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Verfahren und Vorrichtung zur Beschleunigung der Schlammfaulung in
Abwasserreinigungsanlagen durch Kombination von Umwälzung und Beheizung des Schlammes
in einem Faulraum Zur Erzielung einer maximalen Gasausbeute und zur Beschleunigung
des Faulprozesses ist es erforderlich, im Faulraum von Abwasserreinigungsanlagen
einerseits ein Rührwerk oder eine Umwälzvorrichtung und andererseits eine Heizvorrichtung
vorzusehen. Die für die Aufrechterhaltung der optimalen Temperatur im Faulraum und
für die Erwärmung des eingeführten Frischschlammes erforderliche Wärme wird dabei
meistens aus in der Anlage selbst anfallendem Faulgas erzeugt, und zwar entweder
als Abwärme von Gasmotoren oder durch direkte Verfeuerung von Faulgas in einem Heizungskessel.
Die Übertragung der erzeugten Wärme auf den Faulrauminhalt und den eingeführten
Frischschlamm erfolgt indirekt durch beheizte Flächen. Diese beheizten Flächen haben
in der Regel die Form von Rohrregistern, die an der Peripherie im Faulraum angeordnet
sind, so daß im freien Innenraum des Faulraumes ein Rührwerk od. dgl. für die Umwälzung
des Inhalts angeordnet werden kann, oder sie bestehen aus einem oder mehreren Rohrbündeln,
welche so angeordnet sind, daß sie durch Öffnungen in der Decke des Faulraumes zugänglich
und zwecks Reinigung aus dem Faulraum herausnehmbar sind. Die Umwälzung des Faulrauminhalts
kann dabei mit Vorteil durch einen Schraubenschaufler mit bis tief in den Faulraum
reichendem Saugrohr -bewirkt werden: Diese beheizten Flächen, seien es Rohrregister
oder Rohrbündel, habenden Nachteil, daß sich nach
kurzer Zeit Schlamm
an ihnen festsetzt und eine Verkrustung der Wärmeaustauschflächen verursacht, welche
eine eigentliche Wärmeisolation bildet. Die Beheizung wird dadurch unwirtschaftlich,
und die Heizrohrregister oder Heizrohrbündel müssen häufig gereinigt werden, wozu
sie entweder aus dem Faulraum entfernt werden müssen oder aber der Faulraum entleert
werden müßte. Damit ist aber immer eine längere Betriebsunterbrechung verbunden.
Durch die vorliegende Erfindung werden diese Nachteile behoben und eine bessere
Leistung erzielt.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Beschleunigung der
Schlammfaulung in Abwasserreinigungsanlagen durch Kombination von Umwälzung und
Beheizung des Schlammes in einem Faulraum, gemäß welchem die Beheizung des anfallenden
Schlammes durch eine glatte Heizfläche an derjenigen Stelle im Faulraum erfolgt,
an welcher die durch die Umwälzungseinrichtung erzeugte Strömung des Schlammes am
größten ist.
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Dadurch, daß die Heizfläche an derjenigen Stelle im Faulraum angeordnet
ist, an welcher die durch die Umwälzungseinrichtung erzeugte Strömung am stärksten
ist, wird erstens ein sehr guter Wärmeübergang von der Heizfläche auf den Schlamm
erzielt und ferner eine Krustenbildung an der Heizfläche, die glatt ist und keinerlei
Winkel und Ecken, an denen sich Stoffe absetzen könnten, aufweist, weitgehendst
vermieden.
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In der Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen einer
Vorrichtung am Faulraum einer Abwasserreinigungsanlage zur Beschleunigung der Schlammfaulung
sowie eine Ausführungsvariante hierzu schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. I einen
senkrechten Schnitt durch den Faulraum einer Abwasserkläranlage mit einer ersten
Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch
einen ebensolchen Faulraum mit einer zweiten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes,
Fig. 3 eine Seitenansicht einer Ausführungsvariante der Umwälzungs- und Beheizungseinrichtung,
teilweise im Schnitt, Fig. 4 einen Teilschnitt durch eine Ausführungsvariante der
Beheizungseinrichtung.
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An zentraler Stelle im Faulraum I einer Abwasserreinigungsanlage ist
auf einem Träger 2 ein Rohr 3 senkrecht gelagert. Dieses Rohr 3 ist unten und oben
offen, und seine Mündungen sind mit Vorteil etwas erweitert. Das Rohr 3 ist von
einem Heizmantel 4 umgeben, welcher an eine Heizmediumleitung 5,5' angeschlossen
ist. Das Heizmedium wird in einem Gasofen 6, der mit Vorteil mit anfallendem Methangas
betrieben wird, erhitzt und durch eine Umwälzpumpe 7 in der Heizmediumleitung 5,5'
in Zirkulation versetzt. Der Eintritt des Heizmediums in den Heizmantel 4 erfolgt,
wie dargestellt, mit Vorteil unten und der Austritt oben. Im obersten Teil des Rohres
3 ist ein Umwälzpropeller 8 angeordnet, welcher am unteren Ende der senkrechten
Welle eines Elektromotors 9, welcher auf einem Träger IO, der über einer Öffnung
II im Deckel des Faulraumes I gelagert ist, sitzt. Die öffnung II ist gasdicht abgeschlossen.
Oberhalb des Umwälzpropellers 8 ist auf der Welle des Elektromotors 9 ein Schutzkonus
I2 angeordnet, welcher die Eintrittsstelle der Welle in das Gehäuse des Elektromotors
9 vor Spritzern schützt. Die Einführung des Frischschlammes in den Faulraum I erfolgt
durch ein Rohr I3, welches an einem seitlich am untersten Teil des Rohres 3 angeordneten,
den Heizmantel 4 durchsetzenden Rohrstutzen I4 angeschlossen ist. Der Frischschlamm
gelangt so direkt in das beheizte Rohr 3 und wird von der in diesem herrschenden
Strömung mitgerissen. Der Frischschlamm könnte aber auch einfach in den untersten
Teil des Faulraumes I eingeleitet werden.
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Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform wird die Umwälzung
des Schlammes durch eine außerhalb des Faulraumes I angeordnete Umwälzpumpe I5 bewirkt.
Das Ansaugrohr I6 dieser Umwälzpumpe I5 ist an den untersten Teil eines Einführungsrohres
I7 für den Frischschlamm, welches im untersten Teil des Faulraumes I mündet, angeschlossen.
Auf diese Weise wird von der Umwälzpumpe I5 durch das Einführungsrohr I7 eingeführter
Frischschlamm und Schlamm aus dem untersten. Teil des Faulraumes I angesaugt. Das
Druckrohr I8 der Umwälzpumpe I5 mündet in den untersten Teil eines mit einem Heizmantel
I9 versehenen, auf einem Träger 2O an zentraler Stelle im Faulraum I gelagerten
Rohres 2I.
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Bei der Ausführungsvariante gemäß Fig.3 ist das an zentraler Stelle
im Faulraum auf einem Träger 22 gelagerte vertikale Rohr aus mehreren Teilen zusammengesetzt.
Der oberste Teil 23 ist düsenartig ausgebildet, und an seiner engsten Stelle ist
der Umwälzpropeller 24 angeordnet. Die mittleren Teile 25 und 25' dieses Rohres
sind beheizt, wobei zur Beheizung eine spiralartig um sie geschlungene, von einem
Heizmittel durchflossene Heizschlange 26 bzw. 26' dient. Die Heizschlangen 26 und
26' sind durch eine Überbrückungsleitung 27 miteinander verbunden. Das unterste
Stück 28 des Rohres ist im Träger 22 gelagert und an seiner Mündung erweitert. Der
Frischschlamm wird durch ein Rohr29, welches an einen am Teil25 des Rohres angesetzten
Stutzen 3O angeschlossen ist, in diesen Teil 25 eingeführt.
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Durch den Umwälzpropeller 8 bzw. 24 wird in dem zentral im Faulraum
i angeordneten Rohr 3 bzw. 21 oder 23, 25, 25', 28 eine starke Strömung erzielt.
Diese starke Strömung verhindert, daß sich an der glatten Innenfläche dieses Rohres
Dickstoffe oder Schlammabsonderungen, welche die Wärmeabgabe der beheizten Fläche
an die schlammhaltige Flüssigkeit verschlechtern würden, festsetzen. Durch diese
starke Strömung wird ein sehr guter Wärmeübergang von der beheizten Innenfläche
dieses Rohres auf die schlammhaltige Flüssigkeit erzielt. Durch die Beheizung des
Innenraumes dieses Rohres wird, wenn der Spiegel des Faulbehälterinhalts über der
Mündung des Rohres liegt, eine Thermosyphonwirkung erzielt, wodurch die Strömung
.der schlammhaltigen Flüssigkeit im
Rohr noch verstärkt wird, und
welche bewirkt, daß auch bei ruhendem Umwälzpropeller 8 eine Umwälzung der schlammhaltigen
Flüssigkeit stattfindet. Die oben aus dem Rohr strömende, erwärmte schlammhaltige
Flüssigkeit verteilt sich über die ganze Flüssigkeitsoberfläche im Faulraum I und
sinkt allmählich nach unten, so daß eine gleichmäßige Aufwärmung des ganzen Faulrauminhalts
und damit eine Beförderung des Faulprozesses erzielt wird.
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Mit Vorteil wird nur die innere Fläche des Rohres 3 bzw. 2I oder 25,
25' beheizt und die Außenseite des Heizmantels 4 bzw. I9 oder der Heizschlange 26,
26' mit einer Umkleidung aus wärmeisolierendem Material, die gleichzeitig den Heizmantel
vor Korrosion schützt, umgeben. Damit wird die Thermosyphonwirkung noch erhöht.
Wie in Fig. 4 dargestellt, können die Heizschlangen 26, 26' halbrundes, offenes
Profil aufweisen, so daß das in ihnen fließende Heizmittel die Außenwand der Rohre
25, 25' direkt berührt. Nach außen sind die Heizschlangen 26, 26' von einem wärmeisolierenden
und vor Korrosion schützenden Mantel 3I, z. B. einem Beton-Torkret-Mörtel, umgeben.
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Sollte nach langer Gebrauchszeit doch eine Reinigung des zentral im
Faulraum angeordneten Rohres erforderlich werden, so wird der Träger IO mit dem
Elektromotor 9 und dem Umwälzpropeller 8 und, bei der Ausführungsform gemäß Fig.
3, eventuell der oberste Teil 23 des Rohres entfernt, zu welchem Zwecke über dem
Faulbehälter mit Vorteil ein kleiner Montagekran vorgesehen wird. Nach Entfernen
dieser Teile liegt die Öffnung des Rohres frei, und dieses kann nun auf einfachste
Weise mit an Stangen angeordneten Bürsten oder belasteten Kanalbürsten gereinigt
werden.
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Der das Rohr, in welchem die Umwälzung des Schlammes erzeugt wird,
umgebende Heizmantel könnte auch elektrisch beheizt werden.