DE102006006165B3 - Treatment of sludge from municipal and industries comprises discharging turbid water separated from the putrefied, digested sludge, concentrating the turbid water by concentrated water, and recirculating the concentrated water - Google Patents

Abstract

The treatment of sludge from municipal and industries, comprises discharging turbid water separated from the putrefied digested sludge, concentrating the separated turbid water by concentrated water, and recirculating the concentrated water into the putrefied sludge.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Schlämmen, bei dem das sich oberhalb des ausgefaulten Faulschlamms absetzende Trübwasser abgeführt wird.The The invention relates to a method for the treatment of sludge, in to the above the digested sludge settling water dissipated becomes.

Bei kommunalen, industriellen und gewerblichen Abwasseneinigungsanlagen fallen im Rahmen der unterschiedlichen Behandlungsschritte unterschiedliche Mengen an unterschiedlichen Überschussschlämmen an. Hierzu gehören beispielsweise Primärschlämme aus Vorklärungen, Überschussschlämme aus Belebtschlammbiologien, Fäkalschlämme aus Fäkalschlammbehandlungseinrichtungen und Faulschlämme aus Faulbehältern. Als Endprodukte von weiteren Behandlungsschritten – wobei hier die Faulung die dominierende Rolle spielt – mit dem Ziel der Stabilisierung (i.e. weitgehende biologische Inaktivierung und Geruchsneut ralisation) dieser Schlämme fallen unvermeidlich große, zu entsorgende bzw. weiter zu verwertende Schlammmengen an. Bei diesen weiteren Behandlungsschritten, insbesondere der Faulung, fallen große Mengen an hochbelasteten Trüb- und Filtratwässern an, die meistens in die Abwasserbehandlungsanlage zurückgeführt werden, neuerdings allerdings immer öfter erst nach einem Wertstoffrückgewinnungsschritt (z.B. Phosphor und oder Stickstoff) Die Schlammentsorgungs-/Verwertungsproblematik rückt weltweit immer stärker ins Zentrum des Interesses sowohl der Umweltpolitik als auch der Umwelttechnologie. Dies gilt für Deutschland sogar in verstärktem Maße, da hier die rahmenpolitischen Vorgaben zur Klärschlammentsorgung für die Zukunft den Pfad der landwirtschaftlichen Verwertung sehr stark einschränkt und der Entsorgungspfad Deponie gänzlich entfallen wird. Somit bleibt für zahllose Betreiber von Abwasserbehandlungsanlagen nur noch der Weg der thermischen Entsorgung, der im Vergleich zur landwirtschaftlichen Verwertung und der Entsorgung in einer Deponie meistens mit erheblichen Mehrkosten verbunden ist.at municipal, industrial and commercial wastewater treatment plants fall within the different treatment steps different Amounts of different surplus sludge. These include For example, from primary sludges Precipitations, excess sludges Activated sludge biology, faecal sludges Fäkalschlammbehandlungseinrichtungen and sludge from digesters. As end products of further treatment steps - Here the digestion plays the dominant role - with the goal of stabilization (i.e., extensive biological inactivation and odor neutralization) of these sludges inevitably fall big, to be disposed of or further utilized sludge quantities. at these further treatment steps, in particular the digestion, fall big Amounts of highly contaminated turbid and filtrate waters which are mostly recycled to the wastewater treatment plant, recently, however, more and more often only after a valuable recovery step (e.g. Phosphorus and or nitrogen) The sludge disposal / recycling problem moves worldwide Always stronger into the center of interest of both environmental policy and the Environmental technology. This applies to Germany even in reinforced Dimensions, Here is the framework policy for sewage sludge disposal for the future limits the path of agricultural use very severely and the Disposal path landfill thoroughly will be omitted. Thus remains for countless operators of wastewater treatment plants only the way thermal disposal compared to agricultural Recycling and disposal in a landfill usually with considerable Additional costs.

Daher sind in jüngster Zeit Verfahren mit dem Ziel, die anfallenden Überschussschlammmengen zu reduzieren, entwickelt worden. Bekannt sind bereits diverse Schlammaufschlussverfahren, wie z.B. der mechanische Aufschluss in so genannten Zellmühlen, der Aufschluss mittels Ultraschall, Druck-Entspannungsaufschlüsse sowie diverse thermische, chemische und enzymatische Verfahren.Therefore are in the youngest Time method with the aim of reducing the amount of surplus sludge been developed. Various sludge digestion processes are already known, such as. the mechanical digestion in so-called cell mills, the Digestion by means of ultrasound, pressure-relaxation digestions as well various thermal, chemical and enzymatic processes.

Diese Verfahren werden meistens direkt vor der anaeroben Behandlung in Faulbehältern als vorbereitende Stufe eingesetzt, weil die Aufschlüsse den anaeroben Abbau begünstigen und beschleunigen und somit die zu entsorgenden Faulschlammmengen reduziert werden.These Procedures are usually taken directly before anaerobic treatment digesters used as a preparatory stage, because the outcrops the promote anaerobic degradation and accelerate and thus the sludge quantities to be disposed of be reduced.

Der Nachteil dieser Verfahren besteht darin, dass auch die Mengen an zu behandelnden, mit Nährsalzen wie Stickstoff, Phosphor, Calcium, Magnesium, Kalium u.a., hochbelasteten Trüb- und Filtratabwässern ansteigen und damit auch die entsprechenden Behandlungskosten.Of the Disadvantage of these methods is that the amounts of to be treated, with nutrient salts such as nitrogen, phosphorus, calcium, magnesium, potassium and the like Cloudy and Filtratabwässern increase and thus the corresponding treatment costs.

Daneben reduzieren auch unterschiedliche zweistufige Anaerobbehandlungsverfahren mesophil → thermophil oder thermophil → mesophil (z.B. EP 0 730 031 mit einer Aufkonzent rierung der Feststoffe aus der ersten Stufe) den Faulschlammanfall auch ohne separate Aufschlussstufe, da teilweise in beiden Stufen gänzlich unterschiedliche Biozönosen vorhanden sind, die quasi als Substrat der jeweils anderen Stufe dienen. Aber auch mit diesen Verfahren steigen die entsprechenden Trüb- und Filtratwassermengen.In addition, different two-stage anaerobic treatment processes reduce mesophilic → thermophilic or thermophilic → mesophilic (eg EP 0 730 031 with a Aufkonzent ration of the solids from the first stage) the digested sludge attack even without a separate digestion step, since partially in both stages completely different biocenoses are present, which serve as a kind of substrate of the other stage. But even with these methods, the corresponding amounts of turbidity and filtrate increase.

Entsprechend groß dimensioniert lassen sich alle diese Verfahren auch bis zur völligen Elimination der Überschussschlämme einsetzen. Eine entsprechende Realisierung kommt jedoch nicht in Frage, weil sich dann viele Nährsalze im Abwasserstrom aufkonzentrieren würden. Dies wäre insbesondere für Phosphor schlicht nicht zulässig und hinsichtlich der anderen Nährsalze auf Grund der dann erfolgenden starken Aufsalzung der Abläufe aus den Abwasserbehandlungsanlagen ökologisch sehr bedenklich.Corresponding large dimensions All these methods can also be used until complete elimination of the surplus sludge. However, an appropriate implementation is out of the question, because then many nutrient salts concentrate in the wastewater stream. This would be particular for phosphorus simply not allowed and in terms of other nutrient salts due to the then occurring strong salination of the processes the wastewater treatment plants ecologically very questionable.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren bereit zu stellen, bei dem die Belastung der anfallenden Trüb- und Filtratwässer beispielweise mit Phosphor und Stickstoff und anderen Nährstoffen verringert und der Faulschlamm aber mit diesen Stoffen angereichert ist.task It is therefore an object of the invention to provide a method the burden of accumulating turbid and filtrate, for example reduced with phosphorus and nitrogen and other nutrients and the Digested sludge but enriched with these substances.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, Anspruch 2 gibt eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens an.The Task is solved by a method having the features of claim 1, claim 2 indicates a preferred embodiment of the method.

Erfindungsgemäß wird der Faulschlamm in einem oder mehreren parallel oder seriell betriebenen Faulreaktor(en) anaerob zersetzt und anschließend durch statische Eindickung eine Schlamm-Wasser-Trennung vorgenommen. Die wässrige Phase wird anschließend mittels einstufiger oder kombinierter Verfahren (beispielsweise Membran-, Eindampf-, Ionenaustauscherverfahren) aufkonzentriert, wobei das anfallende oder die anfallenden Konzentratwasser von unten durch den ausgefaulten Schlamm in diesen hineingewaschen werden. Dabei wird das „ursprüngliche" Trübwasser im Faulschlamm aus diesem verdrängt und auch der oben aufgeführten Konzentrierung unterzogen. Der ausgefaulte Schlamm damit gleichsam als Filter für das bei dem Ausfaulen sich aus diesem absetzende Trübwasser genutzt.According to the invention Digested sludge in one or more parallel or serially operated Digestion reactor (s) anaerobically decomposed and then by static thickening made a mud-water separation. The aqueous phase is then by means of single-stage or combined process (for example membrane, Evaporation, ion exchange method), wherein the accumulating or accumulating concentrate water from below through washing the digested sludge into them. there becomes the "original" cloudy water in the sludge from this displaced and also the ones listed above Subjected to concentration. The digested mud, so to speak as a filter for in the felling out of this sedimenting water used.

Für einen derart aufgewerteten Faulschlamm stehen zwei Verwertungswege zur Verfügung:

• 1a) Im Rahmen einer landwirtschaftlichen Verwertung kann der „nur" statisch auf ca. 6–8 % TS eingedickte und mit Nährstoffen angereicherte Faulschlamm direkt verwertet werden. In diesem Fall ist nur eine vergleichsweise geringe Aufkonzentrierung erforderlich, die gewährleistet, dass das gesamte Trübwasser (inklusive des verdrängten Anteils) nur bis zu einer Menge aufkonzentriert wird, die kleiner/gleich der nach statischer Eindickung anfallenden Faulschlammmenge sein wird. Das beinhaltet in den meisten Fällen eine Aufkonzentrierung um den Faktor 1,5–4. Das nährstoffarme Permeat ist entweder Vorfluter-reif, kann also als Brauchwasser genutzt werden, in die Abwasserbehandlung zurück geführt werden oder im Rahmen einer Indirekteinleitung entsorgt werden.
• 1b) Bei maschineller Entwässerung des mit Nährstoffen angereicherten Faulschlammes (üblicherweise auf 18–32 % TS) muss (falls das ganze Konzentrat im Faulschlamm verbleiben soll) eine stärkere Aufkonzentrierung erfolgen und zwar auf eine Konzentratmenge, die kleiner/gleich der nach maschineller Entwässerung anfallenden Faulschlammmenge sein wird. Das beinhaltet üblicherweise eine Aufkonzentrierung um den Faktor 4–15. Das Filtrat aus der maschinellen Entwässerung entspricht dann dem aufkonzentrierten Trübwasser das wieder in den Schlamm hineingewaschen wird. Für das nährstoffarme Permeat gilt das gleiche wie unter 1a.
• 2) Bei einer thermischen Verwertung des Faulschlamms erfolgt praktisch immer eine Vorbehandlung wie unter 1b beschrieben. Die Vorteile hinsichtlich des Permeates sind die gleichen wie unter 1a beschrieben. Hinsichtlich der thermischen Verwertung ergibt sich aus der Anreicherung des Faulschlamms mit Stickstoff Vorteile für den Verbrennungsprozess auf Grund der katalytisch vorteilhaften Wirkung des Stickstoffes; bei einer Rückgewinnung der Nährstoffe aus der Asche ergeben sich Vorteile auf Grund der höheren Nährstoffgehalte (insbesondere Phosphor) dieser Schlämme.

For such upgraded sludge there are two recovery routes available:

• 1a) In the context of agricultural processing, the "only" statically diluted and nutrient-enriched digested sludge may be utilized directly, at about 6-8% DM, in which case only a comparatively low concentration is required to ensure that all turbid water ( including the displaced portion) is concentrated only to an amount which will be less than or equal to the amount of digested sludge resulting from static thickening, which in most cases comprises a concentration by a factor of 1.5 to 4. The nutrient-poor permeate is either effluent mature, so it can be used as process water, be recycled into the wastewater treatment or disposed of by indirect discharge.
• 1b) If the digested sludge enriched with nutrients (usually to 18-32% DM) is mechanically drained (if the whole concentrate is to remain in the digested sludge), a greater concentration must be achieved, namely to a concentrate amount which is less than or equal to the digested sludge quantity obtained after mechanical dewatering will be. This usually involves a concentration of the factor 4-15. The filtrate from the machine dewatering then corresponds to the concentrated turbid water which is washed back into the mud. For the nutrient-poor permeate, the same applies as under 1a.
• 2) In a thermal utilization of the digested sludge practically always a pretreatment as described under 1b. The advantages with respect to the permeate are the same as described under 1a. With regard to the thermal utilization results from the enrichment of the digested sludge with nitrogen advantages for the combustion process due to the catalytically advantageous effect of nitrogen; recovering the nutrients from the ashes will provide benefits due to the higher nutrient levels (especially phosphorus) of these sludges.

Claims (2)

Verfahren zur Behandlung von Schlämmen, bei dem das aus dem ausgefaulten Faulschlamm separierte Trübwasser abgeführt wird, gekennzeichnet durch Aufkonzentrieren des abgeführten Trübwassers und Rückführen des Konzentratwassers in den ausgefaulten Schlamm.Process for the treatment of sludges, in the muddy water separated from the digested sludge dissipated becomes, marked by Concentrating the discharged drinking water and Return of the Concentrate water in the digested sludge. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Aufkonzentrieren des von dem Konzentratwasser aus dem Faulschlamm verdrängten Trübwassers.Process according to claim 1, characterized by concentration of the concentrated water from the digested sludge displaced debris.