CH618949A5 - Process for sludge treatment and arrangement for carrying out the process - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Schlamm, insbesondere Klärschlamm, durch anaerobe oder aerobe Behandlung und Entseuchung, wobei man kontinuierlich geförderten Rohschlamm erhitzt, nach dem Pasteurisieren auf Faulprozesstemperatur abkühlt und dann einem Faulprozess unterwirft, sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens. The invention relates to a process for treating sludge, in particular sewage sludge, by anaerobic or aerobic treatment and decontamination, in which raw sludge is continuously pumped, cooled to pasteurization temperature after cooling and then subjected to a fermentation process, and an arrangement for carrying out the process.

Es ist bereits bekannt, die einen relativ hohen Wassergehalt von teilweise mehr als 95% aufweisenden Roh- oder Frischschlämme in Kläranlagen zunächst auf ca. 35°C zu erwärmen und dann einem gärenden Faulprozess auszusetzen, bei dem die fäulnisfähigen organischen Stoffe unter Bildung von Faulgas, insbesondere Methangas und Kohlendioxyd, dissimiliert werden. Der hierbei technisch stabilisierte Faulschlamm riecht aufgrund nicht völlig aufspaltbarer Kohlenwasserstoffe nur noch leicht teerartig, hat aber im wesentlichen keinen unangenehmen Geruch mehr. Er eignet sich als stabilisierter Schlamm kommunaler Kläranlagen in besonderer Weise zur Düngung landwirtschaftlich genutzter Flächen. It is already known to heat the raw or fresh sludge in sewage plants, which has a relatively high water content of in some cases more than 95%, to about 35 ° C. and then to subject it to a fermenting fermentation process in which the putrefactive organic substances form fermentation gas, especially methane gas and carbon dioxide, are dissimilated. The technically stabilized digested sludge smells only slightly tar-like due to the fact that hydrocarbons cannot be broken down completely, but essentially no longer has an unpleasant smell. As a stabilized sludge from municipal wastewater treatment plants, it is particularly suitable for fertilizing agricultural areas.

Es ist weiterhin bekannt, Faulschlamm nach dem Gärungs- • prozess erneut zur Entseuchung zu erhitzen, und zwar auf mindestens 65°C und den Faulschlamm wenigstens 30 min lang auf dieser Temperatur zu halten, um eine weitgehende Krankheitskeime und -erreger abtötende Entseuchung des Schlammes zu gewährleisten. Danach erfolgt dann in bekannter Weise die Entwässerung in entsprechenden Behältern (Eindik-kern), auf Trockenbeeten oder speziell hierfür geeigneten Vorrichtungen und Maschinen. It is also known to reheat digested sludge after the fermentation process for • decontamination, namely at a temperature of at least 65 ° C. and to keep the digested sludge at this temperature for at least 30 minutes in order to decontaminate the sludge, which kills pathogens and pathogens to a large extent guarantee. Then, in a known manner, dewatering takes place in appropriate containers (thickening core), on dry beds or devices and machines especially suitable for this.

Es ist weiterhin bekannt, Rohschlamm durch hochthermische Behandlung bei Temperaturen von 180 bis 230°C und entsprechenden Drücken von ca. 20 bar zu konditionieren, dadurch unmittelbar zu entseuchen und nachfolgend zu separieren. Dieses Verfahren erfordert einen hohen apparativen Aufwand und ist in der üblichen Ausführung in hohem Masse betriebskostenintensiv. It is also known to condition raw sludge by highly thermal treatment at temperatures of 180 to 230 ° C. and corresponding pressures of approx. 20 bar, to disinfect it immediately and then to separate it. This method requires a high level of equipment and, in the usual design, is very costly in terms of operating costs.

Weiterhin ist bekannt, dass bei bestimmten Schlammzusammensetzungen durch künstliche Luftzufuhr exotherme biologische Oxydationen organischer Substanz eingeleitet werden können, bei denen die Temperatur des Schlammes bis zu 70° C ansteigen kann. Furthermore, it is known that in certain sludge compositions, exothermic biological oxidations of organic matter can be initiated by artificial air supply, in which the temperature of the sludge can rise up to 70 ° C.

Alle weiterhin bekanntgewordenen Verfahren zur biologischen Behandlung von aus Industrieabfällen, Klärbecken, Abwässern und dgl. anfallenden nassen Schlämmen haben jedoch den Nachteil, dass der Schlamm zunächst in einem Vorwärmer oder dem Faulbehälter selbst für den Faulprozess auf ca. 35 °C erwärmt wird. In einem zweiten, oder einer Reihe von Behältern, erfolgt dann nach dem Faulprozess das Entseuchungsverfahren durch Erwärmung des Schlammes auf mindestens 65°C. Die nach den veterinärmedizinischen Regeln notwendige Verweildauer von 30 min bei 65°C ist bislang nur in diskontinuierlich betriebenen Mehrbehälter-Systemen However, all processes that have become known for the biological treatment of wet sludges obtained from industrial waste, settling tanks, waste water and the like have the disadvantage that the sludge is first heated to approx. 35 ° C. in a preheater or the digester itself for the digestion process. In a second, or a row of containers, the decontamination process is carried out after the digestion process by heating the sludge to at least 65 ° C. The residence time of 30 minutes at 65 ° C required according to veterinary rules has so far only been found in discontinuously operated multi-tank systems

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exakt zu erreichen, in Einbehälter-Systemen jedoch infolge unkontrollierbarer Schlammströmungen kaum einzuhalten. can be reached exactly, but can hardly be complied with in single-tank systems due to uncontrollable sludge flows.

Weiterhin liegt allen bekannten Verfahren eine Abkühlung des Schlammes von 65°C auf Umgebungstemperatur in der Weise zugrunde, dass entweder hierfür frei ablaufendes Kühlwasser (also ohne Wärmerückgewinn) verwendet wird, oder die Wärme in grossvolumigen und leicht verschmutzbaren Schlamm/Schlamm-Wärmetauschern zurückgewonnen wird. Furthermore, all known processes are based on cooling the sludge from 65 ° C to ambient temperature in such a way that either free-flowing cooling water (i.e. without heat recovery) is used, or the heat is recovered in large-volume and easily contaminated sludge / sludge heat exchangers.

Es ist also nicht nur wegen der zweimaligen Erwärmung und unvollständigen Wiederabkühlung der Schlämme in Schlamm/Schlamm-Wärmetauschern ein erhöhter Bedarf an Wärmeenergie erforderlich, sondern die Durchführung der bekannten Schlammbehandlungsverfahren in voneinander getrennten Faul- und nachfolgenden Entseuchungs-Systemen bedingen auch einen grossen Aufwand an umständlich und zeitaufwendig zu bedienenden teuren Maschinen und Apparaten. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Verfahren besteht überdies noch darin, dass der Faulschlamm nach der Faul-und anschliessenden Entseuchungsbehandlung zwangsläufig noch einen sehr hohen Restfeuchtegehalt von 96 bis 98% aufweist^ dessen Eindickung nachfolgend häufig nur durch Zugabe von elektrolytisch wirkenden chemischen Flockungsmitteln mit anschliessender maschineller Entwässerung wirtschaftlich ist. Die hierbei anfallenden Trübwässer haben im allgemeinen einen hohen Verschmutzungsgrad. Auch wird häufig unter Druck entseucht und Wasserdampf zum Erwärmen des Klärschlammes eingeblasen, wodurch der Wassergehalt des Schlammes zusätzlich erhöht wird. It is therefore not only because of the twice heating and incomplete re-cooling of the sludge in sludge / sludge heat exchangers that an increased need for thermal energy is required, but the implementation of the known sludge treatment processes in separate digestion and subsequent decontamination systems also entail a great deal of effort and time-consuming to operate expensive machines and apparatus. Another disadvantage of these known processes is that the digested sludge after the digestive and subsequent decontamination treatment inevitably still has a very high residual moisture content of 96 to 98% ^ the thickening of which subsequently often only occurs by adding electrolytically active chemical flocculants followed by mechanical dewatering is economical. The resulting cloudy water generally has a high degree of pollution. It is also often dehumidified under pressure and water vapor is blown in to heat the sewage sludge, which further increases the water content of the sludge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das die Entseuchung mit einem möglichst geringen apparativen Aufwand energiesparend und unter Beachtung der unterschiedlichen Beschaffenheit zu behandelnder kommunaler Schlämme vornimmt, wobei die Entseuchung hinsichtlich Behandlungstemperatur und -zeit gewährleistet ist, kontinuierlich gearbeitet werden kann, kein Arbeiten unter Druck erforderlich ist und keine Erhöhung des Wassergehaltes des Schlammes mit sich bringt, wobei sich als Endprodukt ein möglichst gut entwässerbarer Faulschlamm ergeben soll. The invention has for its object to provide a method which undertakes the decontamination with the least possible outlay on equipment in an energy-saving manner and taking into account the different properties of the municipal sludge to be treated, the decontamination being ensured with regard to the treatment temperature and time, no working under pressure is required and no increase in the water content of the sludge is required, the end product being the best possible dewatered sludge.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der während der kontinuierlichen Förderung auf Pasteurisierungstemperatur erhitzte Rohschlamm chargenweise in eine von mehreren, nacheinander verwendeten Kammern gegeben wird, wo er während einer zum Pasteurisieren ausreichenden Zeit bei konstanter Temperatur verweilt, während Schlamm kontinuierlich aus einer anderen der Kammern abgeführt und gekühlt wird, wobei die zum Pasteurisieren notwendige Wärme mit einem extern beheizten, sich im Kreislauf befindlichen Heizmedium zugeführt wird. The present invention therefore relates to a process of the type mentioned at the outset, which is characterized in that the raw sludge, which has been heated to pasteurization temperature during the continuous conveying, is fed in batches into one of several chambers used in succession, where it remains constant for a sufficient time for pasteurization Temperature remains, while sludge is continuously removed from another of the chambers and cooled, the heat necessary for pasteurization being supplied with an externally heated, circulating heating medium.

Hierdurch erhält man eine teilweise Zerlegung der makromolekularen Zellsubstanzen der im unbehandelten Klärschlamm oder in anderen zersetzbaren, Keime enthaltenden Schlämmen enthaltenen Kohlehydrate und Eiweissstoffe im mikrobiell leichter resorbierbare Monomere, dabei eine teilweise Ablösung des Zwischenraumwassers und der Kapillarflüssigkeit (Ballastwasser) der Zellen, mit der Folge einer Ver-kürzung des technischen Faulprozesses (Stabilisationsprozes-ses), sowie eine Verkleinerung der mit dieser thermischen Vorbehandlung ausgerüsteten Faulbehälter gegenüber Behältern ohne derartige Schlammbehandlung bzw. bei vorgegebenen Faulbehälterabmessungen eine vergleichsweise stärkere Schlammengenbelastung, bezogen auf die technische Faulzeit. Der mit diesem Verfahren und anschliessender anaeroben Faulung behandelte Schlamm ist leicht und stärker entwässerbar als vergleichsweise thermisch unbehandelter Schlämm. Daher ergibt sich nach normaler Entwässerung des Schlammes durch Sedimentation - ein Wassergehalt von etwa 89% kann hierbei erreicht werden - bei Nassschlammabfuhr eine wesentliche Verringerung der Schlammabfuhrkosten, während bei den bisher üblichen Verfahren unter gleichen Bedingungen in der Regel ein Restfeuchtegehalt im Schlamm von ca. 95% und mehr bleibt. Insbesondere kann sich der Schlamm in dem Verweilbehälter während der Verweilzeit absetzen, wobei das hierdurch abgetrennte Wasser abgesaugt oder abgeleitet werden kann, so dass sich der relativ niedrige Restfeuchtegehalt bereits beim Austritt aus dem Verweilbehälter ergibt. This results in a partial decomposition of the macromolecular cell substances of the carbohydrates and proteins contained in the untreated sewage sludge or in other decomposable sludges containing germs in the monomers, which are more readily microbially resorbable, thereby partially detaching the interstitial water and the capillary liquid (ballast water) of the cells, with the result that Shortening of the technical digestion process (stabilization process), as well as a reduction in the size of the digestion tanks equipped with this thermal pretreatment compared to tanks without such sludge treatment or, given the dimensions of the digestion tank, a comparatively higher sludge load, based on the technical digestion time. The sludge treated with this process and subsequent anaerobic digestion is easy and more dewaterable than comparatively thermally untreated sludge. Therefore, after normal dewatering of the sludge by sedimentation - a water content of about 89% can be achieved - there is a significant reduction in sludge removal costs with wet sludge removal, whereas in the previously common processes under the same conditions there is usually a residual moisture content in the sludge of approx. 95 % and more remains. In particular, the sludge can settle in the retention tank during the retention time, the water separated thereby being able to be suctioned off or drained off, so that the relatively low residual moisture content already results when it leaves the retention tank.

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren kann die notwendigerweise vorzusehende gesonderte Beheizung der Faulbehälter eingespart werden, da mit dem aus dem Pasteurisie-rungsprozess kommenden, jedoch auf Faulraumtemperatur abgekühlten Schlamm, dem nachgeschalteten Faulbehälter die zur Aufrechterhaltung des anaeroben Prozesses notwendige Wärmeenergie zugeführt werden kann. In the method according to the invention, the separate heating of the digesters that is necessary to be provided can be saved, since with the sludge coming from the pasteurization process but cooled to the digester temperature, the downstream digester can be supplied with the thermal energy necessary to maintain the anaerobic process.

Hierbei ist es besonders zweckmässig, wenn der flüssige Rohschlamm kontinuierlich gefördert und im Gegenstrom mit einem im Kreislauf befindlichen Heiz- bzw. Kühlmedium auf die Entseuchungstemperatur von mindestens 65 °C erhitzt wird. It is particularly expedient here if the liquid raw sludge is conveyed continuously and heated in countercurrent with a circulating heating or cooling medium to the decontamination temperature of at least 65 ° C.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einem Wärmetauscher zum Erhitzen von kontinuierlich gefördertem Rohschlamm, der nach dem Pasteurisieren auf Faultemperatur abgekühlt und dann in Faulbehältern einem Faulprozess unterworfen wird und die dadurch gekennzeichnet ist, dass dem Wärmetauscher zum Erhitzen des Schlammes mehrere umschaltbare Verweilkammern und diesem ein weiterer Wärmetauscher zum Kühlen des Schlammes nachgeschaltet ist, wobei die das Heizmedium führenden Teile der Wärmetauscher zu einem Kreislauf geschlossen sind, der mit einer Heizeinrichtung zum Erhitzen des Rohschlammes auf Pasteurisierungstemperatur versehen ist. Hierbei kann für den Erhitzungs- und Abkühl-prozess in den Wärmetauschern das gleiche Wärmeträgerme-dium, wie z.B. Wasser, Glyzerin, öl o.ä., im Kreislauf verwendet werden. The invention further relates to an arrangement for performing this method with a heat exchanger for heating continuously conveyed raw sludge, which after pasteurization is cooled down to fermentation temperature and then subjected to a fermentation process in digestion tanks and which is characterized in that the heat exchanger for heating the sludge has several switchable dwell chambers and this is followed by a further heat exchanger for cooling the sludge, the parts of the heat exchanger carrying the heating medium being closed to a circuit which is provided with a heating device for heating the raw sludge to pasteurization temperature. The same heat transfer medium can be used for the heating and cooling process in the heat exchangers, e.g. Water, glycerin, oil or similar can be used in the circuit.

Als besonders zweckmässig hat sich eine Ausführungsform mit einem beheizbaren Verweilbehälter erwiesen, der zylindrisch ausgebildet ist und einen sich nach unten erstreckenden kegelförmigen Boden aufweist, an dessen Spitze die jeweilige Füll- bzw. Entleerungsleitung angeschlossen ist. An embodiment with a heatable indwelling container, which is cylindrical and has a downwardly extending conical bottom, to the tip of which the respective filling or emptying line is connected, has proven particularly expedient.

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren und der Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens lassen sich insbesondere die im Merkblatt Nr. 7 zum deutschen Bundesgesundheitsblatt 5/16 vom 18.7.1972 festgelegten Regeln zur Behandlung von Schlämmen mit Sicherheit erreichen. Hiernach wird eine mindestens 30minütige, konstant gehaltene Pasteurisierungstemperatur von mindestens 65°C gefordert. Neben dem wesentlich vereinfachten apparativen Aufwand für das erfin-dungsgemässe Verfahren durch den drei Kammern aufweisenden Verweilbehälter wird eine zuverlässige Entseuchung des Schlammes in einem kontinuierlich ablaufenden Verfahren gewährleistet, was zu einer wesentlichen Vereinfachung des Verfahrensablaufes und einer übersichtlichen, leicht zu überwachenden Anordnung der gesamten Anlage führt. With the method according to the invention and the arrangement for carrying out this method, the rules for the treatment of sludges specified in leaflet No. 7 on German Federal Health Gazette 5/16 of July 18, 1972 can be achieved with certainty. According to this, a pasteurization temperature of at least 65 ° C which is kept constant for at least 30 minutes is required. In addition to the considerably simplified outlay in terms of apparatus for the process according to the invention due to the indwelling container having three chambers, reliable disinfection of the sludge is guaranteed in a continuously running process, which leads to a significant simplification of the process sequence and a clear, easy-to-monitor arrangement of the entire system .

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrie-jben. Es zeigen: The invention is described in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the figures. Show it:

Fig. 1 schematisch eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Klärschlammbehandlung, und Fig. 1 shows schematically an arrangement for performing the process for sewage sludge treatment, and

Fig. 2 schematisch den zeitlichen Verfahrensablauf in dem 1 Drei-Kammer-V erweilbehälter. Fig. 2 shows schematically the timing of the process in the 1 three-chamber indwelling container.

Der unbehandelte Rohschlamm in der Rohschlammleitung 1 wird mit einer Temperatur von 18 bis 20°C kontinuierlich über die Rohschlammpumpe 2, die vorzugsweise eine Ex-: zenterschneckenpumpe, evtl. kombiniert mit einem Zerkleinerer, ist, die mit einer weiteren, den Heissschlamm absaugenden und weiterfördernden Heissschlammpumpe 3 durch einen The untreated raw sludge in the raw sludge line 1 is continuously at a temperature of 18 to 20 ° C via the raw sludge pump 2, which is preferably an eccentric screw pump, possibly combined with a shredder, which with another, the hot sludge sucking and conveying Hot mud pump 3 by one

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Elektromotor 4 synchron angetrieben sein kann, in einen als Doppelrohr-Wärmetauscher ausgebildeten Rohschlammerhitzer 5 gepumpt und dabei im Gegenstromverfahren durch einen Wärmeträger, z.B. Heisswasser, Glyzerin, Thermoöl oder dgl., aus einem Heizkessel 16 mit Temperaturregler 17, 5 Umwälzpumpe 18 und Regler 19, sowie Ausdehnungsgefass 22 auf die notwendige Pasteurisierungstemperatur von mindestens 65 °C erwärmt. Electric motor 4 can be driven synchronously, pumped into a sludge heater 5 designed as a double-tube heat exchanger, and in the countercurrent process by a heat transfer medium, e.g. Hot water, glycerin, thermal oil or the like, heated from a boiler 16 with temperature controller 17, 5 circulation pump 18 and controller 19, and expansion vessel 22 to the necessary pasteurization temperature of at least 65 ° C.

In einem dieser Rohschlammerhitzer 5 über entsprechende Rohrleitungen mit Dreiwege-Stellventilen 6 und einem Um- i0 führungsventil 7 nachgeschalteten Verweilbehälter 8 mit den drei Kammern A, B, C mit je einem Füllstandsanzeiger und Kontaktgeber 9 und je einer Belüftungsleitung 10 sowie einem Isoliermantel 11 wird der erhitzte Schlamm durch eine elektronisch programmierte V entilsteuerung den einzelnen Kam- i5 mern A, B, C so zugeführt, dass die Taktfolge jeder Kammer in der Reihenfolge FÜLLEN - VERWEILEN (mindestens 30 min) - ENTLEEREN sichergestellt ist. Hierbei kann je nach Bedarf in die Verbindungsleitung vom Erhitzer während des Füllvorganges einer Kammer durch eine handelsübliche Do- 20 sierpumpe dem Heissschlamm ein polyelektrolytisch aktives Flockungsmittel beigemischt werden. Die einzelnen Kammern A, B, C wirken insbesondere bei Verwendung eines Flok-kungsmittels, bedingt durch die Mindestverweilzeit des Schlammes von 30 min in einer Kammer, als statische 25 In one of these raw sludge heaters 5 via corresponding pipelines with three-way control valves 6 and a bypass valve 7 downstream indwelling container 8 with the three chambers A, B, C, each with a level indicator and contactor 9 and each with a ventilation line 10 and an insulating jacket 11 heated sludge is fed to the individual chambers A, B, C by an electronically programmed valve control so that the cycle sequence of each chamber is ensured in the order FILL - LIVE (at least 30 min) - EMPTY. Depending on requirements, a polyelectrically active flocculant can be added to the hot sludge in the connecting line from the heater during the filling process of a chamber by means of a commercial metering pump. The individual chambers A, B, C act as a static 25, in particular when a flocculant is used, due to the minimum residence time of the sludge in a chamber of 30 min

Schlammeindicker unter Einfluss der Schwerkraft. Das sich hierbei oberhalb des Schlammspiegels absetzende Wasser kann durch eine geeignete Einrichtung vor dem Abpumpen des Schlammes abgesaugt werden. Sludge thickener under the influence of gravity. The water that settles above the sludge level can be sucked off by a suitable device before pumping out the sludge.

Der Verweilbehälter 8 ist über seinen isolierten Doppel- 30 mantel 11 mittels unter leichtem Überdruck von etwa 0,5 bar stehendem Heizmedium aus dem Kreislaufsystem über eine Drosselblende 23 beheizbar. Die in seinem zylindrisch ausgebildeten Innern befindlichen drei Kammern A, B, C weisen kegelförmige Böden 25 auf, an deren unterer Kegelspitze die 35 Füll- bzw. Entleerungsleitungen 26 angeschlossen sind. Die dadurch gegebene gedrängte Bauweise hat gegenüber den bekannten Mehrbehälter-System den grossen Vorteil einer kostengünstigen Herstellung, verbunden mit dem am Aufstellungsort erforderlichen geringen Platzbedarf. 40 The indwelling container 8 can be heated via its insulated double jacket 11 by means of a heating medium at a slightly positive pressure of approximately 0.5 bar from the circulatory system via a throttle orifice 23. The three chambers A, B, C located in its cylindrical interior have conical bottoms 25, to the lower cone tip of which the 35 filling and emptying lines 26 are connected. The compact design resulting from this has the great advantage over the known multi-tank system of inexpensive manufacture, combined with the small space requirement required at the installation site. 40

Die für jede Kammer A, B, C vorgesehene Belüftungsleitung 10 führt durch den Isoliermantel 11 des doppelwandig ausgebildeten Verweilbehälters 8, um die bei der Entleerung einer Kammer nachfolgende Aussenluft durch das in dem Raum 30 zwischen Isoliermantel 11 und der Innenwand des 45 Verweilbehälters 8 strömende Heizmedium anzuwärmen. Im allgemeinen erfolgt der Luftaustausch pulsierend im Füll- und Entleerungsrhythmus über die Leitung 10 zwischen den Behältern. Dennoch über die Öffnung der Rohrleitung 10 ins Freie entweichende übelriechende Gase werden über eine handels- so übliche Filter- oder Gaswaschvorrichtung 10a gereinigt. Die Rohrleitung 10 verhindert in jedem möglichen Fall ein Überfüllen der Behälterkammern mit der Folge unzulässig hoher auftretender Drücke. The ventilation line 10 provided for each chamber A, B, C leads through the insulating jacket 11 of the double-walled indwelling container 8, to the outside air following when a chamber is emptied, through the heating medium flowing in the space 30 between the insulating jacket 11 and the inner wall of the 45 indwelling container 8 to warm up. In general, the air exchange takes place pulsating in the filling and emptying rhythm over the line 10 between the containers. However, malodorous gases escaping through the opening of the pipeline 10 are cleaned using a commercially available filter or gas washing device 10a. In all possible cases, the pipeline 10 prevents the container chambers from being overfilled, with the result that impermissibly high pressures occur.

Die vorgeschriebene Einhaltung der Verweildauer des 55 Schlammes in der jeweiligen Kammer kann durch entsprechende Dimensionierung des Verweilbehälters in Verbindung mit einer elektrischen Mess- und Signaleinrichtung und entsprechender Anordnung der elektronisch gesteuerten Dreiwe-ge-Stellventile 6 sichergestellt werden. so The prescribed compliance with the residence time of the sludge in the respective chamber can be ensured by appropriate dimensioning of the retention tank in connection with an electrical measuring and signaling device and a corresponding arrangement of the electronically controlled three-way control valves 6. so

Zwecks Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Betriebes der Schlammpumpen 2,3 auch bei einer durch Verschleiss verringerten Förderleistung einer Exzenterschneckenpumpe kann sowohl der Heissschlamm wie auch der Kaltschlamm durch ein Umführungsventil 7 bzw. 14 umgeleitet werden. 65 In order to maintain continuous operation of the sludge pumps 2, 3 even when the delivery capacity of an eccentric screw pump is reduced due to wear, both the hot sludge and the cold sludge can be diverted through a bypass valve 7 or 14. 65

Dem Verweilbehälter 8 ist ein ebenfalls als Doppelrohr-Wärmetauscher ausgebildeter Heissschlammkühler 12 gleicher Abmessung wie der Rohschlammerhitzer 5 nachgeschaltet. A hot sludge cooler 12 of the same dimension as the raw sludge heater 5, which is also designed as a double-tube heat exchanger, is connected downstream of the retention tank 8.

Die Heissschlammpumpe 3 saugt den heissen Schlamm kontinuierlich jeweils aus der einen oder anderen Kammer A, B, C des Verweilbehälters 8 ab und drückt ihn in den Heissschlammkühler 12, der den Schlamm auf eine für den anaeroben Faulprozess notwendige Temperatur von 33 bis 38°C abkühlt. Die hier zu der Förderung des heissen Schlammes verwendete Exzenterschneckenpumpe 3 soll zwecks Aufrechterhaltung einer konstanten Schlammfördermenge in der ganzen Anlage möglichst synchron mit der Kaltschlammpumpe 2 umlaufen. The hot sludge pump 3 continuously sucks the hot sludge out of one or the other chamber A, B, C of the retention tank 8 and presses it into the hot sludge cooler 12, which cools the sludge to a temperature of 33 to 38 ° C. necessary for the anaerobic digestion process . The eccentric screw pump 3 used here for conveying the hot sludge should circulate as synchronously as possible with the cold sludge pump 2 in order to maintain a constant sludge flow rate in the entire system.

Die Abkühlung des Heissschlammes erfolgt mit dem im Rohschlammerhitzer 5 zur Beheizung verwendeten, dort jedoch im Prozess verlauf wieder abgekühlten Heizmedium, das in einer Leitung 21 geführt wird. Auch die Heissschlammab-kühlung erfolgt im Gegenstromverfahren, so dass sich das Heizmedium während des Durchgangs durch den Heissschlammkühler 12 wieder erwärmt. The hot sludge is cooled with the heating medium which is used for heating in the raw sludge heater 5, but which runs there in the process and which is guided in a line 21. The hot sludge cooling also takes place in a countercurrent process, so that the heating medium heats up again as it passes through the hot sludge cooler 12.

Die Pasteurisierungsanlage bzw. deren einzelne Bauteile werden in zweckmässigerweise so ausgelegt, dass sie gleiche Abmessungen aufweisen und untereinander auswechselbar sind. The pasteurization system or its individual components are expediently designed such that they have the same dimensions and are interchangeable.

Die für den Rohschlammerhitzer 5 bzw. für den Heissschlammkühler 12 vorgesehenen Schlammleitungen bestehen aus hintereinandergeschalteten Doppelrohren, die so dimensioniert sind, dass die Schlammgeschwindigkeit in den Innenrohren Ablagerungen organischer Bestandteile, Sand und Spinnstoffe im Rohrsystem, weitestgehend verhindert. The sludge lines provided for the raw sludge heater 5 and for the hot sludge cooler 12 consist of double pipes connected in series, which are dimensioned so that the sludge speed in the inner pipes largely prevents deposits of organic components, sand and textile materials in the pipe system.

Die verbindenden Rohrleitungen und die Wärmetauscher 5,12 sind zweckmässigerweise mit einem Isoliermantel versehen. The connecting pipes and heat exchangers 5, 12 are expediently provided with an insulating jacket.

Unvermeidbare Inkrustierungen durch Wasserstein aus dem Schlammwasser lassen sich einfach durch periodisches Aussäuern mit inhibierter Säure auflösen. Inevitable incrustations caused by limestone from the sludge water can be easily dissolved by periodic acidification with inhibited acid.

Ausserdem lassen sich die schlammführenden Rohre dadurch leichter kontrollieren und evtl. reinigen, da die an ihren Enden vorgesehenen Verbindungsbögen 27 mittels leicht lösbarer Rohrverschraubungen 13 befestigt sind. In addition, the sludge-carrying pipes can be more easily checked and possibly cleaned, since the connecting bends 27 provided at their ends are fastened by means of easily detachable pipe screw connections 13.

Für die Rohrleitungen können handelsübliche unlegierte Rohre verwendet werden, so dass auch in dieser Hinsicht die Entseuchungsanlage kostengünstig ausgeführt werden kann. Commercially available unalloyed pipes can be used for the pipelines, so that the decontamination system can also be implemented inexpensively in this regard.

Ausserdem ist noch ein wesentlicher Vorteil darin zu sehen, dass die Erwärmung im Rohschlammerhitzer 5, die Beheizung des Verweilbehälters 8 und die anschliessende Abküh lung des Schlammes im Heissschlammkühler 12 durch das gleiche umlaufende Medium 21 erfolgt, wodurch sich ein wesentlicher Teil der für die Erwärmung des Frischschlammes aufgewendeten Wärmeenergien im Heissschlammkühler 12 wieder zurückgewinnen lässt. (Entsprechendes gilt für ein Verfahren, bei dem zunächst der Faulprozess und dann die Pasteurisierung vorgenommen wird.) In addition, a major advantage can be seen in the fact that the heating in the raw sludge heater 5, the heating of the retention tank 8 and the subsequent cooling of the sludge in the hot sludge cooler 12 is carried out by the same circulating medium 21, which is a significant part of the heating for Fresh sludge can be used to recover heat energy in the hot sludge cooler 12. (The same applies to a process in which the digestion process is carried out first and then the pasteurization is carried out.)

Damit kann der Heizkessel 16 für die Aufheizung des Heizmediums 21 um den Anteil an Wärmeleistung, die im Kühler 5 als Wärmeenergie zurückgewonnen wird, kleiner ausgelegt werden. Im etwa gleichen Verhältnis verringert sich auch der Verbrauch an Brennstoff, z.B. Faulgas, Heizöl usw. The boiler 16 can thus be designed to be smaller for the heating of the heating medium 21 by the proportion of heat output which is recovered as heat energy in the cooler 5. The consumption of fuel is reduced by approximately the same ratio, e.g. Fermentation gas, heating oil etc.

Ferner ist durch die Verwendung eines im Kreislauf umgewälzten Wärmeträgers sichergestellt, dass sowohl das Heiz-rohrsystem als auch die Kesselanlage selbst nicht verschmutzen kann. Furthermore, the use of a circulating heat transfer medium ensures that both the heating pipe system and the boiler system itself cannot become dirty.

Es versteht sich von selbst, dass das Heizmedium dieser Pasteurisierungsanlage ohne grössere technische Schwierigkeiten auch auf Temperaturen von mehr als 100°C erwärmt werden kann, so dass auch eine Schlammkonditionierungmit Temperaturen über 180°C möglich ist. In diesem Falle müsste jedoch der Verweilbehälter 8 als Druckbehälter ausgebildet sein und die zweite als Exzenterschnecken-Förderpumpe ausgebildete Heissschlammpumpe 3 den auftretenden höheren Temperaturen angepasst sein. It goes without saying that the heating medium of this pasteurization plant can also be heated to temperatures of more than 100 ° C without major technical difficulties, so that sludge conditioning at temperatures above 180 ° C is also possible. In this case, however, the indwelling container 8 would have to be designed as a pressure container and the second hot sludge pump 3, which is designed as an eccentric screw feed pump, should be adapted to the higher temperatures that occur.

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Schliesslich ist ein weiterer erheblicher Vorteil noch darin zu sehen, dass die gesamte Pasteurisierungsanlage auch über längere Zeit mit Teillasten ohne besondere technische Änderung der Anlage betrieben werden kann. Durch sinnvoll angeordnete Regelkreise im Heizsystem kann die im Umlauf be- 5 findliche Heizmediummenge in einwandfreierWeise geregelt werden. Die Bezugs- oder Führungsgrössen hierfür bilden jeweils die Schlammtemperaturen am Austritt der beiden Wärmetauscher 5 bzw. 12. Finally, another significant advantage can be seen in the fact that the entire pasteurization system can also be operated over long periods with partial loads without any special technical changes to the system. By means of sensibly arranged control loops in the heating system, the amount of heating medium in circulation can be regulated 5 perfectly. The reference or reference variables for this form the sludge temperatures at the outlet of the two heat exchangers 5 and 12, respectively.

Der Synchronlauf der Pumpen kann auch durch Komuta-tormotoren, Gleichstrom-Nebenschlussmotoren oder frequenzgeregelte Drehstrommotoren erreicht werden. The pumps can also be synchronized by commutator motors, DC shunt motors or frequency-controlled three-phase motors.

Fig. 2 zeigt den Verfahrensablauf in dem Verweilbehälter 8, wobei die einzelnen Kammern A, B und C schematisch nebeneinander dargestellt sind. Zu Beginn eines ersten Zyklus, 2 shows the process sequence in the retention tank 8, the individual chambers A, B and C being shown schematically next to one another. At the beginning of a first cycle,

der beispielsweise 35 min umfasst, wird die Kammer A gefüllt, während die Kammern B und C noch leer sind. In einem zweiten Zyklus von ebenfalls 35 min verweilt der Schlamm zum Pasteurisieren in der Kammer A, während die Kammer B gefüllt wird und die Kammer C noch leer ist. Während des nächsten Zyklus von wiederum 35 min wird die Kammer A entleert, der eingefüllte Schlamm in der Kammer B verweilt in dieser bei konstanter Temperatur von mindestens 650 C (Pasteurisierung) und die Kammer C wird gefüllt. In einem zweiten Zyklus von 35 min wird die Kammer A gefüllt, die Kammer B entleert und der eingefüllte Schlamm in der Kammer C während der Verweilzeit von 35 min pasteurisiert. Während eines weiteren Zyklus von 35 min verweilt der in die Kammer A eingefüllte Schlamm in dieser zum Pasteurisieren, die Kammer B wird gefüllt und die Kammer C entleert. which, for example, lasts 35 minutes, chamber A is filled while chambers B and C are still empty. In a second cycle of 35 minutes, the slurry remains in chamber A for pasteurization, while chamber B is filled and chamber C is still empty. During the next cycle of again 35 minutes, chamber A is emptied, the filled sludge in chamber B remains in it at a constant temperature of at least 650 C (pasteurization) and chamber C is filled. In a second cycle of 35 minutes, chamber A is filled, chamber B is emptied and the filled sludge in chamber C is pasteurized during the residence time of 35 minutes. During a further cycle of 35 minutes, the sludge filled into chamber A remains in it for pasteurization, chamber B is filled and chamber C is emptied.

10 10th

15 15

v v

2 Blätter Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims (16)

618 949618 949 1. Verfahren zum Behandeln von Schlamm, insbesondere Klärschlamm, durch anaerobe oder aerobe Behandlung und Entseuchung, wobei man kontinuierlich geförderten Rohschlamm erhitzt, nach dem Pasteurisieren auf Faulprozesstemperatur abkühlt und dann einem Faulprozess unterwirft, dadurch gekennzeichnet, dass der während der kontinuierlichen Förderung auf Pasteurisierungstemperatur erhitzte Rohschlamm chargenweise in eine von mehreren, nacheinander verwendeten Kammern gegeben wird, wobei er während einer zum Pasteurisieren ausreichenden Zeit bei konstanter Temperatur verweilt, während Schlamm kontinuierlich aus einer anderen der Kammern abgeführt und gekühlt wird, wobei die zum Pasteurisieren notwendige Wärme mit einem extern beheizten, sich im Kreislauf befindlichen Heizmedium zugeführt wird. 1. A process for treating sludge, in particular sewage sludge, by anaerobic or aerobic treatment and disinfection, whereby continuously pumped raw sludge is heated, cooled down to pasteurization temperature after pasteurization and then subjected to a fermentation process, characterized in that the heated to pasteurization temperature during continuous conveying Raw sludge is fed batchwise into one of several chambers used in succession, where it remains at a constant temperature for a time sufficient for pasteurization, while sludge is continuously removed and cooled from another of the chambers, the heat required for pasteurization being heated with an externally heated, heating medium in the circuit is supplied. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlamm nach der Pasteurisierung im Gegenstrom mit dem im Kreislauf befindlichen, abgekühlten Heizmedium auf die Faulprozesstemperatur abgekühlt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the sludge after the pasteurization is cooled in countercurrent with the circulating, cooled heating medium to the digestion temperature. 2 2nd PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man das während des Verweilens des Rohschlammes durch Absetzen unter Schwerkrafteinwirkung von der Schlammsuspension abgetrennte Wasser absaugt oder ableitet, wobei dem Rohschlamm gegebenenfalls ein Flockungsmittel zugegeben wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that one sucks off or discharges the water separated from the sludge suspension by settling under the action of gravity during the dwell of the raw sludge, a flocculant optionally being added to the raw sludge. 4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Wärmetauscher zum Erhitzen von kontinuierlich gefördertem Rohschlamm, der nach dem Pasteurisieren auf Faultemperatur abgekühlt und dann in Faulbehältern einem Faulprozess unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wärmetauscher (5) zum Erhitzen des Schlammes mehrere umschaltbare Verweilkammern (A, B, C) und diesen ein weiterer Wärmetauscher (12) zum Kühlen des Schlammes nachgeschaltet ist, wobei die das Heizmedium fuhrenden Teile der Wärmetauscher (5,12) zu einem Kreislauf geschlossen sind, der mit einer Heizeinrichtung (16) zum Erhitzen des Rohschlammes auf Pasteurisierungstemperatur versehen ist. 4. Arrangement for performing the method according to claim 1, with a heat exchanger for heating continuously pumped raw sludge, which is cooled to paste temperature after pasteurization and then subjected to a digestion process in digesters, characterized in that the heat exchanger (5) for heating the sludge a plurality of switchable dwell chambers (A, B, C) and this is followed by a further heat exchanger (12) for cooling the sludge, the parts of the heat exchanger (5, 12) carrying the heating medium being closed to form a circuit which is heated by a heating device (16 ) is provided for heating the raw sludge to pasteurization temperature. 5. Anordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Exzenterförderschneckenpumpen (2, 3) für die kontinuierliche 5. Arrangement according to claim 4, characterized by eccentric screw pumps (2, 3) for the continuous , Förderung des Schlammes. , Promoting the sludge. 6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch synchron geschaltete Pumpen (2,3) für Kalt- bzw. Heissschlamm. 6. Arrangement according to claim 4 or 5, characterized by synchronously connected pumps (2,3) for cold or hot sludge. 7. Anordnung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Heissschlamm- und ein Kaltschlammumführungsventil (14 bzw. 7). 7. Arrangement according to claim 6, characterized by a hot sludge and a cold sludge bypass valve (14 and 7). 8. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verweilbehälter (8) im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und einen sich nach unten erstrek-kenden, kegelförmigen Boden (25) aufweist, an dessen Spitze die Füll- bzw. Entleerungsleitung (26) angeschlossen ist, und dass er beheizbar ist. 8. Arrangement according to one of claims 4 to 7, characterized in that the indwelling container (8) is substantially cylindrical and has a downwardly extending, conical bottom (25), at the tip of which the filling or emptying line (26) is connected, and that it is heated. 9. Anordnung nach den Ansprüchen 4 bis 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Einbringen von chemischen Flockungsmitteln in den Verweilbehälter (8) und eine Absaugeinrichtung für einen Teil des abgetrennten Wassers. 9. Arrangement according to claims 4 to 8, characterized by a device for introducing chemical flocculants into the indwelling container (8) and a suction device for part of the separated water. 10. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verweilbehälter (8) mit einer Belüftungsleitung (10) versehen ist, die durch ein Medium geführt ist, das die beim Entleeren einströmende Aussenluft erwärmt. 10. The arrangement according to claim 4, characterized in that the indwelling container (8) is provided with a ventilation line (10) which is guided through a medium which heats the outside air flowing in during emptying. 11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungsleitung (10) eine nachgeschaltete Filter- oder Gaswascheinrichtung (10a) aufweist. 11. The arrangement according to claim 10, characterized in that the ventilation line (10) has a downstream filter or gas washing device (10a). 12. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verweilbehälter (8) mit einem Isoliermantel umgeben ist. 12. The arrangement according to claim 4, characterized in that the indwelling container (8) is surrounded by an insulating jacket. 13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Isoliermantel (11) und der Innenwand des Verweilbehälters (8) ein ein Heizmedium führender Raum (30) vorgesehen ist. 13. The arrangement according to claim 12, characterized in that between the insulating jacket (11) and the inner wall of the indwelling container (8) a space (30) carrying a heating medium is provided. 14. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungsleitung (10) zur Erwärmung der darin geführten Luft durch den Raum (30) geführt ist. 14. Arrangement according to claim 10, characterized in that the ventilation line (10) for heating the air guided therein is guided through the room (30). 15. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum (30) an den Kreislauf für das Heizmedium angeschlossen ist. 15. The arrangement according to claim 13, characterized in that the space (30) is connected to the circuit for the heating medium. 16. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscher (5,12) und die verbindenden Rohrleitungen mit einem Isoliermantel versehen sind. 16. The arrangement according to claim 4, characterized in that the heat exchangers (5, 12) and the connecting pipes are provided with an insulating jacket.