DE3905228C1 - Process for disinfection and aerobic stabilisation of sewage sludge - Google Patents

Process for disinfection and aerobic stabilisation of sewage sludge

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DE3905228C1 DE19893905228 DE3905228A DE3905228C1 DE 3905228 C1 DE3905228 C1 DE 3905228C1 DE 19893905228 DE19893905228 DE 19893905228 DE 3905228 A DE3905228 A DE 3905228A DE 3905228 C1 DE3905228 C1 DE 3905228C1
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Abstract

The process for disinfection and aerobic stabilisation of thickened sewage sludge in a plurality of stages, each comprising one or more thermally insulated, preferably agitated vessels, with supply of oxygen-containing gas, is carried out by a)introducing the thickened raw sludge arising into a stage A, into which, if appropriate, gas may be introduced, and which, if appropriate, may be stirred, and heating the sludge to temperatures of at least 25@C, b)transferring sludge from there batchwise into a stage B, into which gas can be introduced and which can be stirred, in which stage temperatures of above 50@C are generated essentially by an aerobic degradation, the time between two charge cycles, according to the temperature, being sufficient for disinfection, c)transferring from there some of the sludge disinfected in stage B, which corresponds to each batch transferred from stage A to stage B, into a stage C, into which gas can be introduced and which can be stirred, in which the temperatures are reduced by heat exchange to 25 to 45@C, preferably about 35@C, the transfer of the batches always beginning with the removal of the appropriate amount from stage C, being continued by transfer of the appropriate amount from stage B to stage C, continued by transfer of the appropriate amount from stage A to stage B, whereupon stage A is again charged with raw sludge.

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Entseuchung und aeroben Stabilisierung von einge­ dicktem Klärschlamm in mehreren Stufen, durchgeführt in je einem oder mehreren wärmeisolierten, vorzugsweise ge­ rührten Behältern unter Zufuhr von sauerstoffhaltigem Gas.The present invention relates to a method for decontamination and aerobic stabilization of thick sludge in several stages, carried out in each one or more heat insulated, preferably ge stirred containers with the supply of oxygen Gas.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist beschrieben beispiels­ weise in "Korrespondenz Abwasser", 29. Jahrgang, 1982, Seite 203 bis 207. Bei diesem Verfahren wird der anfal­ lende Rohschlamm nach statischer Eindickung in zwei hin­ tereinandergeschalteten, wärmegedämmten Reaktoren bei gleichzeitig intensiver Durchmischung belüftet. Im Reak­ tor I schwankt die Temperatur überwiegend um den meso­ philen Bereich herum, während im Reaktor II ständig thermophile Temperaturen (über 45°C) eingehalten werden. Bei ausreichend langen Verweilzeiten jeder Charge im Reaktor II und Einhaltung von Temperaturen über 50°C findet dort die Entseuchung statt. Das Absetzverhalten des behandelten Schlammes ist gegenüber dem Rohschlamm meist nur unwesentlich verbessert. Auch die Qualität des anfallenden Trübwassers, welches im allgemeinen in die biologische Abwasserreinigung zurückgeführt wird, ist oft unbefriedigend. Der nach dem bekannten Verfahren aerob stabilisierte und entseuchte Klärschlamm wurde in der Vergangenheit im erheblichen Umfang als Düngemittel eingesetzt. Diese Verwendung wurde jedoch durch neuere Verordnungen und Vorschriften eingeschränkt, so daß der anfallende Klärschlamm zukünftig vielfach deponiert oder verbrannt werden muß. Dann ist es von besonderer Bedeu­ tung, daß sich der behandelte Klärschlamm gut eindicken und entwässern läßt und daß dabei ein Trübwasser an­ fällt, welches eine geringe Restverschmutzung aufweist.A generic method is described for example wise in "Correspondence sewage", 29th year, 1982, Pages 203 to 207. With this procedure, the initial raw sludge after static thickening in two interconnected, thermally insulated reactors ventilated at the same time intensive mixing. In the reak gate I the temperature fluctuates mainly around the meso phile area around while in Reactor II constantly thermophilic temperatures (above 45 ° C) are observed. With sufficiently long dwell times of each batch in the Reactor II and compliance with temperatures above 50 ° C the decontamination takes place there. The weaning behavior of the treated sludge is compared to the raw sludge mostly only slightly improved. The quality of the resulting cloudy water, which generally in the biological wastewater treatment is recycled often unsatisfactory. The one according to the known method aerobically stabilized and disinfected sewage sludge was in of the past to a considerable extent as a fertilizer used. However, this use has been replaced by newer ones Regulations and regulations restricted so that the accruing sewage sludge will be landfilled or must be burned. Then it is of particular importance tion that the treated sewage sludge thicken well  and drains and that a cloudy water falls, which has a low residual pollution.

Die Erfindung hat sich somit die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Entseuchung und aeroben Stabilisierung von eingedicktem Klärschlamm in mehreren Stufen, durchge­ führt in je einem oder mehreren wärmeisolierten, vor­ zugsweise gerührten Behältern unter Zufuhr von sauer­ stoffhaltigem Gas zu entwickeln, welches sicher und zu­ verlässig arbeitet, einwandfrei entseucht und stabili­ siert, und zwar auch bei schwankendem Anfall an Roh­ schlamm und schwankenden Temperaturen des Rohschlamms und/oder der Umgebung, unzumutbare Geruchsbelästigungen vermeidet, kostenmäßig mit bisherigen Verfahren ver­ gleichbar ist, und dabei einen gut absetzbaren Schlamm liefert mit nur gering belastetem Trübwasser.The invention has therefore set itself the task Process for decontamination and aerobic stabilization of thickened sewage sludge in several stages, thoroughly performs in one or more heat insulated preferably stirred containers with the addition of acid to develop substance-containing gas, which is safe and too works reliably, perfectly disinfected and stable siert, even with fluctuating amounts of raw sludge and fluctuating temperatures of the raw sludge and / or the environment, unacceptable odor nuisance avoids, in terms of costs with previous methods is comparable, and at the same time an easily removable sludge delivers with only slightly contaminated cloudy water.

Diese Aufgabe kann überraschend einfach und zuverlässig dadurch gelöst werden, daßThis task can be surprisingly simple and reliable be solved in that

  • a) der anfallende eingedickte Rohschlamm in eine gege­ benenfalls begasbare und gegebenenfalls rührbare Stu­ fe A eingebracht und bei einer mittleren Verweilzeit von 0,25 bis 2,5 Tagen auf Temperaturen von minde­ stens 25°C erwärmt wird,a) the resulting thickened raw sludge in a counter if necessary fumigable and stirrable stu fe A introduced and with a medium residence time from 0.25 to 2.5 days to temperatures of at least is heated to at least 25 ° C,
  • b) von dort chargenweise in eine begasbare und rührbare Stufe B überführt wird, in der im wesentlichen durch aeroben Abbau bei einer mittleren Verweilzeit von 1 bis 6 Tagen Temperaturen von über 50°C erzeugt wer­ den,b) from there in batches into a fumigable and stirrable Stage B is essentially transferred through aerobic degradation with an average residence time of 1 up to 6 days at temperatures of over 50 ° C the,
  • c) von dort ein Teil des in der Stufe B entseuchten Schlamms, welcher der jeweils von der Stufe A zur Stufe B überführten Charge entspricht, in eine be­ gasbare und rührbare Stufe C überführt wird, in wel­ cher die Temperaturen bei einer mittleren Verweilzeit von 1 bis 8 Tagen durch Wärmeaustausch auf 25 bis 45°C, vorzugsweise etwa 35°C gesenkt werden, wobei die Überführung der Chargen stets mit der Entnahme der entsprechenden Menge aus der Stufe C beginnt, fort­ gesetzt wird durch Überführung der entsprechenden Menge von der Stufe B in die Stufe C, fortgesetzt wird durch Überführung der entsprechenden Menge von der Stufe A in die Stufe B, woraufhin die Stufe A wieder mit Rohschlamm beschickt wird.c) from there part of the disinfected in stage B. Sludge, which of each from level A to Level B transferred batch corresponds to a be  gasable and stirrable stage C is transferred, in which the temperatures with a medium dwell time from 1 to 8 days by heat exchange to 25 to 45 ° C, preferably about 35 ° C, the transfer of the batches always with the removal the corresponding amount from stage C continues is set by transferring the corresponding quantity from level B to level C, is continued by Transfer of the corresponding amount from stage A to stage B, whereupon stage A again with raw sludge is loaded.

Besonders einfach und wirtschaftlich wird das Verfahren dadurch, daß die Erwärmung des Rohschlamms der Stufe A durch Wärmeaustausch mit dem Schlamm der Stufe C er­ folgt. Hierzu kann gewünschtenfalls auch noch dem Ablauf aus der Stufe C Wärme entzogen werden.The process is particularly simple and economical by heating the raw sludge of stage A by heat exchange with the stage C sludge follows. If required, this can also be done using the procedure heat is withdrawn from stage C.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß im Normalbetrieb in der Stufe C mehr Wärme entsteht und abgeführt werden muß als zur Erwärmung des eingedickten Rohschlamms in der Stufe A notwendig ist. Wärmemengen der Stufe C, die über den Bedarf der Stufe A hinausgehen, werden daher durch Wär­ meaustausch abgeführt und können gewünschtenfalls ander­ weitig nutzbringend verwertet werden.It has been shown that in normal operation in the Level C generates more heat and must be dissipated than for heating the thickened raw sludge in the stage A is necessary. Amounts of heat of level C, which over the Requirements of level A go beyond, are therefore by Wär exchanged and can be changed if desired can be used to a large extent.

Selbstverständlich ist es möglich, den Wärmebedarf der Stufe A teilweise auch durch Wärmeaustausch mit dem Schlamm der Stufe B zu decken. Nach erfolgter Entseu­ chung des Schlamms in der Stufe B kann nämlich vor einem neuen Beschickungsvorgang Wärme aus der Stufe B auf die Stufe A übertragen werden, um dort die Temperatur weiter zu erhöhen. Weiter besteht die Möglichkeit, den Tempera­ turbedarf der Stufe A und der Stufe B hilfsweise durch andere Wärmequellen zu decken. Diese Möglichkeit der Erwärmung durch andere Wärmequellen ist insbesondere für den Fall in Erwägung zu ziehen, daß durch Störungen in der Mikrobiologie etc. zunächst einmal wieder optimale Temperaturverhältnisse in den Stufen geschaffen werden müssen.Of course, it is possible to meet the heat requirements of the Stage A partly through heat exchange with the Level B mud to cover. After de-casting Chung the sludge in stage B can namely before one new loading process heat from stage B to the Stage A can be transferred to continue the temperature there to increase. There is also the possibility of tempera level A and level B in the alternative  to cover other heat sources. This possibility of Heating by other heat sources is especially for to consider the case where interference in microbiology, etc., first of all again optimal Temperature conditions are created in the stages have to.

Die Temperatur in der Stufe A muß erfindungsgemäß vor der Überführung einer Charge in die Stufe B mindestens 25°C betragen. Temperaturen über 45°C treten in der Stufe A selten auf, da selbst bei stärkerer Belüftung der Stufe A der Temperaturanstieg durch aeroben Abbau nicht so rasch erfolgt, daß die Maximaltemperaturen der Stufe C wesentlich überschritten werden. Die Beschickung der Stufe A kann chargenweise oder kontinuierlich erfol­ gen. Vorzugsweise wird auch die Stufe A gerührt und be­ gast, jedoch ist dies nicht unbedingt erforderlich.The temperature in stage A must be according to the invention the transfer of a batch to level B at least 25 ° C. Temperatures above 45 ° C occur in the Level A rarely, because even with more ventilation stage A is the temperature increase due to aerobic degradation does not happen so quickly that the maximum temperatures of the Level C can be significantly exceeded. The feed stage A can be carried out batchwise or continuously Gen. Preferably, stage A is stirred and be guest, but this is not absolutely necessary.

In der Stufe B erfolgt hingegen der aerobe Abbau so stark, daß mit Sicherheit Temperaturen über 50°C erzeugt werden. Bei Temperaturen zwischen 50 und 70°C ist bei entsprechenden Verweilzeiten die Entseuchung sicher ge­ währleistet. Die Zeit zwischen zwei Beschickungszyklen kann erfindungsgemäß somit von der Temperatur in der Stufe B abhängig gemacht werden. Bei 50°C reicht eine Zeit zwischen zwei Beschickungszyklen von einem Tag aus. Bei Temperaturen über 65°C reicht eine Zeit zwischen zwei Beschickungszyklen von drei Stunden zur einwand­ freien Entseuchung. Die Temperatur in der Stufe B kann durch den Umfang der Sauerstoffzufuhr beeinflußt werden. Sie kann darüber hinaus abhängig gemacht werden von der zur Verfügung stehenden Zeit zwischen zwei Beschickungs­ zyklen. Bei verstärktem Anfall von eingedicktem Roh­ schlamm kann somit nicht nur die Chargengröße erhöht werden, sondern auch die Verweilzeit des Schlamms in den Stufen A, B und C verkürzt werden, indem die Temperatur in der Stufe B erhöht wird. Diese Flexibilität ist ein zusätzlicher Vorteil, der die Einsatzmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens weiter erhöht. Darüber hinaus kann der Anfall schwankender Mengen an eingedick­ tem Rohschlamm ausgeglichen werden durch entsprechende Anpassung des Füllstandes in den Behältern sowie gege­ benenfalls Zu- und Abschaltung von parallelen oder in Reihe geschalteten zusätzlichen Behältern für die je­ weilige Stufe.In stage B, however, aerobic degradation takes place in this way strong that surely generates temperatures above 50 ° C will. At temperatures between 50 and 70 ° C is at appropriate decontamination times the ge ensures. The time between two loading cycles can thus according to the temperature in the Level B can be made dependent. At 50 ° C one is enough Time between two loading cycles from one day. At temperatures above 65 ° C a time between two loading cycles of three hours each free disinfection. The temperature in stage B can be influenced by the amount of oxygen supply. It can also be made dependent on the available time between two loadings cycles. If there is an increased amount of thickened raw material Mud can therefore not only increase the batch size  but also the residence time of the sludge in the Levels A, B and C can be shortened by the temperature is increased in level B. This flexibility is one additional advantage that the possible uses of the inventive method further increased. About that In addition, the amount of fluctuating amounts of thickened raw sludge can be compensated by appropriate Adjustment of the fill level in the containers as well as also switching on and off of parallel or in Series connected additional containers for each slow step.

In der Stufe C wird die Temperatur auf 25 bis 45°C, vor­ zugsweise etwa 35°C, gesenkt. Bei diesen Temperaturen entsteht ein Schlamm mit besonders gutem Absetzverhalten und ein niedrig belastetes Trübwasser.In stage C, the temperature is between 25 and 45 ° C preferably about 35 ° C, lowered. At these temperatures creates a sludge with particularly good settling behavior and a low contaminated cloudy water.

Die mittlere Verweilzeit des Schlammes beträgt im allge­ meinen in der Stufe A 0,25 bis 2,5 Tage, vorzugsweise etwa einen Tag, in der Stufe B 1 bis 6 Tage, vorzugs­ weise 2 bis 3 Tage, und in der Stufe C 1 bis 8 Tage, vorzugsweise 3 bis 4 Tage.The average residence time of the sludge is generally in stage A mean 0.25 to 2.5 days, preferably about a day, in stage B 1 to 6 days, preferably wise 2 to 3 days, and in level C 1 to 8 days, preferably 3 to 4 days.

Als Eingangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere eingedickter Klärschlamm verwendet, wie er aus der mechanischen und/oder biologischen Reini­ gung häuslicher und/oder industrieller Abwässer anfällt, wobei durch statische oder maschinelle Eindickung ein Feststoffgehalt von 2 bis 8% erzielt wird. Derartige eingedickte Klärschlämme weisen im allgemeinen einen ausreichenden Nährstoffgehalt für den exothermen aeroben Abbau in der Stufe B auf, besitzen aber auch noch leicht handhabbare rheologische Eigenschaften. As input material for the method according to the invention thickened sewage sludge is used in particular, like it from the mechanical and / or biological Reini supply of domestic and / or industrial waste water, being by static or mechanical thickening Solids content of 2 to 8% is achieved. Such Thickened sewage sludge generally has one sufficient nutrient content for the exothermic aerobic Degradation in stage B, but also have a slight manageable rheological properties.  

Die Zufuhr von sauerstoffhaltigem Gas erfolgt im allge­ meinen durch Belüften. In besonderen Fällen kann auch mehr oder weniger reiner Sauerstoff zugefügt werden. Sauerstoffhaltige Gase mit einem Sauerstoffgehalt unter 15% kommen ebenfalls nur ausnahmsweise in Frage, da die Sauerstoffzufuhr dann zunehmend unwirtschaftlich wird. Weiterhin ist bei derartigen sauerstoffarmen Gasen dafür Sorge zu tragen, daß auf alle Fälle anaerober Abbau ver­ mieden wird, da dieser insbesondere zu Geruchsbelästi­ gungen führt.Oxygen-containing gas is generally supplied mean by ventilation. In special cases, too more or less pure oxygen can be added. Oxygenated gases with an oxygen content below 15% are also only considered in exceptional cases because the Oxygenation then becomes increasingly uneconomical. Furthermore, in the case of such low-oxygen gases To ensure that anaerobic degradation ver is avoided, as this particularly leads to odor nuisance leads.

Die Zufuhr von Sauerstoff kann geregelt werden durch die Belüftungsintensität, die Belüftungszeit und/oder den Sauerstoffgehalt des zugeführten Gases.The supply of oxygen can be regulated by the Aeration intensity, the aeration time and / or the Oxygen content of the gas supplied.

Das Rühren und Belüften der Stufen B und C sowie gege­ benenfalls der Stufe A kann prinzipiell mit allen dafür in der Abwassertechnik und Verfahrenstechnik bekannten Vorrichtungen erfolgen. Besonders bewährt haben sich auch beim erfindungsgemäßen Verfahren Belüftungsrührer, wie sie beispielsweise von der Firma Fuchs Gas- und Wassertechnik, Mayen, hergestellt werden.Stirring and aerating stages B and C and counter if necessary, level A can in principle with all for it known in wastewater engineering and process engineering Devices are made. Have proven particularly successful also in the method according to the invention, aeration stirrer, as for example from the company Fuchs Gas- and Wassertechnik, Mayen.

Als Behälter kommen alle in der Abwassertechnik üblichen rührbaren und begasbaren Reaktoren in Frage, die vor­ zugsweise auch noch mit Schaumschneidern bzw. Schaumbe­ grenzern ausgerüstet sein können. Die Wärmezufuhr und Wärmeabfuhr erfolgt durch übliche Wärmeaustauscher. Un­ erwünschte Wärmeverluste werden durch ausreichende Iso­ lierung der Behälter vermieden.All the usual wastewater technology containers come as containers stirrable and gassable reactors in question that before preferably also with foam cutters or foam cutters limiters can be equipped. The heat supply and Heat is dissipated using conventional heat exchangers. Un Desired heat loss is achieved through sufficient insulation Avoid the container.

Claims (9)

1. Verfahren zur Entseuchung und aeroben Stabilisierung von eingedicktem Klärschlamm in mehreren Stufen, durchgeführt in einem oder mehreren wärmeisolierten Behältern unter Zufuhr von sauerstoffhaltigem Gas, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) der anfallende eingedickte Rohschlamm in eine Stufe A eingebracht und bei einer mittleren Ver­ weilzeit von 0,25 bis 2,5 Tagen auf Temperaturen von mindestens 25°C erwärmt wird,
  • b) von dort chargenweise in eine begasbare und rühr­ bare Stufe B überführt wird, in der im wesentli­ chen durch aeroben Abbau bei einer mittleren Verweilzeit von 1 bis 6 Tagen Temperaturen von über 50°C erzeugt werden,
  • c) von dort ein Teil des in der Stufe B entseuchten Schlamms, welcher der jeweils von der Stufe A zur Stufe B überführten Charge entspricht, in eine begasbare und rührbare Stufe C überführt wird, in welcher die Temperaturen bei einer mittleren Ver­ weilzeit von 1 bis 8 Tagen durch Wärmeaustausch auf 25 bis 45°C gesenkt werden,
1. A process for disinfection and aerobic stabilization of thickened sewage sludge in several stages, carried out in one or more heat-insulated containers with the supply of oxygen-containing gas, characterized in that
  • a) the resulting thickened raw sludge is introduced into stage A and is heated to temperatures of at least 25 ° C. with an average residence time of 0.25 to 2.5 days,
  • b) is transferred from there in batches to a gassable and stirrable stage B, in which temperatures of over 50 ° C. are essentially generated by aerobic degradation with an average residence time of 1 to 6 days,
  • c) from there, part of the sludge disinfected in stage B, which corresponds to the batch transferred from stage A to stage B, is transferred to a fumigable and stirrable stage C, in which the temperatures with an average residence time of 1 to Can be reduced to 25 to 45 ° C for 8 days by heat exchange,
wobei die Überführung der Chargen stets mit der Ent­ nahme der entsprechenden Menge aus der Stufe C be­ ginnt, fortgesetzt wird durch Überführung der ent­ sprechenden Menge von der Stufe B in die Stufe C, fortgesetzt wird durch Überführung der entsprechenden Menge von der Stufe A in die Stufe B, woraufhin die Stufe A wieder mit Rohschlamm beschickt wird. the transfer of the batches always with the Ent take the corresponding amount from stage C be starts, is continued by transfer of the ent speaking amount from level B to level C, is continued by transferring the corresponding Quantity from level A to level B, whereupon the Stage A is fed with raw sludge again.   2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung des Rohschlamms der Stufe A durch Wärmeaustausch mit dem Schlamm der Stufe C erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that that the heating of the raw sludge of stage A by Heat exchange with stage C sludge occurs. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Erwärmung des Rohschlamms der Stufe A durch Wärmeaustausch mit dem Schlamm der Stufe B erfolgt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized records that the heating of the raw sludge of the stage A by heat exchange with stage B sludge he follows. 4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Verweilzeit des Schlamms in der Stufe A etwa einen Tag, in der Stufe B 2 bis 3 Tage und in der Stufe C 3 bis 4 Tage beträgt.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the mean residence time of the Mud in stage A for about a day, in stage B 2 to 3 days and in stage C 3 to 4 days is. 5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr von Sauerstoff durch die Belüftungsintensität, die Belüftungszeit und/oder den Sauerstoffgehalt des zugeführten Gases geregelt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the supply of oxygen by the ventilation intensity, the ventilation time and / or regulates the oxygen content of the supplied gas becomes. 6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe A begasbar ist.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized characterized in that stage A is fumigable. 7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe A rührbar ist.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized characterized in that stage A is stirrable. 8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturen in der Stufe C auf etwa 35°C gesenkt werden.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized characterized in that the temperatures in stage C can be reduced to about 35 ° C.
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