DEP0025691DA

DEP0025691DA - Process and system for the simultaneous recovery of municipal waste and sewage

Info

Publication number: DEP0025691DA
Authority: DE
Inventors: J. Arnulf Dipl.-Ing. Wilhelmer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1950-09-21

Description

Die neuzeitliche landwirtschaftliche Verwertung städtischer und gewerblicher Abwässer durch Verrieseln oder Verregnen beruht im wesentlichen auf dem Prinzip, den verschiedenen Kulturen nicht mehr Wasser und Nährstoffe zuzuführen, als sie ausnutzen können. Ausser dieser blossen Abwasserverwertung ist es auch bekannt, den in der Stadt anfallenden Müll aufzubereiten und diesen in das Landgebiet zu befördern, und zwar wird Müll in erster Linie wegen seiner bodenverbessernden Wirkung, hauptsächlich bedingt durch seinen Gehalt an Humusstoffen, Tonmineralien und Kalk, sowohl auf schweren als auch auf leichten Böden landwirtschaftlich zu verwerten, wenn die Kosten für Aufbereitung und Transport in tragbaren Grenzen bleiben. Zweckmässige Lösungen zur Aufbereitung sind bekannt oder noch in Entwicklung. Für den Mülltransport wurden bisher vorwiegend Lastkraftwagen und Eisenbahn, mitunter auch Lastkähne eingesetzt. In den meisten Fällen sind aber diese Transportmittel für Müll nicht wirtschaftlich einzusetzen.The modern agricultural utilization of urban and commercial wastewater by trickling or raining is essentially based on the principle of not supplying the various cultures with more water and nutrients than they can use. In addition to this mere wastewater utilization, it is also known to process the garbage that arises in the city and to transport it to the countryside, primarily because of its soil-improving effect, mainly due to its content of humus, clay minerals and lime for agricultural use on both heavy and light soils if the costs for processing and transport remain within acceptable limits. Appropriate solutions for processing are known or are still being developed. So far, trucks and railways, sometimes also barges, have been used for garbage transport. In most cases, however, these means of transport for garbage cannot be used economically.

Von diesen bekannten Verfahren unterscheidet sich die Erfindung im wesentlichen dadurch, dass das aus dem Stadt- auf das Landgebiet hinauszuführende Abwasser als Transportmittel für den aufbereiteten Müll verwendet wird; zwar ist die Abspülung von Strassenkehricht in die Kanalisation nicht unbekannt, jedoch ist die Benutzung von Abwasser zum Transport von Müll oder dergleichen in das Landgebiet noch niemals vorgeschlagen worden. Nach der Erfindung wird der Müll in eine Sammel-Abwasserleitung eingeworfen, um vermittels dieser den Landgebieten zugeführt zu werden. Dabei ist es von besonderer Bedeutung, dass durch die Erfindung die Möglichkeit gegeben ist, sowohl das aus dem Abwasser und Müll gewonnene Faulraumwasser als auch den Faulschlamm selbst zeitweise dem Verregnungs- bzw. Verrieselungswasser beizumischen. Damit entfallen nicht nur alle Aufwendungen für die vielfach angewendete Kompostierung, für den Transport und die Verteilung des Abwasserschlamms, sondern auch der Aufwand für den Mülltransport von der Stadt bis zu den Verwertungsflächen. Weiterhin vereinfacht sich die Abfallstoffverwertung ganz wesentlich; sie wirkt arbeitskräftesparend und wird durch das neue Verfahren erst wirtschaftlich.The invention differs from these known methods essentially in that the wastewater to be discharged from the urban to the rural area is used as a means of transport for the processed garbage; Although the rinsing of street rubbish into the sewer system is not unknown, the use of sewage to transport rubbish or the like into the countryside has never been proposed. According to the invention, the garbage is thrown into a collection sewer pipe in order to be supplied to the rural areas by means of this. It is of particular importance that the invention provides the possibility of mixing both the digester water obtained from the wastewater and garbage and the digested sludge itself into the rainwater or trickling water at times. This not only eliminates all expenses for the often used composting, for the transport and distribution of the sewage sludge, but also the expense for the waste transport from the city to the recycling areas. Furthermore, the recycling of waste material is simplified considerably; it has a labor-saving effect and is only economical thanks to the new process.

Die Erfindung soll an einer beispielsweisen Anlage, die auf der Zeichnung schematisch dargestellt ist, näher beschrieben werden.The invention is to be described in more detail using an exemplary system that is shown schematically in the drawing.

Vom Abwassersammelkanal 1 der Stadt fliesst das Abwasser durch einen Grobrechen 2, gegebenenfalls auch einen Feinrechen 3 zur Einwurfstelle 5 für das zerkleinerte Rechengut. In dieThe wastewater flows from the city's wastewater collection canal 1 through a coarse screen 2, possibly also a fine screen 3, to the throw-in point 5 for the crushed screenings. In the

Abwasserleitung wird bei 8 aufbereiteter Müll eingeworfen. Die Aufbereitung des Mülls erfolgt zweckmässig derart, dass vermittels Müllwagen 6 der Müll in die Aufbereitung 7 gekippt wird, in der der Müll trocken oder nass bis etwa 25 mm (Durchmesser) Korngrösse aufbereitet wird, und aus der die Grob- und Altstoffe abgefahren werden. Nach ihrer Vereinigung gelangen Abwasser und aufbereiteter Müll in einen Flach- oder Tiefsandfang 9, in dem sich die anorganischen Schwerstoffe, wie Scherbenstückchen, Schlacke, Grobasche, Sand usw. absetzen können. Diese Schwerstoffe werden mit Luftdruck, Becherwerk oder sonstwie in der Anlage 10 herausgeholt und als Streumittel oder Strassenbaumaterial in Richtung 11 abgefahren.Sewer is thrown in at 8 treated garbage. The garbage is expediently processed in such a way that the garbage is tipped into the processing 7 by means of garbage trucks 6, in which the garbage is processed dry or wet up to a grain size of about 25 mm (diameter) and from which the coarse and old materials are removed. After they have combined, wastewater and processed garbage reach a shallow or deep sand trap 9, in which the heavy inorganic substances such as broken pieces of broken glass, slag, coarse ash, sand, etc. can settle. These heavy materials are extracted from the system 10 using air pressure, a bucket elevator or in some other way, and transported in direction 11 as grit or road construction material.

Das mit aufbereitetem Müll vermischte Abwasser wird nun über Leitungen 12, gegebenenfalls unter Einschaltung eines Pumpwerks 13, in das zu versorgende Landgebiet geleitet, wo es zunächst in einem oder mehreren Absetzbecken 14 zum Absetzen gebracht wird, nachdem das Abwasser je nach den örtlichen Erfordernissen eine Feinrechenanlage 3a und unter Umständen einen zweiten Sandfang passiert hat. Von den Absetzbecken 14 fliesst das Abwasser in das Ein- und Auslaufbauwerk 15, das seinerseits mit Speicherbecken 16 einerseits und einem Pumpensumpf mit Mischanlage 21 andererseits in Verbindung steht. Der Frischschlamm gelangt aus den Absetzbecken 14 über Leitungen 17 in einen Frischschlammdruckkessel 18 oder eine ähnliche Anlage, die den Schlamm in die geheizten Faulräume 19 fördert. Diese stehen einmal über eine Leitung 20 mit der Mischanlage 21 in Verbindung, um das aus Abwasser und Müllschlamm entstehende Faulraumwasser zeitweise dem Verregnungs- bzw. Verrieselungswasser beizumischen.The wastewater mixed with treated garbage is now fed via lines 12, possibly with the involvement of a pumping station 13, into the land area to be supplied, where it is first brought to settle in one or more settling basins 14, after the wastewater, depending on the local requirements, a fine computer system 3a and possibly has passed a second sand trap. From the settling basin 14, the waste water flows into the inlet and outlet structure 15, which in turn is connected to the storage basin 16 on the one hand and a pump sump with mixing system 21 on the other. The fresh sludge arrives from the settling basin 14 via lines 17 into a fresh sludge pressure boiler 18 or a similar system which conveys the sludge into the heated digester 19. These are connected to the mixing plant 21 via a line 20 in order to temporarily mix the digestion water resulting from waste water and garbage sludge with the rainwater or trickle water.

Mit 23 ist die Faulschlammleitung dargestellt, die den Faulschlamm über einen Faulschlammdruckkessel 24 oder dergleichen ebenfalls in die Mischanlage 21 fördert.The digested sludge line is shown at 23, which also conveys the digested sludge into the mixing plant 21 via a digested sludge pressure vessel 24 or the like.

Von dieser Mischanlage 21 führen nun die Leitungen 25 entweder unmittelbar auf zu bewässernden Flächen oder zu anderen Pumpwerken. Diese Leitungen führen also Abwasser zur unmittelbaren Verregnung bzw. Verrieselung, zeitweise mit Faulschlamm und Faulraumwasser aus Abwasser und Müll gemischt, mit sich.From this mixing plant 21 the lines 25 lead either directly to areas to be irrigated or to other pumping stations. These lines thus lead wastewater to direct rain or trickling with them, at times mixed with digested sludge and digester water from wastewater and garbage.

Die Mischanlage 21 gehört zweckmässig zu einem Maschinenhaus 22, in dem unter anderen auch die Vorverdichter- und Auswaschanlage 28 für das Faulgas untergebracht sind, welches über eine Leitung 26 und einen Faulgasbehälter 27 den Faulgasräumen 19 entnommen wird und als Reingas (Methan) durch eine Mitteldruckgasleitung 29 über einen Reingasausgleichbehälter 30 zum Verdichterhaus 31 im Stadtgebiet zurückgelangt. Mit 32 sind Zapfstellen für das Treibgas veranschaulicht.The mixing system 21 is expediently part of a machine house 22 in which, among other things, the pre-compressor and scrubbing system 28 for the digester gas are housed, which is taken from the digester gas spaces 19 via a line 26 and a digester gas container 27 and as pure gas (methane) through a medium-pressure gas line 29 returned via a clean gas equalization tank 30 to the compressor house 31 in the urban area. With 32 tap points for the propellant gas are illustrated.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, dass nach dem neuen Verfahren die bodenphysikalisch und pflanzenphysiologisch wertlosen Ballaststoffe in der Stand zurückbehalten werden, wo sie technischen Zwecken nutzbar gemacht werden können, während die landwirtschaftlich wertvollen Stoffe vom Abwasser wegtransportiert, zerrieben und teils in kolloidaler, teils chemischer Lösung auf das Land gebracht werden.An essential feature of the invention is that, according to the new process, the soil-physically and plant-physiologically worthless fiber is retained in the state where it can be used for technical purposes, while the agriculturally valuable substances are transported away from the sewage, ground and partly in colloidal, partly chemical solution to be brought onto the land.

Die aufgeschlossenen humusbildenden Rohstoffe und die anderen feineren und feinsten kulturfördernden Müllbestandteile werden durch die Benutzung der ohnedies erforderlichen Einrich- tungen zur mechanischen Vorreinigung sowie der Abwasserzuleitungen und des eng- und weitmaschigen Verteilungsnetzes ohne zusätzliche Bedienung dauernd auf die gesamten Abwasserverwertungsflächen aufgebracht. Die ständige Schlammabnahme ist sowohl für die Städte als auch für die Landwirtschaft von ausschlaggebender Bedeutung. Sind bei grösseren Kläranlagen und bei Müllaufbereitungswerken nicht selten Absatzstockungen zu verzeichnen, so wird die Abnahme der verwertbaren Abfallstoffe dagegen durch die beschriebene Verbindung von Abwasser- und Müllverwertung dauernd gesichert und der normale Humusbedarf gedeckt. Auch die Zufuhr von Kernnährstoffen wird im Vergleich zur Abwasserverwertung allein zum Teil mehr als verdoppelt, so dass der Phosphorsäurebedarf für die meisten Kulturen gedeckt ist. Die Kali- und Stickstoffzudüngung hängt unter anderem von den Fruchtarten, der Fruchtfolge und von den Bewässerungsformen ab. Wird die Beregnung jeweils nur bis zum Feuchtigkeitsäquivalent vorgenommen, reichen auch die Kalkgaben aus. Eine örtliche Schädigung durch pflanzen- oder bodenschädliche Stoffe, wie sie unter Umständen bei unmittelbarer Müllverwertung eintreten könnte, ist ausgeschlossen, weil Pflanzen- und Bodengifte, die im Hausmüll allerdings nur zufällig und in ganz geringen Mengen vorkommen können, im Abwasser so weit verteilt werden, dass sie nur in kleinsten Gaben auf die landwirtschaftlichen Nutzflächen gelangen.The digested humus-forming raw materials and the other finer and finest culture-promoting waste components are removed through the use of the equipment that is required anyway. Mechanical pre-cleaning, sewage pipes and the close-knit and wide-meshed distribution network are continuously applied to the entire sewage treatment area without additional service. The constant sludge removal is of crucial importance for both cities and agriculture. If there are not infrequent stagnations in sales in larger sewage treatment plants and garbage processing plants, the decrease in usable waste is, however, permanently secured by the described combination of wastewater and garbage utilization and the normal humus requirement is covered. In some cases, the supply of core nutrients is more than doubled compared to wastewater utilization alone, so that the phosphoric acid requirement for most crops is covered. The fertilization of potash and nitrogen depends, among other things, on the types of crops, the crop rotation and the forms of irrigation. If the irrigation is only carried out up to the moisture equivalent, the amount of lime is sufficient. Local damage caused by substances harmful to plants or the soil, as could possibly occur in the event of direct waste recycling, is excluded because plant and soil toxins, which can only occur randomly in household waste and in very small quantities, are distributed in the wastewater to such an extent that that they only end up in the smallest of amounts on the agricultural land.

Das Ausfaulen organischer Bestandteile des Hausmülls gemeinsam mit dem Abwasserschlamm hat nicht nur eine absolute, sondern - bezogen auf 1 kg organische Substanz - auch eine relative Steigerung des Methananfalls zur Folge. So ist es volkswirtschaftlich nicht mehr zu vertreten, Abwasser ohne Abtrennung und Ausfaulung des Frischschlamms und Müll als Frischmüll zu verwerten, weil die beim aeroben Abbau entstehenden Stoffverluste unausgenutzt bleiben. Besonders gilt das für Mittel- und Großstädte, weil man sich beim Weglassen der Ausfaulung des Vorteils begibt, mit dem Erlös aus dem Faulgas (Methan), das mit ganz geringen Bau- und Betriebskosten wieder ins Stadtgebiet zurückgeleitet werden kann, einen nicht unerheblichen Teil der gesamten Verwertungsanlage zu finanzieren und den Städten bei der devisensparenden Versorgung ihrer Fuhrparks mit Kraftstoff zu helfen.The rotting of organic components in household waste together with sewage sludge not only results in an absolute but also - based on 1 kg of organic matter - a relative increase in methane levels. That's the way it is From an economic point of view, it is no longer justifiable to recycle wastewater without separation and digestion of the fresh sludge and garbage as fresh garbage, because the material losses resulting from aerobic decomposition remain unused. This is especially true for medium-sized and large cities, because if you omit the digestion, you get a not inconsiderable part of the benefit with the proceeds from the digester gas (methane), which can be returned to the urban area with very low construction and operating costs to finance the entire recycling plant and to help the cities to supply their vehicle fleets with fuel in a way that saves currency.

Hinsichtlich der Bemessung der Faulräume ist zu bemerken, dass nach den Erfahrungen mit der kombinierten Ausfaulung unmittelbar eingeworfenen Trockenmülls in Abwasserschlammfaulräume diese nicht grösser gebaut zu werden brauchen, als für Abwasserschlammfaulung allein. Auf die dem höheren Schall- und Gasanfall entsprechende Bemessung der baulichen und maschinellen Schlammfördereinrichtungen und Gasgewinnungs- bzw. Speicheranlagen sei jedoch hingewiesen.With regard to the dimensioning of the septic tanks, it should be noted that based on experience with combined digestion of dry waste directly thrown into sewage sludge digestion rooms, these do not need to be built larger than for sewage sludge digestion alone. However, reference should be made to the dimensioning of the structural and mechanical sludge conveying systems and gas extraction and storage systems corresponding to the higher levels of noise and gas.

Claims

1. A method for the simultaneous recovery of urban garbage and sewage, characterized in that the urban or commercial sewage is used to transport processed garbage from the city to the country, where the garbage waste water mixture is processed in a manner known per se.

2. The method according to claim 1, characterized in that the soil-physically and plant-physiologically worthless components are excreted from the sewage-garbage mixture before it is led into the land area.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the digester water obtained from the sewage and garbage and the digested sludge is periodically added to the water to be rained or trickled.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the digester gas obtained in the rural area is returned as pure gas (methane) in lines to the city after processing.

5. Plant for performing the method according to claim 1 to 4 in the urban area, characterized by a collecting line (1) and a computer (2, 3) for the wastewater, a line (12) for receiving the processed garbage at point (8) of the Pipeline network and for guiding the garbage-sewage mixture over a deep or flat sand trap (9) om the land area.

6. Plant for carrying out the method according to claim 1 to 4 in the rural area, characterized in that the inlet and outlet structure (15) settling basins (14) for the garbage-wastewater mixture are connected upstream, of which the clarified wastewater via mixing plant (21) and Lines (25) are routed to the irrigation or irrigation systems, and from which the settled fresh sludge is diverted into digestion chambers (19), which are also used with the mixing system (21) for the temporary admixture of the digestion chamber water and the digested sludge into the irrigation or irrigation water. keep in touch.