DESC015033MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung·: 7. April 1954 Bekanntgemacht am 29. Dezember 1955

DEUTSCHES PATENTAMT

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.

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 verkettinen 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

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Bodcnkninie arbeiten pan/, andere, sauerstoftliebende Bakterien, nur! der Wert eines guten I lumusdüngers beruht vor allem darauf, die chemischen, physikalischen und biologischen Vor-S atissetzungen für eine optimale Entwicklung dieser Bakterien zu schaffen.

Andererseits gibt es auch verschiedene ■Verfahren, die bei der Trocknung des Schlammes so hohe 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.

Demgegenüber sieht das erfmdungsgemäfie Ver-

If₁ fahren, bei dem ebenfalls Temperaturen benutzt werden, bei denen die im Schlamm enthaltenen tierischen und pflanzlichen Organismen und deren I lauerformen 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.

Diese Arbeitsweise ist auf Grund folgender Erfahrungen und Ilcobachtimgcn entwickelt worden. Abwassersehlämme, die praktisch vollständig oder bis zu einem Restwassergehalt von etwa 10% entwässert werden, sind »tot« getrocknet, d. h. sie haben ihr Wasserbindevermögen verloren und werden auch im feuchten Hoden nur sehr langsam wieder wasseraufnahmefähig. Infolgedessen ist so weitgehend entwässerter Schlamm nur ganz allmählich imstande, die von einem 1 runiusdünger im Hoden zu erwartenden biologischen Funktionen zu erfüllen.

Bleibt man bei der Trocknung mit dem Wasscrgehalt des Trockengutes über io°/o, so kommt man zunächst in einen Hereich, bei dem die Lagerfähigkeil des Materials in Frage gestellt wird. Ein Schlamm mit einem Wassergehalt zwischen etwa 10 und 2o^(l/(i erwärmt sich beim Lagern durch Oxy-

4Γ) dalions- und andere Vorgänge so stark, daß er dabei in Brand geraten kann. Dieser Trocknungsbereich muß daher nach Möglichkeit vermieden werden.

ICi^-St bei einem Restwassergehalt von etwa 2O⁰Zo 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 Selbstentzündtmg. Außerdem bleibt bei diesem Wassergehalt die Wasserbindefähigkeit des Schlammes völlig erhalten.

Abwasserschlamm, der auf die erfindungsgemäße Weise getrocknet wird, bringt somit bei seiner Ver-

fio wendung als 1 lumusdünger 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 Ent-Wässerung nicht so weit getrieben zu werden braucht. Dies ist besonders deshalb von Bedeutung, weil der Absatz des aus Schlamm gewonnenen Humusdüngers nur saisonweisc möglich ist und der Schlamm daher bis zu seinem Verkauf an der Erzeugungsstellc längere Zeit auf Halde liegt. Eingehende Beobachtungen haben gezeigt, daß es möglich ist, bei einem erfindungsgcmäß auf etwa 35% Wassergehalt getrockneten Schlamm auf der Halde schon in relativ kurzer Zeit unter Erwärmung auf etwa 50 bis 70⁰ eine Nachtrocknung bis auf einen Rest wassergehalt 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· Hivinusdünger.

Für die Anwendung des vorliegenden Verfahrens kommen Schlämme der verschiedensten Art in Frage, z. B. von Absetzbecken, von Tropfkörpern oder Belebtschlammanlagcn, in denen häusliche oder auch bestimmte gewerbliche Abwasser oder beides gereinigt werden.

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 Trocknungs- no anlage, z. B. einer Trockentrommel, bei Temperaturen, die eine Abtötung aller Organismen sicherstellen, weitergetrocknet, und zwar crfmdungsgemäß bis zu einem Rcstwassergchalt, der 20%> nicht unterschreiten darf, zweckmäßig aber wcsentlieh 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.

Die Eigenart des erfindungsgemäßen Aufbereitungsverfahrens ermöglicht es, daß es unter Anwendung kleiner technischer Abänderungen auch auf Frischschlamm übertragen werden kann, wo-

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durch 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

ίο pH-Wert von etwa 9 bis 10 annimmt.

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 Stiekstoffträger, 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.

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 Säuerung 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.

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.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Aufbereitung von Abwasserschlamm zu hygienisch unbedenklichem Humusdünger, dadurch gekennzeichnet, daß der auf den Kläranlagen anfallende ausgefaulte Schlamm, gegebenenfalls unter Zusatz gewisser Flockungsmittel, in an sich bekannter Weise in einem Vakuumfilter oder in einer anderen hierfür geeigneten Vorrichtung vorentwässert und dann in zweiter Phase in einer besonderen Trocknungsanlage, z. B. einer Trockentrommel, evtl. in Verbindung mit einer künstlichen Zerkleinerung, bei Temperaturen, bei denen die im Schlamm enthaltenen tierischen und pflanzlichen Organismen und deren Dauerformen mit Sicherheit abgetötet werden, bis zu einem Restwassergehalt, der 20 % nicht unterschreiten darf, weiter getrocknet wird, wobei der Schlamm sein Wasserbindevermögen behält 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.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle von ausgefaultem Schlamm Frischschlamm verwendet wird und diesem im Zuge der Trocknung Kalk bis zu einem p_H-Wert von etwa 9 bis 10 zugegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch von Faul- und Frischschlamm in analoger Weise verarbeitet wird.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 851 070, 821 946, 677519. 670507, 57OS4O, 502913, 497 9⁸3, 188, 377 823.