DE4415163C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verarbeiten von Klärschlamm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verarbei­ ten von Klärschlamm durch Mischen eines teilentwässerten, stabilisier­ ten Klärschlamms mit einem mineralischen Rohstoff.

Verfahren und Vorrichtungen zur Verarbeitung von Klärschlamm sind not­ wendig, damit die bei der Reinigung von Abwasser anfallenden großen Klärschlammengen aus kommunalen und industriellen Kläranlagen nach einer entsprechenden Stabilisierung, insbesondere durch Ausfaulen, als Se­ kundärrohstoffe einsetzbar sind.

Zur Verwertung der Klärschlämme bietet sich deren Einsatz als Bodenver­ besserungsmittel sowie als teilweiser Düngerersatz für mineralische Düngemittel an, da in der Regel eine Vielzahl organischer Substanzen so­ wie Makro- und Mikronährelemente in Klärschlämmen enthalten sind. Inso­ weit sind Klärschlämme Wertstoffe bzw. Sekundärrohstoffe, die allerdings mit einer Reihe anorganischer und organischer Schadstoffe, pathologi­ scher Bakterien, Viren oder Wurmeiern behaftet sind, so daß die auszu­ bringende Klärschlammenge pro Hektar und Jahr im allgemeinen begrenzt ist. Der Hygienisierungseffekt des Bodens ist vielfach zu schwach bzw. zu langsam. Hygienische Probleme lassen sich vermeiden, wenn der Klär­ schlamm vor der Auslieferung kompostiert oder pasteurisiert wird. Aber auch kompostierte oder pasteurisierte Klärschlämme sind wegen ihrer Anteile an organischen und anorganischen Schadstoffen nur begrenzt ausbringbar. Es treten deshalb zunehmend Probleme im Zusammenhang mit dem Verbleib der Klärschlämme auf, insbesondere solcher Klärschlämme, die größere Schwermetallmengen enthalten.

Aus der DE 41 11 725 A1 ist beispielsweise ein Verfahren zur Inertisie­ rung von in Klärschlamm oder industriellen und/oder kommunalen Abwasser- Schlämmen enthaltenen Schadstoffen bekannt, bei dem zunächst im zu be­ handelnden Klär- oder Abwasser-Schlamm der Prozentsatz an silikations­ fähigen Bestandteilen ermittelt wird, d. h. der Prozentsatz an denjenigen Bestandteilen, die unter Temperaturwirkung in der Lage sind, eine Schmelzphase auszubilden. Wenn dieser Prozentsatz bestimmt ist, kann entschieden werden, ob der Klärschlamm-Masse entweder ein weiteres Additiv und/oder weitere Füllstoffe beigemengt werden muß, um den für den betreffenden Klärschlamm erforderlichen Prozentsatz an silikations­ fähigen Bestandteilen zu erhalten. Aus dieser Mischung wird eine form­ bare Masse für einen Form-Rohkörper hergestellt, die dann eine vorbe­ stimmte Menge an Schmelze bildenden bzw. silikationsfähigen Materialien erhält. Die hieraus gebildeten Formkörper werden mit einem vorbestimmten Temperaturprofil thermisch behandelt, so daß schließlich ein Formkörper entsteht, wobei die zu inertisierenden Schadstoffe vollständig von der Schmelze bildenden Substanz überzogen und dementsprechend in eine nicht­ lösliche Form übergeführt sind. Ein derartiges Verfahren verlangt eine thermische Behandlung über beispielsweise 10 bis 20 Stunden in einem Temperaturbereich von etwa 1.000 bis 1.400°C, um eine 100%ige Ummante­ lung der umweltschädlichen Schadstoffe zu erzielen. Das Verfahren ist demzufolge aufwendig und teuer. Darüber hinaus ist dem Produkt die Organik völlig entzogen wodurch das Wertstoffpotential des Klär­ schlamms weitgehend vernichtet ist.

Aus der DE 32 05 717 C 2 ist ein Verfahren zum Fixieren von in kommu­ nalen und industriellen Klärschlämmen enthaltenen Schadstoffen, insbe­ sondere Schwermetallen, bekannt, bei dem dem Gemisch von Klärschlämmen und glimmerartigen Tonmineralien bzw. Tonmineralgemischen noch Sand und Kies derart zugemischt wird, daß das Gesamtgemisch aus etwa 20 Vol.-% Tonmineralien bzw. Tonmineralgemischen, etwa 30 Vol.-% Klärschlamm und etwa 50 Vol.-% Sand und Kies besteht. Die in den Klärschlämmen enthal­ tenen Schadstoffe werden hierbei an die Tonminerale gebunden und die Zugabe von etwa 50 Vol.-% Sand und Kies gibt dem Gemisch eine Stand­ sicherheit und ein Drainageverhalten, so daß das Gemisch insbesondere als Rekultivierungsmaterial geeignet ist. Ein wesentlicher Nachteil besteht jedoch darin, daß dieses Gemisch nur bedingt kompostierbar und die Geruchsbindung nur unzureichend ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zum Verarbeiten von Klärschlamm durch Mischen eines teilentwäs­ serten, stabilisierten Klärschlamms mit einem mineralischen Rohstoff zu schaffen, das eine Verarbeitung der Klärschlämme zu einem qualita­ tiv besseren, kompostierbaren Sekundärrohstoff erlaubt. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine umweltfreundliche und kostengünstige Ver­ wertung der Klärschlämme zu erreichen.

Diese Aufgaben werden gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Hierdurch wird ein Verfahren zur Verarbeitung von Klärschlamm geschaf­ fen, das durch ein rein mechanisches Vermengen des Klärschlamms mit ei­ nem einen Tonmineralanteil aufweisenden, mineralischen Rohstoff und ei­ nem Textur auflockernden Füllstoff, die Herstellung eines Klärschlammge­ menges mit guten Kompostiereigenschaften erlaubt. Weiterhin gelangt der Tonmineralanteil des mineralischen Rohstoffs mit dem Klärschlamm in einen reaktiven Kationenaustausch, wodurch die Tonmineralien die Schwer­ metallkationen adsorbieren. Eine spätere Emission derselben, wenn über­ haupt, ist folglich nur gering. Adsorbiert werden können ebenso die polaren organischen Schadstoffe. Bei dem gewonnenen Gemenge sind die Schwermetallgehalte folglich gering.

Die Textur des Gemenges wird durch die Zugabe eines Füllstoffs wesent­ lich aufgelockert, wodurch bessere Kompostiereigenschaften erzielt werden. Der Füllstoff erhöht die Durchströmbarkeit des Gemenges, was auch den Verrottungsgrad erhöht. Kalzinierter Ton oder aus Aschen stammende, getemperte Tonminerale liefern einen Beitrag zur Lockerung der Textur des Gemenges und bieten gleichzeitig eine aktive Oberfläche für eine Kationenadsorption.

Darüber hinaus beschleunigt der Füllstoff die Aufbereitung des Klär­ schlamms, der durch diese Füllstoffe schneller homogenisiert wird und damit Oberfläche für die Kationenadsorption geschaffen wird.

Als körniger mineralischer Rohstoff findet ein herkömmliches Naturstein­ granulat Verwendung, wobei je nachdem, ob dieses Natursteingranu­ lat eine Kationenadsorptionsfähigkeit zeigt oder nicht, die Art des tonmineralhaltigen Anteils wählbar ist. Alternativ wird der mineralische Rohstoff hauptsächlich von einem tonmineralhaltigen Rohstoff gebildet. Aus Kostengründen bevorzugt sind die tonsteinartigen Zweischichttonminerale, insbesondere mit den Hauptbestandteilen Kaolinit und/oder Halloysit und/oder Dickit. Durch den Einsatz von tonsteinarti­ gen Zweischichttonmineralien mit einem zumindest niedrigen Diagenese­ grad, der zu Gitterfehlstellen geführt hat, wird erreicht, daß die Zweischichttonmineralien ein ausreichendes Adsorptionsvermögen gegenüber Klärschlamm zeigen, damit der Klärschlamm sein Gefahrenpotential verliert.

Die Körnung des mineralischen Rohstoffs ist wählbar, wobei die Korn­ größen vorzugsweise hauptsächlich zwischen 1 µm und 10 mm liegen, um die Bildung eines krümeligen Gemenges zu erreichen. Ein Feinkornanteil, insbesondere eines tonmineralhaltigen Rohstoffs, begünstigt die Ober­ flächenaktivität. Ein Grobkornanteil über 10 mm begünstigt die Textur.

Für einen hinreichenden Gesamtflüssigkeitsgehalt des Gemenges in bezug auf den Festsubstanzgehalt werden nur teilentwässerte Klärschlämme eingesetzt, deren Trockengehalt wenigstens 15 Gew.-%, insbesondere 20 bis 30 Gew.-%, beträgt.

Zur Hygienisierung des Klärschlamms kann der Klärschlamm vor dem mecha­ nischen Vermengen mit dem mineralischen Rohstoff zumindest kurzzeitig erhitzt werden. Alternativ kann das Mischgut zumindest zeitweilig in dem Mischer erhitzt werden. Die Erhitzung des Mischguts kann über eine direkte oder indirekte Beheizung des Mischers erfolgen, wozu auch ein elektro­ magnetisches Wechselfeld eingesetzt kann. Alternativ kann eine Teilmenge des mineralischen Rohstoffs als Wärmeübertragungsmedium genutzt werden, indem es in erhitztem Zustand einem Vormischgut aus Klärschlamm und einem ersten Versatzanteil des mineralischen Rohstoffs zugegeben wird. Ein Abtötung von Bakterien im Klärschlamm wird so in effektiver Weise erreicht, da keine zusätzlichen Wärmeübertragungsmedien erforderlich sind. Die in erhitztem Zustand dem Vorgemisch zusetzbare Teilmenge, ein sogenannter zweiter Versatzanteil, kann sich stofflich-mineralogisch und granulumetrisch von dem mineralischen Rohstoff des ersten Versatzanteils unterscheiden. Bevorzugt als erhitzter zweiter Versatzanteil sind zu­ mindest graduell kalzinierte Tone oder eine Zusammenstellung kalzinier­ ter Tone mit einem oder mehreren anderen mineralischen Rohstoffen.

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen gemäß der Ansprüche 11 bis 15 ermöglichen, die Herstellung eines hygienisierten und qualitativ besser kompostierbaren Klärschlammgemenge in kompakter und wirtschaftlicher Weise.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschrei­ bung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung zum Verarbeiten von Klärschlamm näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines ersten Ausführungs­ beispiels einer Vorrichtung zur erfindungsgemäßen Verarbeitung von Klärschlamm,

Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau eines zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels einer Vorrichtung zur erfindungsgemäßen Verarbeitung von Klärschlamm.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung bzw. Anlage zum Verarbeiten von Klärschlamm, die eingangsseitig eine Zerkleinerungsvorrichtung 1 für einen mineralischen Rohstoff aufweist. Diese Zerkleinerungsvorrichtung 1 wird benötigt, wenn der mineralische Rohstoff in Gesteinsform vorliegt oder eine Verkleinerung des maximalen Korns erwünscht ist. Die Ein­ stellung einer breiten Korngrößenfraktion wird hierdurch ermöglicht. Die Zerkleinerungsvorrichtung 1 ist als Prallmühle ausgebildet, deren Durchsatz ebenso wie die Zerkleinerungswirkung groß ist.

Als mineralischer Rohstoff kann ein Naturstein, wie Kalkstein, Sand­ stein, Tongestein oder eine Zusammenstellung derselben, eingesetzt werden. Solchen mineralischen Rohstoffen, die selbst keinen Tonmineralanteil aufweisen, ist ein Tonmineralanteil zuzumischen. Dieser Tonmineralanteil kann aus einem oder mehreren Zweischicht- oder Drei­ schichttonmineralien bestehen und ist für eine Kationenadsorptionsfähig­ keit des späteren Mischgutes erforderlich. Bekanntlich besitzen Drei­ schichttonmineralien eine sehr hohe Kationenadsorptionsfähigkeit, so daß deren Beimischung nur in geringen Mengen ausreicht. Beispielsweise ist bei einem Kalkstein oder Sandsteingranulat ein Anteil von weniger als 10% Bentonit ausreichend.

Bevorzugt wird als körniger, mineralischer Rohstoff ein zu zerkleinern­ der tonsteinartiger Rohstoff mit dem Hauptanteil Ton aus einem Zwei­ schichttonmineral eingesetzt. Dies sind insbesondere die Tone der Kaolingruppe, wie z. B. Kaolinit, Halloysit und Dickit, oder eine Zusam­ mensetzung verschiedener Tone der Kaolingruppe.

Besonders bevorzugt sind zudem Kaolinittone, die zumindest leicht plastisch sind und/oder einen zumindest niedrigen Diagnesegrad auf­ weisen, damit das Kationenaustauschvermögen aufgrund von Gitterfehl­ stellen gegenüber diagnetisch nicht verfestigtem Ton erhöht ist. Die Kaolinittone können Nebenbestandteile aufweisen, zu denen hier im all­ gemeinen geringe Anteile Glimmer, Illit oder Smectit sowie Anatas, Eisenmineral und Quarz zählen.

Falls in dem eingesetzten Kaolinitton nicht vorhanden, kann gegebenen­ falls eine Zumischung eines geringfügigen Anteils (<4%) des Eisenmine­ rals Siderit (FeCO₃) zum tonmineralhaltigen Rohstoff erfolgen. Eine positive Beeinflussung des Adsorptionsvermögens kann hierdurch möglich sein.

Die Zerkleinerung des vorstehend beschriebenen mineralischen Rohstoffs in der Zerkleinerungsvorrichtung 1 erfolgt mit einer wählbaren Körnung. Die Körnung ist unabhängig von der Art des mineralischen Rohstoffs und kann eine kontinuierliche oder diskontinuierliche Korngrößenverteilung besitzen. Hauptsächlich liegen die Korngrößen zwischen 1 µm und 10 mm, wobei bevorzugt auch ein Grobkornanteil über 10 mm vorhanden ist. Der Grobkornanteil kann einerseits dazu dienen, als Bestandteil eines Misch­ guts, dessen Durchmischung zu verbessern. Dient der Tonmineralanteil dazu, eine bildsame Arbeitsmasse herstellen zu können, ermöglicht ein Grobkornanteil mit einem maximalen Korn bis zu 50 oder 60 mm dem herzu­ stellenden Verfahrensprodukt eine hohe Stabilität zu verleihen. Im Hinblick auf die genannte Bildsamkeit sollten dann auch mindestens 20% der wählbaren Körnung im Korngrößenbereich zwischen 0,1 und 250 µm lie­ gen. Ein mögliche Korngrößenverteilung für den zerkleinerten minerali­ schen Rohstoff in Gewichtsprozent (ca.-Werte) ist zum Beispiel:

20% <2 µm
20% 2 µm-250 µm
20% 250 µm-2,5 mm
20% 2,5 mm-10 mm
20% 10 mm-50 mm.

Alternativ ist eine Zerkleinerung auf feinere Kornfraktionen oder mittlere Kornfraktionen, 0,1 µm-1 mm, geeignet. Derartige Kornfraktionen bedingen im allgemeinen längere Mischzeiten. Der zerklei­ nerte mineralische, einen Tonmineralanteil aufweisende Rohstoff wird über Fördereinrichtungen 2, 3, 4, beispielsweise Gummibandtransporteure, einer Dosiervorrichtung 5, wie einem Kastenbeschicker, zugeführt.

Diese Dosiervorrichtung 5 weist einen oder mehrere Füllkästen oder Silos mit Zuteilvorrichtungen für den mineralischen Rohstoff, einen Füllstoff und Klärschlamm auf.

Der Füllstoff dient dazu, einem erfindungsgemäß herzustellenden End­ produkt eine Lockertextur zu verleihen. Der Füllstoff ist vorzugsweise ein leichter, sperriger, nicht verdichtender, inerter Zuschlagstoff, und wird beispielsweise von einem leichten, feuchtigkeitsregulierenden, organischen Material, insbesondere Holzschnitzel oder Mulch, gebildet. Der genannte Mulch ist wegen seiner feuchtigkeitsregulierenden Eigen­ schaften in Verbindung mit dem Klärschlamm besonders geeignet. Als Füllstoff sind weiterhin geeignet alle auflockernden Materialien, wie zum Beispiel Scherben eines keramischen Altmaterials oder Flaschenscherben oder auch getemperte Tonmineralien. Der Gewichtsanteil des Füllstoffs kann bis zu 50% des ersten Versatzanteils ausmachen.

Für den Füllstoff kann die Dosiervorrichtung 5 einen Füllkasten aufwei­ sen, sofern der Füllstoff dem mineralischen Rohstoff vorab zugemischt wird. Mittels der Dosiervorrichtung 5 werden dann wählbare Gewichtsmen­ gen an Klärschlamm, mineralischem Rohstoff mit Tonmineralanteil und Füllstoff zusammengebracht. Vorzugsweise werden dosierte Anteile in der Abfolge mineralischer Rohstoff mit Tonmineralanteil, Füllstoff, Klär­ schlamm ausgegeben, und zwar bevorzugt unter Bildung eines Massebandes. Bei der Zugabe des ersten Versatzanteils zum Klärschlamm gelangt dann der Klärschlamm in Kontakt mit dem Füllstoff, der die Feuchtigkeit des Klärschlamm teilweise aufnehmen kann.

Der in die Dosiervorrichtung 5 einbringbare Klärschlamm ist ein teil­ entwässerter Flüssigkeitsklärschlamm mit einem Trockensubstanzgehalt von mindestens 15%, insbesondere 20 bis 30%. Trockensubstanzgehalte von mehr als 60% sind nachteilig und müssen gegebenenfalls durch Zusatz von Flüssigkeit verdünnt werden. Der Klärschlamm kann aerob und/oder anaerob stabilisiert sein und ist vorzugsweise ausgefault. Desweiteren kann der Klärschlamm durch zumindest kurzfristiges Erhitzen hygienisiert sein.

Der Klärschlamm kann volumenmäßig in einem Mischungsverhältnis von bis zu 4 : 1 mit den Ausgangsrohstoffen, mineralischer Rohstoff und Füll­ stoff, zusammengebracht werden. Standard-Dosierungen liegen zwischen 2- 3 : 1. Dosierte Anteile in Gew.-% liegen vorzugsweise bei 20 bis 50 Gew.-% Klärschlamm und 80 bis 50 Gew.-% Ausgangsrohstoffe (mineralischer Rohstoff und Füllstoff).

Dosierte Mengen an Klärschlamm, mineralischem Rohstoff und Füllstoff gelangen von der Dosiervorrichtung 5 auf Fördereinrichtungen 6, 7, zu einem Mischer 8, zum Beispiel einem Doppelmischer. Auf dem Weg von der Dosiervorrichtung 5 zum Mischer 8 kann eine Vormischung des zu mischen­ den Gutes aus den vorstehend genannten dosierten Anteilen durchgeführt werden.

Dem zu mischenden Gut wird für die Herstellung eines zumindest grob homogenen Gemenges aus dem Mischgut eine ausreichende Mischstrecke zur Verfügung gestellt. Die Dauer des Mischvorganges ist dabei derart zu wählen, daß ein weitgehender Kationenaustausch von Klärschlamm an die Tonmineralien erfolgt. Während des Mischens im Mischer S erfolgt die Bindung der Schadstoffe an die Tonminerale. Beim Mischen wird eine Homogenisierung des Mischgutes erreicht, die verbunden ist mit einer Mobilisierung der Tonminerale, wobei die Adsorptionsfähigkeit getem­ perter und nicht getemperter Tonminerale genutzt werden kann. Die Feuchtigkeit des Mischgutes, im wesentlichen festgelegt durch die Teilentwässerung des Klärschlamms und dessen Dosierung in bezug auf ersten und zweiten Versatzanteil, ist vorzugsweise derart, daß ein lockeres, krümeliges und pelletartiges Gemenge erhalten wird. Die Struktur des Gemenges ist steuerbar, da unterschiedliche Wassergehalte im Klärschlamm durch Zugabe von mehr oder weniger großen Anteilen eines Grob- und Feinanteils an quellfähigem Ton ausgeglichen werden können.

Das als ein Endprodukt erhaltene krümelige, zumindest grobhomogene Gemenge kann in einen Vorratsbehälter A gefördert werden, wozu teilweise schwenkbare Fördereinrichtungen 9, 10 genutzt werden. Dort oder nach Überführung in eine Rotte kann das erhaltene Gemenge zur Kompostierung einer aeroben Umsetzung überlassen werden. Vorzugsweise wird das Gemenge während der aeroben Umsetzung zeitweilig durchgemischt. Das erhaltene Gemenge kann aber auch als Bodenverbesserungsmittel oder Düngerersatz ausgebracht werden. Das erfindungsgemäße Gemenge ist nicht nur hygieni­ siert, sondern besitzt auch ein stark reduziertes Gefahrenpotential aufgrund von Adsorption der Schwermetallkationen durch die Tonminerale.

Eine weitere Reduzierung des Gefahrenpotentials kann durch eine Hygieni­ sierung des Mischgutes durch zumindest kurzfristiges Erhitzen erzielt werden. Im Klärschlamm enthaltene Bakterien werden abgetötet. Für ein solches kurzfristiges Erhitzen kann der Mischer 8 für eine direkte oder indirekte Erwärmung des Mischgutes ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Mischer B eine Einrichtung zum Erwärmen des Mischgutes mittels eines elektromagnetischen Wechselfeldes aufweisen oder selbst als eine Auf­ heizeinrichtung ausgebildet sein. Der Mischer 8 umfaßt dazu vorzugsweise einen geschlossenen Abschnitt.

Das am Ausgang des Mischers 8 erhaltene Gemenge ist nur ein mögliches Endprodukt. Eine Weiterverarbeitung dieses Gemenges zu einer bildsamen Arbeitsmasse ist möglich. Voraussetzung dabei ist allerdings, daß der im ersten und zweiten Versatzanteil enthaltene Anteil an bildsamem tonmine­ ralhaltigem Rohstoff ausreicht, das erhaltene Gemenge in eine bildsame Arbeitsmasse zu verarbeiten. Für diese Weiterverarbeitung kann eine Knetvorrichtung 11 vorgesehen sein. In dieser Knetvorrichtung 11 wird das vom Mischer 8 ausgegebene Gemenge in eine bildsame Masse verarbei­ tet, wobei während dieser Umwandlung weitere Kationenaustauschreaktionen an den Tonmineralien stattfinden können. Der Knetvorgang homogenisiert hierzu das Gemenge und mobilisiert weiter die Tonminerale, damit diese dem Klärschlamm die Flüssigkeit entziehen. Optimiert wird der Knetvor­ gang dadurch, daß zusammen mit dem Kneten nachzerkleinert wird. Als Knetvorrichtung 11 wird deshalb zum Beispiel ein Siebbrechmischer eingesetzt.

Diese Nachzerkleinerung bzw. Feinverreibung wirkt auf den Klärschlamm, der in kleinste Partikel überführt wird und damit eine maximale Reak­ tionsoberfläche für die Adsorptionsvorgänge besitzt. Jeweilige Klär­ schlammreste, die später leicht erodierbar wären, werden vermieden. Mittels weiterer Fördereinrichtungen 12, 13 kann die bildsame Masse zu einem Vorratsbehälter B gebracht werden. Eine weitere Verarbeitung der bildsamen Masse kann in einer Presse 15, die aus der bildsamen Masse Formkörper beliebiger Gestalt preßt, erfolgen. Dazu wird die bildsame Masse unter Vakuum entlüftet, damit im wesentlichen gasfreie Formkörper hergestellt werden. Die Presse 15 kann als Vakuumpresse ausgebildet sein.

Zur Erhöhung der Durchsatzmenge der Anlage kann ein entsprechend auf­ gebauter zweiter Anlagenverarbeitungsarm mit Dosiervorrichtung 19, Mischer 21 und gegebenenfalls Knetvorrichtung 23 sowie dazwischenlau­ fenden Fördereinrichtungen 19, 20, 22, 24 hinter der Zerkleinerungsvor­ richtung 1 abzweigen.

Das anhand der Anlage beschriebene Verfahren zum Bearbeiten von Klär­ schlamm läßt sich wie folgt zusammenfassen:

Klärschlamm wird ein mineralischer Rohstoff mit einem Tonmineralanteil und ein Füllstoff zugegeben. Dieses, gegebenenfalls vorgemischte, zu mischende Gut, gelangt in einen Mischer 8. Die Zugabemenge an Klär­ schlamm wird dabei u. a. beeinflußt vom Flüssigkeitsgehalt des Klär­ schlamms, der über eine Anpassung des quellfähigen Tonmineralanteils des mineralischen Rohstoffs und/oder über den Füllstoff ausgleichbar ist, aber auch genügend Flüssigkeit für eine Umformung in eine bildsame Masse bereitstellen kann. Andererseits bedingt der Füllstoff eine Lockerung der Textur des vom Mischer 8 zu verarbeitenden Mischgutes. Die Menge des insgesamt unbildsamen Anteils nach Art eines Magerungsmittels, gebildet durch Klärschlamm, Füllstoff und gegebenenfalls eines Versatzanteils, kann derart gesteuert werden, daß das vom Mischer 8 erzeugte Gemenge in eine bildsame Masse überführbar ist.

Während des Mischens erfolgt die Adsorption der Schadstoffe durch die Tonminerale. Die Adsorption der Schadstoffe durch Dreischichttonminerale oder durch diagenetisch verfestigte Kaolinittone erfolgt relativ schnell, so daß kurze Mischzeiten von weniger als 30 Minuten realisier­ bar sind. Optimiert wird der Mischvorgang durch die vom Füllstoff hervorgerufene Lockertextur des Gemisches.

Ein Endprodukt ist ein zumindest grob homogeniertes Gemenge, das gute Kompostiereigenschaften aufweist oder auch unmittelbar als Bodenver­ besserungsmittel ausbringbar ist.

Ein weiteres Endprodukt können Formkörper sein, die aus einer bildsamen Masse, insbesondere nach Entlüftung, geformt sind.

Dieses Verfahren ermöglicht den Einsatz von Zweischichttonmineralien, insbesondere Kaolinittone, die wegen ihrer mangelnden Adsorptionsfähig­ keit für eine wirksame Bindung von Schadstoffen bisher als ungeeignet angesehen wurden.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Ver­ arbeitung von Klärschlamm, das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur durch eine Variante zur möglichen kurzfristigen Aufheizung des Mischgutes zum Zwecke der Abtötung von Bakterien unterscheidet.

Als Wärmeübertragungsmedium dient hier ein Teil des mit dem Klärschlamm zu mischenden Rohstoffs, der als ein zweiter Versatzanteil in erhitztem Zustand einem Gut aus Klärschlamm und einem ersten Versatzanteil aus mineralischem Rohstoff mit einem Tonmineralanteil zugegeben wird. Für diesen zweiten Versatzanteil ist eine Vorrats- und Dosiervorrichtung 26 vorgesehen, aus der dosierte Anteile in einen Ofen 27 gelangen, von wo das erhitzte Material in einen Anfangsbereich des Mischers 8 transpor­ tiert werden kann. Als erhitzter zweiter Versatzanteil ist besonders bevorzugt graduell kalzinierter Ton, da ein solcher zweiter Versatz­ anteil auch zur Änderung/Optimierung des Eigenschaftsprofils des mineralischen Rohstoffs nutzbar ist.

Claims (15)

1. Verfahren zum Verarbeiten von Klärschlamm durch Mischen eines teil­ entwässerten und stabilisierten Klärschlamms mit einem mineralischen Rohstoff, dadurch gekennzeichnet, daß der mineralische Rohstoff ein tonmineralischer Rohstoff ist mit einem Hauptbestandteil an Zweischicht­ tonmineralien, deren Kationenaustauschkapazität aufgrund eines zumindest niedrigen Diagenesegrades erhöht ist, oder ein Natursteingranulat ist und der Tonmineralanteil von einem oder mehreren Zwei- und/oder Drei­ schichttonmineralien gebildet wird, und ein solcher mineralischer Roh­ stoff zusammen mit einem Textur auflockernden Füllstoff aus einem leichten feuchtigkeitsregulierenden, organischen Material, kalzinierten oder getemperten Tonmineralien oder Scherben eines keramischen Altmate­ rials und mit teilweise entwässertem Klärschlamm, der einen Trocken­ gehalt von mindestens etwa 15% besitzt, zu einem zumindest grobhomogenen Gemenge gemischt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff den mineralischen Rohstoff bis zu 50 Gew.-% substituiert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemenge zur Kompostierung einer aeroben Umsetzung überlassen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemenge während der aeroben Umsetzung zeitweilig durchmischt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemenge bis zum Übergang in einen bildsamen verformbaren Zustand geknetet, das bildsame Gemenge unter Vakuum entlüftet und zu Formkörpern gestaltet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abtöten von im Klärschlamm enthaltenen Bakterien das Gut aus mineralischem Rohstoff mit Tonmineralanteil und Klärschlamm während des Mischens zumindest kurzfristig erhitzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der minerali­ sche Rohstoff mit Tonmineralanteil in einen ersten und einen zweiten Versatzanteil aufgeteilt wird und die Erhitzung des Gutes durch Zusetzen des zweiten Versatzanteils in erhitztem Zustand als Teilmenge des Gesamt­ anteils des mineralischen Rohstoffs zum Mischgut erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erhitzte zweite Versatzanteil ein zumindest teilweise kalzinierter Ton ist, der noch heiß vom Brennen dem Gut aus Klärschlamm und erstem Versatzanteil zugegeben wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erhitzte zweite Versatzanteil ein aus Aschen stammender Sekundärrohstoff in Form getemperter Tonminerale ist, der nachträglich erhitzt dem Gut aus Klär­ schlamm und erstem Versatzanteil zugegeben wird.

10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen des Gutes in einem geschlossenen Gefäß mittels eines elektromagnetischen Wechselfeldes vorgenommen wird.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 6 bis 9, umfassend mindestens eine Dosiervorrichtung (5) mit Silos für einen zerkleinerten mineralischen Rohstoff mit einem Tonmineralanteil, einen Füllstoff und Klärschlamm, deren bodenseitige Zuteilvorrichtungen zur Bildung eines Massebandes eines zu mischenden Guts angeordnet sind, einen mit dem zu mischenden Gut befüllbaren Mischer (8) und einen über mindestens einen Silo (26) beschickbaren Ofen (27) zum Erhitzen eines zweiten Versatzanteils eines mineralischen Rohstoffs, wobei ein Ausgang des Ofens (27) mit einem Anfangsbereich des Mischers (8) für ein dosier­ tes Beimischen von erhitztem mineralischem Rohstoff verbindbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Silos derart zueinander aufgestellt sind, daß ein Masseband mit einer Aufeinan­ derfolge von mineralischem Rohstoff, Füllstoff und letztlich Klärschlamm förderbar ist.

13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6 oder 10, umfassend mindestens eine Dosiervorrichtung (5) mit Silos für einen zer­ kleinerten mineralischen Rohstoff mit einem Tonmineralanteil, Füllstoff und Klärschlamm, deren bodenseitige Zuteilvorrichtungen zur Bildung eines Massebandes eines zu mischenden Guts angeordnet sind, und einen mit dem zu mischenden Gut befüllbaren Mischer (8), der für eine direkte oder indirekte Erwärmung des Mischguts ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer (8) eine Einrichtung zum Erwärmen des Mischguts mittels eines elektro­ magnetischen Wechselfeldes aufweist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeich­ net, daß dem Mischer (8) eine Misch-Zerkleinerungs-Vorrichtung (11) für ein kombiniertes Kneten und Zerkleinern des Gemenges zu einer bildsamen Masse nachgeordnet ist, an die eine Vakuumpresse (15) anschließt.