DE3429055C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beseitigung von Schlämmen, insbesondere Klär- und Faulschlämmen, bei dem der Schlamm vorent­ wässert und der dabei gewonnene Dickschlamm getrock­ net wird, bei dem das daraus gewonnene Trockengut verbrannt wird, wobei mit der dabei entstehenden Ver­ brennungswärme der Dickschlamm getrocknet wird und bei dem das daraus gewonnene, einen hohen Heizwert aufweisende Trockengut zu­ mindest teilweise zwischengespeichert und dem Dickschlamm mit einem vorbestimmten Heizwert des Gemisches zugemischt wird.

Bei einem durch die DE-OS 29 43 558 bekannten Verfahren dieser Art wird der Dünn­ schlamm vorentwässert und dabei Dickschlamm gewonnen. Dieser Dickschlamm wird anschließend getrocknet. Ein Teil des ge­ wonnenen Trockengutes wird in einem Ofen verbrannt, wobei mit der dabei entstehenden Verbrennungswärme der Dickschlamm ge­ trocknet wird. Ein Teil der aus dem Dickschlamm gewonnenen, einen hohen Heizwert aufweisenden Trockengutes wird zwischen­ gespeichert und als Reservoir für Perioden genutzt, in denen der Dickschlamm nur einen sehr geringen Heizwert besitzt, so daß bei der Verbrennung des Trockengutes nicht genug Verbren­ nungswärme entsteht, um den Dickschlamm zu trocknen. In einem solchen Fall wird das zwischengespeicherte Trockengut dem Dickschlamm vor dem Trocknen zugemischt, wobei das Gemisch einen vorbestimmten Heizwert besitzt. Dieser Heizwert ist so, daß die beim Verbrennen des Trockengutes entstehende Verbren­ nungswärme ausreicht, um das anfallende Gemisch aus Dick­ schlamm mit niedrigem Heizwert und Trockengut zu trocknen.

Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß das bereits gewonnene Trockengut dem Dickschlamm über eine Zwischen­ speicherung zurückgeführt wird und daß nach dem Mischen des Trockengutes mit dem Dickschlamm das Gemisch erneut getrock­ net wird, obwohl zuvor bereits das Trockengut in seiner end­ gültigen Form war. Es bildet sich somit bei dem bekannten Verfahren ein Kreislauf Mischen - Trocknen - Speichern - Mischen, der mehrmals von dem Trockengut durchlaufen werden kann. Das Trockengut wird somit mehrmals wieder in die Dick­ schlamm-Phase übergeführt, von der aus wieder erneut das Trocknen beginnt. Durch die Bildung eines derartigen Kreis­ laufes wird der Wirkungsgrad des Verfahrens erheblich vermin­ dert, so daß insbesondere bei Schlämmen mit geringen Heizwer­ ten die angestrebte autarke Beseitigung der Schlämme gefähr­ det ist.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad des bekannten Verfahrens zu verbessern.

Die Lösung dieser Aufgabe gemäß der Erfindung ist im Anspruch 1 enthalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß das zwischengespeicherte Trockengut nach Zu­ mischung zu dem Dickschlamm direkt verbrannt wird, ohne daß es einen Kreislauf durchläuft, in dem es wieder in die Dick­ schlamm-Phase zurückgeführt wird, aus der eine erneute Trock­ nung zur erneuten Gewinnung von Trockengut notwendig wird. Auf diese Weise erhöht sich der Wirkungsgrad des Verfahrens zur Beseitigung von Klär- und Faulschlämmen, so daß auch bei Schlämmen mit nur einem geringen Heizwert eine autarke Be­ seitigung, d. h. Verbrennung, möglich ist, ohne daß zusätz­ liche Energie zugeführt werden muß. Durch die direkte Zufüh­ rung des Trockengutes für die weitere Verarbeitung ist die Steuerung und die Selbstregelung des Ofens auf einfache Weise möglich, da nicht komplizierte Kreisläufe berücksichtigt wer­ den müssen, die zu einer gewissen Verzögerung in der Reaktion führen können.

Vorteilhafterweise wird der Dickschlamm auf einen Trocken­ substanzgehalt zwischen 65% und 95% getrocknet, was in der Praxis ohne weiteres zu erreichen ist und was ausreicht, um nach der Zumischung dem Gemisch mit dem Dickschlamm einen ausreichenden Heizwertüberschuß zu geben, der eine autarke Verbrennung gewährleistet.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Zumischung des Trockenguts über die sich bei der Verbrennung des Gemisches einstellende Abgastemperatur gesteuert. Wird bei der Messung der Abgastemperatur ein zu hoher Wert festgestellt, wird dem Dickschlamm weniger Trocken­ gut zugeführt. Umgekehrt wird bei einer Messung einer zu geringen Abgastemperatur mehr Trockengut zugemischt.

Zur Überbrückung von langen Perioden mit Schlämmen, die nur einen sehr geringen Heizwert aufweisen und das zwischengespeicherte Trockengut vollständig aufbrauchen, wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorge­ schlagen, daß zusätzliche Energie für die Verbrennung zugeführt wird.

Um eine optimale Verbrennung des Gemisches aus Dickschlamm und Trockengut zu gewährleisten, wird weiterhin vorge­ schlagen, daß das Schlammgemisch in Form von Pellets zur Verbrennung eingespeist wird.

Nach einem weiteren Merkmal ist vorgesehen, daß bei Erreichen einer bestimmten Speichermenge von Trockengut die weitere Zufuhr von Dickschlamm in den Trockner gedrosselt wird. Dabei kann zusätzlich das Trocknen unterbrochen werden, wodurch eine Überhitzung des Trockengutes vermieden wird.

Mit der Vorrichtung nach Anspruch 8 ist auf einfache Weise die Durchführung dieses Verfahrens möglich.

In einer Weiterbildung ist im Ofen ein Temperaturfühler zur Messung der Abgastemperatur angeordnet, der mit einer Steuer­ einrichtung zur Steuerung der Zufuhr des Trockenguts vom Trockengutspeicher in den Mischer verbunden ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist im Trockengut­ speicher ein die Zufuhr von Dickschlamm in den Trockner steuerbarer Füllstandsmesser angeordnet.

Da das Trockengut teilweise aus Staub besteht, ist eine Staub­ explosion im Speicher nicht ausgeschlossen. Daher wird schließlich mit der Erfindung vorgeschlagen, daß am Trockengut­ speicher Explosionsklappen angeordnet sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert, die eine Vorrichtung schematisch zusammen mit einem Fließschema zeigt.

Die zu beseitigenden Schlämme, insbesondere Chemikalien­ schlämme, Faul- oder Klärschlämme, werden in Form von Dünnschlamm über eine Dünnschlammzuführung 1 in die Vor­ richtung eingeleitet. Die Dünnschlammzuführung 1 mündet in eine Vorentwässerungsvorrichtung 2, die ein Dekanter ist, in dem das Oberflächenwasser des Dünnschlamms mechanisch abgeschieden wird. Das abgeschiedene Wasser wird einer Wasserabführung zugeleitet.

Durch die Abscheidung des Wassers aus dem Dünnschlamm im Dekanter 2 wird Dickschlamm gewonnen, der einem Dickschlamm­ bunker 4 zugeführt und dort bevorratet wird. Der Weiter­ transport und die Weiterverarbeitung des im Dickschlamm­ bunkers 4 bevorrateten Dickschlamms erfolgt über eine Dick­ schlammpumpe 5 und eine Dickschlammzuführung 6. Diese Dick­ schlammzuführung 6 verzweigt sich an einer Abzweigung 7 in eine Dickschlammzuführung 6′, die in einem Trockner 8 mündet, und in eine Dickschlammzuführung 6′′ , die in einem Mischer 9 mündet.

Der Trockner 8 dient dazu, das im je nach der Teilchenstruktur im Dickschlamm enthaltene Kapillarwasser und zellgebundene Wasser auszutreiben, indem die bestehenden Kapillarkräfte durch geeignete Maßnahmen aufgebrochen werden. Dies geschieht durch Energiebeaufschlagung, d. h. durch Wärmezufuhr, und durch mechanische Beanspruchung des Dickschlamms, indem dieser gewalkt, geknetet und gerührt wird. Die spezielle Wärmezufuhr in dieser Vorrichtung wird später beschrieben.

Durch das Austreiben des Wassers aus dem Dickschlamm im Trockner 8 wird ein Trockengut gewonnen, das einen relativ hohen Trockensubstanzgehalt besitzt, der beim erfindungsge­ mäßen Verfahren und bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzugsweise zwischen 85% und 95% liegt. Dem Trockner 8 ist ein Trockengutspeicher 10 nachgeschaltet, in dem das im Trockner 8 gewonnene Trockengut zwischengespeichert und bevorratet wird. An dem Trockengutspeicher 10 ist eine Trockengutzuführung 11 angeschlossen, die in dem Mischer 9 mündet.

Wie oben bereits ausgeführt, mündet in diesem Mischer 9 neben der Trockengutzuführung 11 für das Trockengut die Dickschlammzuführung 6′′ für die direkte Zufuhr von Dick­ schlamm in den Mischer 9. In diesem werden das Trockengut und der Dickschlamm miteinander vermischt und einem Ofen 12 zugeführt, in dem das Gemisch verbrannt wird. Dem Ofen 12 ist ein Abhitzekessel 13 nachgeschaltet, dem ein Filter 14 für die Reinigung der Abgase und ein Kamin 15 für deren Abführung folgt. Die bei der Verbrennung im Ofen 12 anfallende Asche wird über eine Aschenabführung 16 abgeführt.

Aus dem Abhitzekessel 13 ist eine Abgasleitung 17 bzw. Thermalöl-/Dampfleitung eines Wärmeaustauschers zum Trockner 8 geführt und von diesem wieder in den Abhitzekessel 13 zurück­ geführt. In dieser Abgasleitung 17 zirkuliert entweder das bei der Verbrennung im Ofen 12 entstandene heiße Abgas, oder die Verbrennungswärme wird über einen Wärmetauscher in einen den Trockner 8 durchlaufenden Wärmemittelkreislauf übertragen. Das Grundprinzip besteht in jedem Fall darin, daß mit der bei der Verbrennung des Gemisches im Ofen 12 entstandenen Ver­ brennungswärme der Dickschlamm im Trockner 8 getrocknet und in Trockengut übergeführt wird. Wie oben bereits ausgeführt wurde, erfolgt die Austreibung des Kapillarwassers und des zellgebundenen Wassers aus dem Dickschlamm neben der Wärmezufuhr zusätzlich durch mechanische Beanspruchung. Das ausgetriebene Wasser verläßt den Trockner 8 über einen Brüdenfilter 18 und wird in einem Kondensator 19 kondensiert. Ein Abscheider 20 trennt wertvolle aufschwimmende Lösemittel, Fettsäuren, usw., die in den Ofen 12 rückgeführt werden. Ansonsten wird das kon­ densierte Wasser einer Wasserabführung 3 zugeführt. Die bei der Kondensation im Kondensator 19 anfallende warme Luft wird einer Luftzuführung 21 zugeführt, die den Ofen 12 mit vorgewärmter Luft versorgt. Alternativ kann auch eine Vorwärmung des Dünn­ schlammes mit dem Kondensator 19 vorgenommen werden.

Im folgenden soll nun das spezielle erfindungsgemäße Verfahren zur Beseitigung von Schlämmen erläutert werden:

Ein Teil des im Dickschlammbunker 4 gespeicherten Dick­ schlammes wird mittels der Dickschlammpumpe 5 über die Dickschlammzuführungen 6, 6′ dem Trockner 8 zugeführt, wo es auf die oben beschriebene Weise getrocknet und in Trockengut übergeführt wird, das im Trockengutspeicher 10 bevorratet wird. Auf diese Weise ist im Trockengut­ speicher 10 ein Reservoir an Trockengut vorhanden. Der restliche Teil des Dickschlamms wird über die Dickschlamm­ zuführung 6′′ dem Mischer 9 zugeführt und bildet die Grundlage der Verbrennung. Da der Dickschlamm jedoch in der Regel einen zu geringen Heizwert für eine autarke Verbrennung besitzt, muß Trockengut zugemischt werden, das einen Heizwertüberschuß aufweist. Die Zumischung dieses Trockengutes erfolgt in dem Maße, daß das entstehende Gemisch aus Trockengut und Dickschlamm einen vorbestimmten Heizwert besitzt. Dieser liefert bei der Verbrennung des Gemisches eine bestimmte Verbrennungswärme, die zum Trocknen des Dick­ schlammes im Trockner 8 verwendet wird.

Die Menge der Trockengutzumischung zum Dickschlamm hängt von seinem Heizwert ab, der je nach dem zu verarbeitenden Schlamm verschieden sein kann. Damit das Gemisch jedoch immer einen vorbestimmten Heizwert besitzt, muß die Trocken­ gutzumischung entsprechend gesteuert werden. Um auf den Heiz­ wert des Gemisches rückschließen zu können, wird die bei der Verbrennung entstehende Verbrennungswärme beispielsweise mittels eines Temperaturfühlers gemessen. Zeigt dieser eine zu hohe Abgastemperatur an, so wird die Trockengutzumischung gedrosselt. Wenn umgekehrt der Temperaturfühler eine zu geringe Abgastemperatur anzeigt, wird die Trockengutzumischung so lange gesteigert, bis eine vorgegebene Abgastemperatur erreicht wird.

Der Trockengutspeicher 10 dient somit als Puffer zur Erzielung konstanter Verhältnisse und einer autarken Verbrennung. In Perioden, bei denen der Dickschlamm von sich aus einen hohen Heizwert besitzt, wird der Trockengutspeicher 10 gefüllt, da aus ihm nur relativ wenig Trockengut entnommen werden und dem Dickschlamm zugemischt werden muß. Umgekehrt können Perioden über­ brückt werden, in denen der Dickschlamm nur einen geringen Heizwert aufweist, so daß relativ viel Trocken­ gut zugemischt und dem Trockengutspeicher 10 entnommen werden muß. Sollte dennoch der sehr seltene Fall auf­ treten, daß für eine sehr lange Periode der Dickschlamm nur einen sehr geringen Heizwert besitzt, wird sich der Trockengutspeicher 10 leeren, so daß zusätzliche Energie für die Verbrennung beispielsweise in Form von Heizöl, Kohle oder Gas zugeführt werden muß.

Um bei vollem Trockengutspeicher 10 die weitere Zufuhr von Dickschlamm in den Trockner 8 zu drosseln, ist im Trockengutspeicher 10 ein in der Zeichnung nicht dargestellter Füllstandsmesser angeordnet. Da das Trockengut teilweise aus Staub besteht, ist eine Staub­ explosion im Trockengutspeicher 10 nicht ausgeschlossen. Aus diesem Grunde sind am Trockengutspeicher 10 Explosionsklappen angeordnet.

Claims (12)

1. Verfahren zur Beseitigung von Schlämmen, insbesondere Klär- und Faulschlämmen, bei dem der Schlamm vorentwässert und der dabei gewonnene Dickschlamm in einem Trockner getrocknet wird, bei dem das daraus gewonnene Trockengut verbrannt wird, wobei mit der da­ bei entstehenden Verbrennungswärme der Dickschlamm getrocknet wird und bei dem das daraus gewonnene, einen hohen Heizwert aufweisende Trockengut zumindest teilweise zwischengespei­ chert und dem Dickschlamm mit einem vorbestimmten Heizwert des Gemisches zugemischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Dickschlamms in dem Trockner (8) auf einen bestimmten Trocken­ substanzgehalt getrocknet wird und daß der restliche Dick­ schlamm unter Zumischung von zwischengespei­ chertem Trockengut verbrannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dickschlamm auf einen Trockensubstanzgehalt zwischen 65% und 95% getrocknet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zumischung des Trockenguts über die sich bei der Ver­ brennung des Gemisches einstellende Abgastemperatur ge­ steuert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zusätzliche Energie für die Verbrennung zu­ geführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schlammgemisch in Form von Pellets zur Verbrennung eingespeist wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Erreichen einer bestimmten Speichermenge von Trockengut die weitere Zufuhr von Dickschlamm in den Trockner gedrosselt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich das Trocknen unterbrochen wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer Vorentwässerungsvorrichtung (2) für den Schlamm zur Erzeugung von Dickschlamm, mit einem Trockner (8) zum Trocknen des Dickschlamms zur Gewinnung von Trockengut, mit einem Ofen (12) zur Verbrennung des Trocken­ guts, wobei der Ofen (12) über eine Leitung (17) mit dem Trockner (8) rückverbunden ist, mit einem dem Trockner (8) nachgeschalteten Trockengutspei­ cher (10) und einem diesem nachfolgenden Mischer (9), wobei in den Mischer (9) außer einer Trockengutzuführung (11) aus dem Trockengutspeicher (10) eine Dickschlammzuführung (6′′) für die direkte Zufuhr von Dickschlämmen mündet, wobei die Zufuhr des Trockenguts in den Mischer zur Erzielung eines vorbe­ stimmten Heizwertes des Gemisches steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer (9) unmittelbar an den Ofen (12) angeschlos­ sen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Ofen (12) ein Temperaturfühler zur Messung der Abgas­ temperatur angeordnet ist, der mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Zufuhr des Trockenguts vom Trockengut­ speicher (10) in den Mischer (9) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich­ net, daß im Trockengutspeicher (10) ein die Zufuhr von Dickschlamm in den Trockner (8) steuernder Füllstands­ messer angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß am Trockengutspeicher (10) Explosionsklappen angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Trockner (8) Temperaturfühler zur Messung der Temperatur des in der Trockenstrecke befindlichen Guts eingebaut sind, deren Werte über einen Rechner zur Einstellung des Trocknungsgrades einer Vorrichtung zur Regelung des Zuflusses von Schlamm in der Schlammzuführung (6′) zuführbar sind.