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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft grundsätzlich das technische Gebiet der Behandlung von Schlamm, insbesondere von Faulschlamm, von Industrieschlamm, von Klärschlamm oder von Papierschlamm, mittels verschiedener Techniken.
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Die vorliegende Erfindung betrifft im Speziellen ein System zum Trocknen von Schlamm, insbesondere von Faulschlamm, von Industrieschlamm, von Klärschlamm oder von Papierschlamm, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Aus der Druckschrift
EP 1 306 352 A2 ist eine Kontakttrocknungsanlage mit kaskadenartig übereinander angeordneten Trögen bekannt. In den Trögen ist jeweils eine Einrichtung zum Fördern des Schlamms von einem Produkteintrag des jeweiligen Trogs zu einem Produktaustrag des jeweiligen Trogs vorgesehen. Diese bekannte Einrichtung zum Fördern des Schlamms kann beispielsweise eine Schneckenwelle sein, die mit Hilfe einer Drehbewegung den eingebrachten Schlamm zwischen dem Produkteintrag und dem Produktaustrag fördert.
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Um den Schlamm zu trocknen, werden gemäß der bekannten Kontakttrocknungsanlage sowohl der Trog als auch die Transportschnecken beheizt, so dass der Schlamm erhitzt wird und Wasserbestandteile verdampfen. Zu diesem Zweck sind die Trogwände doppelwandig ausgebildet, so dass sie von einem erhitzten Medium, insbesondere von Öl, durchströmt werden können.
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Des Weiteren ist vorgesehen, dass eine Welle der Transportschnecken ebenfalls doppelwandig ausgebildet ist, so dass die Welle von dem erhitzten Medium durchströmt werden kann.
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Derartige Kontakttrocknungsanlagen werden beispielsweise benutzt, um Schlamm, etwa um in Kläranlagen anfallenden Klär- bzw. Faulschlamm mit hoher Schadstoffbeladung und großem Wassergehalt, für eine Deponierung oder für eine Verbrennung vorzubereiten.
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Grundsätzlich soll mit der Behandlung von Schlamm also der Anteil an Trockensubstanz erhöht werden. Hierbei liegt der Schwerpunkt konventionellerweise auf der thermischen Trocknung, die jedoch relativ kostspielig ist.
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Darstellung der vorliegenden Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
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Ausgehend von den vorstehend dargelegten Nachteilen und Unzulänglichkeiten sowie unter Würdigung des umrissenen Stands der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein System gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzuentwickeln, dass Kosteneinsparungen bei gleichzeitiger Erhöhung des Anteils an Trockensubstanz erzielt werden.
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Diese Aufgabe wird durch ein System mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
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Mithin kann die vorliegende Erfindung unter anderem darauf beruhen, dass nach Ausschleusung von anaerob stabilisiertem Schlamm dieser mindestens einen Schlammeindicker durchlaufen kann (etwa drei Prozent Trockensubstanz bei einer Temperatur von etwa 37 Grad Celsius).
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Eine anschließende optionale Konditionierung mit mechanischer Entwässerung unter Zusatz mindestens eines Polymers kann den Schlamm auf etwa zwanzig Prozent Trockensubstanz bringen.
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Die anschließende Trocknung über mindestens einen Schneckenkontakttrockner im Hochtemperaturbereich mit gleichzeitiger Hygenisierung des Schlamms entwässert diesen auf etwa 75 Prozent Trockensubstanz.
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Dieser entwässerte Schlamm kann anschließend in mindestens einem Drehrohrofen verbrannt werden.
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Die entstehende Abwärme kann über mindestens einen Wärmetauscher für den Schneckenkontakttrockner genutzt werden, in der Form, dass keine fossilen Brennstoffe benötigt werden.
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Die überbleibende Monoasche kann anschließend für die Phosphatrückgewinnung verwendet werden.
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Der im Schneckenkontakttrockner entstehende Wasserdampf wird über mindestens einen Kondensator, insbesondere über mindestens einen Rohrbündelwärmetauscher, auskondensiert, und das entstehende Kondensat der Anlage, insbesondere der Kläranlage, rückgeführt.
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Die dadurch gewonnene Abwärme kann über mindestens ein Rohrschlangensystem als Begleitheizung für den Schlammeindicker verwendet werden. Das Temperaturniveau des anaerob stabilisierten Schlamms kann somit auf etwa 45 Grad Celsius bis etwa fünfzig Grad Celsius angehoben werden.
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Eine anschließende mechanische Entwässerung kann somit den Einsatz von Polymeren verringern oder gänzlich entbehrlich machen. Gleichzeitig beträgt die Erhöhung der Trockensubstanz nach der mechanischen Entwässerung etwa vierzig Prozent.
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Durch diesen Effekt ergeben sich weitere Kosteneinsparungen, denn eine mechanische Entwässerung ist kostengünstiger als eine thermische Trocknung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Wie bereits vorstehend erörtert, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird einerseits auf die dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche verwiesen, andererseits werden weitere Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung nachstehend unter anderem anhand der durch 1 bis 4B veranschaulichten beiden Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Es zeigt:
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1 eine Aufsicht auf ein Ausführungsbeispiel für ein System zum Trocknen von Schlamm gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 in perspektivischer Darstellung das System aus 1;
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3 in perspektivischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
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4A in Seitenansicht ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; und
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4B eine Aufsicht auf die Vorrichtung aus 4A.
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Gleiche oder ähnliche Ausgestaltungen, Elemente oder Merkmale sind in 1 bis 4B mit identischen Bezugszeichen versehen.
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Bester Weg zur Ausführung der vorliegenden Erfindung
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Zur Vermeidung überflüssiger Wiederholungen beziehen sich die nachfolgenden Erläuterungen hinsichtlich der Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung (soweit nicht anderweitig angegeben)
- – sowohl auf das in 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel für ein System 300 gemäß der vorliegenden Erfindung
- – als auch auf das in 3 dargestellte erste Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 200 zum Trocknen von Schlamm gemäß der vorliegenden Erfindung
- – als auch auf das in 4A und 4B dargestellte zweite Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 200' zum Trocknen von Schlamm gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Bei dem in 1 und in 2 dargestellten System 300 zum Trocknen von Schlamm wird der beispielsweise von einem Klärwerk oder von einer Papierfabrik gelieferte Schlamm in einer Annahmestation 310 angenommen und gelagert.
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Von der Annahmestation 310 gelangt der Schlamm in einen Vorlagebehälter 320 und von dort mittels einer ersten Zuführeinrichtung 330, nämlich eines ersten Trogkettenförderers, in einen als Kontakttrocknungsanlage ausgebildeten Vortrockner 220'. Nach der Vortrocknung gelangt der Schlamm mittels eines zweiten Trogkettenförderers 332 zur Haupttrocknungseinrichtung 200', die ebenfalls als Kontakttrocknungsanlage ausgebildet ist.
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Zum Absaugen und Reinigen der Abluft der Kontaktstrocknungsanlagen 200', 220' weist das System 300 eine Saugeinrichtung 350, beispielsweise einen Ventilator, und einen Biofilter 352 auf. Ferner weist das System 300 zum Beheizen der Kontakttrocknungsanlagen 200', 220' einen Thermoölkessel 360 auf, der mit Öl aus einem Öltank 370 gespeist wird.
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Von der Kontakttrocknungsanlage 200' gelangt der getrocknete Schlamm schließlich mittels eines dritten Trogkettenförderers 334 zur Verladestation 380, beispielsweise zu einem Lastkraftwagen.
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In 2 ist das System 300 aus 1 perspektivisch dargestellt. Anstelle eines Vortrockners 220' weist das System 300 in 2 jedoch einen Nachtrockner 220' auf. Zur Steuerung des Systems 300, insbesondere zur Regelung der Kontakttrocknungsanlagen 200', 220', sind die Kontakttrocknungsanlagen 200', 220' mit einer Steuerungseinheit 340 verbunden.
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In 3 ist eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Kontakttrocknungsanlage 200 zum Trocknen von Schlamm, insbesondere von Faulschlamm, von Industrieschlamm, von Klärschlamm oder von Papierschlamm. Der zu trocknende Schlamm gelangt über die Zuführeinrichtung 330 vom Vorlagebehälter 320 zu einer Verteilereinrichtung 214.
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Mittels der Verteilereinrichtung 214 wird der Schlamm auf zwei Kaskaden 210, 212 verteilt, die jeweils vier Tröge 100 aufweisen. Die Tröge 100 bilden zusammen mit Verbindungsabschnitten 110, die jeweils zwischen benachbarten Tröge 100 angeordnet sind, einen Förderraum 120. Durch den Förderraum 120 hindurch wird der über die Verteilereinrichtung 214 eingebrachte Schlamm von einem Produkteintrag 204 zu einem Produktaustrag 206 befördert.
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Der Schlamm wird hierbei in den Trögen 100 mit Hilfe von Transportschnecken (nicht dargestellt) vorwärts transportiert und fällt durch den jeweiligen Verbindungsabschnitt 110 aus einem oberen Trog 100 in einen unteren Trog 100.
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Der durch den Produktaustrag 206 in eine Aufnahmeeinrichtung 208 gelangende getrocknete Schlamm wird über ein Rohrsystem 334 zur Trockengutverladung 380 abgeleitet.
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Zur Trocknung des Schlamms werden die Tröge 100 und optionalerweise auch die Transportschnecken 202, 222 beheizt. Zu diesem Zweck werden die Tröge 100 über ein Rohrleitungssystem 362 und über einen Einlass mit einem Medium versorgt, das mit Hilfe der Heizeinrichtung 360 erhitzt wird.
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Das erhitzte Medium fließt dann durch Trogwände bzw. durch die Transportschneckenwände, die zu diesem Zweck doppelwandig ausgebildet sind. Jeder Trog 100 weist also eine Innenwand, eine Außenwand und mindestens einen zwischen der Innenwand und der Außenwand gebildeten Wandzwischenraum auf.
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Der Schlamm in den Trögen 100 wird auf diese Weise erhitzt und getrocknet. Die bei der Trocknung des Schlamms entstehenden Brüden werden mit Hilfe eines Absaugsystems 354 abgesaugt, welches mit der Saugeinrichtung 350 und einem Brüdenwäscher 356 verbunden ist. Das Absaugsystem 354 ist mit jedem der Tröge 100 verbunden. Das Heizmedium ist vorzugsweise ein Thermoöl bzw. Thermalöl, kann aber auch ein Heizgas oder Wasser sein.
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Anders als in 3 dargestellt, können die Brüden auch in einem Abzugsschacht gesammelt werden, der sich über die obersten Tröge der Kaskaden 210, 212 hinaus erstreckt, und von dessen oberem Ende zu dem Brüdenwäscher 356 geleitet werden.
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Die Tröge 100 können zur Aufnahme einer Transportschnecke 202 oder mehrerer Transportschnecken 202, beispielsweise von vier, im Wesentlichen horizontal nebeneinander angeordneten Transportschnecken 202, ausgebildet sein (vgl. 4A und 4B). Zu diesem Zweck ist zumindest die Innenwand 10 des Trogs 100 zumindest teilweise bogenförmig, insbesondere zumindest teilweise U-förmig oder zumindest teilweise halbkreisförmig, gebogen.
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Auf der Basis dieses anhand 1 bis 4B dargelegten grundlegenden Funktionsprinzips kann die vorliegende Erfindung die folgenden Merkmale unabhängig voneinander oder in Verbindung miteinander aufweisen:
Nach Ausschleusung von anaerob stabilisiertem Schlamm kann dieser mindestens einen Schlammeindicker durchlaufen kann (etwa drei Prozent Trockensubstanz bei einer Temperatur von etwa 37 Grad Celsius).
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Eine anschließende optionale Konditionierung mit mechanischer Entwässerung unter Zusatz mindestens eines Polymers kann den Schlamm auf etwa zwanzig Prozent Trockensubstanz bringen.
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Die anschließende Trocknung über den Schneckenkontakttrockner 200, 200', 220' im Hochtemperaturbereich mit gleichzeitiger Hygenisierung des Schlamms entwässert diesen auf etwa 75 Prozent Trockensubstanz.
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Dieser entwässerte Schlamm kann anschließend in mindestens einem Drehrohrofen verbrannt werden.
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Die entstehende Abwärme kann über mindestens einen Wärmetauscher für den Schneckenkontakttrockner 200, 200', 220' genutzt werden, in der Form, dass keine fossilen Brennstoffe benötigt werden.
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Die überbleibende Monoasche kann anschließend für die Phosphatrückgewinnung verwendet werden.
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Der im Schneckenkontakttrockner 200, 200', 220' entstehende Wasserdampf wird über mindestens einen Kondensator, insbesondere über mindestens einen Rohrbündelwärmetauscher, auskondensiert, und das entstehende Kondensat der Anlage, insbesondere der Kläranlage, rückgeführt.
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Die dadurch gewonnene Abwärme kann über mindestens ein Rohrschlangensystem als Begleitheizung für den Schlammeindicker verwendet werden. Das Temperaturniveau des anaerob stabilisierten Schlamms kann somit auf etwa 45 Grad Celsius bis etwa fünfzig Grad Celsius angehoben werden.
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Eine anschließende mechanische Entwässerung kann somit den Einsatz von Polymeren verringern oder gänzlich entbehrlich machen. Gleichzeitig beträgt die Erhöhung der Trockensubstanz nach der mechanischen Entwässerung etwa vierzig Prozent.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Trog
- 110
- Verbindungsabschnitt zwischen benachbarten Trögen 100, insbesondere Produktauslauf oder Materialauslauf
- 120
- Förderraum gebildet aus Trögen 100 und Verbindungsabschnitten 110
- 200
- Vorrichtung zum Trocknen von Schlamm, insbesondere Kontakttrocknungsanlage, beispielsweise Kaskadentrockner und/oder Schneckenkontakttrockner, etwa Haupttrocknungseinrichtung (erstes Ausführungsbeispiel vgl. 3)
- 200'
- Vorrichtung zum Trocknen von Schlamm, insbesondere Kontakttrocknungsanlage, beispielsweise Kaskadentrockner und/oder Schneckenkontakttrockner, etwa Haupttrocknungseinrichtung (zweites Ausführungsbeispiel vgl. 4A und 4B)
- 202
- Transportschnecke der Vorrichtung 200, 200'
- 204
- erster Produkteintrag oder Schlammeintrag, insbesondere Produkteintrag der Vorrichtung 200, 200'
- 206
- erster Produktaustrag oder Schlammaustrag, insbesondere Produktaustrag der Vorrichtung 200, 200'
- 208
- Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme des am Produktaustrag 206 ausgetragenen Produkts, insbesondere Trockenguts
- 210
- erste Kaskade aus vertikal untereinander angeordneten Trögen 100 der Vorrichtung 200, 200'
- 212
- weitere Kaskade aus vertikal untereinander angeordneten Trögen 100 der Vorrichtung 200, 200'
- 214
- Verteilereinrichtung zum Verteilen des Schlamms auf die erste Kaskade 210 und die weitere Kaskade 212
- 220'
- weitere Vorrichtung zum Trocknen von Schlamm, insbesondere Kontakttrocknungsanlage, beispielsweise Kaskadentrockner und/oder Schnecken kontakttrockner, etwa Nachtrocknungseinrichtung oder Vortrocknungsanlage
- 222
- Transportschnecke der weiteren Vorrichtung 220'
- 224
- weiterer Produkteintrag oder Schlammeintrag, insbesondere Produkteintrag der weiteren Vorrichtung 220'
- 226
- weiterer Produktaustrag oder Schlammaustrag, insbesondere Produktaustrag der weiteren Vorrichtung 220'
- 300
- System zum Trocknen von Schlamm
- 310
- Annahmestation, insbesondere Annahmebunker
- 320
- Vorlagebehälter
- 330
- erste Zuführeinrichtung, insbesondere erster Trogkettenförderer zum Zuführen des Schlamms, insbesondere zum Vortrockner oder zum Haupttrockner 200, 200'
- 332
- weitere Zuführeinrichtung, insbesondere weiterer Trogkettenförderer zum Zuführen des Schlamms, insbesondere zum Haupttrockner 200, 200' oder zum Nachtrockner 220'
- 334
- dritte Zuführeinrichtung, insbesondere dritter Trogkettenförderer, zum Zuführen des Schlamms zur Verladestation 380
- 340
- Steuerung des Systems 300, insbesondere Schaltanlage
- 350
- Saugeinrichtung zum Absaugen der Abluft, beispielsweise Ventilator
- 352
- Filter, insbesondere Biofilter
- 354
- Absaugsystem, insbesondere Leitungen zum Absaugen der Abluft
- 356
- Abluftreinigung, insbesondere Brüdenwäscher
- 360
- Vorrichtung zum Erhitzen des Mediums, insbesondere Heizeinrichtung oder Thermoölkessel
- 362
- Rohrleitungssystem zu Zuführen von erhitztem Medium zum Trog 100 und/oder zur Transportschnecke 202, 222
- 370
- Vorratsbehälter für zu erhitzendes Medium, insbesondere Öltank
- 380
- Verladestation, insbesondere Lastkraftwagen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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