DE3314863A1 - Process and plant for the disposal of sewage sludge removed from a sewage treatment plant - Google Patents
Process and plant for the disposal of sewage sludge removed from a sewage treatment plantInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein VerfahrenThe invention relates generically to a method
zur Beseitigung des aus einer Kläranlage, insbesondere aus einer Absorptions-Abwasserreinigungsanlage, abgezogenen Klärschlammes unter Gewinnung von methanhaltigem Faulgas, - wobei der Klärschlamm in einen Faulbehälter eingeführt, in dem Faulbehälter mit Hilfe einer fremden Wärmequelle auf eine regelbare Faulraumtemperatur unterhalb der Temperatur der thermophilen Faulung erwärmt und, gegebenenfalls unter Umwälzung, bei einer vorgebbaren Aufenthaltszeit einer Schlammfaulung unterworfen wird, wobei ferner aus dem Kopf des Faulbehälters das Faulgas und unten aus dem Faulbehälter der behandelte Schlamm abgezogen werden. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Anlage zur Durchführung eines solchen Verfahrens mit einem Faulraumbehälter, Klärschlammzuführung, Schlammabzug, Umwälzeinrichtung und Beheizungseinrichtung, wobei die Umwälzeinrichtung sowie die Beheizungseinrichtung auf vorgegebene Sollwerte für die Aufenthaltszeit sowie die Faulraumtemperatur steuerbar bzw. regelbar sind. - Die Behandlung und schadlose Beseitigung des bei den verschiedenen Abwasserreinigungsverfahren anfallenden Klärschlammes ist bekanntlich eine der wichtigsten und zugleich schwierigsten Aufgaben der Abwassertechnik. Der zunehmende Einsatz schwachbelasteter biologischer Kläranlagen (BTS - 0,15 kg BSB/kg TS ~ d) hat zu einer Veränderung der Schlammqualität und Schlammquantität geführt. Während die Schlammenge zugenommen hat, ist die Faulfähigkeit aufgrund des geringen Anteils an organischer Substanz im Belebtschlamm zurückgegangen. Bei Absorptionsabwasserreinigungsanlagen erfolgt allerdings eine Erhöhung des Schlammabfalls zusammen mit einer Vermehrung des# Anteils an organischer Substanz.to remove from a sewage treatment plant, in particular from an absorption wastewater treatment plant, withdrawn sewage sludge with the recovery of methane-containing digester gas, - the Sewage sludge introduced into a digester, in the digester with the help of a external heat source to a controllable digester temperature below the temperature heated the thermophilic digestion and, if necessary with circulation, at a is subjected to a predefinable residence time of sludge digestion, furthermore the digester gas from the top of the digester and the treated gas from the bottom of the digester Sludge can be drawn off. The invention also relates to a system for Carrying out such a process with a digester tank, sewage sludge feed, Sludge extraction, circulating device and heating device, the circulating device as well as the heating device to predetermined setpoints for the residence time and the digester temperature can be controlled or regulated. - The treatment and harmless elimination of the various Wastewater treatment process sewage sludge is known to be one of the most important and at the same time most difficult Tasks of wastewater technology. The increasing use of lightly contaminated biological Sewage treatment plants (BTS - 0.15 kg BOD / kg DM ~ d) has resulted in a change in the sludge quality and mud quantity passed. While the amount of mud has increased, the putrefaction is decreased due to the low content of organic matter in the activated sludge. In the case of absorption wastewater treatment plants, however, there is an increase in sludge waste together with an increase in the # proportion of organic matter.
Im Rahmen der (aus der Praxis) bekannten gattungsgemäßen Maßnahmen erfolgen die Anpassung der Schlammfaulung an je nach Klärschlammprovenienz und Klärschlammhistorie unterschiedliche Betriebsbedingungen sowie die Einstellung der Faulgaserzeugung nach Qualität und Quantität durch Einstellung der Faultemperatur und hauptsächlich der Aufenthaltszeit bei vorgegebener Faultemperatur im Bereich von zumeist 25 bis 350 C. Das führt zu Aufenthalts zeiten von 20 Tagen und mehr sowie häufig zu unzureichender Faulgasausbeute.Within the framework of the generic measures known (from practice) the adjustment of the sludge digestion takes place depending on the sewage sludge provenance and sewage sludge history different operating conditions as well as the setting of the digester gas generation according to quality and quantity by setting the digestion temperature and mainly the dwell time at a given digestion temperature in the range from mostly 25 to 350 C. This leads to residence times of 20 days or more and often insufficient ones Digester gas yield.
Untersuchungen haben gezeigt, daß etwa 30 % der im Klärschlamm enthaltenden organischen Bestandteile und häufig sogar wesentlich mehr unvergast bleiben.Investigations have shown that about 30% of that contained in sewage sludge organic components and often even much more remain ungased.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so zu führen, daß eine wesentlich verbesserte Gas ausbeute bei reduzierter Aufenthaltszeit und damit (bei vorgegebener täglich anfallender Schlammenge) kleinerem Faulraumvolumen erreicht werden kann.In contrast, the invention is based on the object of the generic Process so that a significantly improved gas yield with reduced Residence time and thus (with a given daily amount of sludge) smaller Digestion volume can be achieved.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der Klärschlamm im Faulbehälter der Einwirkung eines elektromagnetischen Wechselfeldes ausgesetzt wird, welches eine zusätzliche Erwärmung des Schlammes bewirkt, daß die Aufenthaltszeit auf einen Bereich von 5 bis 20 Tagen, vorzugsweise von etwa 10 Tagen, eingestellt wird, und daß die Faulgaserzeugung einerseits mit Hilfe der fremden Wärmequelle, andererseits durch Änderung der Parameter des elektromagnetischen Wechselfeldes nach Maßgabe der eingestellten Aufenthaltszeit gesteuert oder geregelt, nämlich auf optimale Faulgasausbeute eingestellt wird. Erfi#dungsgemäß wird mit Hilfe der fremden Wärmequelle eine Grobeinstellung, mit Hilfe des elektromagnetischen Wechselfeldes eine Feineinstellung vorgenommen, und zwar beides als Steuerung oder Regelung. Man kommt so zu überraschenden Gasausbeuten, und zwar bei reduzierter Aufenthaltszeit in verhältnismäßig kleinen Faulbehältern. Das elektromagnetische Wechselfeld kann im Rahmen der Erfindung zwischen galvanischen Elektroden erzeugt werden, die in den Schlamm mit vorgegebener Eintauchtiefe eintauchen. Das elektromagnetische Wechselfeld kann aber auch frei von galvanischen Elektroden als dielektrisch wirkendes Wechselfeld erzeugt werden. Im Rahmen der Erfindung liegt auch eine Kombination beider Maßnahmen. - Die Behandlung von Klärschlamm mit niederfreqüentem Wechselstrom mit Hilfe galvanischer Elektroden, insoweit also die Beeinflussung der biologischen Vorgänge in einem Klärschlamm durch Einwirkung eines elektromagnetischen Wechselfeldes, ist an sich bekannt (G.I., Heft 5/6, 1953, S. 82 bis 85). Sie ist jedoch in die großtechnische Praxis bisher nicht eingeführt und insbesondere für die Behandlung von Klärschlamm aus einer Absorptions-Abwasserreinigungsanlage nicht eingesetzt worden, wenn auch entsprechende Einrichtungen in der Literatur vorgeschlagen wurden (DE-AS 11 95 684, DE-AS 12 69 063). Tatsächlich fehlt eine Anweisung, um großtechnisch betriebssicher bei geringer Aufenthaltszeit und optimaler Faulgasausbeute zu arbeiten.To solve this problem, the invention teaches that the sewage sludge exposed to the action of an electromagnetic alternating field in the digester which causes an additional heating of the sludge that the residence time set to a range of 5 to 20 days, preferably about 10 days and that the fermentation gas generation on the one hand with the help of the external heat source, on the other hand by changing the parameters of the electromagnetic alternating field controlled or regulated according to the set residence time, namely is adjusted to optimal digester gas yield. According to the invention, the external heat source a coarse setting, with the help of the electromagnetic alternating field made a fine adjustment, both as control or regulation. Man this leads to surprising gas yields, with a reduced residence time in relatively small digesters. The alternating electromagnetic field can are generated in the context of the invention between galvanic electrodes, which in immerse the sludge with the specified immersion depth. The alternating electromagnetic field but can also be free of galvanic electrodes as a dielectrically acting alternating field be generated. A combination of both measures is also within the scope of the invention. - The treatment of sewage sludge with low-frequency alternating current with the help of galvanic Electrodes, to the extent that they influence the biological processes in sewage sludge by the action of an electromagnetic alternating field, is known per se (G.I., Issue 5/6, 1953, pp. 82 to 85). However, it is on a large scale practice not yet introduced and in particular for the treatment of sewage sludge an absorption wastewater treatment plant has not been used, albeit appropriate Facilities have been proposed in the literature (DE-AS 11 95 684, DE-AS 12 69 063). In fact, there is no instruction to make large-scale operationally reliable at low Residence time and optimal digester gas yield to work.
Die Erfindung hat erkannt, daß bei der Beseitigung von Faulschlamm aus Klärschlamm, der aus einer Kläranlage, insbesondere einer Absorptions-Kläranlage, abgezogen wird, die Aufenthaltszeit bei gleichzeitiger Erhöhung der Faulgasausbeute beachtlich, nämlich auf die Hälfte oder mehr reduziert werden kann, wenn einerseits die Temperatur eingestellt und eingehalten wird, die für die bei der Schlammfaulung tätigen Biozönosen optimal ist, wenn andererseits aber ein elektromagnetisches Wechselfeld zur Einwirkung gebracht wird, dessen Parameter den jeweiligen Betriebsverhältnissen im Sinne einer Feineinstellung angepaßt werden, wobei die Tatsache genutzt wird, daß dadurch zusätzlich auch Wärme in den Schlamm eingetragen wird, wenn die damit verbundene, phänomenologisch meßbare Temperaturerhöhung auch verhältnismäßig gering ist. Anscheinend wird diese Temperaturerhöhung in Kombination mit dem elektrischen bzw. elektromagnetischen Feld in unmittelbarer Nachbarschaft der Mikrolebewesen wirksam, worauf der Effekt zurückgeführt werden kann.The invention has recognized that in the removal of digested sludge from sewage sludge from a sewage treatment plant, in particular an absorption sewage treatment plant, is deducted, the residence time with a simultaneous increase in the digester gas yield considerable, namely can be reduced to half or more if on the one hand the temperature is set and maintained that is necessary for the sludge digestion active biocenoses is optimal, but if on the other hand an electromagnetic alternating field is brought into effect, the parameters of which correspond to the respective operating conditions be adjusted in the sense of a fine adjustment, taking advantage of the fact that this also adds heat to the sludge if the with it associated, phenomenologically measurable temperature increase also relatively small is. Apparently this temperature increase is combined with the electrical or electromagnetic field in the immediate vicinity of the microorganisms effective, to which the effect can be attributed.
Die beschriebenen Maßnahmen sind mit den Hilfsmitteln der modernen Meß- und Regeltechnik sowie mit den Hilfsmitteln der modernen Hochfrequenztechnik ohne Schwierigkeiten durchführbar. Ohne Schwierigkeiten kann das Verfahren auf eine vorgegebene Faulgasmenge und/oder vorgegebene Faulgas zusammensetzung gefahren werden.The measures described are with the aids of modern Measurement and control technology as well as with the aids of modern high-frequency technology practicable without difficulty. The procedure can be carried out without difficulty on a specified amount of digester gas and / or specified digester gas composition can be used.
Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der Ausführung. So ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das elektromagnetische Wechselfeld mit Wechselstrom erzeugt wird und daß die Stromstärke und/oder die Spannung und/oder die Frequenz zum Zwecke der Steuerung oder Regelung der Faulgaserzeugung einstellbar sind. Zweckmäßigerweise wird dabei mit niederfrequentem Wechselstrom gearbeitet, und zwar im Frequenzbereich von 1 bis 1000 hz. Ein anderer Vorschlag der Erfindung geht dahin, daß das elektromagnetische Wechselfeld mit Hilfe von Gleichstrom erzeugt wird und daß die Stromstärke und/oder die Spannung und/oder die Impulsfrequenz und/oder die Impulsdauer zum Zwecke der Steuerung der Faulgaserzeugung einstellbar sind. In diesem Zusammenhang empfiehlt es sich, mit gepulstem Gleichstrom mit niederfrequenter Impulsfrequenz im Frequenzbereich von 1 bis 100 hz zu arbeiten. Die Impulsdauer soll im Bereich von 1 bis 600 sek. liegen. Die Temperatur wird auch im Rahmen der Erfindung im Bereich von 25 bis 350 C gehalten, jedoch nach Maßgabe der Gaserzeugung über die Feinsteuerung oder Feinregelung durch das elektromagnetische Feld optimiert.In particular, there are several possibilities within the scope of the invention of execution. Thus, a preferred embodiment of the invention is characterized in that that the electromagnetic alternating field is generated with alternating current and that the Amperage and / or voltage and / or frequency for control purposes or regulation of the digester gas generation can be set. It is expedient to do this worked with low-frequency alternating current in the frequency range of 1 up to 1000 hz. Another proposal of the invention is that the electromagnetic Alternating field is generated with the help of direct current and that the current strength and / or the voltage and / or the pulse frequency and / or the pulse duration for the purpose of Control of the digester gas generation are adjustable. In this regard, recommends it is, with pulsed direct current with a low-frequency pulse frequency in the frequency range to work from 1 to 100 hz. The pulse duration should be in the range from 1 to 600 seconds. lie. The temperature is also within the scope of the invention in the range from 25 to 350 C held, but in accordance with the gas generation via the fine control or fine control optimized by the electromagnetic field.
Im folgenden werden das erfindungsgemäße Verfahren sowie für das Verfahren eingerichtete Anlagen anhand einer Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen.The following are the process according to the invention and for the process set up systems explained in more detail using a drawing. Show it.
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Faulbehälter, der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist, Fig. 2 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 1.Fig. 1 is a vertical section through a digester, which is used for implementation of the method according to the invention is set up, FIG. 2 shows another embodiment of the object of FIG. 1.
Die in den Figuren dargestellten Anlagen sind zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören ein Faulschlammbehälter 1, eine Klärschlammzuführung 2, ein Schlammabzug 3, eine Umwälzeinrichtung 4 und eine Beheizungseinrichtung 5. Die Umwälzeinrichtung 4 sowie die Beheizungseinrichtung sind auf vorgegebene Sollwerte für Aufenthaltszeit sowie Faultemperatur steuerbar oder regelbar. Der Faulschlammbehälter 1 ist für eine Aufenthaltszeit von 5 bis 20 Tagen, vorzugsweise von etwa 10 Tagen, ausgelegt.The systems shown in the figures are used to carry out the Set up method according to the invention. The basic structure includes a Digested sludge container 1, a sewage sludge feed 2, a sludge discharge 3, a circulation device 4 and a heating device 5. The circulation device 4 and the heating device can be controlled to predefined setpoints for the residence time and the dwell temperature or adjustable. The digested sludge container 1 is for a residence time of 5 to 20 days, preferably about 10 days.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 tauchen in den Faulschlammbehälter 1 zumindest zwei galvanische Elektroden 6 ein, die an einen Generator 7 für die Erzeugung eines elektromagnetischen Wechselfeldes zwischen den Elektroden 6 angeschlossen sind. Der Generator 7 besitzt eine Einrichtung 8, mit der die Parameter des elektromagnetischen Feldes (d. h. Stromstärke und/oder Spannung und/oder Frequenz und/oder Impulsfrequenz und/oder Impulsdauer) steuerbar oder regelbar sind.In the embodiment according to FIG. 1, immerse in the digested sludge container 1 at least two galvanic electrodes 6, which are connected to a generator 7 for the Generating an electromagnetic alternating field between the electrodes 6 connected are. The generator 7 has a device 8 with which the parameters of the electromagnetic Field (i.e. current strength and / or voltage and / or frequency and / or pulse frequency and / or pulse duration) can be controlled or regulated.
Die Ausführungsform nach Fig. 2 ist entsprechend aufgebaut, jedoch wird nicht mit galvanischen Elektroden gearbeitet.The embodiment of FIG. 2 is constructed accordingly, however galvanic electrodes are not used.
Es ist vielmehr eine im Ausführungsbeispiel induktiv aufgebaute Einrichtung 9 für die Aufrechterhaltung eines elektromagnetischen Wechselfeldes in dem Schlamm des Faulschlammbehälters 1 vorgesehen, die ebenfalls an einen Generator 7 für die Erzeugung des elektromagnetischen Wechselfeldes angeschlossen ist, der die beschriebene Einrichtung 8 für die Steuerung oder Regelung der Parameter des elektromagnetischen Feldes aufweist. Diese Einrichtung ist im Ausführungsbeispiel eine sogenannte Induktion. Man könnte auch mit zwei Kondensatorplatten arbeiten oder mit einem Kondensator aus zwei ineinander gestellten- Zylindern, - was zeichnerisch nicht dargestellt wurde.Rather, it is a device constructed inductively in the exemplary embodiment 9 for maintaining an electromagnetic Alternating field provided in the sludge of the digested sludge tank 1, which is also connected to a generator 7 is connected for the generation of the electromagnetic alternating field, the the device 8 described for the control or regulation of the parameters of the having electromagnetic field. This device is in the exemplary embodiment a so-called induction. You could also work with two capacitor plates or with a capacitor made of two cylinders placed one inside the other, - something graphically was not shown.
Claims (10)
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DE19833314863 DE3314863A1 (en) | 1983-04-23 | 1983-04-23 | Process and plant for the disposal of sewage sludge removed from a sewage treatment plant |
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Publications (1)
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DE19833314863 Withdrawn DE3314863A1 (en) | 1983-04-23 | 1983-04-23 | Process and plant for the disposal of sewage sludge removed from a sewage treatment plant |
Country Status (1)
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DE (1) | DE3314863A1 (en) |
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- 1983-04-23 DE DE19833314863 patent/DE3314863A1/en not_active Withdrawn
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