DE4343282A1 - Verfahren und Anlage zum Aufbereiten von Klärschlamm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum Aufbereiten von Klärschlamm.

Die bei der Abwasserreinigung kontinuierlich anfallenden Klärschlämme werden bisher überwiegend nach entsprechender Stabilisierung entweder in flüssiger Form in der Landwirtschaft verwertet oder nach Aufbereitung bzw. Teilentwässerung mittels Pressen mit nachfolgender Branntkalkkonditionierung auf Deponien verbracht oder verbrandt. Solche Verfahren zur Aufbereitung von Klärschlämmen als Vorbereitung für Deponierung oder Verbrennung erfordern hohen technologischen Aufwand mit bedeutenden In­ vestitions- und Betriebskosten mit zusätzlicher Beanspruchung von Deponiekapazität bei Verlust volkswirtschaftlich relevanter Mengen von Dünge- und Humusstoffen.

In diesem Zusammenhang ist es beispielsweise bekannt, zur Aufarbeitung von Klärschlämmen diesen Chemikalien zuzusetzen (DE-A-29 50 333) oder ein thermische Schlammkonditionierung durchzuführen (DE-A-27 32 297). Es ist auch bekannt geworden, Kesselasche oder aus Haushalten stammende Asche mit teilentwäs­ sertem Klärschlamm zu mischen (GB-A-305 376), womit allerdings kein körniges Bodenverbesserungsmittel entsteht, das in erster Linie bereits durch seine Struktur als Bodenverbesserungsmittel wirkt.

Aus der EP 0 156 244 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Bodenverbesserungsmittels bekannt, bei dem der Klärschlamm faulend stabilisiert und nach Zugabe eines biologisch abbaubaren Flockungsmittel auf einen Trockensubstanzgehalt von etwa 20% gebracht und in einem Mischungsverhältnis von etwa 1 : 2 mit einem körnigen, porösen Trägermaterial von Ölschieferschlacke, Lavaschlacke, Tuffstein oder Bims gemischt wird, bis ein erdeähnliches, körniges Bodenverbesserungsmittel mit ca. 95% mineralischen und 5% organischen Bestandteilen in der Trocken­ substanz und einem Wasseraufnahmevermögen von ca. 35 Gew. % entsteht. Der wesentliche Nachteil dieses Verfahrens ist darin zu sehen, daß zur Erzeugung des Bodenverbesserungsmittels ein besonderes Trägermaterial notwendig ist und zudem zur Her­ stellung des Produktes besondere technische Komponenten, wie Misch- und Fördereinrichtungen erforderlich sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein besonders einfaches Verfahren zur Aufbereitung von Klärschlamm anzugeben, sowie eine Anlage zur Aufbereitung von Klärschlamm zu schaffen, die äußerst einfach im Aufbau ist und die extrem kostengünstig erstellt werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufbereiten von Klärschlamm ist dadurch gekennzeichnet, daß Klärschlamm und mineralisches Mineral vermischt werden, wobei das Vermischen durch mehrmaliges Aufnehmen und Abkippen der Materialien erfolgt, sowie die gemischten Materialien zu mindestens einer Miete aufgesetzt gelagert werden.

Der von der Kläranlage gelieferte Klärschlamm ist bei einem vorhandenen Trockensubstanzgehalt (TS-Gehalt) von ca. 20 bis 25% ein spatenstichfestes Material mit einem feuchterdigen Geruch. Zur Vermischung mit dem Klärschlamm wird bevorzugt mineralisches Material in Form von Bodenmaterial verwendet, insbesondere Oberbodenmaterial, das heißt, die oberste Bodenschicht bis zu einer Tiefe von etwa 30 cm. Das angestrebte Mischungsverhältnis von Klärschlamm zu mineralischem Material beträgt zwischen 1 : 1,5 bis 1 : 4. Insbesondere dann, wenn es sich bei dem mineralischen Material um Bodenmaterial handelt, wird dieses in aller Regel diskontinuierlich anfallen, das heißt, angeliefert. Vorteilhaft wird der Klärschlamm und das mineralische Material unmittelbar auf den Mietenflächen oder angrenzenden Verkehrs­ flächen abgelagert und dort gemischt. Es ist aber auch denkbar, daß überschüssiges Bodenmaterial zunächst auf einer separaten Fläche zwischengelagert wird.

Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist im Vorgang der Vermischung zu sehen. Diese findet direkt auf der Mietenfläche oder auf den an dieser angrenzenden Verkehrsflächen statt. Das Vermischen der Materialien erfolgt durch deren mehrmaliges Aufnehmen und Abkippen. Dies gilt insbesondere für das Vermischen beim Bilden der Mieten. Gegebenenfalls werden die Mieten bei derem Bewirtschaften umgesetzen, womit zusätzli­ che Male das Material aufgenommen und abgekippt wird, mit der Folge einer weiteren Vermischung. Die Vermischung der Materia­ lien erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im wesentlichen dadurch, daß die beim Bilden der Mieten erforderlichen Arbeits­ vorgänge, nämlich des Aufnehmens und Abkippens von Klärschlamm und mineralischem Material zwangsläufig zu einer hinreichenden Vermischung dieser Materialien führen.

Die gemischten Materialien werden bevorzugt zu einer Miete mit trapezförmigem Querschnitt aufgesetzt. Diese weist insbesondere eine Höhe von 1 bis 2 m auf.

Vorteilhaft ist der Mietenfläche sowie der sie umgebenden Verkehrsfläche, auf der sich die für die Bewirtschaftung der Anlage notwendigen Fahrzeuge bewegen können, eine Entwässerung zugeordnet. Das hierbei anfallende Wasser kann ganz oder teilweise zu einer gegebenenfalls erforderlichen Bewässerung der Mieten verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Anlage zur Aufbereiten von Klärschlamm nach dem zuvor beschriebenen Verfahren ist gekennzeichnet durch eine zum Untergrund hin abgedichtete Fläche zur Aufnahme von Klär­ schlamm und mineralischem Material sowie einen mobilen Lader zum Vermischen der Materialien und Aufsetzen der Materialien zur mindestens einen Miete. Die Anlage kommt damit mit einer zum Untergrund abgedichteten Lagerfläche für die Materialien und einem mobilen Lader aus, der zum Mischen der Materialien und Bewirtschaften der Miete dient. Die Materialien werden bei­ spielsweise mittels Lastkraftwagen zur Anlage verbracht und dort im Bereich der aufzusetzenden Miete bzw. der der Miete benach­ barten Verkehrsflächen abkippt und dann die Materialien vom mobilen Lader zur Miete aufgesetzt. Hierbei vermischt der mobile Lader die Materialien, indem er sie beispielsweise bereits dort, wo sie abgekippt sind, miteinander vermischt und zur Miete aufsetzt oder unmittelbar zur Miete aufsetzt, wobei die Materia­ lien durch das fortwährende Aufnehmen und Abkippen der Materia­ lien hinreichend vermischt werden.

Um sicherzustellen, daß die Anlage mit einem optimalen Wirkungs­ grad arbeitet, das heißt, die Mieten ausreichend Zeit zum nachreifen haben, wird vorgeschlagen, daß sie mehrere Mieten­ flächen aufweist, auf denen die Mieten aufgesetzt werden können. Beispielsweise können acht Mietenflächen vorgesehen sein, wobei jede Mietenfläche eine Breite von beispielsweise 6 bis 8 m sowie eine Länge von 20 bis 40 m, insbesondere 30 m aufweist. Je nach Mischungsverhältnis der Materialien hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn bei 1 bis 2 m hohen Trapezmieten deren Kronenbreite bei einer Höhe von 2 m etwa 2 bis 2,5 m sowie die Kronenbreite bei einer Höhe von 1 m etwa 5 m beträgt.

Um die Mietenflächen optimal andienen zu können, grenzt an die jeweilige Mietenfläche eine Verkehrsfläche. Um eine sichere Entwässerung der Mietenflächen zu gewährleisten, sollten diese zur Verkehrsfläche hin geneigt angelegt sein, insbesondere unter einem Neigungswinkel der Mietenfläche zur Horizontalen von etwa 2°. Die Mietenflächen und die Verkehrsflächen sollten in ein Regenrückhaltebecken mit einem Dauereinstau entwässern und von dort zu einer Kläranlagen und/oder zu einem Bewässerungssystem für die Mieten.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform weist die erfindungs­ gemäße Anlage einen mobilen Lader in Form eines Radladers mit Schaufel auf. Ein Radlager läßt sich besonders unkompliziert handhaben, bei relativ großem Verfahrgeschwindigkeiten des Fahrzeuges und optimalem Handling der Schaufel im Sinne des Verteilens, Aufnehmens, Anhebens und Auskippens der Materialien mittels der Schaufel. Es ist denkbar, zusätzlich zum mobilen Lader ein fahrbares Vermischungsgerät vorzusehen, das in Art eines Betonmischfahrzeuges ausgebildet sein kann und einem Vormischen der Materialien dient.

Das Vermischen der Materialien erfolgt bei der erfindungsgemäßen Anlage somit mittels des mobilen Laders, womit keine komplizier­ ten technischen Mischanlagen unter Verwendung von Schnecken, Paddelmischern usw. erforderlich sind. Durch die Vermischung wird der etwas rollige Klärschlamm bodenmechanisch stabilisiert und kann so auf Mieten zur Zwischenlagerung und zur Nachreife aufgesetzt werden. Da der Absatzmarkt im Landschaftsbau genauso wie auf landwirtschaftlichen Flächen jahreszeitlich begrenzt ist und in den Frostperioden ganz zum Erliegen kommt, muß ein entsprechend großes Lagervolumen zur Verfügung stehen, was durch die Mietenflächen vorgegeben ist. Abhängig von den Mischungs­ verhältnissen ist ein unterschiedliches Abbauverhalten zu erwarten. Damit eine Belüftung, das heißt Sauerstoffversorgung, gewährleistet werden kann, werden abhängig von den Mischungs­ verhältnissen unterschiedliche Mietenhöhen für die Berechnung des notwendigen Lagervolumens zugrundegelegt.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in der Beschreibung der Figuren, den Figuren selbst und in den Unteransprüchen darge­ stellt, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale und alle Kombinationen von Einzelmerkmalen erfindungswesentlich sind.

In den Figuren ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, ohne auf dieses Beispiel beschränkt zu sein. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anlage zum Aufbereiten von Klärschlamm, vor dem Aufbringen von Klärschlamm und mineralischem Material,

Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Anlage in einem Teilbereich betreffend die Mieten, mit den aufgesetzten Mieten und verdeutlichter Anlieferung sowie Abtransport des Materials und

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine aufgesetzte Miete.

Fig. 1 veranschaulicht in einer Draufsicht die erfindungsgemäße Anlage. Sie weist eine zum Untergrund abgedichtete, im wesentli­ chen horizontale Fläche 1 auf, die sich in acht Mietenflächen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ein Oberbodenlager 9, eine Hauptsammel­ straße 10 sowie von dieser weg führende Stichstraßen 11 und eine Umfahrungsstraße 12 untergliedert. Die Hauptsammelstraßen 10 dient dem Anliefern sowie Abtransportieren von Material, während die Stichstraßen 11 und die Umfahrungsstraße 12 von einem nicht gezeigten Radlader befahren werden. Damit die einzelnen, auf den Mietenflächen 1 bis 8 aufgebrachten Mieten getrennt voneinander mittels des Radladers aufgesetzt und bearbeitet werden können, ist nach jeder zweiten Miete eine Stichstraße 11 vorgesehen. Mit strichlierten Linien ist für die Mietenflächen 3 und 4 bezüglich der angrenzenden Stichstraßen 11 deren Neigung verdeutlicht: Während die Stichstraßen 11, auf deren dargestellte Querrichtung bezogen, horizontal ausgerichtet sind, ist die jeweilige Mietenfläche 3 bzw. 4 zur zugeordneten Stichstraße 11 hin abschüssig angeordnet, insbesondere unter einem Neigungswinkel der Mietenfläche von etwa 2° zur Horizontalen. Dies gilt in entsprechender Art und Weise auch für alle anderen Mieten­ flächen.

Die jeweilige Mietenfläche weist eine Breite von ca. 8 m und eine Länge von ca. 30 m auf.

Mit der gezeigten Anlage soll Klärschlamm durch eine Vermischung mit mineralischem Material, insbesondere unbelastetem Boden so aufgearbeitet werden, daß das Gemisch im Landschaftsbau und auf landwirtschaftlichen Flächen aufgebracht werden kann.

Die Belegung der Anlage mit in den Fig. 2 und 3 gezeigten Trapezmieten 13 und der Abbau dieser Trapezmieten geschieht wie folgt:

Klärschlamm mit einem vorhandenen TS-Gehalt von ca. 20 bis 25% wird mittels Lastkraftwagen über die Hauptsammelstraße 10 angeliefert und unmittelbar auf der Mietenfläche 1, die an­ grenzend an die Zufahrt 14 zur Anlage angeordnet ist, abgeladen. Gleichfalls auf die Mietenfläche 1 wird mittels LKW angefahrenes mineralisches Material, vorliegend Oberbodenmaterial abgeladen. Arbeitsfläche des Radladers ist die Mietenfläche 1 und der dieser zugeordnete Bereich der Umfahrungsstraße 12. In diesem Bereich, insbesondere im Bereich der Mietenfläche 1 bearbeitet der Radlader die abgekippten Materialien, indem er sie aufnimmt, an den gewünschten Ort der Mietenfläche 1 verbringt, abkippt, erneut von den LKW′s abgekipptes Material aufnimmt und zu der Stelle verfährt, wo die Miete 13 zu erstellen ist. Zweckmäßig nimmt der Lader abwechselnd Klärschlamm und Bodenmaterial auf, beispielsweise bei einem angestrebten Mischungsverhältnis von 1 : 3 jeweils eine Laderschaufel mit Klärschlamm und drei La­ derschaufeln mit mineralischem Material, vorliegend Oberbodenma­ terial auf, so daß die Größe der Schaufel des Laders eine Maßeinheit darstellt, beispielsweise die Schaufel 2 m³ Fassungs­ vermögen aufweist und durch das Abkippen unterschiedlicher Materialien bereits eine Vermischung der Materialien erfolgt. Gegebenenfalls können zusätzliche Aufnehm- und Abkippvorgänge dazwischengeschaltet werden, solange bis die den Radlader bedienende Person feststellt, daß eine hinreichende Vermischung der Materialien stattgefunden hat. Dadurch, daß der Radlader mit einer Schaufel ausgebildet ist, kann die jeweilige Trapezmiete 13 auf besonders einfache Art und Weise hergestellt werden, indem die über die bisher aufgehäufte Miete angehobene Schaufel abgekippt wird und sich somit bereits beim Abkippen der Materia­ lien ein Schüttkegel ergibt. Die Fig. 2 zeigt für die der Mietenfläche 2 zugeordnete Trapezmiete 13 deren Gestaltung, Fig. 3 zeigt eine Trapezmiete im Querschnitt. Entsprechend dem zuvor beschriebenen setzt der Radlader die Trapezmieten 2 bis 8 auf. Da Klärschlamm kontinuierlich, Bodenmaterial aber diskon­ tinuierlich anfällt, ist das Oberbodenlager 9 vorgesehen, auf dem gegebenenfalls mittels LKW über die Hauptsammelstraße 11 angeliefertes Bodenmaterial zwischengelagert und bei Bedarf zur Bildung einer Miete entnommen werden kann.

Fig. 2 zeigt vereinfacht die Verhältnisse, die gegeben sind, wenn auf der Mietenfläche 1 eine neue Trapezmiete 13 aufgesetzt werden soll, hingegen die Trapezmiete 13 auf der Mietenfläche 7 abzubauen ist. Bei der Darstellung der Fig. 2 wurde dabei darauf verzichtet, den Bereich des Oberbodenlagers 9 mit darzustellen.

Wie der Fig. 2 oben zu entnehmen ist, ist der dort mit der Bezugsziffer 15 bezeichnete LKW vorwärts in die Hauptsammel­ straße 10 hineingefahren und stößt rückwärts auf die Mieten­ fläche 1 zurück, wo er das von ihm transportierte Gut, sei es Klärschlamm oder Bodenmaterial, abkippt. Entsprechend liefern eine Vielzahl von LKW ihr Material auf der Mietenflächen an. Das Material wird vom Radlader bearbeitet, das heißt, vor dem Aufbau und beim Aufbau der Miete vermischt. Der Aufbau der Trapezmiete 13 beginnt in dem parallel zur Hauptsammelstraße 10 angeordneten Bereich der Umfahrstraße 12, der der Mietenfläche 1 zugeordnet ist, bis schließlich die Miete im Bereich der Mietenfläche 1 bis zur Hauptsammelstraße 10 aufgebaut ist. Fig. 2 zeigt im Bereich der Mietenfläche 1 eine teilweise gebildete Miete 13, vor dem Ausbilden von deren Trapezform durch Bearbeiten mit der Schaufel des Radladers. Anschließend werden in entsprechender Art und Weise die weiteren Mieten auf den Mietenflächen 2 bis 8 aufge­ baut. Bei einem Mischungsverhältnis von Klärschlamm: Bodenmate­ rial und von 1 : 1,5 werden die Trapezmieten in einer Höhe von etwa 1 m, bei einem Mischungsverhältnis von 1 : 4 bis maximal 2 m aufgebaut.

Fig. 2 verdeutlicht unten den Abbau der der Mietenfläche 7 zugeordneten Trapezmiete 13. Es ist dort ein weiterer LKW 16 im Bereich der Hauptsammelstraße 10 gezeigt, dieser stößt rückwärts in die dieser Miete zugeordneten Stichstraße 11, um vorwärts die Anlage wieder verlassen zu können. Der LKW 16 wird dann, wenn er in seiner Ausfahrtposition gedreht ist, mit dem gereiften Klär­ schlamm-Boden-Gemisch beladen. Die vom Radlader freigeräumte Fläche der Mietenfläche 7 ist mit der Bezugsziffer 17 ver­ deutlicht. Nachdem die Mietenfläche 7 vollständig geräumt ist, kann sie in aufgezeigter Art und Weise wieder belegt werden. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, Trapezmieten 13 vor dem Ausreifen nochmals umzusetzen, beispielsweise um die Vermischung von deren Materialien weiter zu erhöhen und um anaerobe Vorgänge bei der Reifung des Gemisches nachhaltig zu unterstützen.

Fig. 1 verdeutlicht eine im Bereich des Oberbodenlagers 9 angeordnete Versickerungsfläche. Das Oberbodenlager 9 ist geringfügig zur Versickerungsfläche geneigt angeordnet. Das abzuführende Niederschlagswasser vom Oberbodenlager 9 ist nicht relevant verschmutzt und wird deshalb zu dieser Versickerungs­ fläche geleitet, die beispielsweise als Versickerungsmulde in einem Pflanzstreifen ausgebildet ist. Demgegenüber wird das im Bereich der Mietenflächen 1 bis 8, der Hauptsammelstraße 10, der Stichstraßen 11 und der Umfahrungsstraße 12 anfallende, ver­ unreinigte Niederschlagswasser einem Regenauffangbecken 19 mit einem Dauereinstaubereich und danach einer nicht dargestellten Kanalisation zugeführt. Ein Teil des im Regenauffangbeckens zurückgehaltenen Wassers kann, sofern erforderlich, einem nicht gezeigten Bewässerungssystem für die Mieten zugeführt werden.

Claims (17)

1. Verfahren zum Aufbereiten von Klärschlamm, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Klärschlamm mit mineralischem Material vermischt wird, wobei das Vermischen durch mehrmaliges Aufnehmen und Abkippen der Materialien erfolgt, sowie die gemischten Materialien zu mindestens einer Miete aufgesetzt gelagert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Klärschlamm mit mineralischem Material in einem Verhältnis von 1 : 1,5 bis 1 : 4 vermischt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermischung mit dem Klärschlamm Bodenmaterial, insbesondere Oberbodenmaterial verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Klärschlamm einen Trockensub­ stanzgehalt (TS) von etwa 20 bis 23% aufweist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Klärschlamm kontinuierlich und das mineralische Material diskontinuierlich angeliefert werden, wobei das mineralische Material vor dem Vermischen zwi­ schengelagert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gemischten Materialien zu einer Trapezmiete mit einer Höhe von 1 bis 2 m aufgesetzt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Entwässerung der Mieten und der sie umgebenden Verkehrsflächen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Bewässerung für die Miete.

9. Anlage zum Aufbereiten von Klärschlamm unter Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine zum Untergrund abgedichtete Fläche (1 bis 12) zur Aufnahme von Klärschlamm und mineralischem Material, sowie einen mobilen Lader zum Vermischen der Materialien und Aufsetzen der Materialien zur mindestens einen Miete (13).

10. Anlage nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein Lager (9) für den Oberboden.

11. Anlage nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch mehrere Mietenflächen (1 bis 8), die der Aufnahme von Mieten (13) dienen.

12. Anlage nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch acht Mieten­ flächen (1 bis 8), wobei jede Mietenfläche (1 bis 8) 6 bis 8 m breit und 20 bis 40 m lang, insbesondere 30 m lang ist.

13. Anlage nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Trapezmieten (13), die 1 bis 2 m hoch sind und deren Kronenbreite bei einer Höhe von 2 m etwa 2 bis 2,5 m sowie bei einer Höhe von 1 m etwa 5 m beträgt.

14. Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der mobile Lader als Radlader mit Schaufel ausgebildet ist.

15. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein fahrbares Vermischungsgerät zum Mischen der Materialien in Art eines Betonmischfahrzeuges vorgesehen ist.

16. Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an die jeweilige Mietenfläche (1 bis 8) eine Verkehrsfläche (10, 11, 12) angrenzt, wobei die Mieten­ fläche (1 bis 8) zur Verkehrsfläche (10, 11, 12) hin geneigt angelegt ist, insbesondere unter einem Neigungs­ winkel der Mietenfläche (1 bis 8) von 20.

17. Anlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mietenflächen (1 bis 8) und die Verkehrsflächen (10, 11, 12) in ein Regenauffangbecken (19) mit einem Dauereinstau und von dort zu einer Kläranlage und/oder zu einem Bewässe­ rungssystem für die Mieten (13) entwässern.