DE69608279T2 - Verfahren zur behandlung von abfallschlamm - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Abfallschlamm, und insbesondere ein Behandlungsverfahren, bei dem dem Abfallschlamm ein organisches Bindemittel zugesetzt wird, um Produkte in fester Form, beispielsweise biologischen Brennstoff, zu erzeugen.
• Abfallschlamm kann bei mechanischen, biologischen oder chemischen Verfahren anfallen, und behandelter Abfallschlamm ist häufig eine Mischung dieser verschiedenen Arten von Abfallschlämmen. Gegenwärtige Bemühungen sind darauf gerichtet, Schlamm aus Gemeinde- oder Industrieabwässern, Schlamm aus feinpulvrigem Industriestaub und Tierexkrementschlamm aus der Landwirtschaft derart zu behandeln, dass die Umweltbelastung dabei so gering wie möglich gehalten wird und andererseits der Schlamm auch möglichst effizient verwertet werden kann.
• Gegenwärtig findet die Behandlung von Abfallschlamm häufig in Form von Kompostieren statt, einem zeitaufwendigen Vorgang, der ein periodisches mechanisches Umschichten des Kompostmaterials erfordert, um dessen Durchlüftung zu verbessern. In jüngster Zeit ist es insbesondere in der holzverarbeitenden Industrie üblich geworden, Schlamm zu verbrennen, was zwar aufgrund des hohen Feuchtigkeitsgehaltes des Schlamms keine sehr effiziente Vorgehensweise ist, aber immerhin eine Mög lichkeit zur Beseitigung unerwünschten Schlamms darstellt.
• Man ist sich bereits seit länger Zeit darüber im klaren, dass es vorteilhaft wäre, Abfallschlamm in schnellen Verfahren zu behandeln, in denen der Schlamm bei der Herstellung fester Produkte, beispielsweise biologischen Brennstoffs, verwertet wird. Die diesen Verfahren zugrundeliegende Vorgehensweise besteht darin, organische Bindemittel mit dem Abfallschlamm zu mischen, durch Pressen oder mittels eines Pressvorgangs als Zwischenphase des Verfahrens Körnchen, Kügelchen oder ähnliche Teilchen aus dieser Mischung zu bilden und diese anschließend zu trocknen. Diese Verarbeitung von Abfallschlamm erweist sich jedoch in mehrfacher Hinsicht als problematisch. Zunächst einmal ist es schwierig, dem Schlamm effektiv Wasser zu entziehen, da das Wasser an die Zellstruktur des Schlamms gebunden ist. Abfallschlamm wird üblicherweise nach der Verdichtung mittels Zentrifugieren oder in einem Pressverfahren wie Filterpressen getrocknet. Selbst nach dem Trocknen mit einem solchen einigermaßen schnellen Verfahren, dessen Energieverbrauch sich noch in Grenzen hält, liegt der Wassergehalt des Abfallschlamms im typischen Fall noch immer in einer Größenordnung von 70-80%. Ein zweites Problem betrifft die Bildung einer zusammenhängenden Masse, die sich formen lässt, ohne dass eine solche Menge an Flockungsmitteln oder feuchtigkeitsbindenden organischen Zusätzen verwendet werden muss, dass es aus ökonomischer Sicht nicht möglich ist, das Verfahren in größerem Umfang einzusetzen. Ein drittes Problem betrifft das Trocknen der aus dem Material geformten Produkte, um sie stabil und kohärent zu machen. Dies bedeutet beispielsweise, dass eine bakterielle Aktivität unterbunden werden muss, damit das Produkt nicht zerfällt.
• Es wurde bereits versucht, Abfallschlamm beispielsweise durch Zugabe von zerkleinertem Torf und anschließendem Pressen zu behandeln. Es hat sich hierbei jedoch noch kein Pressverfahren gefunden, das in der Lage ist, dieser Mischung wirkungsvoll und ökonomisch Wasser zu entziehen, und das gleichzeitig die Herstellung leicht form- und trockenbarer, kohärenter Produkte aus dieser Mischung ermöglicht. Es sind einige Vorschläge zu Verfahren ergangen, mit denen sich feste Produkte aus Abfallschlamm insbesondere landwirtschaftlicher Herkunft und geeigneten organischen Zusatzstoffen herstellen lassen, die zur Verwendung als Dünger oder als Zusätze zur Ackerkrume geeignet sind. Diese Vorschläge, von denen einer nachstehend im einzelnen untersucht wird, bieten jedoch keine wirkungsvolle Lösung für die voranstehend erwähnten Probleme.
• Das U.S.-Patent Nr. 5389114 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von biologischem Brennstoff, das mehrere mechanische und chemische Behandlungs- und Desinfektionsphasen umfasst, deren Abschluss eine Mikrowellenbestrahlung darstellt. Nachteilig bei diesem Verfahren ist seine Komplexität sowie andererseits die Tatsache, dass es größtenteils auf dem Einsatz von Chemikalien beruht.
• Das Schweizer Patent Nr. 683519 bietet eine Lösung, bei der ein organischer Zusatzstoff, beispielsweise Stroh oder Sägemehl, Schlamm landwirtschaftlicher Herkunft beigemengt wird und die Mischung stark extrudiert wird, um eine homogene Masse zu erhalten, und anschließend erhitzt und getrocknet wird, um ein fast trockenes Produkt zu erzeugen. Der Extrusionsvorgang kann wiederholt durchgeführt werden, wobei der sich anschließende Trockenvorgang ebenfalls mehrfach wiederholt werden kann.
• In der deutschen Patentanmeldung Nr. 4110950 wird eine Lösung vorgeschlagen, bei der ein Zusatzstoff zur Ackerkrume aus Unterwasserschlamm hergestellt wird, indem letzterer mit organischem Material in Teilchen-, Faser- oder Flockenform mit großer äußerer Oberfläche und geringem Feuchtigkeitsgehalt vermischt wird, wodurch die Schlammstruktur eliminiert wird, woraufhin die entstandene Mischung weiter vermischt und anschließend granuliert und getrocknet werden kann. Angesichts der aufgeführten Beispiele erscheint dieses Verfahren geeignet zur Behandlung von Schlamm einer Zusammensetzung, die gewisse Anforderungen erfüllt und einen ziemlich geringen Wassergehalt hat.
• Bei den Verfahren der beiden voranstehend erwähnten Schriften beruht die Vorgehensweise auf dem einfachen Mischen ausreichend geeigneter organischer Zusatzstoffe mit dem Schlamm, um eine zur Weiterbehandlung geeignete Masse herzustellen. Um dies auch im großen Umfang ökonomisch zu machen, muss der Abfallschlamm aufgrund seiner Eigenschaften für diese Behandlung besonders geeignet sein. Ist eine große Menge Zusatzstoff erforderlich, beispielsweise mehr als die eigentliche Abfallschlammmenge, dann verliert dieses Behandlungsverfahren aus ökonomischer Sicht an Wert, wie bereits voranstehend ausgeführt wurde.
• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein wirkungsvolles und einfaches Verfahren zur Behandlung von Abfallschlamm bereitzustellen, mit dem im Schlamm gebundenes Wasser wirkungsvoll entzogen werden kann und eine angemessene Menge Zusatzstoff zur Bildung einer Masse ausreicht, die sich ökonomisch weiterbehandeln lässt, um ein festes Produkt zu erzeugen, beispielsweise biologischen Brennstoff.
• Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich ein Verfahren gemäß vorliegender Erfindung zur Behandlung von Abfallschlamm, bei dem ein fester Zusatzstoff mit zugeführtem Schlamm vermischt und die entstandene Mischung zur Erzeugung fester Produkte weiterbehandelt wird, dadurch aus, dass der feste Zusatzstoff aggregatartige wasserabweisende Torfkörnchen umfasst, und die Mischung des Weiteren einer Extrusionsbehandlung unterzogen wird, bei der ein Verfahren zum Einsatz kommt, bei dem: die Zellstruktur des Abfallschlamms mittels der Torfkörnchen aufgebrochen, somit durch die Zellstruktur gebundenes Wasser entzogen und das entzogene Wasser aus der Mischung entfernt wird.
• Die wasserabweisenden Torfkörnchen können mindestens die Hälfte des festen Zusatzstoffes ausmachen. Der feste Zusatzstoff kann auch Torf, Holzspäne, Sägemehl, Rinde, Stroh oder getrocknete Pflanzenteile enthalten.
• Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht eine Weiterbehandlung der Mischung mittels Extrusion vor, wobei ein Verfahren angewandt wird, das das Entfernen des aus dem extrudierten Material entzogenen Wassers ermöglicht. Die Extrusion kann mit einer zulaufenden Hohlkegelziehdüse oder einer ähnlichen Vorrichtung, die keilförmige, sich nach außen hin öffnende Öffnungen in der Düsenwand aufweist, durchgeführt werden.
• Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform werden die erzeugten festen Teilchen gehärtet und hygienisiert, um jedwede bakterielle Aktivität in ihnen im wesentlichen zu verhindern. Zu diesem Zweck können die Teilchen mit einem Überzug aus einem Kalk-Wasser- oder Asche-Wasser- Gemisch versehen werden.
• Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass zunächst die Zellstruktur des Schlamms wirksam aufgebrochen werden muss, um eine große Menge des Wassers, das im wesentlichen an die Zellen im Schlamm gebunden ist, auf ökonomische Art und Weise entziehen zu können. Das Aufbrechen der Zellstruktur und das Entziehen des Wassers dienen auch einem anderen Zweck: hierdurch wird das Ausmaß bakterieller Aktivität im Schlamm oder in der schlammhaltigen Mischung verringert. Bei diesen Bakterien handelt es sich vorwiegend um im Wasser lebende Organismen, daher senkt eine Feuchtigkeitsverringerung auch die bakterielle Aktivität.
• Bei dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung ist es vorteilhaft, den Vorgang des Aufbrechens der Zellen mit dem Vorgang des Formpressens der Masse zu kombinieren, was mit derselben Art von Extrusion bewirkt werden kann, mit der auch das Wasser entzogen wird. Die Erfahrung hat gezeigt, dass, wenn der Zusatzstoff, der die Zellstruktur des Schlamms während der Extrusion aufbricht, harte, aggregatartige wasserabweisende Torfkörnchen enthält, dies die Wasserextraktion verbessert und die bakterielle Aktivität noch weiter verringert, da derartige Torfkörnchen kein Wasser absorbieren, wie es bei anderen organischen Zusatzstoffen der Fall ist.
• Das Beschichten der aus der pressgeformten Masse hergestellten Teilchen mit einem Kalk-Wasser- oder Asche- Wasser-Gemisch und das anschließende Härten dieses Überzugs führt zu einer Stabilisierung der bakteriellen Aktivität, da es die Oberfläche sehr basisch macht und ein Eindringen von Bakterien von außen in die Teilchen verhindert. Während des Trocknens schrumpfen die Teilchen auch in erheblichem Maße, und der Überzug verhindert den Durchtritt von Sauerstoff durch ihre Oberfläche, was ebenfalls zur Unterdrückung von bakterieller Aktivität innerhalb der Teilchen führt.
• Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entstehen durch das Aufbrechen der Zellstruktur des Schlamms und bedingt durch den aeroben Zustand des Zusatzstoffes, beispielsweise aggregatartige wasserabweisende Torfkörnchen, günstige Bedingungen, die eine aerobe bakterielle Aktivität in der gerade gebildeten Masse auslösen, was eine vorteilhafte Art und Weise darstellt, den Trockenvorgang der pressgeformten Masse zu beginnen. Werden die aus der pressgeformten Masse hergestellten Teilchen Bedingungen ausgesetzt, unter denen die aerobe bakterielle Aktivität fortgesetzt stattfindet, dann führt die hierbei entstehende Wärme zu einem raschen Trocknen der Teilchen, woraufhin die bakterielle Aktivität zum Erliegen kommt und die Teilchen sich stabilisieren.
• Die vorliegende Erfindung wird nachstehend im einzelnen ausgeführt, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.
• Es zeigen:
• Fig. 1 eine Darstellung in Diagrammform einer Ausführungsform eines Verfahrens gemäß vorliegender Erfindung, und
• Fig. 2 und 3 eine mögliche Ausführungsform eines vorteilhaften Extrusionsvorgangs eines Verfahrens gemäß vorliegender Erfindung.
• In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 befindet sich Abfallschlamm in einem Schlammtank 1. In Abhängigkeit von der Ausführungsform des Verfahrens ist der Schlamm im allgemeinen in diesem Stadium bereits in vorbehandeltem und getrocknetem Zustand. Der Wassergehalt des Schlamms kann beispielsweise bei 70-80% liegen. Die Tanks 2a und 2b enthalten organische Zusatzstoffe. In Tank 2a befinden sich aggregatartige wasserabweisende Torfkörnchen, und in Tank 2b befindet sich zum Beispiel Rinde, Sägemehl oder ähnliches Material. Der Abfallschlamm und die organischen Zusatzstoffe werden durch geeignetes portionsweises Verteilen auf einer Förder- und Mischvorrichtung oder -schnecke 3 vermischt. Die vorteilhafteste Vorgehensweise beim Mischen besteht darin, zunächst die leichteren wasserabweisenden Torfkörnchen aus Tank 2a portionsweise auszubreiten, anschließend den schwereren Zusatzstoff, in diesem Fall Rinde, Sägemehl, oder ähnliches Material, aus Tank 2b hinzuzufügen, und schließlich den gesamten Abfallschlamm, den schwersten Bestandteil der Mischung, aus Tank 1 dazuzugeben. Die Mischung verläuft von der Förder- und Mischvorrichtung oder -schnecke 3 an eine weitere Mischvorrichtung, beispielsweise eine Mischschnecke 4, die die Mischung gründlich mechanisch durchmengt und eine homogene Masse entstehen lässt.
• In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens gemäß vorliegender Erfindung wird die Masse mit einem Verfahren extrudiert, das es ermöglicht, das Wasser aus der gepressten Masse zu entfernen. Zu diesem Zweck verläuft die Masse von der Mischschnecke 4 zu einer Schraubenpresse 5, die sie durch eine Extrudiervorrichtung 6 presst. Bei der Extrudiervorrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine zulaufende Hohlkegelziehdüse, die bereits erfolgreich beim Trocknen von Papierbrei eingesetzt wurde und die im einzelnen nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 beschrieben ist.
• Beim Hindurchpressen der Masse durch die Extrudiervorrichtung wird das vorwiegend im Abfallschlamm enthaltene Wasser extrahiert, da die Teilchen des organischen Zusatzstoffes, insbesondere die wasserabweisenden Torfkörnchen, die Zellstruktur des Abfallschlamms aufbre chen, in der Feuchtigkeit enthalten ist. Während des Extrusionsvorgangs wird die Masse ebenfalls weiter gemischt, während fein verteilte Teilchen sich innerhalb der Masse bewegen und Feuchtigkeit an die Oberfläche der Masse befördern.
• Die Fig. 2 und 3 zeigen eine Ansicht in Diagrammform einer Extrudiervorrichtung, die während der Extrusion wirkungsvoll Wasser entzieht. Die Wände der Düse 6, die an eine Schraubenpresse 5 angeschlossen ist, weisen derart bemessene und geformte Öffnungen 15 auf, dass während des Pressens der Masse entzogenes Wasser durch diese Öffnungen austritt, wie durch die Pfeile angedeutet. Tests haben gezeigt, dass - insbesondere bei Verwendung wasserabweisender Torfteilchen als mit dem Abfallschlamm zu vermischender Zusatzstoff - Wasser wirkungsvoll entzogen wird, und umso mehr, je mehr sich die Masse der Öffnung 16 der Düse nähert, aus der die formgepresste Masse 17 herausgepresst wird.
• Die hervorragende Eignung aggregatartiger Torfkörnchen 18 zur Extraktion von Wasser beruht auf der Tatsache, dass sie während des Extrusionsvorgangs ganz bleiben und kein Wasser absorbieren, wie es bei Teilchen aus anderen organischen Materialien der Fall ist.
• Fig. 3 zeigt eine Ansicht in Diagrammform des Wandaufbaus einer zulaufenden Hohlkegelziehdüse, die aus keilförmigen Öffnungen 15 besteht, welche sich nach außen hin aufweiten, wobei keilförmige Teile 19 zwischen den Öffnungen angeordnet sind. Eine geeignete Breite der Öffnungen der Innenoberfläche kann beispielsweise 1 mm betragen.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die durch das Pressen entstandenen Masseteilchen nach dem Pressen in einer Überzugseinheit 7 mit einem Überzug aus beispielsweise einer Kalk-Wasser- Lösung oder einer Asche-Wasser-Lösung versehen. Der Zweck dieses Überzugs liegt darin, die Oberfläche der Masseteilchen 11 derart zu umschließen, dass die Teilchen einerseits kohärent bleiben und andererseits eine bakterielle Aktivität in den Teilchen verhindert wird. Für den Fachmann auf dem Gebiet versteht es sich, dass auch andere geeignete Materialien und Verfahren gefunden werden können, mit denen die für den Überzug gesetzten Ziele erreicht werden können.
• Die Extrusion kann auf bekannte Art und Weise derart ausgeführt werden, dass dabei das zu extrudierende Material als durchgängiger Strang austritt und unter seinem Eigengewicht in Stücke geeigneter Länge zerbricht. Beispielsweise kann die Masse zu zylindrischen Teilchen 11 mit einer Länge von ca. 15 cm und einem Durchmesser von 7 cm geformt werden. Während des Trockenvorgangs können diese Teilchen auf einen Durchmesser von ca. 5 cm schrumpfen. Hierzu ist anzumerken, dass die Teilchen während des Trocknens erheblich schrumpfen, wodurch Wasser herausgepresst wird, was den Trockenvorgang weiter beschleunigt.
• Das Überziehen der Teilchen 11 trägt dazu bei, sie hygienisch zu machen. In dem Ausführungsbeispiel werden die Teilchen sogar noch hygienischer gemacht, indem die pressgeformten und beschichteten Teilchen mit einer Fördervorrichtung 8a in einen Trockenofen 9 befördert werden. Das Trocknen kann in dem Trockenofen 9 als kontinuierlicher Vorgang stattfinden, mit einer vorteilhaften Ofentemperatur von beispielsweise 80-100ºC. Es ist ebenfalls möglich, eine andere Temperatur zu verwenden, wie eine beträchtlich höhere Temperatur von z. B. 200ºC. Dies bringt jedoch nicht unbedingt Vorteile und kann sogar, ganz im Gegenteil, dazu führen, dass die Teilchen zu rasch trocknen und auseinanderfallen.
• Der Trockenofen kann zum Beispiel ein wärmeabstrahlender Ofen/Heißluftofen sein. Die Oberfläche der Masseteilchen wird in dem Ofen 9 getrocknet, und der Überzug wird gehärtet, um die Teilchen kohärent zu machen und sie beispielsweise problemlos transportfähig und stapelbar zu machen. Gleichzeitig wird die Oberfläche der Teilchen hygienisiert, was die bakterielle Aktivität zum Erliegen bringt, und es gelangt kein Sauerstoff mehr zu den in den Teilchen enthaltenen aeroben Bakterien.
• In dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 werden die im Trockenofen 9 oberflächengetrockneten und gehärteten beschichteten Masseteilchen dann mit einer Fördervorrichtung 8b in einen wasserdichten und luftdichten Raum 10 befördert. In diesem Raum findet das eigentliche Trocknen der Teilchen statt, und ihr endgültiger Feuchtigkeitsgehalt liegt bei ca. 40-50%. Das Trocknen der Teilchen erfolgt durch das Aufblasen von Luft auf die Teilchen bei einer Temperatur von ca. 50ºC für 1-2 Tage. Das Trocknen kann so ablaufen, dass Warmluft über Bodengitter 12 in den Raum 10 eingeblasen wird, wobei die Luft durch Kondensation getrocknet wird, indem feuchtigkeitsgesättigte Luft durch ein Kälteelement geleitet wird. Kondenswasser wird aus diesem Element herausgeleitet, und die getrocknete Warmluft wird durch die Bodengitter zurückgeführt, um die Masseteilchen zu trocknen.
• Das Trocknen kleiner Teilchenmengen kann auch mit einem Trockenluftverfahren bewirkt werden, in dem die relative Feuchtigkeit des Rauminneren 10 mittels Entfeuchtern auf beispielsweise 40% gehalten wird. Die Feuchtigkeit der Masseteilchen gleicht sich mit der Umgebungsluft aus und die Teilchen trocknen auf den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt aus. Ein mögliches, alternatives Trockenverfahren ist das Dampftrocknen, bei dem die Feuchtigkeit der Masseteilchen mittels Dampf zu Dunst umgewandelt wird, und der Dunst in der Luft mittels einem Holztrockenverfahren getrocknet wird.
• Wird ein relativ großer Trockenraum benötigt, dann ist der wasserdichte und luftdichte Raum 10 vorteilhafterweise als auf bekannte Art und Weise gebautes, selbsttragendes Stahlbogengebäude ausgeführt, wodurch diese wasserdichten und luftdichten Gebäude sich wirtschaftlich an einem Bauplatz aufstellen lassen. Wird das Verfahren in geringerem Umfang eingesetzt, kann der Raum 10 beispielsweise auch ein wasserdichter und luftdichter Container sein, der je nach Bedarf problemlos bewegt werden kann. Für den Fachmann auf dem Gebiet ist klar, dass der erforderliche wasserdichte und luftdichte Raum auch in vielerlei anderer Form ausgeführt werden kann.
• Die voranstehend beschriebene Behandlung ergibt trockene, hygienische Masseteilchen, bei denen der Nähr- und Brennwert des Abfallschlamms nicht in auf bakterielle Aktivität zurückzuführenden Reaktionen verlorengegangen ist. Im Gegenteil wird durch das rasche Entziehen der in der Masse enthaltenen Feuchtigkeit und das Hygienisieren der geformten Teilchen die bakterielle Aktivität in den Teilchen im wesentlichen beendet. Hierzu muss man sich noch einmal vor Augen halten, dass die die Reaktion auslösenden Bakterien vorwiegend feuchtigkeitsabhängige Mikroben sind, und eine bakterielle Aktivität im wesentlichen verhindert wird, wenn die Feuchtigkeit entzogen und die Sauerstoffzufuhr unterbrochen wird. Andererseits kommt aufgrund der Temperaturänderungen eine Aktivität thermophiler und mesophiler anaerober Bakterien im wesentlichen zum Erliegen.
• Selbst ohne Weiterbehandlung handelt es sich bei der auf die oben beschriebene Weise erzeugten, trockenen Masse bereits um ein vorteilhaftes Produkt aus raffiniertem Abfallschlamm, da es gute Brennstoffeigenschaften hat. Die Masseteilchen lassen sich in unveränderter Form als Brennstoff verwenden, und können auch, beispielsweise in granulierter oder pulverisierter Form, in Verbrennungskraftwerken mit Schüttgutkesseln eingesetzt werden.
• Die aus Abfallschlamm hergestellte granulierte hygienische Trockenmasse lässt sich in derartigen Anwendungen beispielsweise als verschieden ausgebildete umweltfreundliche Kügelchen einsetzen. Eine granulierte, trockene, hygienische Masse, die einen geeigneten Säurewert hat und aus Tierexkrementschlamm hergestellte Bindemittel enthält, kann beispielsweise zur Düngung von Ackerland oder als fruchtbare Unterlage zum Landschaftsbau oder als natürliches Düngemittel eingesetzt werden. Zusätzlich zu wasserabweisenden Torfkörnchen wären natürliche Zusätze für die Walddüngung Holzspäne oder Sägemehl, und, für die Düngung von Ackerland, Pflanzenfasern wie beispielsweise Strohfasern. Eine hygienische, trockene, aus Abfallschlamm gewonnene Masse kann auch zusammen mit unterschiedlichen Arten von flüssigen Nährstoffen verwendet werden, wodurch sich der Einsatzbereich von Düngern erweitern lässt, und somit ein alternativer biologischer Dünger zur Verfügung steht, der - im Gegensatz zu Düngern auf mineralischer Basis - die Mikrobenaktivität im Boden erhöht.
• Eine hygienische, trockene, aus Abfallschlamm gewonnene Masse lässt sich auch zur Herstellung granulierter Dünger verwenden, indem die den Säurewert beeinflussenden Faktoren gemäß den Anforderungen der Umgebung oder des Ortes, in der bzw. an dem der Dünger verwendet wird, eingestellt werden, und die granulierte, hygienische Masse aus Abfallschlamm mit einem aus einer angereicherten Kultur gewonnenen Bakterienstamm beimpft wird, indem dieser in Form einer flüssigen anreichernden Lösung in die Masse eingesprüht wird. Ein derartiges Verfahren stellt eine bemerkenswerte Alternative dar, insbesondere bei bereits stark mit chemischen Düngern behandeltem Ackerland, bei dem sich durch Verwendung von Düngemitteln auf mineralischer Grundlage die bakterielle Aktivität im Boden selbst verringert hat und bei dem sich die Erfordernis einer Brachlegung aufgrund schlechter Bodenqualität verstärkt hat. Zur Erzeugung von kompostierter Biomasse kann hygienischer, trockener Bioabfall oder unbeschichtete Masse auf Abfallschlammbasis in Teilchenform ohne Weiterbehandlung kompostiert werden, beispielsweise in einem wasserdichten und luftdichten Raum, der in einem solchen Fall zu einem kontinuierlich arbeitenden Teilchenkompostierer wird. Kompostierende aerobe Bakterien sind in einem wasserdichten und luftdichten Raum idealen Bedingungen ausgesetzt, wenn die Feuchtigkeit z. B. auf 60% eingestellt wird und Warmluft einer Temperatur zwischen 25º und 30ºC 3-4 Tage lang durch ein Bodengitter eingeblasen wird, und die Teilchen zur Aktivierung einer Kompostierreaktion auf der Teilchenoberfläche mit einer angereicherten flüssigen Bakterienlösung besprüht werden, sodass die bakterielle Reaktion von außen her die Masseteilchen zu zersetzen beginnt. Durch die Reaktion entstehende Wärme steigt nach oben und durchlüftet hierbei den gesamten Haufen von innen, und nicht nur an der Oberfläche, wie es zum Beispiel bei Komposthaufen im Freien der Fall ist. Mit anderen Worten ist der Kompostiervorgang auf jedes einzelne Teilchen gerichtet, und nicht auf den ganzen Haufen. Zur Nachfaulung können die entstehenden kompostierten, feinkörnigen Materialien mittels hydraulischen Schabvorrichtungen von unten aus dem Haufen entfernt werden, und der Haufen kann von oben wieder aufgefüllt werden, was den Kompostiervorgang kontinuierlich macht.
• In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird das Verfahren wie nachstehend ausgeführt bei der Herstellung von biologischem Brennstoff aus anaerobem, unstabilisierten Gemeindeabwasserschlamm oder Industrieabwasserschlamm, wie er beispielsweise bei der Papierindustrie anfällt, angewandt. Normalerweise lassen sich 70-80% des Schlamms, der in dem an ein Klärwerk gepumpten Abwasser enthalten ist, durch Filterung, Flotation oder vorläufiges Sedimentieren extrahieren. Bei der herkömmlichen Abwasserbehandlung werden nur ca. 30% dieses Primärschlamms extrahiert. Der im Abwasser enthaltene Restschlamm wird in dem biologischen Klärprozess im Klärwerk durch Lüftung, Nachsedimentierung und Wiederrückführen des Schlamms in den biologischen Prozess behandelt, sodass nur überschüssiger Schlamm, der nicht für den biologischen Behandlungsprozess benötigt wird, zur Verdichtung entfernt wird, wo er dann mit dem Primärschlamm zusammengeführt wird. Nach der Verdichtung wird der Schlamm zu einem Raffiniervorgang befördert, wo typischerweise ein Flockungsmittel zugegeben wird, und dann der Schlamm mittels Filterpressen, Zentrifugieren oder Schraubenpressen getrocknet wird. Danach beträgt der Wassergehalt des Schlamms ungefähr 80%, und da er reichlich Schlamm enthält, der dem biologischen Behandlungsprozess wieder zugeführt wurde, hat er durch die Lüftung einen großen Teil seines Kohlenstoffgehaltes verloren, und er enthält eine reichliche Menge äußerst feinkörnigen Materials.
• Bei der Anwendung des Verfahrens gemäß vorliegender Erfindung wird der dem Abwasser entzogene Primärschlamm - vorzugsweise 70-80% des Gesamtschlammgehalts des Abwassers - separat verdichtet (nicht zusammen mit dem überschüssigen Schlamm aus dem biologischen Behandlungsprozess). Nach der Verdichtung wird eine geeignete Menge Flockungsmittel, vorzugsweise ein natürliches Po lymer, dem Schlamm zugesetzt und er wird mittels herkömmlicher Trockenverfahren getrocknet. Danach beträgt der Wassergehalt des Primärschlamms ca. 75-80%, und er befindet sich noch in einem im wesentlichen anaeroben Zustand.
• Bei dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung wird ein Zusatzstoff, der organische Teilchen im aeroben Zustand enthält, mit dem Primärschlamm vermischt. Aggregatartige wasserabweisende Torfkörnchen werden als bester Zusatzstoff betrachtet; es können jedoch auch andere Materialien wie Holzspäne, Sägemehl oder -späne verwendet werden, und der Zusatzstoff kann auch Stroh, Rinde, oder anderen pflanzlichen Abfall enthalten. Um gute Ergebnisse zu erzielen, muss wenigstens eine Hälfte des Zusatzstoffes aus wasserabweisenden Torfkörnchen bestehen. Die Mischung kann weiterbehandelt werden, indem sie beispielsweise mittels einer hydraulischen oder mechanischen Mischschnecke homogenisiert wird, bevor sie zu einem Extrusionsvorgang befördert wird. Da das Ziel der Extrusion auch ein wirkungsvolles Entziehen von Wasser aus der Mischung ist, wird sie mittels des bereits voranstehend beschriebenen Verfahrens durchgeführt, bei dem der organische teilchenartige Zusatzstoff die Zellstruktur des Schlamms aufbricht und somit ein wirksames Entfernen des Wassers aus der gepressten Masse ermöglicht.
• Nach der Extrusion trocknet die pressgeformte Masse, der pressgeformte Strang, die pressgeformten Teilchen oder ähnliches Material ziemlich rasch in 1-3 Tagen infolge der bakteriellen Aktivität und der daraus entstehenden Wärme, wenn die Masse, der Strang bzw. die Teilchen unter Bedingungen gelagert wird bzw. werden, die eine aerobe bakterielle Aktivität begünstigen. Aerobe Bakterien sind im Wasser lebende Organismen, und die bakterielle Aktivität kommt im wesentlichen zum Erlie gen, wenn der Wassergehalt unter 50% sinkt. Der Trockenvorgang wird im allgemeinen fortgesetzt, bis der Wassergehalt bei 30-40% liegt, aufgrund einer auf das Teilchen gerichteten Schrumpfkraft, und mit dem Erliegen der bakteriellen Aktivität wird bzw. werden der Strang, die Teilchen oder ähnliches Material stabil. Die gepressten Produkte oder die aus deren Weiterbehandlung hervorgegangenen Produkte können mittels bekannter Verfahren einer weiteren Trocknung unterzogen werden.
• Harte, aggregatartige wasserabweisende Torfkörnchen sind ein neues Material, deren Herstellung in den finnischen Patenten Nr. 94621 und 96765 des Anmelders der vorliegenden Erfindung dargelegt ist. Sowohl ihre Haltbarkeit als auch ihre wasserabweisenden Eigenschaft liegen auf einem vollkommen anderen Niveau als diejenigen herkömmlicher fester Produkte aus Torf. Die Herstellung aggregatartiger wasserabweisender Torfkörnchen beruht größtenteils auf denselben Erkenntnissen, auf denen auch die hierin beschriebene vorliegende Erfindung basiert. Das Herstellverfahren umfasst dabei das Pressformen eines Strangs, von Teilchen oder ähnlichen Teilen aus Torfmasse mittels desselben Extrusionsverfahrens, das auch hierin angewandt wird. Auch beim Trocknen wird im wesentlichen auf dieselbe Art und Weise vorgegangen. Der getrocknete Strang, bzw. die getrockneten Teilchen oder ähnlichen Teile werden zu Körnchen mit einem Durchmesser von 2-10 mm zerkleinert. Die Körnchen sind hart und haltbar sowie aggregatartig und wasserabweisend. Ihre charakteristischen Merkmale lassen sich durch einen geeigneten Überzug weiter verbessern; für die Zwecke der hierin beschriebenen Anwendung ist es jedoch vorteilhaft, die Körnchen ohne Überzug zu verwenden.
• Das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung, bei dem der mit dem Schlamm vermischte Zusatzstoff aus den voranstehend beschriebenen Torfkörnchen besteht, eignet sich besonders für die Herstellung von biologischem Brennstoff. Durch die Torfkörnchen wird zusätzlicher Kohlenstoff in die gepresste Masse eingeführt, und die Masse enthält mehr Kohlenstoff als der Torf. Die durch das erfindungsgemäße Verfahren in Gang gesetzte bakterielle Aktivität ist so stark, dass der Trockenvorgang rasch abläuft und dabei wenig Kohlenstoff verbraucht wird. Aus demselben Grund ist auch die hierbei entstehende Aschemenge minimal, ca. 5 % der Brennstoffmenge, wohingegen der entsprechende Wert für Brennstoff auf Torfbasis ca. 8% beträgt.
• Wie es aus den voranstehenden Ausführungen offensichtlich hervorgeht, ist das Verfahren zur Behandlung von Abfallschlamm gemäß vorliegender Erfindung zur Behandlung unterschiedlicher Arten von Abfallschlämmen und Mischungen daraus einsetzbar. Die Verwendung von Kalk als stabilisierender Überzug ist auch bei biologischen Brennstoffen vorteilhaft, da Kalk während des Brennvorgangs Schwefel bindet und somit die Verdampfung von Schwermetallen verhindert.
• Voranstehend wurden bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausgeführt, was jedoch die vorliegende Erfindung natürlich nicht auf diese beschränken soll. Die Ausführungsformen der Erfindung können daher im Umfang der beigefügten Ansprüche variieren.

Claims (9)

1. Verfahren zur Klärschlammbehandlung, bei dem unter den zugeführten Schlamm ein fester Zusatzstoff gemischt und die dabei entstehende Mischung weiterbehandelt wird, um feste Produkte daraus zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Zusatzstoff aggregatartige hydrophobe Torfkörner enthält, und die Mischung weiterhin durch Extrusion behandelt wird, mit der die Zellstruktur des Klärschlamms mit Hilfe der genannten Torfkörner aufgebrochen, somit durch die Zellstruktur gebundenes Wasser entzogen und das entzogene Wasser aus der Mischung entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Hälfte des genannten festen Zusatzstoffes aus aggregatartigen hydrophoben Torfkörnern besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Zusatzstoff weiterhin einen oder mehrere der folgenden Stoffe enthält: Torf, Späne, Sägemehl, Rinde, Stroh, getrocknete Pflanzenteile.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Extrusion mit einer zulaufenden Hohlkegelziehdüse oder einer ähnli chen Vorrichtung erfolgt, die keilförmige, sich nach außen öffnende Öffnungen aufweist.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die entstandenen festen Produkte Stücke sind, die gehärtet und hygienisiert werden, indem in ihnen die Bakterienaktivität wesentlich unterdrückt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stücke beschichtet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stücke mit einer Oberflächensicht beschichtet werden, die aus einer Mischung von Kalk und Wasser oder Asche und Wasser gebildet wird.

8. Behandlungsverfahren für Umweltschlamm nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhärtung und Hygienisierung der Stücke die Erhitzung ihrer Oberfläche beinhaltet.

9. Behandlungsverfahren für Umweltschlamm nach einer der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die Oberflächenschicht der Stücke erhärtet und hygienisiert wird und dann die Stücke endgültig durch Trocknen erhärtet und hygienisiert werden, sodass ihr Feuchtigkeitsgehalt 40- 50 Gewichtsprozent beträgt.