DE953613C

DE953613C - Process for processing sewage sludge into hygienically harmless humus fertilizer

Info

Publication number: DE953613C
Application number: DESCH15033A
Authority: DE
Inventors: Dr Hermann Jung; Dr-Ing Walter Schroeder
Original assignee: WALTER SCHROEDER DR ING
Current assignee: WALTER SCHROEDER DR ING
Priority date: 1954-04-08
Filing date: 1954-04-08
Publication date: 1956-12-06

Description

Verfahren zur Aufbereitung von Abwasserschlamm zu hygienisch unbedenklichem Humusdünger Die Erkenntnis, daß der in den Kläranlagen der Städte und gewisser Industrien anfallende Schlamm infolge seines hohen Gehaltes an organischer Substanz in Verbindung mit gewissen Mengen an Stickstoff, Kali und Phosphorsäure einen wertvollen Dünger darstellt, ist schon alt. Es gibt daher auch eine ganze Reihe bekannter Verfahren, -den Abwasserschlamm für seine Verwendung als Dünger aufzubereiten, wobei Maßnahmen zur Trocknung des Materials -die Hauptrolle spielen.Process for processing sewage sludge into hygienically harmless one Humus fertilizer The knowledge that in the sewage treatment plants of cities and certain industries accumulating sludge due to its high content of organic matter in connection a valuable fertilizer with certain amounts of nitrogen, potash and phosphoric acid represents is already old. There are therefore a number of known processes -to prepare the sewage sludge for its use as fertilizer, taking action to dry the material -play the main role.

Ein Teil der bekannten Verfahren arbeitet bei der Trocknung des Schlammes unter Bedingungen und mit Temperaturen,. die eine Abtötung der Bakterien und anderer Organismen des Schlammes. ausschließen. Diese Verfahren 'verkennen die Bedeutung, die bei der Aufbereitung von Abwasserschlamm zu einem einwandfreien Dünger der Vernichtung der darin enthaltenen hygienisch bedenklichen Stoffe und der Unkrautsamen zukommt. Sie sind 'überdies dem Irrtum verfallen,, daß die in diesen Schlämmen ursprünglich vorhandene Bakterienwelt für die Verwendung des Schlammes als Dünger nutzbringend ist. In Wirklichkeit ist es aber so, daß es sich hierbei um nur anaerob gedeihende Organismen .handelt, die im durchlüfteten Kulturboden überhaupt keinen Bestand haben. In der Bodenkrume arbeiten ganz andere, sauerstoffliebende Bakterien, und der Wert eines guten Humusdüngers beruht vor allem darauf, die chemischen, physikalischen und biologischen Voraussetzungen für eine optimale Entwicklung dieser Bakterien zu schaffen.Some of the known methods work with the drying of the sludge under conditions and with temperatures. one killing bacteria and others Organisms of the sludge. exclude. These procedures' fail to understand the meaning those in the treatment of sewage sludge to a perfect fertilizer of destruction the hygienically questionable substances contained therein and the weed seeds. Moreover, they have fallen into the error, that those in these muds originally existing bacterial world beneficial for the use of the sludge as fertilizer is. In reality, however, it is only anaerobically thriving Organisms that do not exist at all in the aerated culture soil. In the Soil crumbs work completely different, oxygen-loving bacteria, and the value of a good humus fertilizer is mainly based on its chemical, physical properties and biological prerequisites for optimal development of these bacteria to accomplish.

Andererseits gibt es auch verschiedene Verfahren, die bei der Trocknung des Schlammes so höhe Temperaturen anwenden, daß die darin enthaltenen Bakterien und Unkrautsamen vernichtet werden. Diese Verfahren sind jedoch durchweg auf eine sehr weitgehende bzw. praktisch vollständige Trocknung des Schlammes abgestellt.On the other hand, there are also different processes involved in drying of the sludge apply so high temperatures that the bacteria contained in it and weed seeds are destroyed. However, these procedures are all aimed at one stopped very extensive or practically complete drying of the sludge.

Demgegenüber sieht das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem ebenfalls Temperaturen benutzt werden, bei denen die im Schlamm enthaltenen tierischen und pflanzlichen Organismen und deren Dauerformen mit Sicherheit abgetötet werden, eine Trocknung nur bis zu einem gewissen Restwassergehalt vor, bei dem der Schlamm sein Wasserbindevermögen beibehält und den beim nachträglichen Lagern oder bei seiner Verwendung als Dünger selbsttätig einsetzenden Oxydations- und- Fermentationsvorgängen und der raschen Neubelebung durch Bakterien und Kleinorganismen zugänglich bleibt.In contrast, the method according to the invention sees in which also Temperatures are used at which the animal and contained in the sludge plant organisms and their permanent forms are killed with certainty, one Drying only up to a certain residual water content, at which the sludge will be Retains water-binding capacity and the subsequent storage or his Use as fertilizer, which automatically starts oxidation and fermentation processes and remains accessible to rapid revitalization by bacteria and small organisms.

Diese Arbeitsweise ist auf Grund folgender Erfahrungen und Beobachtungen entwickelt worden. Abwasserschlämme, die praktisch vollständig oder bis zu einem Restwassergehalt von etwa io°/o entwässert werden, sind »tot« getrocknet, d. h. sie haben ihr Wasserbindevermögen verloren und werden .auch im feuchten Boden nur sehr langsam wieder wasseraufnahmefähig. Infolgedessen ist so weitgehend entwässerter Schlamm nur ganz allmählich imstande, die von einem Humusdünger im Boden zu erwartenden biologischen Funktionen zu erfüllen.This working method is based on the following experiences and observations has been developed. Sewage sludge that is practically complete or up to one Residual water content of about 10% are dewatered are "dead" dried, i. H. they have lost their ability to bind water and will only become. even in moist soil very slowly able to absorb water again. As a result, it is so largely drained Mud is only gradually capable of that which can be expected from a humus fertilizer in the ground to fulfill biological functions.

Bleibt man bei der Trocknung mit dem Wassergehalt des Trockengutes über ioo/o, so kommt man zunächst in einen Bereich, bei dem die Lagerfähigkeit des Materials in Frage gestellt .wird. Ein Schlamm mit einem Wassergehalt zwischen etwa io und 2o0/9 erwärmt sich beim Lagern durch Oxydations- und andere Vorgänge so stark, daß er dabei in Brand geraten kann. Dieser Trocknungsbereich muß daher nach Möglichkeit vermieden werden.If you stay with the drying with the water content of the dry goods over ioo / o, you first come to an area in which the shelf life of the Materials. Is questioned. A mud with a water content between approx io and 2o0 / 9 heats up so much during storage due to oxidation and other processes, that he could catch fire doing it. This drying area must therefore if possible be avoided.

Erst bei einem Restwassergehalt von etwa :2o0/9 und darüber, auf den das vorliegende Verfahren abgestellt ist, ist diese Gefahr ausgeschaltet. Ein derartig getrockneter Schlamm erfährt zwar beim Lagern- auch noch eine erhebliche Erwärmung, der höhere Wassergehalt unterbindet jedoch die Selbstentzündung. Außerdem bleibt bei diesem Wassergehalt die Wasserbindefähigkeit des Schlammes völlig erhalten.Only with a residual water content of about: 2o0 / 9 and above, to the the present proceedings are terminated, this danger is eliminated. One of those dried sludge does experience considerable warming during storage, however, the higher water content prevents self-ignition. In addition, remains With this water content, the water-binding capacity of the sludge is completely retained.

Abwasserschlamm, der auf die erfindungsgemäße Weise getrocknet wird, bringt somit bei seiner Verwendung als Humusdünger eine ganze Reihe von Vorteilen. Der dem Schlamm noch anhaftende Wassergehalt und die damit gesicherte Erhaltung seiner Wasserbindefähigkeit schützt den mit dem Schlamm gedüngten Boden einerseits vor Austrocknung und macht ihn andererseits bei Hinzutreten von Feuchtigkeit entsprechend wasseraufnahmefähig. Durch die beim Lagern eines solchen Schlammes eintretende chemische und biologische Wärme tritt noch eine rasche und nachhaltige Weitertrocknung ein, so daß die künstliche Entwässerung nicht so weit getrieben zu werden braucht. Dies ist besonders deshalb von Bedeutung, weil der Absatz des aus Schlamm gewonnenen Humusdüngers nur saisonweise möglich ist und der Schlamm daher bis zu seinem Verkauf an der Erzeugungsstelle längere Zeit auf Halde liegt. Eingehende Beobachtungen haben gezeigt, daß es möglich ist, bei einem erfindungsgemäß auf etwa 35 °/o Wassergehalt getrockneten Schlämm auf der Halde schon in relativ kurzer Zeit unter Erwärmung auf etwa 5o bis 70° eine Nachtrocknung bis auf einen Restwassergehalt von 25 % zu erreichen. Man spart also durch diese natürliche Nachtrocknung ganz erheblich an Wärmeaufwand bei der künstlichen Trocknung. Die gleichzeitig auf der Halde eintretende Neubelebung des Schlammes mit Bakterien und Kleinorganismen, auf die zum größten Teil die Selbsterwärmung zurückzuführen ist, kommt außerdem dem mit dem Schlamm gedüngten Boden zugute, da es sich um ähnliche oder dieselben Organismen handelt, die auch im Kulturboden wirksam sind. Man erhält also auf diese Weise ganz im Gegensatz zu allen bekannten Verfahren aus dem erfindungsgemäß aufbereiteten Abwasserschlamm einen auch bereits biologisch aktiven: Humusdünger.Sewage sludge which is dried in the manner according to the invention, thus brings a whole range of advantages when used as humus fertilizer. The water content still adhering to the sludge and the thus assured preservation Its water-binding capacity protects the soil fertilized with the sludge on the one hand from drying out and, on the other hand, makes it corresponding with the addition of moisture water absorbent. Due to the chemical involved in storing such a sludge and biological heat, rapid and sustainable further drying occurs, so that the artificial drainage need not be driven so far. this is particularly important because the sales of sludge Humus fertilizer is only possible seasonally and the sludge is therefore up to its sale has been dumped for a long time at the point of generation. Have in-depth observations shown that it is possible with a water content according to the invention to about 35% dried sludge on the heap in a relatively short time under heating after drying at about 50 to 70 ° to a residual water content of 25% reach. With this natural drying process, you save a lot of money Heat expended during artificial drying. The one entering the heap at the same time Revitalization of the sludge with bacteria and small organisms, to the greatest extent Part of the self-warming comes from that with the mud benefit from fertilized soil, as they are similar or the same organisms, which are also effective in the cultivated soil. So you get in this way quite the opposite to all known processes from the sewage sludge prepared according to the invention an already biologically active one: humus fertilizer.

Für die Anwendung des vorliegenden Verfahrens kommen Schlämme der verschiedensten Art in Frage, z. B. von Absetzbecken, von Tropfkörpern oder Belebtschlammanlagen, in denen häusliche oder auch bestimmte gewerbliche Abwässer oder beides gereinigt werden.For the application of the present method, sludges come from various kinds in question, z. B. of settling basins, trickling filters or activated sludge systems, in which domestic or certain commercial wastewater or both are cleaned will.

In den Fällen, wo der auf den Kläranlagen anfallende Schlamm vorher ausgefault wird, wird der Faulschlamm, gegebenenfalls unter Zusatz gewisser Flockungsmittel, z. B. von Eisensalzen, in einem Vakuumfilter oder in einer anderen hierfür brauchbaren Vorrichtung in an sich bekannter Weise vorentwässert und dann in zweiter Phase in einer mit erhöhten Temperaturen arbeitenden Trocknungsanlage, z. B. einer Trockentrommel, bei Temperaturen, die eine Abtötung aller Organismen sicherstellen, weitergetrocknet, und zwar erfindungsgemäß bis zu einem Restwassergehalt, der "zo °/o nicht unterschreiten darf, zweckmäßig aber wesentlich höher gehalten wird, weil durch die beim Lagern des so verarbeiteten Schlammes eintretende Erwärmung . eine starke Nachtrocknung erreicht werden kann.-Dabei kann die künstliche Trocknung auch noch im Interesse der besseren Anwendbarkeit des gewonnenen Schlammdüngers mit einer Zerkleinerung des Schlammes verbunden werden.In those cases where the sludge from the sewage treatment plants was previously digested, the digested sludge, if necessary with the addition of certain flocculants, z. B. of iron salts, in a vacuum filter or in another usable for this purpose Device pre-drained in a known manner and then in the second phase a drying system operating at elevated temperatures, e.g. B. a drying drum, continued drying at temperatures that ensure that all organisms are killed, namely according to the invention up to a residual water content which does not fall below "zo% may, but is appropriately kept much higher because of the storage warming of the sludge processed in this way. strong post-drying can be achieved.-Here the artificial drying can also still be of interest the better applicability of the obtained sludge fertilizer with a comminution of the mud.

Die Eigenart des erfindungsgemäßen Aufbereitungsverfahrens ermöglicht es, daß es unter Anwendung kleiner technischer Abänderungen auch auf Frischschlamm übertragen werden kann, wodurch das Ausfaulen des Schlammes auf den Kläranlagen, für das erhebliche zusätzliche Bau- und Betriebskosten aufgewendet und wesentliche Erschwernisse im Betrieb der Kläranlagen in Kauf genommen werden müssen, in Wegfall kommt. Grundsätzlich wird hierbei in derselben Weise gearbeitet, nur daß außerdem der Schlamm entweder vor, während oder unmittelbar nach der Trocknung einen Zusatz von so viel Kalk erhält, daß er einen p11-Wert von etwa 9 bis iö annimmt.The peculiarity of the processing method according to the invention makes it possible that it is also applied to fresh sludge with the application of small technical modifications can be transferred, whereby the rotting of the mud the sewage treatment plants, for which considerable additional construction and operating costs were expended and significant difficulties in the operation of the sewage treatment plants are accepted must, in omission. Basically, this is done in the same way, only that, moreover, the sludge either before, during or immediately after drying so much lime is added that it assumes a p11 value of about 9 to 10.

Der so behandelte Frischschlamm ist in hygienischer Hinsicht dem aufbereiteten Faulschlamm praktisch ebenbürtig: Durch die hohen Temperaturen, die in der zweiten Phase der Trocknung wirksam werden, werden sowohl die pathogenen Keime, die Wurmeier oder andere Parasiten, wie auch sämtliche Unkrautsamen abgetötet, so daß der gewonnene Dünger in jeder Beziehung unbedenklich ist. Der Kalkzusatz bindet - weitgehend den unangenehmen Geruch des Frischschlammes und macht ein nachträgliches Übergehen des Schlammes in saure Gärung unmöglich. Andererseits bleiben bei der Aufbereitung von Frischschlamm sämtliche Wertstoffe, also vor allem die organische Substanz, die beim Ausfaulen teilweise abgebaut wird, und der Eiweißstickstoff des frischen Schlammes fast ohne Verlust erhalten. Infolgedessen ist der Wert dieses Schlammes, insbesondere in bezug auf seine Rolle als Humus- und Stick stoffträger, gegenüber dem entsprechend aufgearbeiteten Faulschlamm wesentlich .erhöht. Ein technischer Vorteil der Verwertung von Frischschlamm ergibt sich aus dessen grobflockiger Struktur, die eine wesentlich bessere Vorentwässerung ermöglicht, als dies bei dem mit feinsten Stoffen durchsetzten Faulschlamm der Fall ist.The fresh sludge treated in this way is the same as that treated from a hygienic point of view Digested sludge practically equal: Due to the high temperatures in the second During the drying phase, both the pathogenic germs and the worm eggs become effective or other parasites, as well as all weed seeds are killed, so that the Fertilizer is harmless in every respect. The addition of lime binds - largely the unpleasant smell of the fresh sludge and makes a subsequent passing over of the Sludge in acid fermentation impossible. On the other hand, stay with the processing of Fresh sludge contains all of the valuable substances, i.e. above all the organic matter that is partially broken down when rotting, and the protein nitrogen of the fresh sludge received with almost no loss. As a result, the value of this mud is, in particular in terms of its role as humus and stick material carrier, compared to the corresponding processed digested sludge significantly increased. A technical advantage of recovery of fresh sludge results from its coarse flaky structure, which is an essential allows better pre-drainage than with the one interspersed with the finest materials Digested sludge is the case.

Eine dritte Möglichkeit der Anwendung der erfindungsgemäßen Schlammaufbereitung besteht schließlich darin, daß man auch ein Gemisch von Faul- und Frischschlamm in analoger Weise verarbeiten kann. Dabei überträgt sich die bessere Filtrier- bzw. Vortrocknungsfähigkeit des Frischschlammes je nach dem angewandten Mengenverhältnis beider Schlammarten auch auf das Schlammgemisch und erleichtert so den ersten Teil der Trocknung. Die starke Neutralisationskraft, die dem Faulschlamm infolge seines hohen Gehalts an Ammoniakverbindungen innewohnt, wirkt einer nachträglichen S äuerung des aufbereiteten Schlammgemisches entgegen, wobei im Bedarfsfalle auch noch durch Kalkzusatz nachgeholfen werden kann. Wertmäßig steht der so gewonnene Mischschlamm zwischen dem aufbereiteten Faul- und Frischschlamm.A third possibility of using the sludge treatment according to the invention Finally, there is also a mixture of digested and fresh sludge can process in an analogous manner. The better filtering resp. Predrying ability of the fresh sludge depending on the applied quantity ratio both types of sludge on the sludge mixture, making the first part easier of drying. The strong neutralizing power that digested sludge has as a result of its A subsequent acidification has an inherent high content of ammonia compounds the treated sludge mixture against, and if necessary also through Lime addition can be helped. In terms of value, the mixed sludge obtained in this way stands between the processed sludge and fresh sludge.

Die Verarbeitung einer Mischung von Faul- und Frischschlamm wird sich vor allem da empfehlen, wo ein Faulraum zwar bereits vorhanden ist, aber durch Vergrößerung - der Abwassermenge oder durch Ausbau der Kläranlage nicht mehr für die volle Aufnahme der dadurch angestiegenen Frischschlammengen ausreicht. Man kann sich dann die Errichtung weiterer Faulräume sparen, wenn ein Teil des Frischschlammes zusammen mit dem Faulschlamm aufbereitet wird.Processing a mixture of digested and fresh sludge will work Especially recommend where there is already a septic tank, but by enlarging it - the amount of wastewater or due to the expansion of the sewage treatment plant no longer for full absorption the resulting increased amounts of fresh sludge is sufficient. You can then get the establishment Save further septic tanks if part of the fresh sludge is combined with the digested sludge is processed.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for processing sewage sludge into hygienically harmless humus fertilizer, characterized in that the digested sludge accumulating in the sewage treatment plants, optionally with the addition of certain flocculants, is pre-drained in a known manner in a vacuum filter or in another device suitable for this purpose and then in a second Phase in a special drying plant, e.g. B. a drying drum, possibly in connection with an artificial crushing, at temperatures at which the animal and plant organisms contained in the sludge and their permanent forms are killed with certainty, up to a residual water content that must not fall below 2o a / 9 is dried, whereby the sludge retains its water-binding capacity and remains accessible to the oxidation and fermentation processes that start automatically during subsequent storage or when it is used as fertilizer and the rapid revitalization by bacteria and small organisms.

2. The method according to claim i, characterized in that instead of putrefied sludge, fresh sludge is used and this in the course of drying lime up to a pH value of about 9 to io is added.

3. The method according to claim i and 2, characterized in that a mixture of digested and fresh sludge is processed in an analogous manner. Considered publications: German Patent Specifications No. 851 070, 821 946, 6 77 519, 670 507, 570 540, 502 913, 497 983, 495 188, 377 823.