DE3017622A1

DE3017622A1 - Sewage sludge digestion tank heating system - controlled by adjusting hot water circuit through heat exchanger

Info

Publication number: DE3017622A1
Application number: DE19803017622
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: ZENITH MASCHF GmbH
Current assignee: ZENITH MASCHF GmbH
Priority date: 1980-05-08
Filing date: 1980-05-08
Publication date: 1981-11-12

Abstract

Heating system for digestion tanks transfers heat from a hot water circuit with a heating boiler to the circulating sewage sludge in a heat exchanger. When the sludge absorbs more heat, the drop in the returning hot water temperature to a lower critical value is compensated by reducing its flow rate through the heat exchanger by a bypass. When the return temperature rises above an upper critical temperature, the hot water flow rate is adjusted to maintain the desired temperature of the circulating sludge. This is a reliable way of preventing the hot water temperatures from dropping below the critical figure of 65 deg.C and of eliminating any thermal shocks in the digestion tank when fresh sludge is charged.

Description

Heizung für Faulbehälter zur Behandlung Heating for digester for treatment

von Abwasserschlamm Die Erfindung betrifft eine Heizung für Faulbehälter zur Behandlung von Abwasserschlamm, mit einem durch eine Umwälzpumpe betriebenen Wasser-Heizkreislauf, welcher einen über eine Vorlaufleitung und eine Rücklaufleitung an einen Faulgas-Heizkessel angeschlossenen Wärmetauscher aufweist zum Aufheizen des Umwälzschlamms, welcher aus dem unteren Teil des Faulbehälter entnommen und von einer Umwälzpumpe in einem Schlammkreislauf über den Wärmetauscher im Gegenstrom zum Heizwasser in den oberen Teil des Faulbehälter zurückgefördert wird, sowie zum Erwärmen des Gemisches aus Umwälzschlamm und Frischschlamm, welcher über eine Zuleitung vor dem Wärmetauscher in den Schlammkreis eingespeist wird. of sewage sludge The invention relates to a heater for digester for the treatment of sewage sludge, with a circulating pump operated Water heating circuit, which has a flow line and a return line has a heat exchanger connected to a digester gas boiler for heating of the circulating sludge, which is taken from the lower part of the digester and from a circulation pump in a sludge circuit via the heat exchanger in countercurrent is returned to the heating water in the upper part of the digester, as well as to the Heating the mixture of circulating sludge and fresh sludge, which is supplied via a supply line is fed into the sludge circuit upstream of the heat exchanger.

Im Fall raum eines Faulbehälters wird der Frischschlamm, der meist als eine Mischung von Vor- mit Nachbeckenschlamm bzw. mit Uberschußschlamm aus dem Schlammtrichter des Vorklärbeckens einer Kläranlage oder aus einem Voreindicker kommt, einem Faulprozeß unterworfen, durch den die Schlammmenge durchschnittlich auf etwa zwei Drittel des ursprünglichen Rohschlammvolumens reduziert wird und der fäkale Schlammgeruch vollkommen beseitigt wird. Als Faulbehälter werden bevorzugt geschlossene Faultürme verwendet, die in Spannbeton wasserdicht ausgeführt sind und eine Wärmedämmung sowie einen Wetterschutz erhalten. In the case of a digester, the fresh sludge is mostly as a mixture of pre-basin sludge with post-basin sludge or with excess sludge from the Sludge funnel of the primary clarifier of a sewage treatment plant or from a pre-thickener comes, subjected to a putrefaction process by which the amount of sludge averages is reduced to about two thirds of the original raw sludge volume and the fecal sludge odor is completely eliminated. As digesters are preferred closed digestion towers are used, which are made watertight in prestressed concrete and receive thermal insulation and weather protection.

Der Faulvorgang verläuft in zwei Phasen. In der ersten Phase verändert sich der neutrale Rohschlamm zum sauren Bereich hin, wobei Träger dieser Gärung im wesentlichen anaerobe Bakterien sind, die h o hochmolekulare Stoffwec#h-selendprodukte, beispielsweise EiweiR, in niedermole-kulare organische Säuren und deren Salze abbauen. Bei der Gärung entnehmen die anaeroben Bakterien Kohlenstoff und Sauerstoff aus den chemischen Verbindungen der organischen Stoffe, die sie durch Enzyme aufsp'alten, und es entstehen Alkohol, organische Säuren wie Essig- oder Buttersäure, Kohlensäure, Schwefelwasserstoff, Wasserstoff, Kohlendioxid und etwas Methangas. The rotting process takes place in two phases. Changed in the first phase the neutral raw sludge towards the acidic area, which is the carrier of this fermentation are essentially anaerobic bacteria that have high molecular weight metabolites, For example, proteins break down into low-molecular organic acids and their salts. During fermentation, the anaerobic bacteria extract carbon and oxygen the chemical compounds of organic substances that they break down by enzymes, and alcohol, organic acids such as acetic or butyric acid, carbonic acid are formed, Hydrogen sulfide, hydrogen, carbon dioxide and some methane gas.

In der zweiten anaeroben alkalischen Phase des Faulprozesses -findet ein Abbau organischer# Kohlenstoffverbindungen statt, und es bilden sich vornehmlich Stoffwechselprodukte in Gasform wie Methan und Kohlendioxid. Die "Methanfaulung" oder alkalische Schlammfaulung liefert einen ausgefaulten schwarzen und geruchlosen Schlamm. Der Anteil des Methans im Klärgas beträgt zwischen 60 und 70 % und an Kohlendioxid dementsprechend zwischen 40 und 30 %. In the second anaerobic alkaline phase of the putrefaction process organic carbon compounds are broken down and mainly formed Metabolic products in gaseous form such as methane and carbon dioxide. The "methane digestion" or alkaline sludge digestion provides a rotten black and odorless one Mud. The proportion of methane in sewage gas is between 60 and 70% and that of carbon dioxide accordingly between 40 and 30%.

Die Ba#kterien als Träger des Faulprozesses müssen im gesamten Faulbehälter stets gleichmäßige Lebensbedingungen vorfinden, wenn derfaulprozess störungsfrei ablaufen soll. The ba # kterien as the carrier of the digestion process must be in the entire digester always find uniform living conditions if the rotting process is free of disturbances should expire.

Aus diesem Grunde wird der Fall raum des Faulbehälters beheizt, und der Inhalt des Faulbehälters wird umgewälzt, wobei von der Behältersohle Schlamm nach oben gefördert wird.For this reason, the case space of the digester is heated and the contents of the digester are circulated, with sludge from the bottom of the tank is promoted upwards.

Gleichzeitig erfolgt eine Impfung des in den Behälter eingeleiteten Frischschlammes mit dem Umwälzschlamm.At the same time an inoculation takes place of the introduced into the container Fresh sludge with the circulating sludge.

Die Methanbakterien, die die organischen Stoffe in kleinste Molekularformen zerlegen-, können in einer Temperatur von + 40C bis + 700C leben. In diesem Bereich verzeichnet man zwei optimal#e Temperaturen, und zwar eine Temperatur von 300C, bei der die mesophile Faulung stattfindet, und eine Temperatur von + 550C, bei der die thermophile Faulung abläuft. The methane bacteria, the organic matter in the smallest molecular forms decomposed, can live in a temperature of + 40C to + 700C. In this area one records two optimal temperatures, namely a temperature of 300C, at which the mesophilic digestion takes place, and a temperature of + 550C at which the thermophilic digestion takes place.

Obwohl die thermophiln Bakterien mehr Gas erzeugen, wendet man für Faulbehälter meist Heiztemperaturen von 25 bis 35 0C wegen des geringeren Wärmeaufwandes an, wobei eine Heiztemperatur von 34°C bevorzugt wird. Although the thermophilic bacteria produce more gas, it turns man for digesters mostly heating temperatures of 25 to 35 0C because of the lower heat consumption with a heating temperature of 34 ° C being preferred.

Bei der Beheizung von Faul räumen werden vorwiegend drei Heizsysteme eingesetzt, und zwar die Heißwasser-Kreislaufheizung mit dem Heizkörper im Faul raum, die Schlamm-Umwälzheizung mit Wärmeaustausch außerhalb des Faul raumes durch Rohrsysteme und die Schlamm-Umwälzheizung durch direkte Dampfzugabe. There are mainly three heating systems used to heat septic tanks used, namely the hot water circuit heating with the radiator in the lazy room, the sludge circulation heating with heat exchange outside the digester Pipe systems and the sludge circulation heating through direct addition of steam.

Bei den bekannten Schlamm-Umwälzheizungen der eingangs beschriebenen Art mit außerhalb oder innerhalb des Faulbehälters angeordnetem Wärmetauscher erfolgt die Regelung der Heißwasser-Kreislaufheizung für den Umwälzschlamm durch ein bei den üblichen Zentralheizungen verwendetes Vierwege-Mischventil, das durch eine Regelelektronik betätigt wird. Dieses Heizsystem arbeitet dann zufriedenstellend, wenn über einen längeren Zeitraum nur der Wärmebedarf des Faulbehälters zu decken ist, welcher durch die Abstrahlungsverluste des Behälters entsteht. Wenn dem Faulbehälter Frischschlamm zugeführt wird, gerät die mit einer großen Trägheit behaftete Regelung der Schlamm-Umwälzheizung durch die erhöhte Wärmeaufnahme des Frischschlamm-Umwälzschlamm-Gemisches im Wärmetauscher außer Kontrolle und der Faulbehälter erleidet durch einen starken Abfall der Heizwassertemperatur im Heizkreis einen Temperaturschock, der zu einer unerwünschten Verzögerung und ggf. einer Unterbrechung des Faulprozesses führt. Sobald die Rücklauftemperatur des in den Heizkessel eintretenden Heizwassers die kritische Taupunkttemperatur von 650 C des als Heizgas eingesetzten Methans unterschreitet, setzen sich die im Methangas enthaltenen aggressiven Bestandteile im Heizkessel ab und bewirken in kürzester Zeit eine Zerstörung des Heizkessels durch Korrosion. In the known sludge circulation heaters described at the outset Type takes place with the heat exchanger arranged outside or inside the digester the regulation of the hot water circuit heating for the circulating sludge by a The four-way mixing valve used in common central heating systems, which is controlled by control electronics is operated. This heating system works satisfactorily when it has one only the heat requirement of the digester has to be covered for a longer period of time, which is achieved by the radiation losses of the container arise. If the digester fresh sludge is supplied, the control of the sludge circulation heating, which is afflicted with a great inertia, arrives due to the increased heat absorption of the fresh sludge / circulating sludge mixture in the heat exchanger out of control and the digester suffers from a sharp drop in the heating water temperature a temperature shock in the heating circuit, which leads to an undesirable delay and possibly leads to an interruption of the rotting process. As soon as the return temperature of the heating water entering the boiler is the critical dew point temperature of 650 C of the methane used as heating gas, the im Aggressive components contained in methane gas in the boiler and cause in The boiler can be destroyed by corrosion in a very short time.

Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, eine Schlammumwälzheizung für Faulbehälter mit einer Regelung zu entwickeln, welche unabhängig von der im Wärmetauscher durch im den Umwälzschlamm aufgenommenen Wärmemenge ein Absinken der Heizwasser-Rücklauftemperatur im Heizkreislauf unter die kritische Temperatur von 650 C vermeidet und verhindert, daß der Faulbehälter bei der Zufuh#r'von Frischschlamm einem Temperaturschock unterworfen wird. The invention has set itself the goal of a sludge circulation heater for digesters with a regulation that is independent of the im Heat exchanger due to the amount of heat absorbed in the circulating sludge, a decrease in the Heating water return temperature in the heating circuit below the critical temperature of 650 C avoids and prevents the digester from being fed in with fresh sludge is subjected to a temperature shock.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Heizung für Faulbehälter zur Behandlung von Abwasserschlamm der eingangs beschriebenen Art durch eine Heizungsregelung gelöst, welche bei einer steigenden Wärmeaufnahme des Schlamms im Wärmetauscher, beispielsweise durch die Zufuhr vo-n Frischschlamm oder beim Aufheizen des Faulbehälters, und bei gleichbleibender#Wärmezufuhr im Heizkessel das Abfallen der Heizwasser-Rücklauftemperatur TR bis auf eine untere kritische Temperatur TRU von 650C durch ei#ne Verminderung der Heizwasser-Umlaufmenge durch den Wärmetauscher und eine entsprechende Erhöhung der Heizwasser-Umlaufmenge in einem Vorlauf und Rücklauf des Heizkreislaufes kurzschließenden Kessel kreis in Abhängigke#it von der Heizwasser-Rücklauftemperatur begrenzt und welche bei einer Heizwasser-Rücklauftemperatur TR oberhalb d#er kritischen Temperatur die zur Aufrechterh-altung der Betriebstemperatur-TF von vorzugsweise 33°C des Faulbehälters erforderliche Wärmezufuhr für den Umwälzschlamm durch eine entsprechende Erhöhung oder Verminderung der Heizwasser-Uml#aufmenge im Heizkreislauf in Abhängigkeit von der Temperaturides Umwälzschlamme#s regelt. This task is based on a heater for digester Treatment of sewage sludge of the type described above by means of a heating control solved, which with an increasing heat absorption of the sludge in the heat exchanger, for example by supplying fresh sludge or when heating up the digester, and with a constant # heat supply in the boiler, the drop in the heating water return temperature TR down to a lower critical temperature TRU of 650C through a reduction the amount of heating water circulating through the heat exchanger and a corresponding increase short-circuiting the amount of hot water circulating in a flow and return of the heating circuit The boiler circuit is limited and dependent on the heating water return temperature which at a heating water return temperature TR above the critical temperature the one to maintain the operating temperature TF of preferably 33 ° C of the digester required heat supply for the circulating sludge through a corresponding increase or reduction of the heating water flow rate in the heating circuit depending on which regulates the temperature of the circulating sludge.

Die erfindungsgemäße Regelung wird in einem unteren kritischen Temperaturbereich der Heizwasser-Rücklauftemperatur TR tätig, der von einer oberen und einer unteren kritischen Temperatur TRo von 70°C und TRU von 550C begrenzt ist, und durch die Regelung wird innerhalb dieses kritischen- Tempe-raturbereiches die Heizwasser-Uml#aufmenge mit fallender Heizwasser-Rücklauftemperatur TR verringert und mit steigender Heizwass-er-Rücklauftemperatur erhöht. The regulation according to the invention is in a lower critical temperature range the heating water return temperature TR active, which is from an upper and a lower critical temperature TRo is limited by 70 ° C and TRU by 550C, and by the The heating water circulation volume is controlled within this critical temperature range decreases with falling heating water return temperature TR and with increasing heating water return temperature elevated.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die Heizung durch eine Nebenschlubleitung gekennzeichnet, in welcher eine Umwälzpumpe eingebaut ist, zur direkten Verbindung der Vorlaufleitung mit der Rücklaufleitung des Heizkreislaufs sowie durch eine Regeleinrichtung mit Temperaturmeßvorrichtungen zur Messung der Rücklauftemperatur TR des Heizwassers und der Temperatur T5 des Umwälzschlamms und mit einer Regelelektronik, welche durch die Temperatursignale TR, TS gespeist wird, zur Regelung der umlaufenden Wassermenge im Heizkreislauf über die Drehzahl der Umwälzpumpen in der Vorlaufleitung und der Nebenschlußleitung, wobei im unteren kritischen Bereich der Heizwasser-RUcklauftemperatur TR die Heizwasser-Umlaufmenge im Heizkreislauf durch Herabsetzen der Drehzahl der Umwälzpumpe in der Vorlaufleitung vermindert und durch Erhöhung der Drehzahl der Umwälzpumpe in der Nebenschlußleitung die Heizwasser-Umlaufmenge im Kesselkreis vergrößert wird und wobei oberhalb des kritischen Bereiches der Heizwasser-Rücklauftemperatur TR die Heizwasser-Umlaufmenge ausschließlich im Heizkreislauf über die Drehzahl der Umwälzpumpe in der Vorlaufleitung geregelt wird. In an advantageous development of the invention, the heater is through a bypass line marked in which a circulation pump is installed, for direct connection of the flow line with the return line of the heating circuit as well as by a control device with temperature measuring devices for measuring the Return temperature TR of the heating water and the temperature T5 of the circulating sludge and with control electronics, which are fed by the temperature signals TR, TS, to regulate the amount of water circulating in the heating circuit via the speed of the Circulation pumps in the supply line and the bypass line, with the lower critical range of the heating water return temperature TR is the heating water circulation volume in the heating circuit by reducing the speed of the circulation pump in the flow line reduced and by increasing the speed of the circulation pump in the bypass line the heating water circulating volume in the boiler circuit is increased and above the critical range of the heating water return temperature TR, the heating water circulation volume exclusively in the heating circuit via the speed of the circulation pump in the flow line is regulated.

Bei einer erhöhten Wärmeaufnahme des Frischschlamm-Umwälzschlamm-Gemisches im Wärmetauscher reagiert die Regelung der erfindungsgemäßen Faulbehälterheizung sofort mit einer Verminderung der Heizwasser-Umiaufmenge im Heizkreislauf und einer entsprechenden Erhöhung der Heizwasser-Umlaufmenge im Kessel kreis und vermeidet mit größter Sicherheit ein Absinken der Heizwasser-Rücklauftemperatur im Heizkreis unter die kritische Temperatur von 65 0C unabhängig von der Größe der im Wärmetauscher durch den Umwälzschlamm abgeführten Wärmemenge und verhindert, daß der Faulbehälter bei der Zufuhr von Frischschlamm einem unerwünschten Temperaturschock unter-.orfen wird. Die Regelung verhindert sowohl beim Aufheizen des Faulbehälters nach dem vollständigen Entleeren während einer Aufheizdauer von ungefähr 4 Wochen als auch bei einem Aufheizen des Behälters ggf. nach einem Ausfall des Heizkessels infolge einer Betriebsstörung das Absinken der Heizwasser- Rücklauftemperatur unter den kritischen Wert von 650C. Durch die genaue und schnell reagierende Regelung der-Heizung ist gewährleistet, daß die Betriebstemperatur TF im Faul behälter nur geringfügigen Schwankungen unterliegt und daß somit der Faulprozeß ohne Unterbrechung abläuft. Durch das gleichmäßige Beheizen des Faulbehälters und den dadurch erzielten kontinuierlichen Ablauf des Faulprozesses erreicht man gegenüber den bekannten Faulbehältern ein wesentlich besseres Ausgasen, so daß der Abbau der organischen, faulfähigen Stoffe gesteigert wird. Die erhöhte Abbauleistung verringert wiederum die Deponiekosten für den Schlamm. Die Methangasausbeute wird durch das gleichmäßige Beheizen gegenüber den bekannten Faulbehältern um 10 bis 2d % gesteigert. Die durch die Regelung mögliche genaue Anpassung der von der Heizung gelieferten Wärmemenge an den tatsächlichen Wärmebedarf des Faulbehäl.ters erbringt eine wesentliche Gasersparnis. Das UberschUssige Methangas, welches nicht zum Betreiben des Heizkessels benötigt wird, kann wiederum zur Versorgung von Gasmotoren für die Stromerzeugung verwendet werden. Schließlich eröffnet die Erfindung den entscheidenden- Vorteil, daß die Fau,lbehäl-terheizungssteuerung nachträglich in alle Kläranlagen eingebaut werden kann. With an increased heat absorption of the fresh sludge-circulating sludge mixture The regulation of the digester heater according to the invention reacts in the heat exchanger immediately with a reduction in the amount of hot water circulating in the heating circuit and a corresponding increase in the heating water circulating volume in the boiler circuit and avoids with the greatest possible certainty that the heating water return temperature in the heating circuit will drop below the critical temperature of 65 0C regardless of the size of the heat exchanger heat dissipated by the circulating sludge and prevents the digester when fresh sludge is fed in, subject to an undesirable temperature shock will. The regulation prevents both the heating of the digester after the complete Emptying during a heating period of approx. 4 weeks as well as when heating up of the tank, if necessary after a boiler failure due to a malfunction the lowering of the heating water Return temperature below the critical Value of 650C. Thanks to the precise and quick-reacting regulation of the heating system ensures that the operating temperature TF in the digester is only marginal Is subject to fluctuations and that the putrefaction process thus proceeds without interruption. Due to the even heating of the digester and the resulting continuous heating Compared to the well-known digester tanks, the digestion process can be reached Much better outgassing, so that the decomposition of the organic, putrid substances is increased. The increased dismantling capacity, in turn, reduces landfill costs for the mud. The methane gas yield is opposed by the uniform heating the known digesters increased by 10 to 2d%. The possible through the regulation precise adjustment of the amount of heat supplied by the heater to the actual one The heat requirement of the digester results in significant gas savings. The excess Methane gas, which is not required to operate the boiler, can in turn used to supply gas engines for electricity generation. In the end The invention opens up the decisive advantage that the Fau, lbehäl-terheizungssteuerung can be retrofitted in all sewage treatment plants.

Die Erfindung ist nachstehend anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Heißwasser-Kreislaufheizung für einen Faulbehälter im einzelnen #erl äutert. The invention is shown schematically below with reference to one in the drawing shown hot water circuit heating for a digester in detail #erl utters.

Der Frischschlamm zur Beschickung des -Faul behälters 1 gelangt über die Zu-leitung 3 in den -Sammelbehälter 2 und wird von der Pumpe 4 aus dem Sammelbehälter 2 über die Verbindungsleitung 5 durch den Wärmetauscher 6 sowie Uber die Beschickungsleitung 7 von oben in den Faulbehälter 1 gefördert. The fresh sludge to feed the -Faul container 1 passes over the supply line 3 into the collecting container 2 and is taken out of the collecting container by the pump 4 2 via the connecting line 5 through the heat exchanger 6 and via the feed line 7 conveyed into the digester 1 from above.

Das Schlammwasser l-äuft über die Leitung 8 aus dem Sammelbehälter 2 ab. Die Beschickung des Faulbehälters 1 mit Frischschlamm erfolgt im allgemeinen ein'- bis zweimal täglich insgesamt ungefähr zwei Stunden lang. Die Umwälzpumpe 9 zieht Faulschlamm über die Saugleitung 10 aus dem unteren Teil des Faulbehälters 1 ab und fördert diesen als Umwälzschlamm in einem Schlammkreislauf durch die Druckleitung 11, die Verbindungsleitung 5, den Wärmetauscher 6 und die Beschickungsleitung 7 in den oberen Teil des Faulbehälters 1 zurück.The sludge water runs out of the collecting tank via line 8 2 from. The digester 1 is generally charged with fresh sludge once or twice a day for a total of about two hours. The circulation pump 9 pulls digested sludge via the suction line 10 from the lower part of the Digester 1 and conveys it as circulating sludge in a sludge circuit through the pressure line 11, the connecting line 5, the heat exchanger 6 and the feed line 7 back into the upper part of the digester 1.

Der Frischschlamm wird in der Verbindungsleitung 5 mit Umwälzschlamm geimpft.The fresh sludge is circulated in the connecting line 5 with circulating sludge vaccinated.

Die Schwimmschlammschicht im Faulbehälter 1 wird zum einen durch den Eintritt des Umwälzschlammes oder eines Gemisches aus Umwälzschlamm und Frischschlamm aus der Beschikkungsleitung 7 in den Faulbehälter 1 und zum anderen durch einen Schraubenmischer 12 zerstört, der mit einem nicht dargestellten Schraubenrad im oberen Teil eines Steigrohres 13 arbeitet, wobei das Schraubenrad durc-h einen auf der Gashaube 14 angebrachten Elektromotor 15 angetrieben wird. Der Schlamm wird in Höhe des Wasserspiegels aus dem Steigrohr 13 zentrifugal herausgeschleudert, so daß die Schlammdecke zerstört wird. Durch das Steigrohr 13 wird laufend Faulschlamm nach oben gefördert, so daß sich zu der von der Pumpe 9 bewirkten äußeren Umwälzung zusätzlich eine innere Umwälzung des Faulbehälterinhaltes ergibt. The floating sludge layer in the digester 1 is on the one hand by the entry of the circulating sludge or a mixture of circulating sludge and fresh sludge from the loading line 7 into the digester 1 and on the other hand through one Screw mixer 12 destroyed, with a screw wheel, not shown in the upper part of a riser pipe 13 works, with the helical gear thru-h on the gas hood 14 attached electric motor 15 is driven. The mud will centrifugally thrown out of the riser pipe 13 at the water level, so that the mud cover is destroyed. Digested sludge is continuously fed through the riser pipe 13 promoted upwards, so that the external circulation caused by the pump 9 In addition, there is an internal circulation of the digester contents.

Aus dem Faulbehälter 1 werden der Schwimmschlamm durch die Leitung 16, das Faulwasser durch die Leitung 17, der Dünnschlamm durch die Leitung 18 und der Faulschlamm als Endprodukt der Schlammfaulung durch die Leitung 19 entnommen. The floating sludge is removed from the digester 1 through the line 16, the digested water through line 17, the thin sludge through line 18 and the digested sludge is taken as the end product of the sludge digestion through line 19.

Der Faulbehälterinhalt wird durch eine Heißwasser-Kreislaufheizung auf eine Betriebstemperatur TF von 25 bis 350C vorzugsweise auf 330C aufgeheizt. Der Heizkreislauf 20 der Heizung weist einen Heizkessel 21 mit einem Brenner 22 auf, ferner den im Schlammkreislauf eingebauten Wärmetauscher 6, welcher über eine Vorlaufleitung 23 sowie die Rücklaufleitung 24 an den Heizkessel 21 angeschlossen ist, sowie eine in die Vorlaufleitung 23 eingebaute Wasser-Umwälzpumpe 25. Die Umwälzpumpe 25 entnimmt das heiße Wasser aus dem Heizkessel 21 und fördert es durch die Vorlaufleitung 23 in die Heizrohrschlange 26 des Wärmetauschers 6, in welchem der im Gegenstrom zum Wasser umgewälzte Schlamm durch Wärmeentzug aus dem heißen Wasser aufgeheizt wird, und das abgekühlte Wasser wird von der Umwälzpumpe 25 durch die Rücklaufleitung 24 in den Heizkessel 21 zurückgefördert. Eine Nebenschlußleitung 27, in welcher eine Wasser-Umwälzpumpe 28 eingebaut ist, dient zu einer Kurzschlußverbindung von Vorlaufleitung 23 und Rücklaufleitung 24 und bildet mit dem Heizkessel 21 den Kesselkreis 29. The digester contents are heated by a hot water circuit heated to an operating temperature TF of 25 to 350C, preferably to 330C. The heating circuit 20 of the heater has a heating boiler 21 with a burner 22 on, also the built-in heat exchanger 6 in the sludge circuit, which has a The flow line 23 and the return line 24 are connected to the boiler 21 is, as well as a built into the flow line 23 water circulation pump 25. The circulation pump 25 takes the hot water from the boiler 21 and promotes it through the flow line 23 into the heating coil 26 of the heat exchanger 6, in which the sludge, which is circulated in countercurrent to the water, exudes heat the hot water is heated, and the cooled water is from the circulation pump 25 conveyed back through the return line 24 into the boiler 21. A shunt line 27, in which a water circulation pump 28 is installed, is used for a short-circuit connection of flow line 23 and return line 24 and forms with the boiler 21 the Boiler circuit 29.

Der Brenner 22 wird mit Methangas betrieben, das sich bei der Schlammfaulung bildet und das dem Brenner 22 durch die in die Gashaube 14 des Faulbehälters 1 eingesetzte Gasleitung 30 entnommen wird, in welcher ein Gasreinigungsraum 31 sowie eine Gasmeßstrecke 32 angeordnet sind. The burner 22 is operated with methane gas, which is in the sludge digestion forms and the burner 22 through the inserted into the gas hood 14 of the digester 1 Gas line 30 is removed, in which a gas cleaning chamber 31 and a gas measuring section 32 are arranged.

Die Regeleinrichtung der Faulbehälterheizung umfaßt Meßvorrichtungen 33, 34 zur Messung der Rücklauftemperatur TR des Heizwassers und der Temperatur TS des Umwälzschlammes sowie eine Regelelektronik 35, welche durch die Temperatursignale TR, TS gespeist wird, zur Regelung der umlaufenden Wassermenge im Heizkreislauf 20-über die Drehzahl der Umwälzpumpen25, 28 in der Vorlaufleitung 23 und der Nebenschlußleitung 27. Die stufenlose Drehzahlregelung der Umwälzpumpen 25, 28 erfolgt durch eine Frequenzumformung des Betriebsstromes. The control device of the digester heater includes measuring devices 33, 34 for measuring the return temperature TR of the heating water and the temperature TS of the circulating sludge and control electronics 35, which by the temperature signals TR, TS is fed to regulate the amount of water circulating in the heating circuit 20 via the speed of the circulating pumps 25, 28 in the flow line 23 and the bypass line 27. The infinitely variable speed control of the circulating pumps 25, 28 takes place by means of frequency conversion of the operating current.

Die Heizungsregelung arbeitet wie folgt: Bei normalem Betrieb des Faulbehälters müssen durch die Heizung im wesentlichen nur die durch die Abstrahlung des Faulbehälters entstehenden Wärmeverluste ausgeglichen werden. The heating control works as follows: During normal operation of the The digester essentially only has to go through the heating through the radiation the heat losses occurring in the digester are compensated.

Bei Normalbetrieb bewegt sich die mittlere Faulbehältertemperatur TF, welcher die Umwälzschlammtemperatur TS gleichzusetzen ist, zwischen 33 und 340C, und die Rücklauftemperatur des Heizwassers TR liegt oberhalb des kritischen Temperaturbereiches von 65 bis 70°C. Die zur Aufrechterhaltung der Betriebstemperatur des Faulbehälters 1 von 330C erforderliche Wärmezufuhr für den Umwälzschlamm wird durch eine entsprechende Erhöhung oder Verminderung der Heizwasser-Umlaufmenge im Heizkreislauf 20 über eine Drehzahl regelung der Umwälzpumpe 25 in der Vorlaufleitung 23 geregelt, während die Pumpe 28 in der Nebenschlußleitung 27 stillsteht. Zu diesem Zweck wird durch die Meßvorrichtung 34 in der Druckleutng 11 der Schlamm-Umwälzpumpe 9 die Schlammtemperatur TS alle 30 Minuten fünf Sekunden lang gemessen, und die Regelelektronik 35 regelt entsprechend den gemessenen Temperatursignalen TS zum Beispiel mit einer Abstufung von 1/10 Grad die Drehzahl der Wasserpumpe 25. Das bedeutet, daß beispielsweise bei einer auf 34 0C begrenzten maximalen Betriebstemperatur TF des Faulbehälters 1 bei einer Umwälzschlammtemperatur von 330C die Drehzahl der Pumpe 25 auf 100 %, bei 33,50 C auf 50 % und bei 34 0C auf Null % durch die Regelelektronik 35 geregelt wird. Bei einer Betriebstemperatur von 34 0C wird der Brenner 22 des Heizkessels 21 abgeschaltet.During normal operation, the mean digester temperature moves TF, to which the circulating sludge temperature TS is to be equated, between 33 and 340C, and the return temperature of the heating water TR is above the critical temperature range from 65 to 70 ° C. The one to maintain the operating temperature of the digester 1 of 330C required heat supply for the circulating sludge by increasing or decreasing the amount of heating water circulating in the Heating circuit 20 via a speed control of the circulation pump 25 in the flow line 23 regulated, while the pump 28 in the bypass line 27 is at a standstill. To this The purpose is through the measuring device 34 in the pressure line 11 of the sludge circulation pump 9 measured the sludge temperature TS every 30 minutes for five seconds, and the Control electronics 35 regulate according to the measured temperature signals TS to Example with a gradation of 1/10 degree the speed of the water pump 25. That means that, for example, at a maximum operating temperature limited to 34 0C TF of the digester 1 at a circulating sludge temperature of 330C is the speed of the Pump 25 to 100%, at 33.50 C to 50% and at 34 0C to zero% through the control electronics 35 is regulated. At an operating temperature of 34 0C, the burner 22 of the Boiler 21 switched off.

Wenn bei einer Frischschlammbeschickung des Faulbehälters die Wärmeaufnahme des Gemisches aus Frischschlamm und Umwälzschlamm im Wärmetauscher 6 derart ansteigt, daß die Rücklauftemperatur TR des Heizwassers im Heizkreislauf 20 in den kritischen Temperaturbereich von 65 bis 700 C absinkt, erfolgt die Regelung der Wärmezufuhr im Wärmetauscher 6 durch das Heizwasser durch eine Verminderung der Heizwasser-Umlaufmenge im Heizkreislauf 20 in Abhängigkeit von der Heizwasser-Rücklauftemperatur TR. Die Heizwasserumlaufmenge wird in diesem Fall durch die Regelung der Drehzahl der Umwälzpumpe 25 in der Vorlaufleitung 23 sowie der Pumpe 28 in der Nebenschlußleitung 27 mittels der Regelelektronik 35 bestimmt. If, when the digester is fed with fresh sludge, the heat absorption the mixture of fresh sludge and circulating sludge in the heat exchanger 6 increases in such a way that that the return temperature TR of the heating water in the heating circuit 20 in the critical If the temperature drops from 65 to 700 C, the heat supply is regulated in the heat exchanger 6 by the heating water by reducing the amount of heating water circulating in the heating circuit 20 as a function of the heating water return temperature TR. the In this case, the amount of hot water circulating is determined by regulating the speed of the circulating pump 25 in the supply line 23 and the pump 28 in the bypass line 27 by means of the control electronics 35 determined.

Durch die Heizungsregelung wird der Abfall der Heizwasser-Rücklauftemperatur TR auf die kritische Temperatur von 65 0C durch eine Verminderung der Heizwasserumlaufmenge im Heizkreislauf 20 und eine stärkere Aufheizung der im Kessel'kreis 29 ansteigenden Heizwasser-Umlaufmenge, welche teilweise dem Heizkreislauf 20 wieder zugeführt wird, begrenzt. Es wird durch die Regelung ferner erreicht, daß die im Wärmetauscher 6 vom -Frischschlamm-Umwälzschlamm-Gemisch aufgenommene Wärmemenge die im Heizkessel 21 zugeführte konstante Wärmemenge' nicht übersteigen kann und daß die durch das Heizwasser im Wärmetauscher 6 zugeführte Wärmemenge ausreicht, um einen für den Faulprozeß schädlichen Temperaturschock im Faulbehälter zu verhindern. The heating control causes the drop in the heating water return temperature TR to the critical temperature of 65 0C by a decrease the amount of hot water circulating in the heating circuit 20 and greater heating of the im Boiler'kreis 29 increasing heating water circulation volume, which is partly the heating circuit 20 is fed back, limited. The regulation also achieves that the absorbed in the heat exchanger 6 from the fresh sludge-circulating sludge mixture Amount of heat do not exceed the constant amount of heat supplied in the boiler 21 can and that the amount of heat supplied by the heating water in the heat exchanger 6 is sufficient, in order to prevent a temperature shock in the digester that could damage the digestion process.

Die Drehzahl regelung der Wasserumwä#lzpumpen 25, 28 erfolgt umgekehrt proportional, d.h. daß beispielsw#eise bei einer Heizwasser-Rücklauftemperatur von 700C die Drehzahl der Pumpe 25 in der Vorlaufleitung 23 100 % und die Drehzahl der Pumpe 28 in der Nebenschlußleitung 27 Null % beträgt, und daß bei einer Heizwasser-Rücklauftemperatur von 650C die Drehzahl der Pumpe 25 Null % und die Drehzahl der Pumpe 28 100 % beträgt. The speed regulation of the water circulation pumps 25, 28 is reversed proportional, i.e. that, for example, with a heating water return temperature of 700C the speed of the pump 25 in the flow line 23 100% and the speed of the Pump 28 in the bypass line 27 is zero%, and that at a heating water return temperature from 650C the speed of the pump 25 is zero% and the speed of the pump 28 is 100%.

Die vorstehend für die Frischschlammbeschickung des Faulbehälters 1 beschriebene Heizungsregelung erfolgt in der gleichen Weise in der Aufheizphase des Faulbehälters über einen längeren Zeitraum von beispielsweise vier Wochen. The above for the fresh sludge loading of the digester The heating control described in 1 takes place in the same way in the heating phase of the digester over a longer period of, for example, four weeks.

Claims

Claims i l. Heating for digester for treatment of Sewage sludge with a water heating circuit operated by a circulation pump, which one via a flow line and a return line to a digester gas boiler has connected heat exchanger for heating the circulating sludge, which taken from the lower part of the digester and by a circulation pump in one Sludge circulation via the heat exchanger in countercurrent to the heating water in the upper one Part of the digester is returned, as well as for heating the mixture from Circulating sludge and fresh sludge, which is fed via a feed line upstream of the heat exchanger is fed into the sludge circuit, characterized by a heating control, which with an increasing heat absorption of the sludge in the heat exchanger (6), for example by supplying fresh sludge or when heating the digester (1), and if the heat supply in the boiler (21) remains the same, the heating water return temperature will drop TR down to a lower critical temperature TRU (650C) by reducing the The amount of heating water circulated through the heat exchanger (6) and a corresponding increase the amount of heating water circulating in a flow (23) and return (24) of the heating circuit (20) short-circuiting boiler circuit (29) depending on the heating water return temperature limited and which at a heating water return temperature TR above the critical Temperature required to maintain the operating temperature TF <33 0C) des Digester (1) Required heat supply for the circulating sludge by increasing it accordingly or reduction of the Heizwasse.r circulation volume in the heating circuit (20) depending on from the temperature TS of the circulating sludge.

2. Heater for digester according to claim 1, characterized in that that the control in a lower critical temperature range of the heating water return temperature TR ta'ti-g is determined by an upper and a lower critical temperature TRo (700C) and TRU (650c) is limited, and that within this critical temperature range the hot water circulating volume with falling heating water return temperature T1z -reduced and is increased with increasing hot water return temperature TR.

3. heater for digester according to claim 1 and 2, characterized through a bypass line (27) in which a circulation pump (28) is installed, zur'direkten connection of the flow line (23) with the return line (24) of the Heizkreisla.ufes (20) and a control device with temperature measuring devices (33, 34) for measuring the return temperature TR of the heating water and the temperature TS of the circulating sludge and with a control electronics (35), which through the temperature signals TR ,, TS is fed to regulate the amount of water circulating in the heating circuit (20) on the speed of the circulation pumps (25, 28) in the flow line (23) and the bypass line (27), with the heating water return temperature in the lower -critical-n range TR the amount of heating water circulating in the heating circuit by reducing the speed of the Circulation pump (25) in the flow line ('23) decreased and by increasing the speed the circulating pump (28) in the bypass line (27) the amount of heating water circulating in the Boiler circle (29) is enlarged and above the critical range of the Heating water return temperature TR the circulating heating water volume exclusively in the heating circuit is controlled via d'i'e speed of the circulation pump (25) in the flow line (23).