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Verfahren zum Trocknen von Abwasserschlamm Frischer und ausgefaulter
häuslicher Abwasserschlamm enthält nachgewiesenermaßen neben großen Mengen an wertvollen
Stoffen für die Pflanzenernährung und Erhaltung der Fruchtbarkeit des Mutterbodens
auch noch solche Bestandteile, die der menschlichen Gesundheit schädlich sind, wie
z. B. pathogene Keime und Spulwurmeier. Die landwirtschaftliche Verwertung von Abwasserschlamm
kann nach Ansicht maßgebender Fachleute aber erst dann zu einem vollen Erfolg führen,
wenn der Abwasserschlamm in getrockneter, von allem überschüssigen Wasserbefreiter
und hygienisch einwandfreier Form dem Verbraucher zur Verfügung gestellt wird.
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Die bisher übliche Entwässerung des Schlammes auf Trockenbeeten erfüllt
diese Bedingungen in keiner Weise. Außerdem erfordert die Durchführung dieses Verfahrens
große Flächen und den Einsatz umfangreicher, kostspieliger Handarbeit. In den USA.
sind daher Schlammentwässerungs-und-trocknungsverfahren entwickelt worden, die den
obigen Forderungen besser gerecht werden. Der stark wasserhaltige Abwasserschlamm
wird zunächst mit Hilfe geeigneter Verfahren, wie z. B. der Schlammwaschung, und
unter Zusatz von Fällungsmitteln, wie Kalk, Eisensulfat, Aluminiumsulfat oder Eisenchlorid,
koaguliert und im Anschluß daran auf Saugzellenfiltern zu einem stichfesten Filterkuchen
entwässert. Dieser wird dann anschließend unter Zusatz von bereits getrocknetem
Material im Heißluftstrom bis auf einen Restwassergehalt von etwa 5 bis Io % getrocknet.
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Dieses hygienisch einwandfrei arbeitende und weitgehend mechanisierte
Trocknungsverfahren erfordert jedoch hohe Investitions- und Betriebskosten, die
nur zum Teil durch den Verkauf des Endproduktes gedeckt werden.
Das
Heißgärverfahren von frischem Abwasserschlamm, das unter dem Namen Elka-Verfahren
bekannt ist, will die Trocknung des frischen Abwasserschlammes auf rein biologischem
Wege erreichen. In diesem Falle wird-der eingedickte Frischschlamm durch Verteilung
auf weiträumigen Trockenbeeten bis zur Stichfestigkeit entwässert und dann zu Gärhaufen
aufgeschichtet. In diesen wird durch die Tätigkeit von Mikroorganismen unter gleichzeitiger
Erwärmung auf 6o bis 8o° C auf rein biologischem Wege eine Humifizierung der organischen
Stoffe, eine Trocknung und eine Sterilisierung der Feststoffe durchgeführt. Bei
genügend länger Rottezeit kann das Material bis auf einen Restwassergehalt von Io
bis 15 % getrocknet werden. Dieses Verfahren, das ebenfalls zur Erlangung eines
hygienisch einwandfreien Endproduktes führt, hat wohl den Vorteil niedriger Investitionskosten.
Zur Durchführung des Verfahrens werden jedoch sehr große Geländeflächen und der
Einsatz umfangreicher Handarbeit benötigt. Außerdem besteht die große Gefahr von
Geruchsbelästigungen. Es darf weiterhin nicht unerwähnt bleiben, daß der aerobe
Rotteprozeß sehr große Verluste an organischer Masse und Pflanzennährstoffen verursacht.
Zur Beschleunigung der Trocknung ist es dabei bekannt, den Frischschlamm mit dem
sehr trocken vergorenen Schlamm zu mischen.
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Die nachstehend beschriebene chemisch-biologische Schlammtrocknung
will nun unter Verwendung der Vorteile der bekannten Verfahren deren Nachteile soweit
wie möglich ausschalten. Beim Trocknen von Abwasserschlamm, der in eingedicktem
Zustand oder nach mechanischer Entwässerung mit Trockenschlamm gemischt wird, wird
gemäß der Erfindung derart verfahren, daß das gewonnene Gemisch mit Hilfe von Pressen,
z. B. Strangpressen, zu Formlingen beliebiger Form verdichtet wird, die Formlinge
anschließend durch Lagerung an der Luft in kürzester Zeit bis zur Mahlfähigkeit
getrocknet, dann in Mühlen gemahlen werden und das anfallende Über- bzw. Unterkorn
der gemahlenen Formlinge dem Frischschlamm in an sich bekannter Weise als Trockenschlamm
zugegeben wird, während das Korn mittlerer Größe als Bodenverbesserungsmittel abgegeben
wird. Im einzelnen wird dabei wie folgt vorgegangen: Der Schlamm wird zunächst durch
Einschaltung der bekannten Schlammwaschung in Eindickern bekannter Bauart oder mit
Hilfe von Zyklonen soweit wie irgend möglich eingedickt. Selbstverständlich kann
diese Eindickung auch durch eine Zentrifugierung des Abwasserschlammes oder durch
seine Entwässerung auf Saugzellenfiltern bis zur Stichfestigkeit durchgeführt werden.
Die Laboratoriumsversuche haben jedoch erwiesen, daß die maschinelle Schlammentwässerung
mit Hilfe der beiden obengenannten Apparate nicht unbedingt erforderlich ist. Während
das bei der Eindickung oder Entwässerung abgeschiedene Schlammwässer des Abwasserschlammes
abgestoßen wird, gelangt der eingedickte Schlamm oder der Schlammfilterkuchen in
die eigentliche Trocknungsanlage. Hier wird er in Maschirren bekannter und bewährter
Bauart, wie Doppelschneckenmischer, Tonschneider, Knetmaschinen oder Walzenmischer,
mit so viel bereits vorgetrocknetem und stets im Kreislauf zu führendem Material
gemengt, daß das erhaltene Gemisch zu Formlingen ganz beliebiger Form mit möglichst
großer Oberfläche geformt werden kann. Die gut verdichteten Formlinge geben infolge
der darin geweckten kapillar-chemischen Vorgänge bei 2- bis 4tägiger Lagerung in
überdeckten Räumen mit gutem Durchzug das noch enthaltene Schlammwasser bis auf
einen Restwassergehalt von 3 bis 7 °/o ab. In diesem Zustand sind die Formlinge
so fest geworden, daß sie leicht mit Hilfe von Hartzerkleinerungsgeräten, wie Hammermühlen,
Tellermühlen oder Walzenbrechern, zerkleinert werden können. Das auf diese Weise
gewonnene Trockenpulver wird gesielt. Während das Über- und Unterkorn im Kreislauf
geführt wird, kann das Korn geeigneter Korngröße als Trockenschlamm abgegeben werden.
Es enthält alle wertvollen Bestandteile- des ursprünglichen Abwasserschlammes, da
beim Trocknungsverfahren alle Verluste von organischen Feststoffen und Pflanzennährstoffen
vermieden werden und lediglich da: Schlammwasser ohne die darin gelösten Pflanzennährstoffe
verdunstet. Der Trockenschlamm hat eine große Lagerfähigkeit und kann daher auch,
in Säcke gefüllt, transportiert werden. Er ist wie Blut- oder Knochenmehl ein hochwertiges
organisches Bodenverbesserungsmittel.
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Bei dem mechanischen und kapillar-chemischen Trocknungsverfahren werden
jedoch die im Abwasserschlamm enthaltenen, der menschlichen Gesundheit schadenden
Stoffe nur insoweit beseitigt, als sie ihre Lebensfähigkeit durch einen Trocknungsvorgang
einbüßen. Zweckmäßig wird daher das getrocknete Material einer Nachkompostierung
unterworfen, um diese schädlichen Stoffe durch eine biologische Erhitzung abzutöten.
Dieses kann nun z. B. in einer Müllkompostierungsanlage zusammen mit der Verrottung
des Hausmülles erfolgen. In diesem Falle wird der stickstoffarme Hausmüll vor der
Kompostierung mit so viel Trockenschlamm vermischt, daß das für die Verrottung vorgesehene
Gemisch ein günstiges Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis aufweist. Auf diese Weise
kann die Durchführung der Verrottung beschleunigt und der Verlust an Pflanzennährstoffen
auf ein Geringstmaß zurückgeführt werden. Das für die Kompostierung vorgesehene
Material wird wie bei jeder aeroben Verrottung nach der Aufsetzung in Komposthaufen
oder bei der Aufschichtung in ventilierten Komposttürmen durch die Tätigkeit der
Mikroorganismen auf 6o bis 70° C erwärmt, wodurch die Sterilisierung und Zuendeführung
des Trockenprozesses erreicht wird. Gleichzeitig findet eine Humifizierung der organischen
Stoffe statt.
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Steht keine Müllkompostierungsanlage zur Weiterbehandlung des Trockenschlammes
zur Verfügung, so wird zweckmäßig der mechanische utid kapillar-chemische Trocknungsprozeß
für die zii kompostierende Menge an der Stelle unterbrochen, an der diese noch den
für die Durchführung der
aeroben Verrottung günstigsten Feuchtigkeitsgehalt
aufweist. Die abgezweigte Menge wird dann in Kompostmieten oder ventilierten Komposttürmen
bekannter Bauart der aeroben Verrottung unterworfen. Die sich dann entwickelnde
Kleinlebewelt führt auf rein biologischem Wege die Humifizierung der organischen
Stoffe sowie die Sterilisierung und die Zuendeführung der gesamten Masse herbei.
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Es ist selbstverständlich auch möglich, nur einen Teil des eingedickten
oder entwässerten Abwasserschlammes der mechanischen kapillar-chemischen Trocknung
zu unterwerfen und den Rest desselben mit so viel Trockenschlamm zu vermischen,
daß das Gemisch der aeroben Verrottung unterworfen werden kann.
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Die mechanische kapillar-chemische Schlammtrocknung und die nachfolgende
aerobe Verrottung des vorgetrockneten Materials, die kurz als chemisch - biologische
Schlammtrocknung bezeichnet wird, wird entweder nur mit den Schlammfeststoffen selbst
oder aber auch mit anderen Feststoffen geeigneter Zusammensetzung durchgeführt werden
können. Sie erreicht also unter Ausschaltung der Anwendung teuerer Flockungsmittel
und unter Einsatz billiger, robuster und zuverlässig arbeitender Apparate bekannter
Bauart eine weitgehende Mechanisierung des ganzen Arbeitsverfahrens, zu dessen Durchführung
nur kleine Flächen benötigt werden. Außerdem besteht keine Gefahr der Geruchsbelästigung.
Weiterhin werden die Kompostierungsverluste an Pflanzennährstoffen und organischen
Stoffen auf ein Mindestmaß beschränkt.