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Verfahren zur Vergasung von Abwasserschlamm, wobei das gewonnene Gas zur Energieerzeugung verwendet wird
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erzeugung ausgenutzt. Dadurch wird eine optimale Ausnutzung der erzeugten Energie gewährleistet. Somit ergibt sich ein wesentlicher wirtschaftlicher Vorteil gegenüber der herrschenden Praxis.
Das von Feststoffen befreite Wasser kann der chemischen und/oder biologischen Reinigung zugeführt werden. Auf diese Weise ist einerseits eine vollständige Beseitigung der in den Feststoffen der Abwässer enthaltenen organischen Bestandteile möglich, anderseits lässt sich durch Konstanthaltung der vergasbaren Anteile in dem zu vergasendenGut die Energieversorgung der gesamten Abwasserreinigungsanlage aus den Schlammrückständen der Abwasserreinigung erreichen.
Die Abwässer werden zunächst zur Abscheidung der In ihnen enthaltenen Feststoffe Klärbecken zugeführt. Um ein rasches Absetzen der Feststoffe zu erreichen, verwendet man vorteilhaft mit Einbauten ver-
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Klärbecken, instützt wird. Zur Beschleunigung der Abscheidung werden den Abwässern je nach Art der Verunreinigungen
Flockungsmittel und/oder Antischaummittel In entsprechender Verdünnung zugesetzt. Zur Erhöhung der
Filtrierfähigkeit können dem Abwasser im Klärbecken auch Filtemilfsstoffe, die vorteilhaft vergasbare
Bestandteile enthalten, zugesetzt werden. Vorteilhaft werden solche Filterhilfsstoffe verwendet, wie z.
B. i Torf, Torfmehl, Holzmehl usw., die eine grosse Oberfläche besitzen und an denen eine Abscheidung von im Abwasser vorhandenen Kolloiden oder suspendierten Teilchen, wie z. B. öligen Bestandteilen, möglich ist. Die abgetrennten Feststoffe werden in Form von Schlamm aus dem Klärbecken abgezogen und einer physikalischen Entwässerung, wie z. B. in Filterpressen, zellenlosen Filtern, Filterschleudern, Zentrifugen usw., unterworfen. Die Abtrennung der Feststoffe soll hiebei möglichst weitgehend erfolgen, so dass der
Gehalt an Schwebestoffen im Filtratwasser praktisch vernachlässigt werden kann.
Der von der flüssigen
Phase abgetrennte, entwässerte Schlammrückstand soll je nach dem Gehalt an organischen Substanzen vorteilhaft einen Wassergehalt zwischen 5 und 2S'to besitzen.
Nach der Entwässerung und gegebenenfalls Trocknung wird der Schlammrückstand entsprechend seinem
Gehalt an vergasbaren Anteilen mit kohlenstoffhaltigen-Brennstoffen mit hohem C/H-Gehalt, wie Koks,
Kohle, Kohlenstaub, Teer, Pech, Ölrückstände usw. vermischt, stückig gemacht und anschliessend ver- gast. Die Vergasung des Schlammrückstandes erfolgt zweckmässig in einem Drehrostgenerator oder einem
Schwingrostgenerator mit kontinuierlichem Schlackenaustrag unter Luft-und/oder Sauerstoffzufuhr. Die Luft- und/oder Sauerstoffzufuhr wird dabei zweckmässig so bemessen, dass der Heizwert des erzeugten
Gases 1000-3000 kcaI/Nm3 beträgt.
Die dadurch bedingten Reaktionsbedingungen ermöglichen es, einen Verg ungsrückstand - Schlacke - von körniger Zusammensetzung, grosser Festigkeit und Dichte zu er- halten, der sich gegebenenfalls für Bauzwecke usw. eignet.
Die Formung (Stückigmachen) des vergasbaren Gemisches von Schlammrückstand und kohlenstoffhal- tigen Brennstoffen erfolgt in üblicher Weise in einer Brikettier-oder Pelletisiereinrichtung, gegebenen- falls unter Zugabe von Bindemitteln. Durch die Formung lässt sich eine gute Ofenstandfestigkeit bei der darauffolgenden Vergasung der Formkörper erreichen. Die Vergasung erfolgt in der beschriebenen Weise unter Luft-und/oder Sauerstoffzufuhr.
Die bei der Vergasung des Schlammrückstandes entstehenden Gase gelangen zunächst in eine Reini- gungsanlage, wo sie durch Kühlung entwässert und gegebenenfalls von Feststoffen und kondensierbaren An- teilen in einem mechanischen Abscheider und/oder einem Elektro-Gasreinigerbefreit werden. Das er- zeugte Gas wird hierauf einem Gasmotor oder einer Gasturbine zugeführt und zur Erzeugung elektrischer
Energie ausgenutzt, während das beim Betrieb dieser Aggregate anfallende Abgas zur Dampferzeugung oder Entfernung der Restfeuchtigkeit des entwässerten Schlammrückstandes verwendet wird. Die aus dem
Gas erzeugte elektrische Energie soll aus wirtschaftlichen Gründen zweckmässig mindestens so gross sein, dass sie zur Versorgung der gesamten Abwasserreinigungsanlage ausreicht.
Um Schwankungen in der Ener- gieversorgung infolge Veränderung der Menge oder Zusammensetzung der in den Abwässern enthaltenen
Feststoffe zu vermeiden, wird der entwässerte SchlammrUckstand mit so viel kohlenstoffhaltigen Brenn- stoffen vermischt, dass die aus dem daraus gewonnenen Gas erzeugte Strommenge im wesentlichen konstant ist.
Das von Feststoffen und Schwebestoffen befreite Wasser wird gemeinsam mit dem geklärten Wasser des Klärbeckens einem weiteren Becken zugeführt, in dem eine biologische Reinigung mit Hilfe von Be- lebtschlamm oder eine Reinigung durch Ozonisierung stattfindet. Das geklärte Wasser kann aber auch zur
Entfernung nicht biologisch abbaubarer gelöster Verunreinigungen einer chemischen Reinigung, wie z. B.
Extraktion, oder einer Anlage zur Entfernung anorganischer Komponenten (Ionenaustauscher) weiter behan- delt werden.
Imfolgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung, in der ein als Beispiel dienendes Verfahrens- schema dargestellt ist, noch näher erläutert.
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Bei dem in der Zeichnung dargestellten Verfahrensschema werden Abwasser, deren verunreinigende
Feststoffe organische Bestandteile enthalten, einem vorteilhaft mit Einbauten und einem Rührwerk verse- henen Klärbecken 1 zur Abscheidung der In ihnen enthaltenen Feststoffe zugeführt. Um das Absetzen der
Feststoffe zu beschleunigen, werden den Abwässern in dem Klärbecken, falls notwendig, Flockungsmittel und/oder Antischaummittel sowie gegebenenfalls Filterhilfsmittel zugesetzt. Ferner kann die Abschei- dung gegebenenfalls im elektrischen Feld erfolgen. Die ausgeschiedenen Feststoffe werden in Form von
Schlamm aus dem Klärbecken abgezogen und einer Entwässerung 2 auf physikalischem Wege, z.
B. in
Filterpressen, zellenlosen Filtern, Filterschleudern, Zentrifugen od. dgl., unterworfen, so dass der Ge- halt an Schwebestoffen im Filtratwasser praktisch vernachlässigt werden kann. Der Schlammrückstand soll zweckmässig einen Wassergehalt von unter 30 ih, u. zw. je nach den Gehalten organischer Substanz, vor- teilhaft zwischen 5 und ze besitzen.
Das bei der Entwässerung anfallende Filtratwasser besitzt einen so geringen Gehalt an Schwebestof- fen, dass dieser praktisch vernachlässigt werden kann. Das Filtratwasser wird zweckmässig zusammen mit dem geklärten Wasser des Klärbeckens 1 einer weiter unten beschriebenen biologischen Reinigung zuge- führt. Es kann aber auch, wie in der Zeichnung durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist, in das Klär- becken zurückgeführt werden.
Nach der Entwässerung werden die Feststoffe zweckmässig einem Trockner 3 zugeführt, u. zw. vor- zugsweise einem solchen mit indirekter Beheizung, z. B. einem Röhrentrockner.
Die Feststoffe gelangen darauf in einen Mischer 4, in dem sie mit kohlenstoffhaltigem Brennstoff, wie Koks, Kohle, Kohlenstaub, Teer, Pech usw., gemischt werden. Der Mischer kannz. B. als Mischschnecke, rotierender Mischer od. dgl. ausgebildet sein.
Das in dem Mischer 4 gebildete Gemisch wird anschliessend zum Stückigmachen der Formung in einer Brikettier- oder Pelletisiereinrichtung 5 unterworfen. Vorher können dem Gemisch, falls erforderlich, Bindemittel zugeführt werden.
Die Vergasung des stückig gemachten Gutes erfolgt zweckmässig in einem mit kontinuierlicher Zuteilvorrichtung für den Vergasungsrohstoff versehenen Dreh- oder Schwingrostgenerator 6 mit kontinuierlichem Schlackenaustrag, u. zw. unter Luft- oder Sauerstoffzufuhr.
Es können auch mehrere Generatoren mit einer gemeinsamen Misch- und Zuteilvorrichtung sowie gemeinsamem Schlackenaustrag und Kühlung zu einer Einheit zusammengefasst werden. Um die Zusammensetzung des zu vergasenden Gutes und seine Menge an die gewünschte Gasmenge und/oder den Heizwert der erzeugten Gase anpassen zu können, können die Mischvorrichtung sowie gegebenenfplls die Dosiervorrichtung in vorteilhafter Weise in Abhängigkeit von der Gasmenge und/oder dem Heizwert des erzeugten Gases gesteuert werden.
Die Luft-oder Sauerstoffmenge wird bei der Vergasung zweckmässig etwa so bemessen, dass der Heizwert des erzeugten Gases 1000 bis 3000 kcal/Nm* beträgt. Die dadurch bedingten Reaktionsbedingungen ermöglichen es, einen Vergasungsrückstand (Schlacke) von körniger Zusammensetzung, grosser Festigkeit und Dichte zu erhalten, so-dass er sich für Bauzwecke usw. verwerten lässt. Der Vergasungsrückstand wird nach dem Abzug aus dem Drehrostgenerator In einer Kühlvorrichtung 7 mit Hilfe von Wasser abgekühlt. Die erzeugten Gase gelangen dagegen zunächst in eine Reinigungsvorrichtung 8. In dieser Vorrichtung erfolgt eine Entwässerung des Gases durch Kühlung und eine Entfernung von Feststoffen und kondensierbaren Stoffen, z. B. in einem Elektrogasreiniger.
Das gereinigte Gas wird anschliessend einem Gasmotor oder einer Gasturbine 9 zugeführt, die einen Generator zur Erzeugung elektrischer Energie antreibt. Die erzeugte elektrische Energie ist aus wirtschaftlichen Gründen zweckmässig mindestens so gross, dass sie zur Versorgung der Reinigungs- bzw. Verwertungsanlage selbst ausreicht. Um Schwankungen der Energiemenge infolge Änderungen der Menge oder Zusammensetzung der in den Abwässern enthaltenen Feststoffe zu vermeiden, werden den Feststoffen in dem Mischer 4 zweckmässig jeweils so viel Kohlenstoff oder Kohlenstoffverbindungen zugeführt, dass die mit Hilfe des gewonnenen Gases erzeugte Strommenge im wesentlichen konstant ist.
Das beim Betrieb des Gasmotors oder der Gasturbine 9 anfallende Abgas wird zur Ausnutzung seiner fühlbaren Wärme vorteilhaft zur Beheizung des Trockners 3 verwendet.
Wie oben gesagt, wird das Filtratwasser aus der Schlammentwässerung 2 zusammen mit dem geklärten Wasser aus dem Klärbecken 1 einem weiteren Becken 10 zugeführt. in dem eine biologische Reini- gung des Wassers stattfindet. Das Becken wird vorteilhaft belüftet. Ferner ist zur Unterstützung der Schlammabscheidung in dem Becken ein Rührwerk vorgesehen. Um die biologische Reinigung zu unterstützen und zu beschleunigen, können ferner Chemikalien hinzugegeben werden. Ferner wird Belebtschlamm in das Becken eingeleitet. Das auf diese Weise gereinigte Wasser wird der Vorflut zugeführt. Der bei der biolo-
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