DE666545C - Verfahren und Anlage zur stufenweisen Ausfaulung von Abwasserschlamm in zwei voneinander getrennten Behaeltern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anlage zur stufenweisen Ausfaulung von Abwasserschlamm in zwei voneinander getrennten und durch eine Schlammförderleitung miteinander verbundenen Behältern. Bei bekannten Anlagen dieser Art geschieht die Förderung des ausgefaulten Schlammes aus der ersten Stufe in die zweite entweder durch Pumpeinrichtungen oder durch Schwerkraft, indem die Behälter in verschiedener Höhenlage angeordnet sind. Um eine zu starke Schaum- und Schwimmschlammdecke zu verhüten, hat man ferner bereits vorgeschlagen, bei derartigen Anlagen Flüssigkeit des ersten Behälters von oben auf die Schaum- und Schwimmschlammdecke zu pumpen, um dadurch die Decke aufzulösen und zu zerstreuen.

Die Erfindung besteht dem Bekannten gegenüber darin, daß der Inhalt des ersten Behälters durch schnelles Rühren in ein gleichmäßig zusammengesetztes Gemisch übergeführt wird, von dem bei Zufuhr von Frischschlamm eine diesem entsprechende Menge durch ein Steigrohr selbsttätig in den zweiten Behälter gefördert wird. Gemäß der in den Abb. ι und 4 dargestellten Ausführungsform findet die in der ersten Stufe erfolgende Rühr- und Mischbewegung gleichzeitig in einer Mehrzahl von übereinanderliegenden Zonen statt. Dabei wird die Rührbewegung in der obersten Zone derart ausgeführt, daß der sich auf dem Flüssigkeitsspiegel bildende Schaum und Schwimmschlamm in die Flüssigkeitsmasse des ersten Behälters eingerührt wird. Bei der erfindungsgemäßen Anlage zur Durchführung des neuen Verfahrens mündet die die beiden Behälter verbindende Steigleitung in ungefährer Höhe des Flüssigkeitsspiegels des Faulbehälters in den Absetz- behälter ein. Der oben geschlossene Faulbehälter ist in bekannter Weise mit einem Gasdom versehen, aus dem eine Leitung in die Gasglocke des zweiten oder Absetzbehälters führt, die als Sammelraum für das gesamte Gas dient. Die Rührvorrichtung des ersten Behälters ist exzentrisch zur Behältermitte angeordnet und weist auf ihrer Welle mehrere übereinandergelagerte Schaufelräder auf, die aus einer auf beiden Seiten mit gekrümmten Flügeln versehenen Scheibe bestehen. Das obere Schaufelrad ist schräg angeordnet, während die unteren Schaufelräder waagerecht auf der Welle befestigt sind. Zwischen den verschiedenen Schaufelrädern können noch Rührscheiben angeordnet sein, die gleichen oder verschiedenen Durchmesser besitzen können.

Das Verfahren und die Anlage nach der Erfindung besitzen den bekannten Einrichtungen gegenüber folgende Vorteile:

Dadurch, daß der Inhalt des ersten Behälters durch schnelles Rühren in ein gleichmäßig zusammengesetztes Gemisch überge-

führt wird, wird eine große Gasmenge in möglichst geringer Zeit erzielt, so daß man dabei kleine Behälter verwenden kann. Es erfolgt ferner eine gleichmäßige Verteilung'. der Feststoffe in der gesamten Flüssigkeit menge des ersten Behälters, wodurch eine fa: völlige Ausfaulung der gesamten Feststoffe in der ersten Stufe erzielt wird. Gleichzeitig wird dadurch eine schnelle und restlose ίο Impfung des zugeführten Frischschlammes bewirkt. Diese Wirkung¹ wird! noch dadurch, unterstützt, daß die Flüssiigkeitsteilcben ttnd die Feststoffe bei der Rühr- und Masdhbewegmng eine verschiedene Bewegung erfahren.

Das Auftreten einer Schaum-und Schwimmschlammdecke wird wirksam verhindert, da an der Flüssigkeitsoberfläche sich bildender Schaum bzw. Schwimmschlamm durch die Rühr- und Misehbewegung in die Flüssigkeitsmasse wieder zurückbefördert wird. Beide Behälter können auf gleicher Höhe angeordnet werden, und trotzdem ist ein Kraftaufwand zur Beförderung des Gemisches aus dem ersten Behälter in den zweiten nicht erforderlich. Vielmehr wird bei der Zufuhr von Frischschlamm eine diesem entsprechende Menge des Gemisches aus dem ersten Behälter durch ein Steigrohr selbsttätig in den zweiten Behälter gefördert. Dadurch wird gleichzeitig auch eine große Betriebssicherheit erreicht, da der erste Behälter ständig gefüllt bleibt, so daß die Bildung eines schädlichen Luft- oder Gasraumes über dem Spiegel verhindert wird und gleichzeitig in diesem Behälter eine für die Impfung des Frischschlammes ausreichende Menge an Flüssigkeit immer zurückbleibt. Beim Abziehen von Schlamm aus dem Absetzbehälter bleibt der vorbestimmte Flüssigkeitsspiegel im ersten Behälter unbeeinflußt, wie überhaupt beide Behälter betriebsmäßig und hinsichtlich ihrer Wirkung voneinander unabhängig sind.

Gemäß der Erfindung wirkt der erste Behalter lediglich zur Erzeugung von Gas und zur Ausfaulung, nicht jedoch zur Absetzung, während der zweite Behälter in der Hauptsache ein Absetzbehälter ist, der gleichzeitig mit einem Gasdom zur Speicherung des im ersten Behälter erzeugten Gases versehen ist. Das in großer Menge erzeugte Gas ist im Gegensatz zu bekannten Anlagen, bei denen mit Lufteinblasung gearbeitet wird, hervorragend-zur Verwendung als Brennstoff geeignet.

Die Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Fig. ι eine schematische Ansicht der miteinander gekuppelten Faulbehälter, Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch den ersten Faulbehälter, Fig. 3 die in Einzelkreisen verlaufende Form der Flüssigkeitsströmungen, die durch den schrägen Propeller erzeugt werden, ~i\ Fig. 4 eine Ausführungsform der Gesamt-J|j3röpelleranordnung.

'■*■'' Der erste für die anärobische Faulung des Schlammes bestimmte Faulbehälter ist vorzugsweise rund und besitzt eine gasdichte Abdeckung 12. Diese hat eine öffnung 13, durch welche die Rührvorrichtung 10 eingeführt werden kann. Zur Abdichtung dieser Öffnung ist ein gasdichter Abschluß 14 vorgesehen. Auf dem Behälterdeckel 12 ist ein Gerüst 15 aufgesetzt, an welchem gewisse Teile des Schlammrührers aufgehängt sind, deren Antrieb mittels einer Maschine 16 mittels eines geeigneten Zwischengetriebes 17 erfolgt. Der Faulraum 11 hat eine Schlammeinführung 18 und einen Schlammaustrag 19; aber es ist keine Ausschleußöffnung vorgesehen, weil der Schlamm in solcher Bewegung gehalten wird, daß er sich im wesentlichen nicht absetzt. Der Behälter ist oben mit einem Gasdom 20 versehen; ferner sind Heizrohre oder -spulen 21 angeordnet.

Der Schlammführer 10, der zeitweise oder dauernd angetrieben werden kann, besitzt eine vertikale Welle 22, die exzentrisch zur Behältermitte angeordnet ist. Die Welle wird go von dem Motor 16 durch das Getriebe 17 angetrieben. Sie trägt mehrere Propeller 23, 24, 25. Einer dieser Propeller 23 ist in der Nähe des Flüssigkeitsspiegels, und zwar in schräger Stellung zur Welle, angeordnet, d.h. dieser Propeller rotiert in einer solchen Ebene, daß eine in nicht horizontaler Richtung verlaufende Flüssigkeitsströmung erzeugt wird. Die anderen Propeller sind waagerecht auf der Welle befestigt und bewirken Flüssigkeitsbewegungen, die im rechten Winkel zur Achse 22 verlaufen. Die unteren Propeller bewegen den Schlamm in horizontalen Zonen, während der obere Propeller dazu dient, die Bildung von Schlamm in der Zone des Flüssigkeitsspiegels zu verhindern und gleichzeitig an die Oberfläche emporsteigenden Schlamm zum Untertauchen zu bringen, wodurch dieser vollkommen zur Ausfaulung gelangt. Auf diese Weise wird no die Ansammlung und Bildung von Schaum ausgeschlossen.

Der teilweise gefaulte Schlamm des ersten Faulraumes 11 wird dann einem zweiten Faulraum oder Behälter 27 zugeführt. Dieser Behälter 27 ist nach Art von Asbestbehältern ausgestaltet, weil er dazu bestimmt ist, die bakterielle Fäulung zu beenden und gleichzeitig eine Klärung des ausgefaulten Schlammes herbeizuführen. Der Behälter 27 wird daher auch als Absetzbehälter bezeichnet. Der Schlamm aus dem ersten Faulraum wird

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in den zweiten Faulraum 27 durch ein Rohr 28 übergeführt. Dieser zweite Faulbehälter kann mit Krählern ausgerüstet sein oder mit jeder anderen Art von Schlammeindickern arbeiten. Der Behälter 27 ist mit einer Schlammaustragsvorrichtung 29 und einem Überlauf 30 versehen. Er kann auch mit einem Gasometer 31 gekuppelt sein, der das aus dem Behälter entweichende Gas aufnimmt.

Wenn ein Gasbehälter mit dem zweiten Faulraum 27 verbunden ist, dann kann diesem das Gas aus dem Dom 20 des ersten Faulraumes durch eine Leitung 32 zugeführt werden. Die Abführung des Gases aus dem Gasbehälter 31 erfolgt durch ein Rohr 33.

Die Welle 22 der Mischvorrichtung ist mit einer Staufferbüchse 34 versehen und besitzt ein Fußlager 35. Es sind ferner Austragrohre 36 und 29 für die Behälter 11 und 2J vorgesehen. Es ist in dem Faulraum 11 ein Mannloch 37 vorgesehen, und es kann ein Kontrollgehäuse angeordnet sein, welches in gestrichelten Linien angedeutet ist. Die Propeller 23, 24, 25 bestehen im wesentlichen aus einer Scheibe 39, welche oben und unten mit gekrümmten Flügeln 40 und 41 versehen ist. Auch der schräg angeordnete Propeller 23 zeigt diese Konstruktion, nur mit dem Unterschied, daß er schräg auf der Nabe 42 befestigt ist.

Um die Bewegung des Schlammes in horizontaler Zone zu sichern, kann die Anordnung nach Fig. 4 benutzt werden, wo horizontale Scheiben 43 und 44 zwischen den Propellern 24 und 25 angeordnet sind. Diese Scheiben können gleichen oder auch verschiedenen Durchmesser haben. Insbesondere gilt das letztere für die obere Scheibe 44, um eine Beeinflussung der durch die anderen Propeller bewirkten horizontalen Rührung durch den Propeller 23 zu verhüten.

Bei einer Anlage gemäß Fig. 1 und 4 betrug der Durchmesser des Behälters 3,45 m bei 4,70 m Tiefe. Die Propeller hatten einen Durchmesser von 52 cm und drehten sich mit einer Geschwindigkeit von 120 Umdrehungen pro Minute. Es können aber auch Umdrehungsgeschwindigkeiten von 600 pro Minute angewendet werden.

Beim Betriebe dieser Anlage wurde der rohe Schlamm dem ersten Faulraum 11 vorzugsweise oben zugeführt und bewirkt dabei selbsttätig die Fortschiebung des auf dem Boden befindlichen Schlammes durch ein nach Art eines umgekehrten Syphons arbeitendes Flüssigkeitsaustragsrohr 28 in den zweiten Faulraum 27, wo die anärobische Faulung vollendet wurde. Nach Möglichkeit soll der gesamte Arbeitsraum des ersten Faulbehälters für die Faulung ausgenutzt werden, so daß nur ein geringer Gasraum zwischen der Flüssigkeitsoberfläche und der unteren Kante des Gasaufnahmeraumes besteht.

Im Faulraum 11 bewirken die Propeller 24, ;' 25 eine waagerechte Rührung des Schlammes zwecks Erzielung einer vollkommenen Vermischung innerhalb der hierbei beeinflußten Zone. Hierbei wird 'Gas gebildet, welches einen nach oben an die Oberfläche der'Flüssigkeit emporsteigenden Schaum erzeugt. Diese Schaumbildung wird durch den schräg stehenden Propeller verhindert, welcher in schrägen Kreisen erfolgende Flüssigkeitsströmungen erzeugt, die in Fig. 3 dargestellt sind und die Schaumpartikel in das Abwasserschlammgemisch zurückbefördern oder den Schlamm zerstreuen.

Der Einbau dieses Propellers macht ein Ansaugrohr überflüssig, welches gewöhnlich mit Mischpropellern gekuppelt ist. Weiterhin wird durch die beschriebene Art des Rührens die Gaserzeugung aus dem der Faulung unterliegenden Schlamm hierdurch angeregt und beschleunigt, wodurch sich die Aufenthaltszeit des Schlammes in dem ersten Faulraum 11 verkürzt, so· daß ein kleinerer Faulbehälter bei gleicher Leistung verwendet werden kann, als das bisher möglich war.

Die beschleunigte Gasentwicklung hat ferner zur Folge, daß der größte Teil des gewinnbaren Gases im ersten Faulraum erzeugt wird, so daß im zweiten Faulraum nur noch geringe Gasbildung erfolgt. Das führt dazu, daß in dem zweiten Faulraum eine intensive Eindickungsarbeit geleistet werden kann und daher eine klarere Überlaufflüssigkeit erzielt wird, als wenn man mit einem Faulraum oder mit zwei Faulräumen arbeitet, in denen nicht ein so starkes Rühren wie in dem vor- ioo liegenden ersten Faulbehälter stattfindet. Diese führt auch zu einer gleichmäßigen Verteilung der Feststoffe in dem ersten Faulraum, während die für die Arbeit eines Faulraumes so außerordentlich wichtige Impfung nicht mit gleichem Erfolge durchgeführt werden könnte, wenn, wie das üblich ist, der Schlamm vom Boden des ersten Behälters durch hydrostatischen Druck oder auf andere Weise in den zweiten Behälter übergeführt würde.

Das Rühren des Schlammes in horizontalen Zonen bildet ein wichtiges Kennzeichen der Erfindung, weil dadurch die Flüssigkeit von den festen Bestandteilen des Schlammes weggeführt wird, ohne daß die Bewegung der Feststoffe innerhalb einer begrenzten horizontalen Zone merklich verhindert ist; d. h. es wird auf diese Weise eine Schlammrührung erzielt, bei welcher die Flüssigkeit schneller bewegt wird als die Feststoffe. Die Feststoffe scheinen ein genügendes Trägheitsmoment zu besitzen, um sich dem Transport

nach anderen horizontalen Zonen zu entziehen, wahrend das bei der Flüssigkeit nicht der Fall· ist, so daß eine differentielle Bewegung zwischen Flüssigkeit und Feststoffen die Folge ist. Diese von den Feststoffen verschiedene Bewegung der Flüssigkeit, welche dieselbe an den Feststoffen fort- und vorbeiführt, ist wichtig, denn es ist festgestellt worden, daß die bakterielle Impfung des frischen

ίο Schlammes zwecks Einleitung und Erregung der Faulung eine bessere ist, wenn man auf die Flüssigkeit des Faulrauminhaltes einwirkt, als auf die festen Bestandteile. Bisher hat man es für notwendig erachtet, die festen Bestandteile durch den Gesamtinnenraum des Faulbehälters zu bewegen, um eine befriedigende Impfung und eine vollkommene Beeinflussung des Faulrauminhaltes zu bewirken, wobei der Schlamm in vertikaler Richtung mechanisch in dem Faulraum auf und nieder bewegt wird. Aber bei allen bekannten Rührmaßnahmen ist es unvermeidlich, daß die Feststoffe teilweise in unzureichendem Maße dem Faulungsprozeß ausgesetzt sind. So erfolgt bei der üblichen Praxis ein Absetzen des Schlammes auf dem Boden des Behälters, das zu der Bildung von überstehender Flüssigkeit führt. Der auf dem Boden abgesetzte Schlamm wird mehr oder weniger konzentriert, und seine Unbeweglichkeit verursacht die Abtötung von ungezählten Mengen von Bakterien, so daß die überstehende Flüssigkeit nicht mehr in der Lage ist, die der Faulung noch zugänglichen Feststoffe zu impfen, und das insbesondere in der Fa¹Ulraumzone, die sich oberhalb des abgesetzten ausgefaulten Schlammes befindet.

Es ist ferner zu beachten, daß das Absitzen in dem ersten Faulbehälter 11 verhindert wird, weil Absetzen und Faulen sich selbst widersprechende Prozesse sind. Absetzen verlangt Ruhe, während Faulung Bewegung benötigt. Erfindungsgemäß sind diese beiden Prozesse getrennt voneinander gehalten, wobei die Faulung im ersten Behälter und das Absetzen im wesentlichen im zweiten Behälter stattfindet.

Die exzentrische Lagerung der Rührvorrichtung im Faulbehälter ermöglicht die An-Ordnung einer Mehrzahl der beschriebenen Rührvorrichtungen in gegenseitigem waagerechtem Abstand zueinander und in Abhängigkeit zu dem Durchmesser des Behälters. ■

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur stufenweisen Ausfaulung von Abwasserschlamm in zwei voneinander getrennten und durch eine Schlammförderleitung miteinander verbundenen Behältern, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhalt des ersten Behälters durch schnelles Rühren in ein gleichmäßig zusammengesetztes Gemisch übergeführt wird, von dem bei Zufuhr von Frischschlamm eine diesem entsprechende Menge durch ein Steigrohr selbsttätig in den zweiten Behälter strömt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der ersten Stufe erfolgende Rühr- und Mischbewegung gleichzeitig in einer Mehrzahl übereinandergielagerter Zonen stattfindet.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine so geführte Rührbewegung in der obersten Zone, daß der sich auf dem Flüssigkeitsspiegel bildende Schaum, und Schwimmschlamm in die Flüssigkeitsmasse des ersten Behälters eingerührt wird.
4. 4. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die die beiden Behälter verbindende Steigleitung (28) in ungefährer Höhe des Flüssigkeitsspiegels des Faulbehälters in den Absetzbehälter einmündet.
5. 5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der oben geschlossene Faulbehälter (11) in bekannter Weise mit einem Gasdom (20) versehen ist, aus dem eine Leitung (32) in die Gasglocke (31) des Behälters (27) führt.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührvorrichtung (22 bis 25) exzentrisch zur Behältermitte angeordnet ist.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (22) der Rührvorrichtung mehrere übereinandergelagerte Schaufelräder (23 bis 25) angeordnet sind, die aus einer auf beiden Seiten mit gekrümmten Flügeln versehenen Scheibe bestehen.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Schaufelrad (23) schräg, die unteren Schaufelräder waagerecht auf der Welle (22) befestigt sind.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schaufelrädern Rührscheiben (43, 44) von gleichem oder verschiedenem Durchmesser angeordnet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen