechtzuerhalten. Das konventionelle anaerobe System benötigt daher ungefähr 55 % mehr Tankraum; es kann eine Methangasenergie von ungefähr 7600 kWh/Tag weniger abgeben als das entsprechende, obenIf, on the other hand, the sludge flowing in at 2.27 10 l / day is fed into a conventional anaerobic high-performance digestion tank, a sludge retention time of at least 14 days is necessary in order to achieve the same reduction in the content of volatile suspended matter. Although a conventional high-performance system of this type generates 2,400 m of methane gas per day, corresponding to approximately 13,800 kWh / day, with a 50% conversion of the calorific value into heat, approximately 13,200 kWh per day are required in order to maintain optimal working temperature conditions in the high-performance tank. The conventional anaerobic system therefore requires approximately 55 % more tank space; it can emit methane gas energy of about 7600 kWh / day less than the corresponding one above

909816/0951909816/0951

- 111 erläuterte erfindungsgemäße .System.- 111 explained .System according to the invention.

Während bevorzugte Ausführungsformen im einzelnen erläutert wurden, versteht es sich, daß Abwandlungen möglich sind. Beispielsweise kann die aerobe Abbauphase des vorliegenden Verfahrens in einer Serie von Behandlungstanks oder in einem abgeteilten Becken durchgeführt werden, wobei die einzelnen Tanks der Folge oder die gesonderten Volumen des abgeteilten Beckens als Teilzonen der aeroben Abbauzone fungieren. Dabei kann die aerobe Abbauzone die Form eines Schlammabbauraumes mit mehreren Kammern haben, durch die Schlamm und Belüftungsgas im Gleichstrom stufenweise hindurchgeleitet werden. Derartige Ausbildungen der aeroben Abbauzone sind an sich bekannt (US-PS 3 926 794).While preferred embodiments are explained in detail it goes without saying that modifications are possible. For example, the aerobic breakdown phase of the present Process can be carried out in a series of treatment tanks or in a partitioned basin, wherein the individual tanks of the sequence or the separate volumes of the separated basin as sub-zones of the aerobic Act mining zone. The aerobic decomposition zone can take the form of a sludge decomposition space with several chambers, through which sludge and aeration gas are gradually passed in cocurrent. Such training the aerobic degradation zone are known per se (US Pat. No. 3,926,794).

909816/0951909816/0951

LeerseifeEmpty soap

Claims (48)

L-11234-2-GL-11234-2-G AnsprücheExpectations [ 1.) Verfahren zum Abbau von Schlamm nach Patent 28 05 054.6, dadurch gekennzeichnet, daß[1.) Process for the degradation of sludge according to patent 28 05 054.6, characterized in that (α) der Schlamm und ein mindestens 20 VoI.% Sauerstoff enthaltendes Belüftungseinsatzgas in eine erste Abbauzone eingeleitet und dort in für einen aeroben Abbau des Schlammes ausreichender Menge und ausreichendem Maße gemischt werden, während eine Gesamtschwebstoff konzentration des Schlammes von mindestens 20 000 mg/l und eine Schlammtemperatur im Bereich von 35 C bis 75 C in der ersten Abbauzone aufrechterhalten werden;(α) the sludge and an aeration feed gas containing at least 20% by volume of oxygen are introduced into a first decomposition zone and mixed there in an amount and sufficient degree for aerobic decomposition of the sludge, while the total suspended matter concentration of the sludge is at least 20,000 mg / l and maintaining a sludge temperature in the range of 35 C to 75 C in the first breakdown zone; (b) der aerobe Abbau der Verfahrensstufe (a) für eine Schlammverweildauer von 4 bis 48 Stunden unter teilweiser Verminderung des Gehalts des in die erste Abbauzone eingeleiteten Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen fortgeführt und teilstabilisierter Schlamm aus der ersten Abbauzone ausgetragen wird;(b) the aerobic degradation of process step (a) for a Sludge retention time from 4 to 48 hours with partial reduction of the content of the first Degradation zone introduced sludge of biodegradable volatile suspended matter continued and partially stabilized sludge is discharged from the first mining zone; 909816/0951909816/0951 ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED (c) der aus der ersten Abbauzone ausgetragene, teilstabilisierte Schlamm in einer abgedeckten zweiten Abbauzone unter Aufrechterhaltung einer~"Schlammtemperatur von 25°C bis 60°C für eine ausreichende FeststoffVerweildauer anaerob abgebaut wird, um den Gehalt des Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen auf unter ungefähr 40 % des Gehalts des in der Verfahrensstufe (a) in die erste Abbauzone eingeleiteten Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen weiter abzusenken und Methangas zu bilden, sowie(c) the partially stabilized sludge discharged from the first decomposition zone is decomposed anaerobically in a covered second decomposition zone while maintaining a ~ "sludge temperature of 25 ° C to 60 ° C for a sufficient solid residence time to increase the biodegradable volatile suspended matter content of the sludge below approximately 40 % of the biodegradable volatile suspended matter content of the sludge introduced into the first degradation zone in process step (a) and to form methane gas, and (d) weiter stabilisierter Schlamm und das Methangas aus der zweiten Abbauzone ausgetragen werden.(d) further stabilized sludge and the methane gas are discharged from the second mining zone. 2. Verfahren zum Abbau von Schlamm nach Patent 28 05 054.6, dadurch gekennzeichnet, daß2. A method for breaking down sludge according to patent 28 05 054.6, characterized in that (a) der Schlamm und ein mindestens 20 Vol.% Sauerstoff enthaltendes Belüftungseinsatzgas in eine erste Abbauzone eingeleitet und dort in ausreichender Menge und ausreichendem Maße gemischt werden, um den Respirationsbedarf des Schlammes für aeroben Abbau zu erfüllen und die Gesamtschwebstoffkonzentration des Schlammes in der ersten Abbauzone auf mindestens 20 000 mg/l zu halten;(a) the sludge and an aeration feed gas containing at least 20% by volume of oxygen are introduced into a first breakdown zone and mixed there in sufficient quantity and measure to meet the respiratory needs of the sludge for aerobic breakdown and the total suspended matter concentration of the sludge in the first breakdown zone to maintain at least 20,000 mg / l; 909816/09S1909816 / 09S1 (b) der Schlamm in der ersten Abbauzone während der Verfahrensstufe (a) auf einer Temperatur im Bereich von 35°C bis 75°C gehalten wird;(b) the sludge in the first mining zone during the Process step (a) is maintained at a temperature in the range from 35 ° C to 75 ° C; (c) die Verfahrensstufe (b) für eine Schlammverweildauer von 4 bis 48 Stunden unter teilweiser Verminderung des biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffgehaltes des in die erste Abbauzone eingeleiteten Schlammes fortgeführt wird;(c) process step (b) for a sludge residence time from 4 to 48 hours with partial reduction of the biodegradable volatile suspended matter content the sludge introduced into the first mining zone is continued; (d) teilstabilisierter Schlamm aus der ersten Abbauzone ausgetragen wird;(d) partially stabilized sludge from the first mining zone is carried out; (e) der teilstabilisierte Schlamm aus der Verfahrensstufe (d) in eine abgedeckte zweite Abbauzone eingeleitet wird; und(e) the partially stabilized sludge from process stage (d) is introduced into a covered second degradation zone will; and (f) der Schlamm in der zweiten Abbauzone unter anaeroben Bedingungen auf einer Temperatur von 25 C bis 6O°C für eine ausreichende Feststoffverweildauer gehalten wird, um den Gehalt des Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen auf unter ungefähr 40 % des Gehaltes des in der Verfahrensstufe (a) in die erste Abbauzone eingeleiteten Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen weiter abzusenken und Methangas zu bilden, sowie weiter, stabilisierter Schlamm und das(f) the sludge in the second degradation zone is kept under anaerobic conditions at a temperature of 25 ° C to 60 ° C for a sufficient solids retention time to reduce the biodegradable volatile suspended matter content of the sludge to below approximately 40 % of the content of the process stage (a) to further lower the sludge of biodegradable volatile suspended matter introduced into the first decomposition zone and to form methane gas, as well as further stabilized sludge and that 909816/0951909816/0951 Methangas aus der zweiten Abbauzone ausgetragen · Methane gas from the second reduction zone held · werden.will. 3. Verfahren zum Abbau von Schlamm nach Patent 28 05 054.6, dadurch gekennzeichnet, daß3. Process for breaking down sludge according to patent 28 05 054.6, characterized in that (a) der Schlamm und ein mindestens 20 Vol.% Sauerstoff enthaltendes Belüftungseinsatzgas in eine erste Abbauzone eingeleitet und in ausreichender Menge und ausreichendem Maße gemischt werden, um eine Ausnutzung von mindestens 0,03 kg Sauerstoff je kg flüchtige Schwebstoffe in dem in die erste Abbauzone eingeleiteten Schlamm zu erzielen., während die Gesamtschwebstoff konzentration des Schlammes in der ersten Abbauzone auf mindestens 20 000 mg/l gehalten wird;(a) the sludge and at least 20% by volume oxygen aeration feed gas containing introduced into a first degradation zone and in sufficient quantity and Sufficiently mixed to a utilization of at least 0.03 kg of oxygen per kg of volatile To achieve suspended solids in the sludge introduced into the first mining zone, while the total suspended solids the concentration of the sludge in the first degradation zone is maintained at at least 20,000 mg / l; (b) der Schlamm in der ersten Abbauzone während der Verfahrensstufe (a) auf einer Temperatur im Bereich von 35 C bis 75 C gehalten wird;(b) the sludge in the first mining zone during the process stage (a) is maintained at a temperature in the range of 35 C to 75 C; (c) die Verfahrensstufe (b) für eine Schlammverweildauer, von 4 bis 48 Stunden unter teilweiser Verminderung des biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffgehaltes des in die erste Abbauzone eingeleiteten Schlammes fortgeführt wird;(c) process step (b) for a sludge retention period, from 4 to 48 hours with partial reduction of the biodegradable volatile suspended matter content the sludge introduced into the first mining zone is continued; 909816/0951909816/0951 (d) teilstabilisierter Schlamm aus der ersten Abbauzone ausgetragen wird;(d) partially stabilized sludge from the first mining zone is carried out; (e) der teilstabilisierte Schlamm aus der Verfahrensstufe (d) in eine abgedeckte zweite Abbauzone eingeleitet wird; und(e) the partially stabilized sludge from process stage (d) is introduced into a covered second degradation zone will; and (f) der Schlamm in der zweiten Abbauzone unter anaeroben Bedingungen auf einer Temperatur von 25 C bis 6O°C für eine ausreichende FeststoffVerweildauer gehalten wird, um den Gehalt des Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen auf unter ungefähr 40 % des Gehaltes des in der Verfahrensstufe (a) in die erste Abbauzo.ne eingeleiteten Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen weiter abzusenken und Methangas zu bilden, sowie weiter stabilisierter Schlamm und das Methangas aus der zweiten Abbauzone ausgetragen werden. (f) the sludge in the second degradation zone is kept under anaerobic conditions at a temperature of 25 C to 60 ° C for a sufficient solids retention time to keep the biodegradable volatile suspended matter content of the sludge below approximately 40 % of the content of the process stage (a) to further lower the sludge of biodegradable volatile suspended matter introduced into the first extraction zone and to form methane gas, and further stabilized sludge and the methane gas are discharged from the second extraction zone. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoffhaltige Belüftungseinsatzgas und der Schlamm in der ersten Abbauzone in ausreichender Menge und ausreichendem Maße gemischt werden, um eine Ausnutzung von 0,10 bis 0,35 kg Sauerstoff je kg flüchtige Schwebstoffe in dem in die erste Abbauzone eingeleiteten Schlamm zu erhalten.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that the oxygen-containing aeration feed gas and sludge in the first degradation zone are sufficient Amount and sufficient proportions are mixed to achieve a utilization of 0.10 to 0.35 kg of oxygen per kg to obtain volatile suspended matter in the sludge introduced into the first mining zone. 909816/0951909816/0951 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt des in die erste Abbauzone eingeleiteten Schlammes an flüchtigen Schwebstoffen in der ersten Abbauzone um 5 bis 2O % abgesenkt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the content of volatile suspended matter in the sludge introduced into the first degradation zone is reduced by 5 to 20% in the first degradation zone. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Abbauzone zwecks Ausbildung eines den Schlamm in dieser Zone überlagernden Gasraumes mit einer Abdeckung ausgestattet wird und daß das Belüftungseinsatzgas mindestens 50 Vol.% Sauerstoff enthält.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the first degradation zone for the purpose of forming an overlying sludge in this zone Gas space is equipped with a cover and that the ventilation feed gas is at least 50 vol.% Oxygen contains. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Abbauzone das Belüftungsgas oder der Schlamm gegenüber dem jeweils anderen Fluid umgewälzt wird und daß aus der ersten Abbauzone an Sauerstoff verarmtes Abbaugas mit mindestens 21 Vol.% Sauerstoff von dem aus der ersten Abbauzone ausgetragenen, teilstabilisierten Schlamm getrennt abgeführt wird.7. The method according to claim 6, characterized in that in the first decomposition zone the ventilation gas or the Sludge is circulated against the other fluid and that from the first degradation zone is depleted of oxygen Degradation gas with at least 21 vol.% Oxygen from the partially stabilized gas discharged from the first degradation zone Sludge is discharged separately. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der in die erste Abbauzone eingeleitete Schlamm eine Gesamtschwebstoffkonzentration zwischen 20 000 und 80 ÜOO mg/l hat.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the in the first mining zone discharged sludge has a total suspended matter concentration between 20,000 and 80,000 mg / l. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da-9. The method according to any one of the preceding claims, 909816/0951909816/0951 durch gekennzeichnet, daß die Schlammverweildauer in der ersten Abbauzone zwischen 12 und 30 Stunden beträgt. characterized in that the sludge residence time in the first degradation zone is between 12 and 30 hours. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm vor dem Einleiten in die erste Abbauzone erhitzt wird, um die Temperatur in der ersten Abbauzone zwischen 35 C und 75 C zu halten.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the sludge is heated to the temperature prior to introduction into the first degradation zone in the first degradation zone between 35 ° C and 75 ° C to keep. 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in der zweiten Abbauzone für einen mesophilen Abbau in der zweiten Abbauzone im Bereich von 35 C bis 40 C gehalten wird.11. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the temperature in the second degradation zone for a mesophilic degradation in the second The degradation zone is kept in the range of 35 ° C to 40 ° C. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in der zweiten Abbauzone für einen thermophilen Abbau in der zweiten Abbaues ο12. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that that the temperature in the second breakdown zone for a thermophilic breakdown in the second breakdown ο zone im Bereich von 45 C bis 5O C gehalten wird.zone is kept in the range of 45 ° C to 50 ° C. 13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlammverweildauer in der zweiten Abbauzone ausreichend gewählt ist, um den Gehalt des Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen auf weniger als ungefähr 20 % des Gehalts des in der Verfahrensstufe (a) in die" erste Abbauzone eingeleiteten Schlammes an biologisch abbaufä-13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the sludge residence time in the second degradation zone is selected to be sufficient to reduce the content of the sludge of biodegradable volatile suspended matter to less than about 20 % of the content of the in process step (a) in the "first degradation zone of introduced sludge on biodegradable 909816/0951909816/0951 higen flüchtigen Schwebstoffen weiter herunterzudrükken. able to further reduce volatile suspended matter. 14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlammverweildauer in der zweiten Abbauzone 4 bis 12 Tage beträgt.14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the sludge residence time in the second degradation zone is 4 to 12 days. 15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede der ersten und zweiten Abbauzonen ein Oberflächen/Volumen-Verhältnis von we-15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that each of the first and second mining zones has a surface / volume ratio of we- 2 3
niger als 2,6 m /m hat.
2 3
has less than 2.6 m / m.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm in der zweiten Abbauzone gemischt wird, indem Methangas entgegen dem dort befindlichen Schlamm umgewälzt wird.16. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the sludge is mixed in the second breakdown zone by adding methane gas against the sludge located there is circulated. 17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Belüftungseinsatzgas vor dem Einleiten in die erste Abbauzone zwecks Aufrechterhaltung der dort herrschenden Temperatur von 35°C bis 750C erhitzt wird.17. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the aeration feed gas is heated from 35 ° C to 75 0 C in order to maintain the temperature prevailing there before being introduced into the first degradation zone. 18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm vor dem Einleiten in die erste Abbauzone durch indirekten Wärmeaustausch mit dem aus der zweiten Abbauzone ausgetragenen,18. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the sludge prior to introduction into the first degradation zone by indirect heat exchange with the one discharged from the second mining zone, 909816/0951909816/0951 weiter stabilisierten Schlamm erhitzt wird.further stabilized sludge is heated. 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlammtemperatur in der zweiten Abbauzone im Bereich von 35°C bis 4Ü°C gehalten wird und daß der erhitzte Schlamm vor dem Einleiten in die erste Abbauzone durch indirekten Wärmeaustausch mit dem aus der ersten Abbauzone ausgetragenen, teilstabilisierten Schlamm weiter erhitzt wird.19. The method according to claim 18, characterized in that the sludge temperature in the second degradation zone is kept in the range of 35 ° C to 4Ü ° C and that the heated sludge before being introduced into the first Degradation zone through indirect heat exchange with the partially stabilized one discharged from the first degradation zone Mud is further heated. 20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Abbauzone mit einer Ansäuerungsteilzone und einer Methanfermentationsteilzone versehen ist, daß teilstabilisierter Schlamm aus der ersten Abbauzone in die Ansäuerungsteilzone eingeleitet und zum Ansäuern des Schlammes dort für eine Schlammverweildauer von 24 bis 60 Stunden gehalten wird, und daß angesäuerter Schlamm aus der Ansäuerungsteilzone ausgetragen und in die Methanf ermentationsteilzone eingeführt sowie dort bei einer Temperatur zwischen 35°C und 40°C für eine Schlammverweildauer von 4 bis 8 Tagen gehalten wird.20. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the second degradation zone is provided with an acidification subzone and a methane fermentation subzone, that partially stabilized sludge from the first degradation zone is introduced into the acidification subzone and acidification of the sludge there for a sludge retention time of 24 to 60 hours is held, and that acidified sludge is discharged from the acidification sub-zone and introduced into the methane fermentation sub-zone and held there at a temperature between 35 ° C and 40 ° C for a sludge retention time of 4 to 8 days. 21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm in der Methanfermentationsteilzone auf einer Temperatur zwischen 370C und 38°C gehalten wird.21. The method according to claim 20, characterized in that the sludge is kept at a temperature between 37 0 C and 38 ° C in the methane fermentation subzone. 909816/0951909816/0951 - 1O -- 1O - 22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm in der Ansäuerungsteilzone auf einer Temperatur zwischen 45°C und 75°C gehalten und der angesäuerte, aus der Ansäuerungsteilzone ausgetragene Schlamm vor Einleiten in die Methanfermentationsteilzone auf eine Temperatur von 35 C bis 4O°C gekühlt wird.22. The method according to claim 20 or 21, characterized in that that the sludge in the acidification sub-zone is kept at a temperature between 45 ° C and 75 ° C and the acidified one discharged from the acidification subzone Sludge prior to introduction into the methane fermentation sub-zone is cooled to a temperature of 35 ° C to 40 ° C. 23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem biologisch abbaufähige flüchtige Schwebstoffe enthaltendes Abwasser zwecks BSB-Beseitigung behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein die biologisch abbaufähigen Schwebstoffe umfassender Primärschlamm von dem Abwasser unter Ausbildung eines an Feststoffen verarmten Primärabflusses abgetrennt wird, der Primärabfluß und Rücklaufschlamm gemischt und in ausreichender Durchsatzmenge sowie für eine ausreichende Zeitdauer belüftet werden, um eine Mischflüs-23. The method according to any one of the preceding claims, which treats wastewater containing biodegradable volatile suspended matter for the purpose of BOD removal is characterized in that a primary sludge comprising the biodegradable suspended matter is separated from the wastewater with the formation of a primary runoff depleted in solids, the primary effluent and return sludge mixed and in sufficient throughput as well as for sufficient Be ventilated for a period of time in order to ·. sigkeit mit vermindertem BSB-Gehalt zu bilden, die Mischflüssigkeit in gereinigte Flüssigkeit und belebten Schlamm getrennt wird und mindestens ein größerer Teil des belebten Schlammes als der Rücklaufschlamm zum Mischen mit dem Primärabfluß zurückgeleitet wird, wobei der Primärschlamm und nicht zurückgeleiteter belebter Schlamm in der Verfahrensstufe (a) in die erste Abbauzone als der Einsatzschlamm für diese Zone eingeführt werden.·. with reduced BOD content to form the Mixed liquid is separated into purified liquid and activated sludge and at least one larger Part of the activated sludge is returned as the return sludge for mixing with the primary effluent being the primary sludge and not recirculated activated sludge in process stage (a) be introduced into the first mining zone as the feed sludge for that zone. 909816/0951909816/0951 24. Verfahren zur Beseitigung von BSB aus Abwasser in einer abgedeckten Begasungszone sowie zum Abbau von belebtem Schlamm mit Sauerstoffgas, bei dem24. Process for removing BOD from wastewater in one covered fumigation zone as well as for the decomposition of activated sludge with oxygen gas, in which (a) ein erstes Gas mit einem Sauerstoffgehalt von mindestens 40 Vol.% eingeleitet und als Belüftungsgas mit dem Abwasser und Rücklaufschlamm in der abgedeckten Begasungszone unter Bildung einer Mischflüssigkeit gemischt wird und das Belüftungsgas mit der Mischflüssigkeit in ausreichender Menge und ausreichendem Maße in Kontakt gebracht wird, um den Gehalt der Mischflüssigkeit an gelöstem Sauerstoff bei mindestens O,5 mg/l zu halten, die Mischflüssigkeit in gereinigte Flüssigkeit und belebten Schlamm getrennt wird sowie nichtverbrauchten Sauerstoff enthaltendes Gas aus der Begasungszone in solcher Durchflußmenge ausgetragen wird, daß sein Sauerstoffgehalt nicht mehr als 40 % des in die Abbauzone insgesamt eingeleiteten Sauerstoffs ausmacht;(a) a first gas with an oxygen content of at least 40% by volume is introduced and mixed as a ventilation gas with the waste water and return sludge in the covered fumigation zone to form a mixed liquid and the aeration gas is brought into contact with the mixed liquid in sufficient quantity and extent In order to keep the dissolved oxygen content of the mixed liquid at at least 0.5 mg / l, the mixed liquid is separated into purified liquid and activated sludge and non-consumed oxygen-containing gas is discharged from the gassing zone in such a flow rate that its oxygen content does not exceed Makes up 40 % of the total oxygen introduced into the degradation zone; (b) mindestens ungefähr 85 Gew.% des belebten Schlammes als der Rücklaufschlamm zu der Begasungszone zurückgeleitet werden;(b) at least about 85% by weight of the activated sludge returned as the return sludge to the fumigation zone; (c) ein zweites Gas vorgesehen wird, das mindestens 80 VoI.% Sauerstoff aufweist und einen Teil des(C) a second gas is provided which has at least 80 Vol .% oxygen and a part of the 909816/0951909816/0951 - 12 ersten Gases einschließt?- Includes 12 first gas? (d) das zweite Gas und der nicht zurückgeleitete belebte Schlamm aus der Verfahrensstufe (b) in eine abgedeckte Abbauzane eingeleitet und dart in für einen aeroben Abbau des Schlammes ausreichender Menge und ausreichendem Maße gemischt werden., während eine Gesamtschwebstoffkonzentration des Schlammes von mindestens 20 COO mg/l aufrechterhalten wird;(d) the second gas and the non-recirculated animate one Sludge from process step (b) is introduced into a covered mining zone and darted in be mixed in sufficient quantities and proportions for aerobic decomposition of the sludge., while a total suspended solids concentration des Maintain sludge of at least 20 COO mg / l will; (e) der Schlamm während der Verfahrensstufe (d) in der Abbauzone bei einer Temperatur im Bereich von 35°C bis 75°C gehalten wird;(e) the sludge during process step (d) in the degradation zone at a temperature in the range of Maintained at 35 ° C to 75 ° C; (f) teilstabilisierter Schlamm und an Sauerstoff verarmtes Abbaugas mit einem Sauerstoffgehalt von mindestens 40 % aus der Abbauzone in solcher Durchflußmenge getrennt ausgetragen werden, daß der Sauerstoffgehalt des an Sauerstoff verarmten Abbaugases mindestens 35 % des Sauerstoffgehalts des in die Abbauzone eintretenden zweiten Gases ausmacht und(f) partially stabilized sludge and oxygen- depleted decomposition gas with an oxygen content of at least 40 % are discharged separately from the decomposition zone in such a flow rate that the oxygen content of the oxygen-depleted decomposition gas is at least 35 % of the oxygen content of the second gas entering the decomposition zone and (g) das an Sauerstoff teilweise verarmte Abbaugas aus der Verfahrensstufe (f) als mindestens der größere Teil des in der Verfahrensstufe (a) in(g) the degradation gas partially depleted in oxygen from process stage (f) as at least the larger part of the in process step (a) in 909816/0951909816/0951 die abgedeckte Begasungszone eingeleiteten ersten Gases verwendet wird, nach Patent 28 05 054.6, dadurch gekennzeichnet, daßthe covered fumigation zone of the introduced first gas is used, according to patent 28 05 054.6, characterized in that (h) die Verfahrensstufe (e) unter teilweise Verminderung des Gehaltes des in die erste Abbauzone eingeleiteten Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen für eine Schlammverweildauer von 4 bis 48 Stunden fortgesetzt wird;(h) process stage (e) with partial reduction the biodegradable content of the sludge introduced into the first degradation zone volatile suspended matter for a sludge retention time continued from 4 to 48 hours; (i) der teilstabilisierte Schlamm aus der Verfahrensstufe (f) in eine zweite abgedeckte Abbauzone eingeleitet wird;(i) the partially stabilized sludge from process stage (f) is introduced into a second covered mining zone will; (j) der Schlamm in der zweiten Abbauzone unter anaeroben Bedingungen bei einer Temperatur von 25 C bis 60 C für eine ausreichende Schlammverweildauer gehalten wird, um den Gehalt des Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen auf weniger als ungefähr 40 % des Gehaltes des in der Verfahrensstufe (d) in die Abbauzone eingeleiteten belebten Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen weiter abzusenken und Methangas zu bilden, sowie weiter stabilisierter Schlamm und das Methangas aus der zweiten Abbauzone ausgetragen werden.(j) the sludge in the second degradation zone is kept under anaerobic conditions at a temperature of 25 C to 60 C for a sufficient sludge retention time to reduce the biodegradable volatile suspended matter content of the sludge to less than approximately 40 % of the content of the process stage (d) to further lower the activated sludge of biodegradable volatile suspended matter introduced into the extraction zone and to form methane gas, and further stabilized sludge and the methane gas are discharged from the second extraction zone. 909816/0951909816/0951 25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der zweiten Abbauzone ausgetragene Methangas mit sauerstoffhaltigem Gas gemischt und als Brennstoff unter Bildung von Wärme verbrannt wird, um den Schlamm in mindestens einer der beiden Abbauzonen auf erhöhter Temperatur zu halten.25. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the methane gas discharged from the second mining zone is mixed with oxygen-containing gas and as fuel is burned with the formation of heat to the sludge in at least one of the to keep both degradation zones at an elevated temperature. 26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Methangas und sauerstoffhaltiges Gas gemischt und als Brennstoff unter Bildung von Wärme verbrannt werden, mittels deren Schlamm in der ersten Abbauzone auf einer Temperatur von 35 C bis 75 C gehalten wird.26. The method according to claim 25, characterized in that the methane gas and oxygen-containing gas are mixed and burned as fuel with the formation of heat, by means of the sludge thereof in the first mining zone is kept at a temperature of 35 ° C to 75 ° C. 27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Schlammes in der ersten Abbauzone in dem thermophilen Bereich von 45°C bis 75 C sowie die Temperatur des Schlammes in der zweiten Abbauzone im Bereich von 30 C bis 60 C gehalten wird.27. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the temperature of the sludge in the first degradation zone in the thermophilic range of 45 ° C to 75 C as well as the temperature of the sludge in the second degradation zone is kept in the range of 30 ° C to 60 ° C. 28. Verfahren zum Abbau von Schlamm, nach Patent 28 05 054.6, dadurch gekennzeichnet, daß28. A method for breaking down sludge according to Patent 28 05 054.6, characterized in that (α) der Schlamm und ein mindestens 50 Vol.% Sauerstoff enthaltendes Belüftungsgas in eine erste abgedeckte Abbauzone eingeleitet und dort in für einen(α) the sludge and at least 50 vol.% oxygen Aeration gas containing introduced into a first covered mining zone and there in for a 909816/0951909816/0951 aeroben Abbau ausreichender Menge und ausreichendem Maße gemischt werden, während die Gesamtschwebstoffkonzentration des Schlammes bei mindestens 20 000 mg/1 gehalten wird;aerobic degradation of sufficient quantity and sufficient proportions are mixed while the total suspended matter concentration the sludge is maintained at at least 20,000 mg / l; (b) der Schlamm in der ersten Abbauzone während der Verfahrensstufe (a) auf einer Temperatur im thermophilen Bereich von 45°C bis 75°C gehalten wird;(b) the sludge in the first mining zone during the Process step (a) at a temperature in the thermophilic Range of 45 ° C to 75 ° C is maintained; (c) die Verfahrensstufe (b) für eine Schlammverweildauer von 4 bis 48 Stunden unter teilweiser Verminderung des Gehalts des in die erste Abbauzone eingeleiteten Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen fortgeführt wird;(c) process step (b) for a sludge residence time from 4 to 48 hours with a partial reduction in the content of that introduced into the first mining zone Sludge of biodegradable volatile suspended matter is carried away; (d) teilstabilisierter Schlamm und an Sauerstoff verarmtes Abbaugas mit einem Sauerstoffgehalt von mindestens 21 % aus der ersten Abbauzone getrennt ausgetragen werden;(d) partially stabilized sludge and oxygen-depleted decomposition gas with an oxygen content of at least 21 % are discharged separately from the first decomposition zone; (e) der teilstabilisierte Schlamm aus der Verfahrensstufe (d) in eine zweite abgedeckte Abbauzone eingeleitet wird;(e) the partially stabilized sludge from process stage (d) is introduced into a second covered mining zone will; (f) der Schlamm in der zweiten Abbauzone unter anaeroben Bedingungen bei einer Temperatur von 30°C bis 60 C für eine Feststoffverweildauer gehalten wird,(f) the sludge in the second degradation zone under anaerobic conditions Conditions are maintained at a temperature of 30 ° C to 60 C for a solids residence time, 909816/0951909816/0951 die ausreicht, um den Gehalt des Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen auf unter ungefähr 40 % des Gehalts des in der Verfahrensstufe (a) in die erste Abbauzone eingeleiteten Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen weiter abzusenken und Methangas zu bilden, sowie weiter stabilisierter Schlamm und das Methangas aus der zweiten Abbauzone ausgetragen werden.which is sufficient to further lower the biodegradable volatile suspended matter content of the sludge to below approximately 40 % of the biodegradable volatile suspended matter content of the sludge introduced into the first degradation zone in process step (a) and to form methane gas, as well as further stabilized sludge and the methane gas can be discharged from the second extraction zone. 29. Verfahren zum Abbau von Schlamm, nach Patent 28 05 054.6, dadurch gekennzeichnet, daß29. A method for breaking down sludge according to Patent 28 05 054.6, characterized in that (a) der Schlamm und ein mindestens 50 Vol.% Sauerstoff enthaltendes Belüftungsgas als Fluide in eine erste abgedeckte Abbauzone eingeleitet und unter Aufrechterhaltung eines Gehalts der Mischflüssigkeit an gelöstem Sauerstoff von mindestens 2 mg/l sowie einer Gesamtschwebstoffkonzentration des Schlammes von mindestens 20 000 mg/l gemischt werden;(a) the sludge and at least 50% by volume oxygen containing aeration gas introduced as fluids into a first covered mining zone and maintained a content of dissolved oxygen in the mixed liquid of at least 2 mg / l and mixed to a total suspended matter concentration of at least 20,000 mg / l in the sludge; (b) der Schlamm in der ersten Abbauzone während der Verfahrensstufe (a) bei einer Temperatur, im thermophilen Bereich von 45°C bis 75°C gehalten wird;(b) the sludge in the first mining zone during the Process step (a) at a temperature in the thermophilic Range of 45 ° C to 75 ° C is maintained; (c) die Verfahrensstufe (b) für eine Schlammverweildauer von 4 bis 48 Stunden unter teilweiser Vermin-(c) process step (b) for a sludge residence time from 4 to 48 hours with partial reservation 909816/0951909816/0951 derung des Gehalts des in die erste Abbauzone ■eingeleiteten Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen fortgeführt wird;change in the content of the in the first mining zone ■ discharged sludge of biodegradable volatile suspended matter is continued; (d) teilstabilisierter Schlamm und an Sauerstoff verarmtes Abbaugas mit einem Sauerstoffgehalt von mindestens 21 % aus der ersten Abbauzone getrennt ausgetragen werden;(d) partially stabilized sludge and oxygen-depleted decomposition gas with an oxygen content of at least 21 % are discharged separately from the first decomposition zone; (e) der teilstabilisierte Schlamm aus der Verfahrensstufe (d) in eine zweite abgedeckte Abbauzone eingeleitet wird;(e) the partially stabilized sludge from process stage (d) is introduced into a second covered mining zone will; (f) der Schlamm in der zweiten Abbauzone unter anaeroben Bedingungen bei einer Temperatur von 30 C bis 60°C für eine Feststoffverweildauer gehalten wird, die ausreicht, um den Gehalt des Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen auf unter ungefähr 40 % des Gehalts des in der Verfahrensstufe (a) in die erste Abbauzone eingeleiteten Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen weiter abzusenken und Methangas zu bilden, sowie weiter stabilisierter Schlamm und das Methangas aus der zweiten Abbauzone ausgetragen werden.(f) the sludge in the second degradation zone is held under anaerobic conditions at a temperature of 30 ° C to 60 ° C for a solids retention time sufficient to keep the biodegradable volatile suspended matter content of the sludge below approximately 40 % of the content of in of process step (a) to further lower the biodegradable volatile suspended matter introduced into the first degradation zone and to form methane gas, and further stabilized sludge and the methane gas are discharged from the second degradation zone. 909816/0951909816/0951 30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der in die erste Abbauzone eingeleitete Schlamm eine Gesamtschwebstoffkonzentration zwischen 2O 0OO und 60 000 mg/1 hat.30. The method according to claim 29, characterized in that the introduced into the first degradation zone sludge a total suspended matter concentration between 2O 0OO and has 60,000 mg / l. 31. Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlammverweildauer in der ersten Abbauzone zwischen 12 und 24 Stunden beträgt.31. The method according to claim 29 or 30, characterized in that that the sludge residence time in the first degradation zone is between 12 and 24 hours. 32. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm vor dem Einleiten in die erste Abbauzone erhitzt wird, um die Temperatur in der Verfahrensstufe (b) aufrechtzuerhalten.32. The method according to any one of claims 29 to 31, characterized characterized in that the sludge is heated to the temperature prior to introduction into the first degradation zone in process step (b). 33. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in der Verfahrensstufe (f) für einen mesophilen Abbau in der zweiten Abbauzone im Bereich von 35°C bis 40°C gehalten wird.33. The method according to any one of claims 29 to 32, characterized characterized in that the temperature in process step (f) for a mesophilic degradation in the second The degradation zone is kept in the range of 35 ° C to 40 ° C. 34. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in der Verfahrensstufe (f) für einen thermophilen Abbau in der zweiten Abbauzone im Bereich von 45°C bis 50°C gehalten wird.34. The method according to any one of claims 29 to 32, characterized characterized in that the temperature in process step (f) for a thermophilic degradation in the second The degradation zone is maintained in the range of 45 ° C to 50 ° C. 35. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlammverweildauer in der Verfahrensstufe (f) ausreichend gewählt ist, um den35. The method according to any one of claims 29 to 34, characterized characterized in that the sludge residence time in the process step (f) is selected to be sufficient to the 909818/0951909818/0951 Gehalt des Schlammes an biologisch abbaufähigen
flüchtigen Schwebstoffen auf weniger als ungefähr
2O % des Gehalts des in der Verfahrensstufe (a) in
die erste Abbauzone eingeleiteten Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen weiter
herunterzudrücken.
Content of the sludge of biodegradable
volatile particulate matter to less than approximately
2O % of the content of the in process step (a) in
the first degradation zone introduced sludge of biodegradable volatile suspended matter
to push down.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlammverweildauer in der
Verfahrensstufe (f) 4 bis 12 Tage beträgt.
36. The method according to any one of claims 29 to 35, characterized in that the sludge residence time in the
Process stage (f) is 4 to 12 days.
37. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß jede der ersten und zweiten Abbauzonen ein Oberflächen/Volumen-Verhältnis von weni-37. The method according to any one of claims 29 to 36, characterized characterized in that each of the first and second mining zones has a surface / volume ratio of a few 2 3
ger als 2,6 m /m hat.
2 3
is less than 2.6 m / m.
38. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm in der zweiten Abbauzone gemischt wird, indem Methangas entgegen dem dort befindlichen Schlamm umgewälzt wird.38. The method according to any one of claims 29 to 37, characterized characterized in that the sludge is mixed in the second breakdown zone by adding methane gas contrary to that there located sludge is circulated. 39. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß das Belüftungsgas vor dem Einleiten in die erste Abbauzone zwecks Aufrechterhaltung
der Temperatur in der Verfahrensstufe (b) erhitzt
wird.
39. The method according to any one of claims 29 to 38, characterized in that the aeration gas prior to introduction into the first degradation zone for the purpose of maintenance
the temperature in process step (b) is heated
will.
909816/0951909816/0951 - 2Q -- 2Q -
40. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm vor dem Einleiten in die erste Abbauzone durch indirekten; Wärmeaustausch mit dem aus der zweiten Abbauzone ausgetragenen, weiter stabilisierten Schlamm erhitzt wird.40. The method according to any one of claims 29 to 39, characterized characterized in that the sludge prior to introduction into the first degradation zone by indirect; Heat exchange is heated with the further stabilized sludge discharged from the second mining zone. 41. Verfahren nach Anspruch 4O, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in der Verfahrensstufe (f) im Bereich von 35°C bis 40°C gehalten wird und daß der erhitzte Schlamm vor dem Einleiten in die erste Abbauzone durch indirekten Wärmeaustausch mit dem aus der ersten Abbauzone ausgetragenen, teilstabilisierten Schlamm weiter erhitzt wird.41. The method according to claim 4O, characterized in that that the temperature in process step (f) is kept in the range from 35 ° C. to 40 ° C. and that the heated Sludge before being introduced into the first mining zone by indirect heat exchange with that from the The partially stabilized sludge discharged from the first mining zone is further heated. 42. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Abbauzone mit einer Ansäuerungsteilzone und einer Methanfermentationsteilzone versehen ist, teilstabilisierter Schlamm aus der ersten Abbauzone in die Ansäuerungsteilzone eingeleitet und zum Ansäuern des Schlammes dort für eine Schlammverweildauer von 24 bis 6O Stunden gehalten wird, angesäuerter Schlamm aus der Ansäuerungsteilzone ausgetragen und in die Methanfermentationsteilzone eingeführt sowie dort bei einer Temperatur zwischen 35 C und 40 C für eine Schlammverweildauer von 4 bis 8 Tagen gehalten wird.42. The method according to any one of claims 29 to 41, characterized in that the second degradation zone with a Acidification sub-zone and a methane fermentation sub-zone is provided, partially stabilized sludge from the first degradation zone is introduced into the acidification sub-zone and to acidify the sludge is held there for a sludge retention time of 24 to 60 hours, acidified sludge discharged from the acidification sub-zone and into the methane fermentation sub-zone introduced and there at a temperature between 35 C and 40 C for a sludge retention time of 4 to Is held for 8 days. 909816/0951909816/0951 43. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm in der Methanfermentationsteilzone auf einer Temperatur zwischen 37°C und 38°C gehalten wird.43. The method according to claim 42, characterized in that the sludge in the methane fermentation subzone is maintained at a temperature between 37 ° C and 38 ° C. 44, Verfahren nach Anspruch 42 oder 43, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm in der Ansäuerungsteilzone auf einer Temperatur zwischen 45 C und 75 C gehalten und der angesäuerte, aus der Ansäuerungsteilzone ausgetragene Schlamm vor Einleiten in die Methanfermentationsteilzone auf eine Temperatur von 35°C bis 40°C gekühlt wird.44, method according to claim 42 or 43, characterized in that that the sludge in the acidification subzone is kept at a temperature between 45 ° C and 75 ° C and the acidified one discharged from the acidification subzone Sludge prior to introduction into the methane fermentation sub-zone is cooled to a temperature of 35 ° C to 40 ° C. 45. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 44, bei dem biologisch abbaufähige flüchtige Schwebstoffe enthaltendes Abwasser zwecks BSB-Beseitigung behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein die biologisch abbaufähigen Schwebstoffe umfassender Primärschlamm von dem Abwasser unter Ausbildung eines an Feststoffen .verarmten Primärabflusses abgetrennt wird, der Primärabfluß und Rücklaufschlamm gemischt und in ausreichender Durchsatzmenge sowie für eine ausreichende Zeitdauer belüftet wer.d*n, um eine Mischflüssigkeit mit vermindertem BSB-Gehalt zu bilden, die Mischflüssigkeit in gereinigte Flüssigkeit und belebten Schlamm getrennt wird und mindestens ein größerer Teil des belebten Schlamms als der Rücklaufschlamm45. The method according to any one of claims 29 to 44, in which wastewater containing biodegradable volatile suspended matter is treated for the purpose of BOD removal, characterized in that a primary sludge comprising the biodegradable suspended matter from The primary drain is separated from the wastewater with the formation of a primary drain that is depleted of solids and return sludge mixed and in sufficient throughput and for a sufficient Duration of ventilated by a mixed liquid With reduced BOD content to form the mixed liquid into purified liquid and revitalized Sludge is separated and at least a larger part of the activated sludge than the return sludge 9G9818/095T9G9818 / 095T zum Mischen mit dem PrimärabfluS zurückgeleitet wird, wobei der Primärschlamm und nicht zurückgeleiteter belebter Schlamm in der Verfahrensstufe (a) in die erste Abbauzone als der Schlamm für diese Zone eingeführt werden.is returned for mixing with the primary effluent, wherein the primary sludge and non-recycled activated sludge in process step (a) in the first Mining zone can be introduced as the mud for that zone. 46. Verfahren zur Beseitigung von BSB aus Abwasser in einer abgedeckten Begasungszone sowie zum Abbau von belebtem Schlamm mit Sauerstoffgas, bei dem46. Process for removing BOD from wastewater in one covered fumigation zone as well as for the decomposition of activated sludge with oxygen gas, in which (a) ein erstes Gas mit einem Sauerstoffgehalt von mindestens 4O Vol.% eingeleitet und als das Belüftungsgas mit dem Abwasser und Rücklaufschlamm in der abgedeckten Begasungszone unter Bildung einer Mischflüssigkeit gemischt wird und gleichzeitig in der Begasungszone eines dieser Fluide gegenüber dem anderen Fluid in ausreichender Menge und Geschwindigkeit ständig umgewälzt wird, um den Gehalt der Mischflüssigkeit an gelöstem Sauerstoff bei mindestens 0,5 mg/1 zu halten, die Mischflüssigkeit in gereinigte Flüssigkeit und belebten Schlamm getrennt wird sowie nichtverbrauchten Sauerstoff enthaltendes Gas aus der Begasungszone in solcher Durchflußmenge ausgetragen wird, daß sein Sauerstoffgehalt nicht mehr als 40 % des in die Abbauzone insgesamt eingeleiteten Sauerstoffs ausmacht ;(a) a first gas with an oxygen content of at least 40% by volume is introduced and, as the aeration gas, is mixed with the waste water and return sludge in the covered gassing zone to form a mixed liquid and, at the same time, in the gassing zone one of these fluids versus the other fluid in sufficient quantity and the speed is continuously circulated in order to keep the content of the mixed liquid in dissolved oxygen at at least 0.5 mg / 1, the mixed liquid is separated into purified liquid and activated sludge and non- consumed oxygen-containing gas is discharged from the gassing zone in such a flow rate that its oxygen content does not exceed 40 % of the total oxygen introduced into the degradation zone; 909816/0951909816/0951 (b) mindestens ungefähr 85 Gew.% des belebten Schlammes als der Rücklaufschlamm zu der Begasungszone zurückgeleitet werden;(b) at least about 85% by weight of the activated sludge than the return sludge to the aeration zone be returned; (c) ein zweites Gas vorgesehen wird, das mindestens 8O Vol.% Sauerstoff aufweist und einen Teil des ersten Gases einschließt;(c) a second gas is provided which has at least 80% by volume of oxygen and a portion of the first gas includes; (d) das zweite Gas und der nicht zurückgeleitete belebte Schlamm aus der Verfahrensstufe (b) in eine abgedeckte Abbauzone eingeleitet und unter Aufrechterhaltung des Gehalts des Schlammes an gelöstem Sauerstoff von mindestens 2 mg/l sowie der Gesamtschwebstoffkonzentration des Schlammes von(d) the second gas and the non-recirculated animate one Sludge from process step (b) into a Covered mining zone initiated and while maintaining the dissolved content of the sludge Oxygen of at least 2 mg / l and the total suspended matter concentration of the sludge from - mindestens 20 000 mg/l gemischt werden;- at least 20 000 mg / l are mixed; (e) der Schlamm während der Verfahrensstufe (d) in der Abbauzone bei einer Temperatur im thermophilen Bereich von 45°C bis 75°C gehalten wird;(e) the sludge during process step (d) in the degradation zone at a temperature in the thermophilic Range of 45 ° C to 75 ° C is maintained; (f) teilstabilisierter Schlamm und an Sauerstoff verarmtes Abbaugas mit einem Sauerstoffgehalt von mindestens 40 % aus der Abbauzone in solcher Durchflußmenge getrennt ausgetragen werden, daß der Sauerstoffgehalt des an Sauerstoff verarmten Abbaugases mindestens 35 % des Sauerstoffgehalts des in die Abbauzone eintretenden zweiten Gases(f) partially stabilized sludge and oxygen-depleted decomposition gas with an oxygen content of at least 40 % are discharged separately from the decomposition zone in such a flow rate that the oxygen content of the oxygen-depleted decomposition gas is at least 35 % of the oxygen content of the second gas entering the decomposition zone 909816/0951909816/0951 ausmacht;matters; (g) das an Sauerstoff teilweise verarmte Abbaugas aus der Verfahrensstufe (f) als mindestens der größere Teil des in der Verfahrensstufe (a) in die ab-r gedeckte Begasungszone eingeleiteten ersten Gases verwendet wird, nach Patent 28 05 054.6, dadurch gekennzeichnet, daß(g) the degradation gas partially depleted in oxygen from process stage (f) as at least the larger one Part of the process step (a) in the ab-r covered gassing zone introduced first gas is used, according to patent 28 05 054.6, thereby marked that (h) die Verfahrensstufe (e) unter teilweiser Verminderung des Gehaltes des in die erste Abbauzone eingeleiteten Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen für eine Schlammverweildauer von 4 bis 48 Stunden fortgesetzt wird;(h) process stage (e) with partial reduction the biodegradable content of the sludge introduced into the first degradation zone volatile suspended matter for a sludge retention time continued from 4 to 48 hours; (i) der teilstabilisierte Schlamm aus der Verfahrensstufe (f) in eine zweite abgedeckte Abbauzone eingeleitet wird;(i) the partially stabilized sludge from process stage (f) is introduced into a second covered mining zone will; (j) der Schlamm in der zweiten Abbauzone unter anaercben Bedingungen bei einer Temperatur von 30 C bis 60 C für eine ausreichende Schlammverweildauer gehalten wird, um den Gehalt des Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen auf weniger als ungefähr 40 % des Gehaltes des in der Verfahrensstufe (d) in die Abbauzone eingeleiteten belebten Schlammes an biologisch abbaufähigen flüchtigen Schwebstoffen weiter ab-(j) the sludge in the second degradation zone is kept under anaerobic conditions at a temperature of 30 C to 60 C for a sufficient sludge retention time to reduce the biodegradable volatile suspended matter content of the sludge to less than approximately 40 % of the content of the process stage (d) activated sludge introduced into the decomposition zone of biodegradable volatile suspended matter 909816/0951909816/0951 zusenken und Methangas zu bilden, sowie weiter stabilisierter Schlamm und das Methangas aus der zweiten Abbauzone ausgetragen werden.lower and form methane gas, as well as further stabilized sludge and the methane gas from the second mining zone. 47. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der zweiten Abbauzone ausgetragene Methangas mit sauerstoffhaltigem Gas gemischt und als Brennstoff unter Bildung von Wärme verbrannt wird, um den Schlamm in mindestens einer der beiden Abbauzonen auf erhöhter Temperatur zu halten.47. The method according to any one of claims 29 to 46, characterized characterized in that the methane gas discharged from the second mining zone is mixed with oxygen-containing gas and as fuel is burned with the formation of heat to the sludge in at least one of the to keep both degradation zones at an elevated temperature. 48. Verfahren nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß das Methangas und sauerstoffhaltiges Gas gemischt und als Brennstoff unter Bildung von Wärme verbrannt werden, mittels deren Schlamm in der ersten Abbauzone auf einer Temperatur von 45°C bis 75°C gehalten wird.48. The method according to claim 47, characterized in that that the methane gas and oxygen-containing gas mixed and burned as fuel with the formation of heat by means of whose sludge is kept at a temperature of 45 ° C to 75 ° C in the first degradation zone. 909816/0951909816/0951
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