NO131418B

NO131418B -

Info

Publication number: NO131418B
Application number: NO204/72A
Authority: NO
Inventors: N Roesler; W G Rudat; E Albrecht
Original assignee: Rheinstahl Ag
Priority date: 1971-01-28
Filing date: 1972-01-27
Publication date: 1975-02-17
Also published as: RO62086A; NL174136B; DE2103970A1; CH528447A; NO131418C; FR2123516B1; AU3818472A; DE2103970C3; NL174136C; IT946963B; DD97182A5; CA964774A; SE385861B; AT310105B; NL7201090A; AU463468B2; DE2103970B2; JPS5543839B1; BE778555A; FR2123516A1

Description

Fremgangsmåte til kondisjonering og etterfølgende Procedure for conditioning and subsequent

avvanning av kloakkvannslam fra klaringsanlegg dewatering of sewage sludge from clarification plants

og innretning for fremgangsmåtens gjennomføring. and device for carrying out the method.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte og en innretning for kondisjonering og etterfølgende avvanning av kloakkvannslam fra klare-anlegg, hvor slammet tilsettes flokkingsmidler og deretter avvannes mekanisk. The invention relates to a method and a device for conditioning and subsequent dewatering of sewage sludge from treatment plants, where flocculants are added to the sludge and then mechanically dewatered.

For de kommunale kloakkanlegg får fjerningen av de i klarings-anlegge.ne fremkommende kloakkvannslam en stadig økende betydning. Det har derfor ikke manglet -på forsøk på å oppnå en tilfredsstillende fjern-ing av kloakkvannslam fra kommunale klaringsanlegg, og det er kjent flere fremgangsmåter for dette formål. For the municipal sewage plants, the removal of the sewage sludge arising in the sewage treatment plants is of ever-increasing importance. There has therefore been no shortage of attempts to achieve a satisfactory removal of sewage sludge from municipal treatment plants, and several methods are known for this purpose.

Den ofte anvendte metodikk, som går ut på at kloakkvannslam råtnes ut i tårn og derettet avvannes på tørkeflater eller i slamdammer kan ofte ikke anvendes. Særlig gjelder dette for tettindustriområder. Det må derfor i økende grad anvendes mekanisk avvanning for klarslam-avvanningen. The often used methodology, which entails that sewage sludge rots out in towers and is then dewatered on drying surfaces or in sludge ponds, often cannot be used. This particularly applies to dense industrial areas. Mechanical dewatering must therefore increasingly be used for clear sludge dewatering.

Kommunale kloakkvannslam inneholder i tillegg til anorganiske faststoffer adsorbtivt anlagrede og kolloidalt, henholdsvis ekte opp-løste organiske substanser som særlig ved biologiske anlegg eller klaringsanlegg med slamråtning, består av eggehvitestoffer. Med økende intensitet i kloakkvannrensingen øker også overflaten til slammassen og derved også dens vannbindingsevne, hvorved den mekaniske avvanningsevne reduseres. Municipal sewage sludge contains, in addition to inorganic solids, adsorptively deposited and colloidally, respectively real dissolved organic substances which, especially in biological plants or clarification plants with sludge rot, consist of egg whites. With increasing intensity in sewage treatment, the surface area of the sludge mass also increases and thereby also its water binding capacity, whereby the mechanical dewatering capacity is reduced.

Det er kjent å tilsette flokkingsmidler til kloakkvannslam, særlig anorganiske elektrolytter, organiske polyelektrolytter eller andre overflateaktive stoffer som tilveiebringer en flokking av stoff-ene og således øker slammets mekaniske avvanningsevne. Foretrukne flokkingsmidler er kalk og flerverdige metallsalter, som alene eller sammen tilsettes slammet før avvanningen. En vesentlig ulempe er det betydelige kjemikaliebehov, sammenlignet med den forhåndenværende tørre slamsubstans. Dette har en ugunstig innvirkning på driftsøkono-mien . It is known to add flocculating agents to sewage sludge, in particular inorganic electrolytes, organic polyelectrolytes or other surface-active substances which provide a flocculation of the substances and thus increase the sludge's mechanical dewatering ability. Preferred flocculants are lime and polyvalent metal salts, which alone or together are added to the sludge before dewatering. A significant disadvantage is the significant need for chemicals, compared to the existing dry sludge substance. This has an unfavorable impact on the operating economy.

Ved kjente fremgangsmåter for termisk kondisjonering av kloakkvannslam blir slammet eksempelvis oksydert i en luftatmosfære ved trykk mellom 84 og 126 ato og temperaturer rundt 260°C, eller slammet oppvarmes uten lufttilgang i ca. 2 timer, til en temperatur over 175°C. Med de nevnte termiske metoder oppnås at substansene, som hindrer avvanningen, delvis oksyderer, eller går i en ekte oppløsning. Den mest fremtredende ulempe i tillegg til apparatoppbudet og det store energi-behov er den høye organiske foruresning i filtratet. In known methods for thermal conditioning of sewage sludge, the sludge is, for example, oxidized in an air atmosphere at pressures between 84 and 126 ato and temperatures around 260°C, or the sludge is heated without access to air for approx. 2 hours, to a temperature above 175°C. With the aforementioned thermal methods, it is achieved that the substances, which prevent the dewatering, partially oxidize, or go into a true solution. The most prominent disadvantage, in addition to the equipment required and the large energy requirement, is the high organic contamination in the filtrate.

Det er også kjent å kombinere kjemiske og termiske metoder, idet kloakkvannslammet avvannes etter tilsetning av et flokkingsmiddel, hvoretter vannet fjernes fra filterkaken ved fordampning. Bortsett fra at tilsetningsmengden av flokkingsmiddel er ganske stor også ved denne metode, gjør energibehovet for vannfordampningen denne kombinerte metode uøkonomisk. It is also known to combine chemical and thermal methods, as the sewage sludge is dewatered after adding a flocculant, after which the water is removed from the filter cake by evaporation. Apart from the fact that the amount of flocculant added is also quite large with this method, the energy requirement for the water evaporation makes this combined method uneconomical.

Ifølge en annen kjent fremgangsmåte for klarslamfjerning blir sterkt fortykket slam brent i en egen etasjeovn. Fortykkingen skjer på den måten at slammet sentrifugeres og sentrifugatet, som ennå. inneholder faststoffer, blandes med slamaske fra forbrenningen og avvannes på et filter. Filter- og sentrifugerester tilføres ovnen for forbrenning der. I avgassrøret til ovnen sprøytes det inn en sentri-fugaldelmengde for røkgassrensing. Riktignok begunstiger asketilset-ningen som et kjent filterhjelpemiddel den mekaniske 'slamavvanning, men den høye tilsetningsmengde, som kan g"å opp til tre til fem ganger den tørre slamsubstans, gjør at man arbeider med en økonomisk sett ugunstig høy blindgjennomgang i slamforbrenningsovnen. According to another known method for clear sludge removal, highly thickened sludge is burned in a separate floor furnace. The thickening takes place in such a way that the sludge is centrifuged and the centrifuged, as yet. contains solids, is mixed with sludge mask from the incineration and dewatered on a filter. Filter and centrifuge residues are fed to the furnace for combustion there. A centrifugal portion is injected into the flue gas pipe of the furnace for flue gas cleaning. Admittedly, the addition of ash as a known filter aid favors the mechanical 'sludge dewatering', but the high amount of addition, which can be up to three to five times the dry sludge substance, means that one works with an economically unfavorable high blind passage in the sludge incinerator.

Fra tysk Offenlegungsschrift nr. 1.459-^97 er det kjent en fremgansmåte for slambehandling ved kalktilsetning og mekanisk avvanning. Fremgangsmåten består i hovedtrekkene i at det etter kalktilset-—nimgen og;—før~avvanningen gjennomføres en delvis nøytralisering med kulldioksydholdige gasser. Under hensyntagen til kalktilsetningen gjennomføres den delvise nøytralisering med de kullsyreholdige gasser på den måten at H-verdien aldri synker under 10. Det vil si at reak-P From German Offenlegungsschrift No. 1,459-^97, a process for sludge treatment by lime addition and mechanical dewatering is known. The main features of the procedure are that after the addition of lime and before the dewatering, a partial neutralization is carried out with gases containing carbon dioxide. Taking into account the addition of lime, the partial neutralization with the carbonated gases is carried out in such a way that the H value never drops below 10. That is to say that reak-P

sjonen finner sted i et høyalkalisk medium. I en eneste behandlings-enhet kan således kalkinnvirkningen, den delvise nøytralisering av slammet og en slamoppvarming til ca. 50-90°C gjennomføres, idet eksempelvis en røkgass, hvis askebestanddeler inneholder kalk, kan ledes gjennom slammet. Den med røkgassasken innførte kalkmengde er regelmessig så liten at den bare i liten grad kan redusere tilsetningen av kalk. Kalkbehandlingen og nøytraliseringen med avgassen krever et tidsrom på minst en halv time, fortrinnsvis en time, dersom man skal oppnå en god filtereffekt ved avvanningen. Da gjennomgangsmengdene i en tilhørende forbrenningsenhet og i avvanningsaggregatet må avstemmes etter kalkbehandlingen, er det nødvendig med store behandlingskamre, som dessuten også krever spesielle beskyttelsestiltak på grunn av mediets høye alkalitet. Heller ikke denne fremgangsmåte løser derfor problemet med klarslamfjerningen på en tilfredsstillende måte. tion takes place in a highly alkaline medium. In a single treatment unit, the lime effect, the partial neutralization of the sludge and a sludge heating to approx. 50-90°C is carried out, since, for example, a flue gas, whose ash components contain lime, can be passed through the sludge. The amount of lime introduced with the flue gas ash is regularly so small that it can only reduce the addition of lime to a small extent. The lime treatment and neutralization with the exhaust gas require a period of at least half an hour, preferably one hour, if a good filter effect is to be achieved during the dewatering. As the flow rates in an associated combustion unit and in the dewatering unit must be adjusted after the lime treatment, large treatment chambers are necessary, which also require special protective measures due to the medium's high alkalinity. This method therefore does not solve the problem of clear sludge removal in a satisfactory way either.

En fremgangsmåte som er beskrevet i det tyske Offenlegungs-schrif t nr. I.658.O97 og som er beregnet for avvanning av klar- og industrislam, særlig friskslam og råtten slam, forutsetter en tilsetning av flerverdige metallsalter som flokkingsmiddel og en. etterfølg-ende oppvarming. Ifølge denne kjente fremgansmåte skal slammet etter eller under tilsetningen av flokkingsmidlet oppvarmes til 50-100°C på mindre enn 15 minutter og deretter avvannes med én gang. Fortrinnsvis gjennomføres slamoppvarmingen til 70-95°C på 5_10 minutter. Man oppnår derved at de kolloidalt oppløste eggehviteforbindelser skiller seg og således forblir i restmassen ved avvanningen, såfremt avvanningen fore-tas umiddelbart etter oppvarmingen, dvs. uten ytterligere mellombehand-linger, såsom f.eks. en flokkingsmiddeltilsetning, og uten bruk av A method which is described in the German Offenlegungs-schrift No. I.658.O97 and which is intended for dewatering clear and industrial sludge, in particular fresh sludge and rotten sludge, requires the addition of polyvalent metal salts as a flocculant and a. subsequent heating. According to this known procedure, after or during the addition of the flocculant, the sludge must be heated to 50-100°C in less than 15 minutes and then dewatered immediately. The sludge is preferably heated to 70-95°C in 5-10 minutes. One thereby achieves that the colloidally dissolved egg white compounds separate and thus remain in the residue during the dewatering, provided that the dewatering is carried out immediately after heating, i.e. without further intermediate treatments, such as e.g. a flocculant addition, and without the use of

pumper. Varer oppvarmingen lenger eller kjøles slammet etter oppvarm- pumps. If the heating lasts longer or the sludge cools after heating

ingen og før avvanningen, vil de utskilte eggehviteforbindelser gå over i slimaktige strukturer. Slammet er dermed bare reversibelt denaturert. none and before the dewatering, the secreted egg white compounds will turn into slimy structures. The sludge is thus only reversibly denatured.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å forbedre av-vanningsevnen til slammet etter til tilsetning av flokkingsmiddel og særlig å oppnå at den tørre substansandel i restmassen økes ved sentri-fugering eller filtrering, at de i slammet forekommende eggehvitestoffer anrikes og overføres til en irreversibel utskilt tilstand, og å holde tidsforbruket for' slamkondisjoneringen så lavt som mulig. The purpose of the present invention is to improve the dewatering ability of the sludge after the addition of a flocculant and in particular to achieve that the dry substance proportion in the residue is increased by centrifugation or filtration, that the egg whites present in the sludge are enriched and transferred to an irreversible separated state, and to keep the time consumption for the sludge conditioning as low as possible.

Oppfinnelsen tar utgangspunkt i den teknikkens stand som særlig fremgår av de foran nevnte tyske publikasjoner. Ifølge oppfinnelsen er det derfor, tilveiebragt en fremgangsmåte til kondisjonering og etterfølgende avvanning av kloakkvannslam fra klaringsanlegg, hvor slammet oppvarmes med en het gass og tilsettes flokkingsmidler og deretter avvannes mekanisk, og det som kjennetegner fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er at slammet sprøytes til små dråper som ledes gjennom en hétgass-atmosfære med et høyt vanndamp-partialtrykk, og at slamdråpene etter å være samlet til et bad føres til flokkingsmiddel-tilsetningen og avvanningen. The invention takes as its starting point the state of the art which appears in particular from the aforementioned German publications. According to the invention, there is therefore a method for conditioning and subsequent dewatering of sewage sludge from clarification plants, where the sludge is heated with a hot gas and flocculating agents are added and then dewatered mechanically, and what characterizes the method according to the invention is that the sludge is sprayed into small droplets which are guided through a hot gas atmosphere with a high water vapor partial pressure, and that the sludge droplets, after being collected in a bath, are taken to the flocculant addition and dewatering.

Med en slik fremgangsmåte oppnår man at eggehvitemolekylene With such a method, it is achieved that the egg white molecules

i slammet denatureres på en irreversibel måte. Med denaturering er ment den virkning at slammets naturlige'eggehvitemolekyler modifiseres med henblikk på strukturen (og ikke med henblikk på konstruksjons-formelen), med det resultat at de senere innbragte flokkingsmidler oppnår en høyere virkningsgrad. Slammet blir ikke vesentlig endret hva angår vanninnholdet. Det termiske sjokk som de inn i hetgassen sprøytede slamdråper utsettes for, vil som regel være tilstrekkelig for oppnåelse av den tilstrebede slamdenaturering. Det høye vanndamp-innhold i hetgassen tjener til å unngå en vannovergang fra slamdråpene til gassatmosfæren, henholdsvis til å holde vannovergangen på et ukritisk lavt nivå, og som regel vil en relativ fuktighet av hetgassen på eksempelvis 80° være tilstrekkelig. På grunn av den korte opp-holdstiden til slamdråpene i hetgassvolumet vil under disse arbeids-betingelser intet vann eller bare meget lite vann gå over fra slamdråpene til hetgassatmosfæren. in the sludge is denatured in an irreversible manner. By denaturation is meant the effect that the sludge's natural 'egg white molecules' are modified with regard to the structure (and not with regard to the construction formula), with the result that the flocculants introduced later achieve a higher degree of effectiveness. The sludge is not significantly changed in terms of water content. The thermal shock to which the sludge droplets injected into the hot gas are subjected will usually be sufficient to achieve the desired sludge denaturation. The high water vapor content in the hot gas serves to avoid a water transition from the sludge droplets to the gas atmosphere, respectively to keep the water transition at an uncritically low level, and as a rule a relative humidity of the hot gas of, for example, 80° will be sufficient. Due to the short residence time of the sludge droplets in the hot gas volume, under these operating conditions no water or only very little water will pass from the sludge droplets to the hot gas atmosphere.

Fra det østerrikske patentskrift nr. 259.469 er det kjent en sentrifugebehandling som i det vesentlige har de samme ulemper som de fremgangsmåter som er kjent fra de to innledningsvis nevnte tyske publikasjoner. Slam avvannes i en dekanteringssentrifuge, valgvis med flokkingsmiddeltilsetning på forhånd, og sentrifugeoverløpet blir på samme måte som i det tyske Offenlegungsschrift nr. 1.459.497 tilsatt kalk og deretter delvis nøytralisert med kulldioksydholdige gasser, for deretter delvis•å .føres tilbake til dekanteringssentrifugens inn-løp. I tillegg til den nødvendige lange reaksjonstid kommer et tids-behov på ca. en dag for sedimenteringen eller flotasjonen, og dette gjør denne kjente fremgangsmåte uøkonomisk. From the Austrian patent document no. 259,469, a centrifuge treatment is known which essentially has the same disadvantages as the methods known from the two initially mentioned German publications. Sludge is dewatered in a decanting centrifuge, optionally with the addition of a flocculant in advance, and the centrifuge overflow is, in the same way as in German Offenlegungsschrift No. 1,459,497, added with lime and then partially neutralized with carbon dioxide-containing gases, and then partially returned to the decanting centrifuge's inlet run. In addition to the necessary long reaction time, a time requirement of approx. a day for the sedimentation or flotation, and this makes this known method uneconomical.

Fra US patentskrift nr. 3.329-107 er det kjent å underkaste slam med over 90% vanninnhold en to-trinns mekanisk avvanning, og den "halvtørre" slammasse (avvannet til ca. 82% vanninnhold) formes til små partikler som deretter tørkes. Denne fremgangsmåte adskiller seg i prinsippet fra den som er lagt til grunn for utviklingen av foreliggende oppfinnelse. Slammet oppvarmes ikke før avvanningen og tilsettes intet flokkingsmiddel. Slammet blir ikke sprøytet inn i et reak-sjonskammer og trukket ut med uforandret vanninnhold, idet det som nevnt blir tilveiebragt halvtørre slamkuler som så underkastes en fullstendig tørkning. From US patent no. 3,329-107 it is known to subject sludge with over 90% water content to a two-stage mechanical dewatering, and the "semi-dry" sludge mass (dewatered to approx. 82% water content) is formed into small particles which are then dried. This method differs in principle from the one used as a basis for the development of the present invention. The sludge is not heated before dewatering and no flocculant is added. The sludge is not injected into a reaction chamber and drawn out with unchanged water content, as it is provided as semi-dry sludge balls which are then subjected to complete drying.

Fra de britiske patentskrifter nr. 238.258 og 1.043-533 er det kjent fremgangsmåter for forstøvningstørkning av slam. Disse fremgangsmåter representerer en helt annen arbeidsmetodikk. Slammet blir ikke kondisjonert og heller ikke mekanisk avvannet, men tørkes direkte ved hetepåvirkning, slik at det fremkommer et pulverformet faststoff. FOr å oppnå dette må gassatmosfæren være tørr, dvs. ha et lite vanndamp-partialtrykk, slik at vannet i slamdråpene kan gå inn i gass-atmosf æren som damp og fjernes. From the British patent documents no. 238,258 and 1,043-533 methods are known for spray drying of sludge. These procedures represent a completely different working methodology. The sludge is neither conditioned nor mechanically dewatered, but is dried directly by heat, so that a powdery solid is produced. To achieve this, the gas atmosphere must be dry, i.e. have a low water vapor partial pressure, so that the water in the sludge droplets can enter the gas atmosphere as steam and be removed.

Ifølge oppfinnelsen kan fordelaktig vanndamp-partialtrykket innstilles så høyt at duggpunktet underskrides i hvert fall stedvis i hetgassatmosfæren, slik at slamdråpene ikke avgir noe vann til hetgassatmosfæren. Denne fremgangsmåte vil under bestemte betingelser kunne være hensiktsmessig. Ved anvendelse av vanndampovermettet hetgass vil vanndamp kondensere på slamdråpene, slik at det på overflaten frigis kondensasjonsvarme som trenger inn i dråpenes indre og således begunstiger den tilstrebede slamdenaturering. Hvorvidt dette er hensiktsmessig eller nødvendig vil være avhengig av egenskapene til det slam som skal avvannes. I tillegg får man naturligvis en ennå større sikkerhet mot overgang av vann fra slammet og inn i hetgassen. According to the invention, the water vapor partial pressure can advantageously be set so high that the dew point is undershot at least in places in the hot gas atmosphere, so that the sludge droplets do not emit any water into the hot gas atmosphere. This procedure could be appropriate under certain conditions. When using water vapor supersaturated hot gas, water vapor will condense on the sludge droplets, so that condensation heat is released on the surface which penetrates into the interior of the droplets and thus favors the targeted sludge denaturation. Whether this is appropriate or necessary will depend on the properties of the sludge to be dewatered. In addition, of course, you get even greater safety against the transfer of water from the sludge into the hot gas.

Hensiktsmessit kan slamdråpene ledes gjennom en CO^-holdig røkgassatmosfære, idet den tilførte røkgass før sin innvirkning på slamdråpene gis et øket vanndamp-partialtrykk ved innsprøytning av Expediently, the sludge droplets can be led through a CO^-containing flue gas atmosphere, as the supplied flue gas is given an increased water vapor partial pressure before its impact on the sludge droplets by injecting

vann og samtidig avkjøles til ca. 200-500°C. water and at the same time cool to approx. 200-500°C.

Røkgassatmosfæren bevirker og understøtter i det minste at slamdråpene ved oppvarmingen får en pH-verdi på under 4, særlig mellom 2 og 3- Eventuelt kan de nevnte optimale' pH-verdier innstilles ved en syretilsetning før slamsprøytningen. Det har overraskende vist seg at samvirket mellom en støtvis opphetning og tilstrekkelig sur basisitet for slamdråpene ikke bare medfører en stabil irreversibel eggehvite-denatureringj men også medfører en ekstra utfelling av ellers vanske-lig filtrerbare substanser, hvilken utfelling bibeholdes også når salmmet avkjøles etter denne behandlingen. The flue gas atmosphere causes and supports at least the heating of the sludge droplets to a pH value of below 4, especially between 2 and 3. The mentioned optimum pH values can possibly be set by an addition of acid before the sludge spraying. It has surprisingly been shown that the interaction between a shock-like heating and sufficiently acidic basicity for the sludge droplets not only leads to a stable irreversible egg white denaturationj but also leads to an additional precipitation of substances that are otherwise difficult to filter, which precipitation is also maintained when the salmon is cooled after this treatment .

Slammets avvanningsevne kan økes ytterligere dersom, etter opphetingen av de sureslamdråper, slammets basisitet ved hjelp av basiske tilsetninger heves opp i det nøytrale område eller litt over dette, hvorved det anbefales en optimal avstemning etter det benyttede flokkingsmiddel. Den oppnådde irreversible denaturering av eggehvitestoffene og deres samfelling med ytterligere avvanningshemmende substanser tillater benyttelsen av slike mekaniske avvanningsinnretninger som bare sammen med pumper når en høy gjennomgangskapasitet, såsom f.eks. sentrifuger. The dewatering capacity of the sludge can be further increased if, after the heating of the acid sludge droplets, the basicity of the sludge with the help of basic additives is raised to the neutral range or slightly above this, whereby an optimal adjustment according to the flocculant used is recommended. The achieved irreversible denaturation of the egg whites and their amalgamation with further dewatering inhibiting substances allows the use of such mechanical dewatering devices which only together with pumps reach a high throughput capacity, such as e.g. centrifuges.

Ved kombinasjonen av de foran nevnte tiltak oppnår man ikke bare meget korte avvanningstider sammen med en høy avvanningskapasitet, men også høye virkningsgrader for det tilsatte flokkingsmiddel og høy-ere tørrsubstansinnhold enn hittil vanlig. By combining the measures mentioned above, you not only achieve very short dewatering times together with a high dewatering capacity, but also high degrees of effectiveness for the added flocculant and higher dry matter content than usual.

Som nøytraliserende middel er fremfor alt en kalktilsetning hensiktsmessig. fed kaltilsetning overføres de i slammet inneholdte fettsyrer til uløsbare kalksåper som er særlig lett å fjerne ved avvanningen. Above all, a lime addition is appropriate as a neutralizing agent. fat calcium addition, the fatty acids contained in the sludge are transferred to insoluble lime soaps which are particularly easy to remove during dewatering.

Slammet kan før sprøytingen tilsettes kalsiumklorid. Slammet blir da både surgjort og tilført kalsiumioner som senere forårsaker den allerede nevnte fordelaktige dannelse av kalksåper. Da kalsiumklorid er billing og kan fåes i store mengder, kan dette tiltak som regel vesentlig bidra til fremgangsmåtens driftsøkonomi. Calcium chloride can be added to the sludge before spraying. The sludge is then both acidified and calcium ions added which later cause the already mentioned beneficial formation of lime soaps. As calcium chloride is expensive and can be obtained in large quantities, this measure can usually make a significant contribution to the operating economy of the process.

Den fullstendige og irreversible denaturering av eggehvitestoffene i slammet kan Ved de fleste kloakkvannslamsammensetninger oppnås når slamdråpene støtvis oppvarmes til en temperatur på 4l-100°C, fortrinnsvis i området fra 60-85°C, idet slamdråpenes gjennomsnittlige' oppholdstid i gassatmosfæren hensiktsmessig velges innenfor området 1-10 sekunder. Dette kan uten videre oppnås ved en innstilling av en gunstig dråpestørrelse og ved anvendelsen av hete røkgasser fra en forbrenningsovn samt ved hjelp av det.ytterligere tiltak, nemlig at røkgassen avkjøles før den virker på slamdråpene. Avkjølingen kan fortrinnsvis skje ved innsprøytning av vann. Ved vannavkjølingen kan vanndamppartialtrykket innstilles på en gitt optimal verdi slik at duggpunktet underskrides stedvis i slamreaktoren. På disse steder vil da slamdråpene som følge av den frigjorte kondensasjonsvarme utsettes for et termisk sjokk som på en spesiell virksom måte innleder den irreversible denaturering av eggehvitestoffene. The complete and irreversible denaturation of the egg whites in the sludge can be achieved with most sewage sludge compositions when the sludge droplets are heated up to a temperature of 4l-100°C, preferably in the range from 60-85°C, the average residence time of the sludge droplets in the gas atmosphere being suitably chosen within the range 1-10 seconds. This can easily be achieved by setting a favorable droplet size and by using hot flue gases from an incinerator as well as by means of additional measures, namely that the flue gas is cooled before it acts on the sludge droplets. The cooling can preferably take place by injecting water. During the water cooling, the water vapor partial pressure can be set to a given optimum value so that the dew point is undershot in places in the sludge reactor. In these places, the sludge droplets will then be exposed to a thermal shock as a result of the released heat of condensation, which in a particularly effective way initiates the irreversible denaturation of the egg whites.

Som allerede nevnt, bevirker de irreversibelt denaturerte eggehvitestoffer i slammet en øket virkningsgrad for det tilsatte flokkingsmiddel. De i slammet inneholdte eggehvitestoffer kan anrikes ved f. eks. under oppholdet i et basseng og før sprøytingen å tilføre surstoff, slik at de på slamflokkene adsorbtivt anlagrede ekte, henholdsvis kolloidalt løste organiske stoffer av organismene kan omdannes til eggehvitestoffer. Tilføringen av surstoff kan skje f.eks. ved å lede luft inn i bassenget. As already mentioned, the irreversibly denatured egg whites in the sludge cause an increased degree of effectiveness for the added flocculant. The egg white substances contained in the sludge can be enriched by e.g. during the stay in a pool and before spraying, to add oxygen, so that the real or colloidally dissolved organic substances adsorbed on the mud flocs can be converted by the organisms into egg white substances. The supply of oxygen can take place e.g. by directing air into the pool.

En for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen egnet innretning er kjennetegnet ved en av hetgass gjennomstrømmet for-kjøler hvori sprøytedyser sprøyter inn vann, fortrinnsvis askeslam, og er videre kjennetegnet ved en tårnlignende slamreaktor som er forsynt med en innstillbar innsprøytningsinnretning for slammet og hvis bunnavsnitt er utformet som beholder for slambadet. Egnede innsprøytnings-innretninger er f.eks. de kjente eksenterdyser med regulerbare dyse-tverrsnitt, eller de kjente rotasjonsforstøvere. Disse gjør det mulig, sammen med en regulering av arbeidstrykket, å innstille stør-relsen av slamdråpene og således innregulere deres gjennomsnittlige oppholdstid i reaktoren og deres optimale oppvarming. A device suitable for carrying out the method according to the invention is characterized by a pre-cooler through which hot gas flows, into which spray nozzles inject water, preferably ash sludge, and is further characterized by a tower-like sludge reactor which is equipped with an adjustable injection device for the sludge and whose bottom section is designed as a container for the sludge bath. Suitable injection devices are e.g. the known eccentric nozzles with adjustable nozzle cross-sections, or the known rotary atomizers. These make it possible, together with a regulation of the working pressure, to set the size of the sludge droplets and thus regulate their average residence time in the reactor and their optimal heating.

Det anbefales å lede slamdråpene gjennom en C02~holdig røk-gassatmosfære som kommer fra en slamforbrenningsovn. For forbrenning av det fra'slåmreaktoren uttrukne og avvannede slam anbefales det å benytte en virvelsjiktovn, til hvis utbrenningskammer det er tilknyttet en av rørgassen gjennomstrømmet forvarmer som oppvarmer forbrennings-luften til ovnen og hvis bunn er utformet som asketrakt med uttaks-åpnlng. Bortsett fra de kjente fordeler ved en virvelsjiktovn av denne type, hvor eksempelvis en selvstendig forbrenning opprettholdes selv ved en meget lav varmeverdi for beskikningen, oppnår man den fordel at røkgassene inneholder en høy andel av kulldioksyd. Derved blir slamdråpene i slamreaktoren i tillegg til opphetingen også surgjort, slik at det kan skje en tilsvarende redusert syretilførsel for It is recommended to pass the sludge droplets through a C02~-containing flue gas atmosphere coming from a sludge incinerator. For incineration of the sludge extracted and dewatered from the sludge reactor, it is recommended to use a fluidized bed furnace, to whose combustion chamber there is connected a preheater through which the pipe gas flows, which heats the combustion air to the furnace and whose bottom is designed as an ash funnel with an outlet opening. Apart from the known advantages of a fluidized bed furnace of this type, where, for example, an independent combustion is maintained even at a very low heat value for the coating, one obtains the advantage that the flue gases contain a high proportion of carbon dioxide. Thereby, in addition to the heating, the sludge droplets in the sludge reactor are also acidified, so that a correspondingly reduced acid supply can occur for

den hensiktsmessige surgjøring til oppnåelsen av bestemte pH-verdier. the appropriate acidification to achieve specific pH values.

I forkjøleren blir hetgassen kjølt ned. Som kjølemiddel kan man fortrinnsvis benytte vann eller askeslam. Ved innstilling av kjøle-middelmengden kan man ikke bare endre temperaturen, men også metnings-graden (vanndamp-partialtrykket) til røkgassen ved inngangen i slamreaktoren. Begge størrelser påvirker intensiteten til varme- og stoffvekslingen i slamreaktoren og dermed temperaturen og COg-opptaket til slammet som behandles. Sammen med den alleréde nevnte regulerings-mulighet i slamreaktoren kan det derved innstilles optimale betingelser for slamkondisjoneringen. In the precooler, the hot gas is cooled down. Water or ash sludge can preferably be used as a coolant. By setting the amount of coolant, one can not only change the temperature, but also the degree of saturation (water vapor partial pressure) of the flue gas at the entrance to the sludge reactor. Both sizes affect the intensity of the heat and substance exchange in the sludge reactor and thus the temperature and COg absorption of the sludge being treated. Together with the already mentioned control option in the sludge reactor, optimal conditions for the sludge conditioning can thereby be set.

Innreguleringen kan fordelaktig skje slik at vanndampholdig røkgass etter varmeavgivningen til slammet kjøles ned til duggpunktet eller under dette i et nedre område av reaktoren, slik at røkgassen blir vanndampmettet eller overmettet. En liten del av vanndampen vil kondensere fra røkgassen og vil på en særlig virksom og rask måte over-føre den frigjorte kondensasjonsvarme til slamdråpene. Derved intensiv-eres varmevekslingen og samtidig CC^-overgangen. The adjustment can advantageously take place so that, after the release of heat to the sludge, flue gas containing water vapor is cooled to the dew point or below this in a lower area of the reactor, so that the flue gas becomes saturated or supersaturated with water vapor. A small part of the water vapor will condense from the flue gas and will transfer the liberated condensation heat to the sludge droplets in a particularly effective and fast way. Thereby, the heat exchange is intensified and at the same time the CC^ transition.

En vesentlig fordel er at røkgasshastigheten i slamreaktoren og størrelsen til slamdråpene kan avstemmes slik etter hverandre innenfor et tilstrekkelig stort område at bare en mindre del av den med røk-gassen førte fine flyveaske felles ut og går over i slammet. Virk-ningen til den mekanisme avvanning vil da ikke påvirkes, og blindbe-lastningen til ovnen som følge av asken vil kunne holdes så liten at den i praksis ikke spiller noen særlig rolle. Den grovere flyveaske blir hensiktsmessig tatt ut før reaktoren, f.eks..i en syklon. Flyve-askeutskilleren kobles inn mellom forkjøleren og slamreaktoren, slik at den arbeider i ett for sin virkning og for materialvalget gunstig temperaturområde. .Restavstøvningen og en eventuell desodorisering av røkgasséne finner sted i en våtvasker, idet slamreaktorens utløpsstuss forbindes med en røkgass-våtvasker, f.eks. en venturi-støvutskiller. Den i våtvaskeren av røkgasséne utskilte askerestmengde er liten sammenlignet med den totale askemengde, og man får dermed bare relativt lite askeslam. Dette kan regelmessig blandes helt med den tørre aske, hvorved det fremkommer en aske med et fuktighetsinnhold på mellom 20 og h0%. A significant advantage is that the flue gas velocity in the sludge reactor and the size of the sludge droplets can be matched in such a way within a sufficiently large area that only a small part of the fine fly ash carried with the flue gas is released together and passes into the sludge. The effect of the dewatering mechanism will then not be affected, and the blind load to the furnace as a result of the ash can be kept so small that it plays no particular role in practice. The coarser fly ash is suitably removed before the reactor, e.g. in a cyclone. The fly ash separator is connected between the precooler and the sludge reactor, so that it works in a temperature range favorable for its effect and for the choice of material. .The residual dusting and any deodorization of the flue gases takes place in a wet scrubber, as the sludge reactor's outlet connection is connected to a flue gas wet scrubber, e.g. a venturi dust separator. The amount of ash residue separated from the flue gases in the wet scrubber is small compared to the total amount of ash, and you thus only get relatively little ash sludge. This can regularly be completely mixed with the dry ash, resulting in an ash with a moisture content of between 20 and h0%.

En slik aske har en konsistens som er særlig gunstig for den videre håndtering av asken. Such ash has a consistency that is particularly favorable for the further handling of the ash.

Når det i forkjøleren sprøytes inn askeslam, kan den aske-slammengde som må bortføres reduseres ytterligere, og man oppnår den fordel at dråpene i forkjøleren forstøves'ytterligere som følge av at slam-faststoffpartiklene utslynges fra dråpene ved innsprøytningen, slik at den nødvendige fordampnings- og blandings strekning kan gjøres kortere. When ash sludge is injected into the precooler, the amount of ash sludge that must be removed can be further reduced, and the advantage is achieved that the droplets in the precooler are further atomized as a result of the sludge solid particles being ejected from the droplets during the injection, so that the necessary evaporation and the mixing distance can be made shorter.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til det på tegningen viste utførelseseksempel. Det i et basseng 1 lagrede kloakkvannslam, som sammenlignet med den opprinnelige tilstand eventuelt allerede kan være fortykket til et litt øket tørrsubstansinnhold, luftes intensivt i bassenget ved hjelp av en kjent, svømmende overflate-lufter 2, slik at de til slampartiklene adsorbtivt bundne organiske stoffer kan omdannes til egne eggehvitestoffer i så stor grad som mulig. Slammet blir ved hjelp av eksenterskruepumper 3 tilført den tårnlignende slamreaktor 4 med et passende trykk. I innsprøytnings-innretningen 5> hvor det forefinnes eksenterdyser méd regulerbart gjen-nomløpstverrsnitt, sprøytes slammet inn i dråpeform i røkgassatmosfæren. Den gjennomsnittlige dråpestørrelse beveges slik at den gjennomsnittlige oppholdstid i røkgassatmosfæren 6 ligger innenfor 1-10 sekunder, slik at dråpene i avhengighet av røkgasstemperaturen støtvis oppvarmes til ca. 4l-100°C, fortrinnsvis 60-85°C. En beholder 7 som inneholder en syre eller en kalsiumkloridoppløsning, er tilknyttet slamledningen til slamreaktoren 4. Innholdet i beholderen 7 tjener til å understøtte surgjøringen av slamdråpene med den C02~hoIdige røkgass, ned til en pH-verdi under 4,0, fortrinnsvis mellom 2 og 3- Bunnavsnittet i slamreaktoren 4 danner en beholder 8 for et slambad. Nederst er det et avløpsrør 9 for denaturert slam. Med pumpen 10 føres slammet til en mekanisk avvanningsinnretning (silbåndpresse eller sentrifuge) 11. Et vanlig flokkingsmiddel (fortrinnsvis en syntetisk polymer), særlig på basis av kopolymerer av polyakrylamider eller metakrylater, tilberedes i beholderen 12 i den nødvendige konsentrasjon og den optimale mod-ningsgrad og blir ved hjelp av pumpen 13 ført inn i det denaturerte slam kort foran avvanningsinnretningen 11. Mellom dette innførings-sted og slambadet munner det inn en ledning som kommer fra en beholder 14 som inneholder alkaliske midler, fortrinnsvis kalkhydrat eller brent kalk, som tjener til nøytralisering av det surgjorte slam til en for det anvendte flokkingsmiddel optimal pH-verdi. I det foran nevnte eksempel vil dette si en pH-verdi på 6,5-7- (Et friskt bland-ingsslam fra et helbiologisk klaringsanlegg, som i volumforhold består av omtrent 1:4 av forklaringsslam og overskudds-biologisk slam og inneholder omtrent 1% faststoffer og som behandles med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, særlig ved surgjøring til pH = 2,5, sprøyt-ing med støtoppheting og nøytralisering til pH = 6,5> krever en til-.setning av bare ca. 40 g/m^ polyakrylamid som flokkingsmiddel, for deretter i en helmantelskruesentriguge å kunne avvannes til omtrent 31$ tørrsubstans. Sammenlignet med dette trenger det samme slam for en utflokking bare med polyakrylamid (uten foregående kondisjonering.) omtrent en fire ganger så stor flokkingsmiddelmengde, og man oppnår med den nevnte sentrifuge bare en avvanning til omtrent 23% tørrsub-stans ). The invention shall be explained in more detail with reference to the embodiment shown in the drawing. The sewage sludge stored in a pool 1, which compared to the original state may already be thickened to a slightly increased dry matter content, is intensively aerated in the pool by means of a known, floating surface aerator 2, so that the organic substances adsorptively bound to the sludge particles can be converted into own egg whites to the greatest extent possible. By means of eccentric screw pumps 3, the sludge is supplied to the tower-like sludge reactor 4 with a suitable pressure. In the injection device 5> where there are eccentric nozzles with an adjustable flow cross-section, the sludge is injected in droplet form into the flue gas atmosphere. The average droplet size is moved so that the average residence time in the flue gas atmosphere 6 is within 1-10 seconds, so that the droplets, depending on the flue gas temperature, are gradually heated to approx. 4l-100°C, preferably 60-85°C. A container 7 containing an acid or a calcium chloride solution is connected to the sludge line to the sludge reactor 4. The contents of the container 7 serve to support the acidification of the sludge droplets with the C02-containing flue gas, down to a pH value below 4.0, preferably between 2 and 3- The bottom section in the sludge reactor 4 forms a container 8 for a sludge bath. At the bottom there is a drain pipe 9 for denatured sludge. With the pump 10, the sludge is fed to a mechanical dewatering device (sieve belt press or centrifuge) 11. A common flocculant (preferably a synthetic polymer), especially based on copolymers of polyacrylamides or methacrylates, is prepared in the container 12 in the required concentration and the optimal degree of maturation and is introduced by means of the pump 13 into the denatured sludge shortly before the dewatering device 11. Between this introduction point and the sludge bath there opens a line coming from a container 14 containing alkaline agents, preferably lime hydrate or burnt lime, which serves to neutralization of the acidified sludge to an optimal pH value for the flocculant used. In the aforementioned example, this would mean a pH value of 6.5-7- (A fresh mixed sludge from a fully biological clarification plant, which in volume ratio consists of approximately 1:4 of clarification sludge and excess biological sludge and contains approximately 1 % solids and which is treated with the method according to the invention, in particular by acidification to pH = 2.5, spraying with shock heating and neutralization to pH = 6.5> requires an addition of only approx. 40 g/m^ polyacrylamide as a flocculant, then in a full-jacket screw centrifuge to be dewatered to about 31$ dry matter. Compared to this, the same sludge for a flocculant only with polyacrylamide (without previous conditioning.) needs about four times the amount of flocculant, and one achieves with the aforementioned centrifuge only a dewatering to approximately 23% dry matter).

Hensiktsmessig er pumpenes 10 og 13 drivmotorer sammenkoblet og styres av den bare skjematisk antydede nivåregulator 38 i slambad-beholderen 8. Appropriately, the drive motors of the pumps 10 and 13 are interconnected and controlled by the only schematically indicated level regulator 38 in the mud bath container 8.

Det rensede vann blir gjennom ledningen 15 ført tilbake til klaringsanlegget. Restmassen i den mekaniske avvanningsinnretning blir igjen som en fast slamkake, og denne blir ved hjelp av et egnet transportmiddel 16, f.eks. ved hjelp av en kjedetransportør, bragt til virvelsjiktovnen 17 og der forbrent. Røkgassen inneholder omtrent The purified water is returned to the clarification plant through line 15. The residual mass in the mechanical dewatering device remains as a solid sludge cake, and this is, with the help of a suitable means of transport 16, e.g. by means of a chain conveyor, brought to the fluidized bed furnace 17 and there incinerated. The flue gas contains approx

12-18% COg og oppvarmer i en forvarmer 18 den av viften 19 gjennom en ledning 20 inn i bunnen av virvelsjiktovnen 17 innledede forbrennings-luft. På tegningen er det ikke vist forhåndenværende innretninger for tilførsel av olje for starten av virvelsjiktovnen og for medforbrenn-ing av rivegods og sandfanggods fra klaringsanlegget samt gammel olje og oljeemulsjoner som således kan 'ødelegges uten ekstra tiltak. 12-18% COg and heats in a preheater 18 the combustion air introduced by the fan 19 through a line 20 into the bottom of the fluidized bed furnace 17. The drawing does not show existing devices for the supply of oil for the start of the fluidized bed furnace and for the co-incineration of scrap material and sand capture material from the clarification plant as well as old oil and oil emulsions which can thus be destroyed without additional measures.

Den til ca. 500-800°C avkjølte røkgass strømmer inn i for-kjøleren 22 gjennom røret 21. Fra .forkjøleren går røkgassen inn i tørr-støvutskilleren 23, i dette tilfelle en syklon som er forbundet med det ovenfor slambaket munnende gassinnledningsrør 24. Ved hjelp av sprøytedyser 25 blir vann, eller fortrinnsvis askeslam, sprøytet inn i forkjøleren 22, og vannmengden gjennom pumpen 26 påvirkes av en reguleringsinnretning som styres av føleren 27. The one to approx. 500-800°C cooled flue gas flows into the pre-cooler 22 through the pipe 21. From the pre-cooler the flue gas enters the dry dust separator 23, in this case a cyclone which is connected to the above sludge-mouthed gas inlet pipe 24. By means of spray nozzles 25, water, or preferably ash sludge, is injected into the precooler 22, and the amount of water through the pump 26 is affected by a regulation device which is controlled by the sensor 27.

Med de beskrevne midler kan man uten videre innstille røk-gassen i slamreaktoren 4 på de foran nevnte for oppfinnelsen vesentlige betingelser (særlig temperatur og vanndampmetningsgrad), dvs. de betingelser som er de gunstigste for den irreversible denaturering av de i slamdråpene inneholdte eggehvitestoffer og deres samfelling med andre avvanningshemmende substanser. Utløpsstussen 28 i den tårn-aktige slamreaktor 4 står i forbindelse med våtvaskeren 29, i dette With the described means, the flue gas in the sludge reactor 4 can be set without further ado to the aforementioned essential conditions for the invention (especially temperature and degree of water vapor saturation), i.e. the conditions which are the most favorable for the irreversible denaturation of the egg whites contained in the sludge droplets and their combination with other dewatering inhibiting substances. The outlet nozzle 28 in the tower-like sludge reactor 4 is connected to the wet scrubber 29, in this

Claims

case a venturi scrubber. Here, the fine ash carried out through the reactor 4 is washed out essentially without the release of flue gas. The wet scrubber is fed with water from the ash deposition basin 30.

The sludge mask, almost completely removed from the fluidized bed furnace 17 with the flue gas, is drawn out in a dry state from the ash hoppers 31* 32, 33 in the preheater 18, the precooler 22 and the dry dust separator 23, and is brought by means of a vertical conveyor 34 to an ash bunker 35-It from the ash sludge brought by the wet scrubber 29 through the line 36 to the ash deposition basin 30 constitutes only a small proportion, when you look at the total amount of ash. The ash sludge is, to the extent that it is not injected into the precooler 22, supplied to the ash bunker 35 through the line 37 and the vertical conveyor 34 and is used for moistening the dry ash, which thereby becomes more manageable. 1. Procedure for conditioning and subsequent dewatering of sewage sludge from clarification plants, where the sludge is heated with a hot gas and flocculating agents are added and then mechanically dewatered, characterized in that the sludge is sprayed into small droplets which are passed through a hot gas atmosphere with a high water vapor partial pressure, and in that the sludge droplets after being collected in a bath are taken to the flocculant addition and dewatering.

2. Method according to claim 1, characterized in that the water vapor partial pressure is set so high that the dew point is at least partially undershot in the hot gas atmosphere, so that the sludge droplets do not emit any water into the hot gas atmosphere.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the sludge droplets are led through a CC^-containing flue gas atmosphere, the supplied flue gas before its impact on the sludge droplets is given an increased water vapor partial pressure by injecting water and at the same time cooled to approx. 200-500°C.

4. Method according to claims 1-3, characterized in that the sludge droplets are acidified to a pH value below 4.

5. Method according to one or more of the claims 1-4, characterized in that the sludge droplets are heated in shocks to a temperature in the range 41-100°C, preferably between 60 and 85°C.

6. Method according to one or more of claims 1-5, characterized in that the average residence time for the sludge droplets in the gas atmosphere is chosen to be in the order of 1-10 seconds.

7. Device for carrying out the method according to the preceding claims, characterized by a precooler (22) through which hot gas flows, into which spray nozzles (25) inject water, preferably ash sludge, and by a tower-like sludge reactor (4) which is provided with an adjustable injection device (5) for the sludge, and whose bottom section (8) is designed as a container for the sludge bath.