DE2856553A1

DE2856553A1 - Vorrichtung und verfahren zum beschleunigten biologisch-chemischen abbau von muell-klaerschlamm-gemischen

Info

Publication number: DE2856553A1
Application number: DE19782856553
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Ing Schneider
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-12-28
Filing date: 1978-12-28
Publication date: 1980-07-10

Description

BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zum beschleunigten biologisch-chemischen Abbau von Müll-Klärschlamm-Gemischen, wobei der Rottevorgang in einer Trommel erfolgt.
Der Einsatz einer Trommel bei der Schnellrotte von Müll ist bekannt. Ebenfalls ist es bekannt, bei der Müll-Klärschlamm-Verarbeitung eine Trommel zu verwenden, um den Prozeß des Abbaus von abbaubaren organischen Substanzen zu beschleunigen; hierbei wird angestrebt, durch Einsatz einer Trommel eine gute Durchmischung des heterogenen Materials und die Schaffung von großen, dauernd veränderlichen Oberflächen zur optimalen Sauerstoffaufnahme für die Abbaureaktionen zu erreichen.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Mischung des Mülls, der im wesentlichen aus Küchenabfällen, Zellulose und Hemizellulose zusammengesetzt ist, mit dem Klärschlamm ungenügend ist. Durch die Rollbewegung der bekannten Trommel bilden sich homogene Kugeln aus Klärschlamm; damit erfolgt eine Trennung der zu vermischenden Bestandteile. Gleichzeitig verdichtet sich das eingegebene Produktgemisch derartig, daß die angestrebte Schaffung großer Produktoberflächen zur Sauerstoffaufnahme nicht erreicht wird, so daß durch die Verdichtung die aeroben Vorgänge gehemmt, bzw. vermindert werden, die durch Zutritt von Sauerstoff zur Schnellrotte des Eingabeproduktes führen. Darüber hinaus sind die nach dem genannten Trommelprinzip arbeitenden Vorrichtungen nicht geschlossen, so daß Geruchsemissionen praktisch unvermeidbar sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die unter Vermeidung der bei den bekannten dynamischen Verfahren und statischen Verfahren auftretenden Nachteile ermöglichen, den Rottevorgang durch gleichzeitig ablaufende Verpilzung und Schaffung günstiger Bedingungen für den mikrobiellen Abbau des Eingabegutes mit optimalem Wirkungsgrad in kurzem Zeitraum zu bewirken.
Diese Aufgaben werden durch die Vorrichtung und Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 20 gelöst.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert.
Fig. 1 ist ein schematischer Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung; Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Ausführungsform gemäß Fig. 1; Fig. 3 gibt schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischarme wieder; Fig. 4 ist der Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 5 ist ein Querschnitt durch die erfindungsgemäße Ausführungsform gemäß Fig. 4.
Die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1 besteht aus einer feststehenden zylindrischen, an beiden Enden durch angeflanschte Böden (2) verschlossene Trommel (1). In der Trommel (1) ist in Längsrichtung mittig eine Mischwelle (3) drehbar gelagert, die durch die Böden (2) gasdicht hindurchgeführt wird. Auf der Mischwelle (3) sind in ihrer gesamten Länge innerhalb der Trommel (1) eine größere Anzahl Mischarmpaare (4) in gleichen Abständen hintereinander angeordnet. Die Mischarmpaare bestehen aus jeweils zwei sich gegenüberliegenden Mischarmen, die auf einer gemeinsamen Nabe angebracht sind. Die Mischarmpaare (4) sind auf der Mischwelle (3) spiralenförmig angeordnet, wobei jedes folgende Mischarmpaar (4) gegenüber dem vorhergehenden um einen bestimmten Winkel in gleicher Richtung verdreht auf der Mischwelle angeordnet ist.
An der Innenwand der Trommel (1) ist ein aus mehreren, leicht auswechselbaren Segmenten bestehender Rechen (6) befestigt, dessen Zähne so angeordnet sind, daß sie zwischen die Mischarme (4) greifen, und das Abstreifen von anhängendem Behandlungsgut und das Zerkleinern mitgenommener größerer Stücke des Behandlungsgutes von den Mischarmpaaren (4) bewirken. Der Antrieb der Mischwelle (3) erfolgt durch das Antriebsaggregat (11), dessen Drehzahl stufenlos regelbar ist und das so gesteuert wird, daß die Mischwelle (3) in Intervallen von jeweils einigen Minuten rechts drehend und anschließend links drehend mit anschließender Ruhepause von einigen Minuten rotiert.
Durch die beschriebene Anordnung der Mischarme (4) auf der Mischwelle (3) wird auch eine Transportbewegung in Trommellängsrichtung erzielt. Um eine hierbei mögliche Verdichtung des Behandlungsgutes an den Trommelenden zu verhindern, ist an beiden Enden der Mischwelle (3) unmittelbar vor den Böden (2) je ein Paar Mischarme (5) mit Räumschaufeln angeordnet.
Die Trommel (1) ist mit einem Doppelmantel (12) versehen, durch den ein temperiertes Medium zur Beheizung der Trommel (1) zur Einleitung des Rotteprozesses bzw. zur Kühlung während des exotherm verlaufenden Prozesses zur Abführung überflüssiger Wärme geleitet werden kann.
In Abhängigkeit vom Behandlungsgut und vom Stadium des Rottevorgangs in der Trommel werden zur Erzielung optimaler Prozeßergebnisse hinsichtlich Verrottung, Homogenität und Keimfreiheit Reaktionszusätze wie Wasser, Luft, Sauerstoff, Äthylenoxid o.ä. zum Beeandlungsgut im Innern der Tra=el zugegeben. Hierzu sind entlang des Trommelmantels mehrer Stutzen (13) angeordnet, durch die leicht auswechselbare Injektionslanzen (14) aus perforierten Rohren in das Innere der Trommel ragen. Diese Injektionslanzen (14) werden durch die gemeinsame Verteilerleitung (15) gespeist. Zum Absaugen der Trommelathmosphäre mit Hilfe eines Exhaustors (17) über ein nachgeschaltetes Erdfilter befinden sich an geeigneter Stelle der Trommel (1) beispielsweise in den angeflanschten Böden (2) entsprechend ausgelegte Stutzen (16).
Für die zur Steuerung des Prozesses erforderlichen Messungen und Kontrollen sind am Trommelmantel in den Trommelinnenraum ragende Meßfühler für Temperatur (18), Gutfeuchte (19) und CO2-Gehalt (20) der Trommelathmophäre angeordnet.
In Fig. 2 ist ein schematischer Querschnitt durch eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Fig. 1 wiedergegeben; Bezugsziffern und die damit bezeichneten Bauteile entsprechend denen gemäß Fig. 1. Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 weißt in der oberen und unteren Trommelwandung mindestens jeweils eine öffnung (7 und 9) zur Einbringung bzw. zur Entleerung des Behandlungsgutes auf; diese Öffnungen sind mit den Klappen (8 bzw. 10) fest verschließbar. Bei dieser Ausführungsform können die Verschiußklappen einwandig oder doppelwandig zur Durchleitung des temperierten Mediums ausgebildet sein.
Die Mischarmpaare (4) bestehen gemäß Ausführungsform nach Fig. 3 aus jeweils zwei einander gegenüberliegenden Mischarmen (4a und 4b), die auf einer gemeinsamen Nabe auf der Mischwelle (3) angeordnet sind. Die Mischarme (4a und 4b) besitzen annähernd rechteckigen Querschnitt, wobei die beiden sich gegenüberliegenden Mischarme (4a und 4b) eines Mischarmpaares (4) zueinander gewinkelt, insbesondere mit einem Winkel von 900, angeordnet sind. Der Querschnitt beider Mischarme (4a und 4b) verjüngt sich von der Nabe bis zum äußeren Ende, um das Festsetzen von faserigem Behandlungsgut zu verhindern bzw. die Reinigung der Mischarme (4a und 4b) zu erleichtern.
Bei der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 4 wird anstelle der feststehenden Trommel eine rotierende Trommel (21) verwendet. Die Trommel (21) ist auf einer feststehenden Achse (25) gelagert und rotiert in einem durch Deckel (24) an beiden Enden verschossenen feststehenden Gehäuse (23). An der Innenseite der Trommel sind gegenüberliegend zwei Reihen gegeneinander geneigt angeordnete Mischarme (22) befestigt. Die Mischarme (22) kämmen mit einer Reihe auf der festen Achse (25) angeordneter Zähne (26) eines Reinigungsrechens. Die Behandlungsgutaufgabe erfolgt über die Schurre (27) in die Trommelmitte, wo das Behandlungsgut während der Trommelrotation von den Schaufeln (28) erfaßt und ins Trommelinnere befördert wird. Der Antrieb der Trommel (21) erfolgt wie bei der in zuvor beschriebenen Ausführungsform durch den Antrieb (12). Die Achse (25) ist als Rohr ausgeführt und trägt die Injektionsrohre (31) zur Einleitung der verschiedenen gasförmigen, flüssigen oder festen Reaktionszusätze sowie die Meßfühler (19 und 20). Die Zuleitung der Reaktionszusätze erfolgt durch den Stutzen (32) und die hohle Achse (25). Dac Gehäuse (23) besitzt zur Temperierung des Innenraumes einen Doppelmantel (33).
In Fig. 5 ist der Querschnitt durch die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 4 wiedergegeben; die gleichen Bezugszeichen bezeichnen die gleichen Bauteile wie in Fig. 4; ferner wird schematisch dargestellt, daß eine mit einer Klappe (29) versehene öffnung in der Trommel vorgesehen ist, durch die die Trommelentleerung nach Abschluß der Behandlung erfolgt; durch die dargestellte Öffnung der Klappe (29) wird ein Schlitz in Längsrichtung der Trommel freigegeben, in den bei jeder Trommelumdrehung ein Teil des Behandlungsgutes aufgenommen und in das äußere Gehäuse (23) befördert wird, aus dem es durch die Öffnung (30) auf eine Transportvorrichtung fällt.
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform gemäß den Fign. 4 und 5 ist die Zuleitung der flüssigen oder gasförmigen Reaktionszusätze auch unmittelbar durch die mit entsprechenden Öffnungsvorrichtungen versehenen und auf der festen Achse (25) angeordneten Zähne (26) des Reinigungsrechens möglich, wobei die Injektionsrohre (31) fortfallen können.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, die Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 mit einer rohrförmigen Achse gemäß Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 zu versehen, durch die die flüssigen oder gasförmigen Reaktionszusätze in den Innenraum der Trommel eingespeist werden.

Claims

Vorrichtung und Verfahren zum beschleunigten biologischchemischen Abbau von Müll-Klärschlamm-Gemischen Patentansprüche 1. Vorrichtung zum beschleunigten biologisch-chemischen Abbau von MUll-Klärschlamm-Gemischen, bestehend im wesentlichen aus einer Trommel und einem Antriebsaggregat, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß in der Trommel (1) in Längsrichtung mittig eine tvlischwelle (3) drehbar gelagert ist, die durch an beiden Enden der Trommel angeflanschte Böden (2) gasdicht hindurchgeführt ist, wobei auf der Mischwelle (3) in ihrer gesamten Länge innerhalb der Trommel (1) eine größere Anzahl Mischarmpaare (4) in gleichen Abständen hintereinander angeordnet sind, und wobei die Mischwelle von dem Antriebsaggregat (11) angetrieben wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Mischarmpaare aus jeweils zwei sich gegenüberliegenden Mischarmen bestehen, die auf einer gemeinsamen Nabe angebracht sind, und daß die Mischarmpaare (4) auf der Mischwelle (3) spiralenförmig angeordnet sind, wobei jedes folgende Mischarmpaar (4) gegenüber dem vorhergehenden um einen bestimmten Winkel in gleicher Richtung verdreht auf der Mischwelle angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Mischarmpaare (4) zwei einander gegenüberliegende Mischarme (4a und 4b) mit annähernd rechteckigem Querschnitt aufweisen, wobei die beiden sich gegenüberliegenden Mischarme (4a und 4b) eines Mischarmpaares (4) gegeneinander um die Achse verdreht sind, die sich durch das Mischarmpaar (4) hindurch und senkrecht zur Mischwelle (3) erstreckt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Verdrehungswinkel der Mischarme (4a und 4b) gegeneinander 900 beträgt.
5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß an der Innenwand der Trommel (1) ein aus mehreren, leicht auswechselbaren Segmenten bestehender Rechen (6) derart angeordnet ist, daß dessen Zähne zwischen die Arme (4) zum Abstreifen des anhängenden Behandlungsgutes und zum Zerkleinern mitgenommener größerer Stücke des Behandlungsgutes greifen.
6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h ne t , daß das Antriebsaggregat stufenlos regelbar und zum intervallartigen Vorwärts- und Rückwärtsantrieb der Mischwelle mit zwischenliegenden Ruhepausen ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß an beiden Enden der Mischwelle (3) unmittelbar vor den Böden (2) je ein Paar Mischarme (5) mit Räumschaufeln angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gek e n n z e ich ne t , daß die Trommel (1) mit einem Doppelmantel (12) zum Durchleiten eines temperierten Mediums zur Beheizung bzw. zur Kühlung der Trommel versehen ist.
9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h ne t , daß entlang des Trommelmantels mehrere Stutzen (13) angeordnet sind, durch die leicht auswechselbare Injektionslanzen (14) aus perforierten Rohren in das Innere der Trommel ragend zur Einleitung von flüssigen oder gasförmigen Reaktionszusätzen angeordnet sind, die mit einer gemeinsamen Verteilerleitung (15) verbunden sind.
10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gek e n n z ei c h ne t , daß mindestens einer der Böden (2) einen Stutzen (16) zum Absaugen der Trommelathmosphäre mit Hilfe eines Exhausters über ein nachgeschaltetes Erdfilter aufweist.
11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gek e n n z e ich ne t , daß am Trommelmantel in den Trommelinnenraum hineinragende Meßfühler für Temperatur (18), Gutfeucht (19) und CO2-Gehalt (20) angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in der oberen und unteren Trommelwandung der Trommel (1) mindestens jeweils eine Öffnung mit verschließbaren Klappen (8 bzw. 10) zu Einbringung bzw. zur Entleerung des Behandlungsgutes angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Trommel (21) vorgesehen ist, die auf einer feststehenden Achse (25) gelagert und um ihre Längsachse drehbar in einem durch Deckel (24) an beiden Enden verschlossenen feststehenden Gehäuse (23) angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß an der Innenseite der Trommel sich gegenüberliegend zwei Reihen gegeneinander verschobene Mischarme (22) angeordnet sind.
15. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß auf der festen Achse (25) ein aus mehreren leicht auswechselbaren Segmenten bestehender Rechen (26) angeordnet ist, dessen Zähne mit den Mischarmen (23) kämmen.
16. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15-, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine rotationssyrnetrisch ausgebildete Schurre (27) im Austrittsbereich der festen Achse (25) aus der Trommel zur Eingabe des Behandlungsgutes angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Achse (25) als Rohr ausgebildet ist, und daß auf dieser Achse (25) Injektionsrohr (31) zur Einleitung der verschiedenen gasförmigen und/oder flüssigen Reaktionszusätze und die verschiedenen Meßfühler angeordnet sind.
18. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Zuleitung der Reaktionszusätze durch die Hohlachse (25) und die Injektionsrohre (31) ein Einleitungsstutzen (32) im Austrittsbereich der Hohlachse (25) aus der Trommel angeordnet ist.
19. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in der Trommel eine öffnung mit einer in den Trommelinnenraum öffnenden Klappe (29) angeordnet ist, durch die bei Öffnung der Klappe (29) die Trommelentleerung nach Abschluß der Behandlung erfolgt.
20. Verfahren zum beschleunigten biologisch-chemischen Abbau von tAüll-Klärschlamm-Gemischen, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das zerkleinerte Behandlungsgut, gegebenenfalls mit an sich bekannten Zuschlägen, in eine Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 19 eingegeben wird; daß das Behandlungsgut durch intervallartigen Vor- und Rücklauf des Antriebsaggregats gemischt und aufgelockert wird; daß in bestimmten Intervallen der Misch-und Auflockerungsvorgang durch Stillstand des Antriebsaggregats unterbrochen wird, und daß je nach Zusammensetzung des Behandlungsguts und Fortgang des Rottevorgangs Reaktionszusätze wie Wasser, Luft, Sauerstoff und/oder Sthylenoxid u.a. in die Trommel eingeleitet werden.