DE9206872U1 - Plant for drying digested sludge - Google Patents
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Description
BeschreibungDescription
Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Trocknen von Faulschlamm, welche Anlage eine Trocknungskammer, zumindest einen Heizstrahler im oberen Bereich der Trocknungskammer für eine Strahlungstrocknung und zumindest einen Schneckenförderer mit nach oben offener Förderrinne und Förderschnecke sowie einen Brüdenabzug aufweist, wobei der Heizstrahler oberhalb und längs der Förderrinne angeordnet ist und der Roh-Faulschlamm an einer Seite des Schneckenförderers mit einem Trockensubstanzgehalt von 15 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 25 Gew.-%, aufgegeben und von dem Schneckenförderer mit erhöhtem Trockensubstanzgehalt abgegeben wird. Die Trocknungskammer ist mit einem Brüdenabzug versehen. Die Erfindung betrifft fernerhin eine Anlage für die Durchführung eines solchen Verfahrens. - Faulschlamm bezeichnet im Rahmen der Erfindung ausgefaulten Überschußschlamm aus biologischen Abwasserreinigungsanlagen. Die Ausfaulung des Überschußschlammes geschieht in besonderen AnIagen, die mit Faultürmen ausgerüstet sind. Roh-Faulschlamm bezeichnet Faulschlamm, wie er in das erfindungsgemäße Verfahren bzw. in die erfindungsgemäße Anlage eingeführt wird, zumeist nach mechanischer Entwässerung.The invention relates to a system for drying digested sludge, which system has a drying chamber, at least one radiant heater in the upper area of the drying chamber for radiation drying and at least one screw conveyor with a conveyor trough and conveyor screw open at the top and a vapor outlet, whereby the radiant heater is arranged above and along the conveyor trough and the raw digested sludge is fed to one side of the screw conveyor with a dry matter content of 15 to 30% by weight, preferably of about 25% by weight, and is discharged from the screw conveyor with an increased dry matter content. The drying chamber is provided with a vapor outlet. The invention also relates to a system for carrying out such a process. - In the context of the invention, digested sludge refers to digested excess sludge from biological wastewater treatment plants. The digestion of the excess sludge takes place in special systems equipped with digestion towers. Raw digested sludge refers to digested sludge as it is introduced into the process or plant according to the invention, usually after mechanical dewatering.
Im Rahmen der vorstehend beschriebenen, aus der Praxis bekannten, Maßnahmen, von denen die Erfindung ausgeht, wird dem Verfahren als Rohschlamm Klärschlamm zugeführt, wie er als Überschußschlamm aus einer ein- oder mehrstufigen biologischen Abwasserreinigungsanlage abgezogen wird, wennWithin the framework of the measures described above, known from practice, from which the invention is based, sewage sludge is fed to the process as raw sludge, as it is removed as excess sludge from a single- or multi-stage biological wastewater treatment plant, if
auch nach mechanischer Entwässerung. Dabei können, je nacheven after mechanical dewatering. Depending on the
Provenienz und Zusammensetzung des Rohschlammes, Störungen
auftreten, und zwar deshalb, weil die Schlammförderung bei der durchzuführenden Behandlung in der Anlage versagt. Das
beruht auf der Bildung einer sogenannten Leimphase. Die Leimphase, das heißt der gebildete Leim, steht einer Förderung
mittels Schneckenförderer entgegen. Die Bildung der Leimphase ist temperaturabhängig. Tritt die Leimphase auf,
so wird der Klärschlamm, der zunächst eine erdähnliche, gleichsam krümelige Konsistenz aufweist, in einen pasteusen,
hochviskosen Zustand überführt. Die Störungen sind besonders ausgeprägt, wenn nicht Klärschlamm, wie er als Überschußschlamm
aus einer mehrstufigen Abwasserreinigungsanlage anfällt, aufgegeben wird, sondern ausgefaulter Klärschlamm,
der bei einer Faulbehandlung des Klärschlammes in einem Faulturm entsteht. Um im Rahmen der bekannten Maßnahmen den
Schlammtransport bei der Trocknungsbehandlung sicherzustellen, wird die Struktur des Rohschlammes bzw. des Roh-Faulschlammes
durch Beimischung verändert, die den Trockensubstanzgehalt erhöhen. Dabei kann es sich um die Beimischung
von Fremdstoffen handeln. Es ist aber auch bekannt und üblich, den getrockneten Schlamm selbst zurückzuführen.
Dadurch wird das Volumen des in der Leimphase entstehenden Leimes so weit reduziert, daß die Förderungsfähigkeit mit
einem Schneckenförderer erhalten bleibt. Die Beimischung der Fremdstoffe und/oder des getrockneten Schlammes selbst muß
sehr homogen erfolgen und ist betriebsmäßig entsprechend aufwendig, zumal eine betriebsmäßige Anpassung an die Provenienz
des Ausgangsschlammes erforderlich ist. Um die beschriebenen Probleme zu minimieren, ist es bekannt, für
die Trocknung des Klärschlammes nicht Schneckenförderer,
sondern andere Apparate, nämlich Trommeltrockner und Scheibentrockner einzusetzen.Provenance and composition of raw sludge, disturbances
occur because the sludge conveying system fails during the treatment to be carried out in the plant. This is due to the formation of a so-called glue phase. The glue phase, i.e. the glue that has formed, prevents conveying by means of a screw conveyor. The formation of the glue phase is temperature-dependent. When the glue phase occurs, the sewage sludge, which initially has an earth-like, crumbly consistency, is converted into a pasty, highly viscous state. The problems are particularly pronounced when it is not sewage sludge, such as that which arises as surplus sludge from a multi-stage wastewater treatment plant, that is fed in, but digested sewage sludge, which is created during digestion of the sewage sludge in a digestion tower. In order to ensure sludge transport during drying treatment as part of the known measures, the structure of the raw sludge or raw digested sludge is changed by adding substances that increase the dry matter content. This can involve the addition of foreign substances. However, it is also known and common to return the dried sludge itself. This reduces the volume of the glue produced in the glue phase to such an extent that it can still be conveyed using a screw conveyor. The admixture of the foreign substances and/or the dried sludge itself must be very homogeneous and is correspondingly complex in terms of operation, especially since the operation must be adapted to the origin of the original sludge. In order to minimize the problems described, it is known to use other devices, namely drum dryers and disk dryers, rather than screw conveyors for drying the sewage sludge.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zum Trocknen von Faulschlamm anzusetzen, an der die Trocknung
so durchgeführt werden kann, daß eine störende Bildung einer Leimphase nicht mehr auftritt.
5The invention is based on the object of providing a plant for drying digested sludge in which the drying can be carried out in such a way that a disturbing formation of a glue phase no longer occurs.
5
Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung die Anlage nach Schutzanspruch 1. Verfahrensmäßig wird in der
erfindungsgemäßen Anlage die Kombination der folgenden Merkmale verwirklicht:
10To solve this problem, the invention relates to the system according to claim 1. In terms of the method, the system according to the invention implements the combination of the following features:
10
a) die Strahlungstrocknung in dem Schneckenförderer wird in zumindest zwei Zonen durchgeführt, a) the radiation drying in the screw conveyor is carried out in at least two zones,
b) in der ersten Zone werden längs des Förderb) in the first zone, along the conveyor
weges des Schneckenförderers eine Erhitzung sowie eine damit verbundene thermische Trocknung des Roh-Faulschlammes bis zum Beginn der Leimphase durchgeführt,heating and associated thermal drying of the raw digested sludge is carried out by means of the screw conveyor until the beginning of the gluing phase,
c) die Fördergeschwindigkeit, das Volumen des Roh-Faulschlammes und die Strahlungsintensität der Strahlungstrocknung werden in der Behandlungsstufe der zweiten Zone so eingerichtet, daß die entstehende Leimphase in der zweitenc) the conveying speed, the volume of the raw digested sludge and the radiation intensity of the radiation drying are set in the treatment stage of the second zone so that the resulting glue phase in the second
Zone in schneckenförderfähige Konglomerate zerfällt,Zone breaks up into screw-conveyable conglomerates,
wobei die Konglomerate aus der Förderrinne ausgetragen werden. - Leimphase bezeichnet auch im Rahmen der Erfindungwhereby the conglomerates are discharged from the conveyor trough. - Glue phase also refers to
gleichsam eine Phasenumbildung des in der ersten Zone vorgetrockneten Rohschlammes, der eine erdige bis krümelige
Konsistenz aufweist, in einen pasteusen, hochviskosen Zustand.
5a phase transformation of the raw sludge pre-dried in the first zone, which has an earthy to crumbly consistency, into a pasty, highly viscous state.
5
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Leimphase fördertechnisch nicht durchfahren werden muß, sondern fördertechnisch gleichsam übersprungen werden kann, wenn dafür gesorgt wird, daß der gebildete Leim, gleichsam im Augenblick des Entstehens, ausgetrocknet wird. Das wird dadurch erreicht, daß beim Betrieb der erfindungsgemäßen Anlage die wesentlichen Betriebsparameter, nämlich die Fördergeschwindigkeit, das Volumen des Roh-Faulschlammes und die Strahlungsintensität der Strahlungstrocknung so eingerichtet werden, daß die entstehende Leimphase in der zweiten Zone in schneckenförderfähige Konglomerate zerfällt. Dazu wird die zweite Behandlungszone eingeleitet, wenn die Temperatur des Faulschlammes auf seinem Weg durch die Trocknungskammer auf über 1000C ansteigt oder gerade angestiegen ist. Es ist eine Frage der Einstellung der Betriebsparameter, um optimierend zu erreichen, daß in der zweiten Zone die entstehende Leimphase in statu nascendi der konglomeratbildenden Strahlungstrocknung ausgesetzt wird und ihren hochviskosen förderungshemmenden Charakter sehr plötzlich verliert. Das kann schon zu Beginn der zweiten Zone geschehen. Ohne weiteres läßt sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eine sehr hohe Fördergeschwindigkeit und im Ergebnis eine hohe Durchsatzleistung verwirklichen.The invention is based on the knowledge that the glue phase does not have to be passed through in terms of conveying technology, but can be skipped as it were if it is ensured that the glue formed is dried out as soon as it is formed. This is achieved by setting the essential operating parameters during operation of the system according to the invention, namely the conveying speed, the volume of the raw digested sludge and the radiation intensity of the radiation drying, so that the resulting glue phase breaks down into conglomerates that can be conveyed by screw conveyors in the second zone. For this purpose, the second treatment zone is initiated when the temperature of the digested sludge rises to over 100 ° C on its way through the drying chamber or has just risen. It is a question of setting the operating parameters in order to achieve an optimum result in the glue phase that is formed in the second zone being exposed to the conglomerate-forming radiation drying in statu nascendi and very suddenly losing its highly viscous conveying-inhibiting character. This can be done at the beginning of the second zone. A very high conveying speed and, as a result, a high throughput can easily be achieved within the scope of the method according to the invention.
Zweckmäßigerweise werden in der zweiten Zone die sich bildenden Konglomerate und die gebildeten Konglomerate einer Durchmischung unterworfen. Selbstverständlich muß sichergestellt werden, daß die entstehende Leimphase von der Strahlungstrocknung ausreichend vollständig erfaßt wird, so daß "die Förderung nicht verklebt". Dazu ist es eine einfache und funktionssichere Maßnahme, mit einem Schneckenförderer zu arbeiten, der eine offene, schraubenwendelförmige Förderschnecke aufweist. Darunter wird eine Förderschnecke verstanden, deren Förderwerkzeug wie eine Schraubenwendel, aber nicht wie eine Schraubenfläche ausgeführt ist, und die eine durchgehende Welle nicht aufweist, bei der also die Schraubenwendel selbst das Drehmoment überträgt. Im Ergebnis kann ohne Fremdstoffbeimischung gearbeitet werden und insbesondere auch ohne Trockengutrückführung.In the second zone, the conglomerates that are forming and the conglomerates that have formed are expediently mixed. Of course, it must be ensured that the resulting glue phase is sufficiently completely absorbed by the radiation drying so that "the conveying does not stick". To this end, a simple and reliable measure is to work with a screw conveyor that has an open, helical conveyor screw. This is understood to mean a conveyor screw whose conveying tool is designed like a helical screw, but not like a screw surface, and which does not have a continuous shaft, in which the helical screw itself transmits the torque. As a result, work can be carried out without the addition of foreign matter and, in particular, without the dry material being returned.
Die offene Förderrinne weist nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung eine offene schraubenwendelförmige Förderschnecke auf. Der nachgeschaltete Förderer ist als Schneckenförderer mit geschlossenem Förderschneckenzylinder und geschlossener Förderschnecke ausgebildet. Die offene Förderrinne und/oder der Schneckenzylinder sind zweckmäßigerweise zusätzlich, beispielsweise mit Abwärme aus dem beschriebenen Verfahren, beheizt. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungstrocknungsvorrichtung in der ersten Trocknungszone einerseits, die in der zweiten Trocknungszone andererseits mit unterschiedlicher Strahlungsintensität betreibbar und entsprechend steuerbar und regelbar sind. Im Rahmen der Er-According to a preferred embodiment of the invention, the open conveyor trough has an open helical conveyor screw. The downstream conveyor is designed as a screw conveyor with a closed conveyor screw cylinder and a closed conveyor screw. The open conveyor trough and/or the screw cylinder are expediently additionally heated, for example with waste heat from the described process. A preferred embodiment of the invention is characterized in that the radiation drying device in the first drying zone on the one hand and in the second drying zone on the other hand can be operated with different radiation intensities and can be controlled and regulated accordingly.
findung liegt es, eine Mehrzahl von offenen Förderrinnen sowie eine entsprechende Mehrzahl von nachgeschalteten Förderern parallel anzuordnen und zu betreiben.The aim of the invention is to arrange and operate a plurality of open conveyor troughs and a corresponding plurality of downstream conveyors in parallel.
Eine Anlage des vorstehend beschriebenen Aufbaus kann ohne meß- und steuerungstechnische Schwierigkeiten so betrieben werden, daß das erfindungsgemäße Verfahren störungsfrei abläuft. Dabei wird mit den Hilfsmitteln der modernen Antriebs- sowie Meß- und Regelungstechnik bzw. Steuerungstechnik gearbeitet.A system of the design described above can be operated without any difficulties in terms of measurement and control technology so that the method according to the invention runs smoothly. The tools of modern drive, measurement and control technology are used.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher
erläutert. Es zeigen
15In the following, the invention is explained in more detail using a drawing which merely represents an embodiment.
15
Fig. 1 das Schema einer erfindungsgemäßen Anlage,Fig. 1 shows the scheme of a system according to the invention,
Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch die offene Förderrinne mit darin angeordneter Förderschnecke undFig. 2 shows a section through the open conveyor trough with the conveyor screw arranged therein, on an enlarged scale compared to Fig. 1, and
Fig. 3 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 2.Fig. 3 is a section in direction A-A through the article according to Fig. 2.
Die in den Figuren dargestellte Anlage ist zum Trocknen von Faulschlamm bestimmt und eingerichtet. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören eine offene Förderrinne 1 und eine darin angeordnete Förderschnecke 2, eine Strahlungstrocknungseinrichtung 3 mit zumindest einem Heizstrahler und ein nachge-The system shown in the figures is designed and equipped for drying digested sludge. The basic structure includes an open conveyor trough 1 and a conveyor screw 2 arranged therein, a radiation drying device 3 with at least one radiant heater and a downstream
schalteter Förderer 4. Die Förderrinne 1 weist eine erste Trocknungszone 5 und eine zweite Trocknungszone 6 auf, die über einen Bereich 7 beginnender Leimphasenbildung ineinanderübergehen. Die Fördergeschwindigkeit in der Förderrinne 1 sowie die Strahlungstrocknungseinrichtung 3 bezüglich der Strahlungsintensität sind so eingerichtet, daß die sich bildende Leimphase in Konglomerate zerfällt, die schneckenförderbar sind. Der nur angedeutete, nachgeschaltete Förderer 4 ist für die Nachtrocknung der Konglomerate eingerichtet.switched conveyor 4. The conveyor trough 1 has a first drying zone 5 and a second drying zone 6, which merge into one another over an area 7 where the glue phase begins to form. The conveying speed in the conveyor trough 1 and the radiation drying device 3 with regard to the radiation intensity are set up in such a way that the glue phase that forms breaks down into conglomerates that can be conveyed by a screw. The downstream conveyor 4, which is only indicated, is set up for the subsequent drying of the conglomerates.
Man erkennt aus einer vergleichenden Betrachtung der Figuren 2 und 3, daß die offene Förderrinne 1 eine offene schraubenwendelförmige Förderschnecke 2 aufweist. Der nachgeschaltete Förderer 4 könnte als Schneckenförderer mit geschlossenem Förderschneckenzylinder und geschlossener Förderschnecke ausgebildet sein. Die offene Förderschnecke und/oder der Schneckenzylinder des nachgeschalteten Förderers 4 sind zweckmäßigerweise zusätzlich durch ein fluides Medium beheizt.It can be seen from a comparative examination of Figures 2 and 3 that the open conveyor trough 1 has an open helical conveyor screw 2. The downstream conveyor 4 could be designed as a screw conveyor with a closed conveyor screw cylinder and closed conveyor screw. The open conveyor screw and/or the screw cylinder of the downstream conveyor 4 are expediently additionally heated by a fluid medium.
Die Strahlungstrocknungseinrichtung 3 in der ersten Trocknungszone 5 einerseits, die in der zweiten Trocknungszone 6 andererseits, sind mit unterschiedlicher Strahlungsintensität betreibbar und entsprechend steuerbar oder regelbar. Man könnte eine Mehrzahl von offenen Förderrinnen 1 sowie eine entsprechende Mehrzahl von nachgeschalteten Förderern 4 parallel anordnen und betreiben. Im Ergebnis wird die Strahlungstrocknung in der offenen Förderrinne 1 in zwei Zonen 5, 6 durchgeführt. In der ersten Zone 5 werden eine ErhitzungThe radiation drying device 3 in the first drying zone 5 on the one hand, and in the second drying zone 6 on the other hand, can be operated with different radiation intensities and can be controlled or regulated accordingly. A plurality of open conveyor troughs 1 and a corresponding plurality of downstream conveyors 4 could be arranged and operated in parallel. As a result, the radiation drying in the open conveyor trough 1 is carried out in two zones 5, 6. In the first zone 5, heating
sowie eine damit verbundene thermische Trocknung des Roh-Faulschlammes bis zum Beginn der Bildung der Leimphasen durchgeführt, was im Bereich 7 geschieht. Die Fördergeschwindigkeit, das Volumen des Roh-Faulschlammes und die Strahlungsintensität der Strahlungstrocknung sind so eingerichtet, daß die entstehende Leimphase in der zweiten Zone 6 in schneckenförderfähige Konglomerate zerfällt. Die Konglomerate werden aus der offenen Förderrinne 1 ausgetragen. Sie können danach ohne weiteres z. B. in zumindest einen geschlossenen Schneckenförderer mit Schneckenförderzylinder als nachgeschalteten Förderer 4 eingeführt und in diesem einer zusätzlichen Kontakttrocknung unterworfen werden, wozu dieser Förderer 4 mit einem fluiden Wärmeträger beheizt wird und wobei auch dieser eine Einrichtung für den Brüdenabzug aufweist.and an associated thermal drying of the raw digested sludge until the glue phases begin to form, which takes place in area 7. The conveying speed, the volume of the raw digested sludge and the radiation intensity of the radiation drying are set up in such a way that the resulting glue phase in the second zone 6 breaks down into conglomerates that can be conveyed by screw conveyors. The conglomerates are discharged from the open conveyor trough 1. They can then be easily introduced, for example, into at least one closed screw conveyor with screw conveyor cylinder as a downstream conveyor 4 and subjected to additional contact drying in this, for which purpose this conveyor 4 is heated with a fluid heat transfer medium and also has a device for vapor extraction.
Arbeitet man wie vorstehend erläutert in der beschriebenen Anlage und bilden sich in der ersten Trocknungszone 5 und/oder in der zweiten Trocknungszone anstelle der Konglomerate ballförmige Körper aus einer erhärteten Schale und einem noch leimphasigen Kern, so kann dieser nicht optimale Betriebszustand durch Änderung der Fördergeschwindigkeit in der Förderrinne, Änderung der Strahlungsintensität und/oder Änderung des Aufgabemengenstromes für den Roh-Faulschalmm 5 überwunden werden.If one works as described above in the described system and in the first drying zone 5 and/or in the second drying zone, instead of the conglomerates, ball-shaped bodies consisting of a hardened shell and a core that is still in the glue phase are formed, this non-optimal operating condition can be overcome by changing the conveying speed in the conveyor trough, changing the radiation intensity and/or changing the feed flow rate for the raw digested sludge 5.
Claims (6)
eine Trocknungskammer,1. Plant for drying digested sludge, which plant
a drying chamber,
10at least one radiant heater in the upper part of the drying chamber for radiation drying and
10
eine zweite Trocknungszone (6) aufweist, die über einen Bereich (7) beginnender Bildung der Leimphase ineinanderübergehen, wobei die Fördergeschwindigkeit in der Förderrinne (1) sowie die Strahlungstrocknungseinrichtung (3) bezüglich der Strahlungsintensität so eingerichtet sind, daß die sich bildende Leimphase in Konglomerate zerfällt, die schneckenförderbar sind, und daß der nachgeschaltete Förderer (4) für die Nachtrocknung der Konglomerate einge-wherein the conveyor trough (1) has a first drying zone (5) and
a second drying zone (6) which merge into one another over a region (7) where the glue phase begins to form, the conveying speed in the conveyor trough (1) and the radiation drying device (3) being set up with regard to the radiation intensity in such a way that the glue phase which is formed breaks down into conglomerates which can be conveyed by a screw, and that the downstream conveyor (4) is used for the subsequent drying of the conglomerates.
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| EP0542578A1 (en) * | 1991-11-14 | 1993-05-19 | Radiant Plate Drying Systems Inc. | Modular radiant plate dryer apparatus |
| WO1995002160A1 (en) * | 1993-07-09 | 1995-01-19 | R & D Dryers Inc. | An apparatus for removing moisture from a wet material using a radiant heat source |
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1992
- 1992-05-12 DE DE9206872U patent/DE9206872U1/en not_active Expired - Lifetime
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