Verfahren und Einrichtung zum Ausfaulen von Klärschlamm Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Ausfaulen von Klärschlamm in einem Faulraum unter Zumischen
von faulendem Schlamm aus einem Bereich des Faulraums, in dem eine besonders starke
Faulung stattfindet, und eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.Method and device for digesting sewage sludge The invention
relates to a method for digesting sewage sludge in a digester with admixture
of rotting sludge from an area of the septic tank where a particularly strong
Digestion takes place, and a device for carrying out this process.
Faulenden Schlamm aus dem Faulraum zu entnehmen und ihn, vorzugsweise
außerhalb des Faulraums, dem in diesem auszufaulenden Klärschlamm beizumischen,
ist unter der Bezeichnung »Impfen« des Klärschlamms bekannt.Remove rotting sludge from the digester and use it, preferably
outside of the digester, to be mixed with the sewage sludge to be digested,
is known as "inoculating" the sewage sludge.
Es ist in der biologischen Analysentechnik bekannt Untersuchungen
über die Vermehrung von Mikroorganismen mittels steriler Nährböden von spezifischer
Zusammensetzung durchzuführen. Es ist auch bekannt, diese Methode bei der Untersuchung
von methanerzeugenden Bakterien anzuwenden, wobei als steriler Nährboden sterilisierter
Faulschlamm verwendet wird. Dabei handelt es sich jedoch nur um Laborarbeiten, bei
denen der Frage der praktischen Gaserzeugung und deren Beeinflussung kein Interesse
zugewendet wird.It is known in biological analysis technology examinations
on the multiplication of microorganisms using sterile culture media of specific
Composition to perform. It is also known to use this method in the investigation
of methane-producing bacteria to be used, using sterilized as a sterile culture medium
Digested sludge is used. However, this is only laboratory work
those of the question of practical gas generation and its influence are of no interest
is turned to.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Ausfaulvorgang zu intensivieren
und zu beschleunigen. Durch die Verkürzung der Ausfaulzeit wird mit einer Anlage
gegebener Größe ein größerer Durchsatz erzielt, oder für eine bestimmte vorgesehene
Durchsatzmenge braucht nur eine kleinere Anlage vorgesehen zu werden.The invention is based on the object of intensifying the digestion process
and accelerate. By shortening the digestion time, one plant
A higher throughput is achieved for a given size, or for a certain intended
Throughput only a smaller system needs to be provided.
Gemäß der Erfindung wird der Klärschlamm, bevor er dem Faulraum zugeführt
wird und bevor ihm faulender Schlamm beigemischt wird, durch Erhitzen sterilisiert.
Durch die Hitzesterilisation wird nicht nur erzielt, daß Nahrungskonkurrenten für
die den Ausfaulvorgang bewirkenden Bakterien, sondern auch daß zu einem großen Teil
in dem Klärschlamm enthaltene Fäulnishemmstoffe und Antibiotika vernichtet werden.
Durch die Hitzesterilisation sowie gegebenenfalls die zwangläufig damit verbunden
auftretenden örtlichen kurzzeitigen Druckerhöhungen werden die in dem Klärschlamm
enthaltenen Bakterien nicht nur auf thermischem Wege, sondern auch durch Zerstörung
der Zellwände abgetötet. Somit besteht keine Regenerationsmöglichkeit für diese
Bakterien, und eine Neuinfizierung ist nicht möglich, wenn der sterilisierte Schlamm
nicht mehr mit der Umgebungsluft in Verbindung gelangt. Den in dem aus dem Faulraum
entnommenen faulenden Schlamm enthaltenen Bakterien wird dadurch ein nicht nur steriler,
sondern auch aufgeschlossener und für ein schnelles Durchfaulen günstiger Nährboden
dargeboten und dadurch die erstrebte Steigerung der Abbauleistung der Faulbakterien
und damit eine Verkürzung der Faulzeit erzielt. Dadurch ist es auch möglich, daß
die Ausfaulung vorzugsweise im mesophilen Bereich erfolgen kann, wodurch gegenüber
der Ausfaulung im thermophilen Bereich Schwierigkeiten bei der Trennung der festen
und der flüssigen Phase zumindest weitgehend vermieden werden. Ferner ist ein Vorteil,
daß die im Faulraum in Reinkultur enthaltene Bakterienflora artmäßig unverändert
rein erhalten bleibt. Das Mischen von sterilisiertem und faulendem Schlamm erfolgt
vorzu g sweise, wie an sich beim Mischen von faulendem Schlamm mit nicht
streilisiertem Klärschlamm bekannt, außerhalb des Faulraumes.According to the invention, the sewage sludge is sterilized by heating before it is fed to the digester and before it is mixed with putrefactive sludge. The heat sterilization not only ensures that food competitors for the bacteria causing the rotting process, but also that putrefaction inhibitors and antibiotics contained to a large extent in the sewage sludge are destroyed. As a result of the heat sterilization and, if necessary, the local short-term pressure increases that are inevitably associated with it, the bacteria contained in the sewage sludge are not only killed thermally, but also by destroying the cell walls. This means that there is no possibility of regeneration for these bacteria, and reinfection is not possible if the sterilized sludge no longer comes into contact with the ambient air. The bacteria contained in the putrefactive sludge removed from the digestion chamber are not only provided with a sterile, but also open-minded nutrient medium that is favorable for rapid digestion, and thus the desired increase in the degradation performance of the putrefactive bacteria and thus a shortening of the digestion time. As a result, it is also possible that the digestion can preferably take place in the mesophilic range, whereby, compared to the digestion in the thermophilic range, difficulties in separating the solid and liquid phases are at least largely avoided. Another advantage is that the bacterial flora contained in pure culture in the digester remains unchanged in terms of species. Vorzu the mixing is sterilized and putrid mud g sweise, as known per se in the mixing of sludge with rotting not streilisiertem sewage sludge, outside the digestion chamber.
Insbesondere ist gemäß der Erfindung weiterhin vorgesehen, daß der
Klärschlamm vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 105' C und insbesondere
mittels Wasserdampf im Überdruck sterilisiert wird. Der zum Sterilisieren erforderliche
Wasserdampf wird vorzugsweise in Kesseln erzeugt, die durch Verbrennen der beim
Faulvorgang entstehenden Gase beheizt werden.In particular, it is further provided according to the invention that the sewage sludge is sterilized preferably at a temperature of about 105 ° C. and in particular by means of steam in excess pressure. The steam required for sterilization is preferably generated in boilers that are heated by burning the gases produced during the digestion process.
Vorteilhaft ist es, wenn der sterilisierte Klärschlamm auf annähernd
die günstigste Faultemperatur abgekühlt wird. Dadurch, daß dem Faulraum auf diese
Weise Schlamm mit geeigneter Temperatur zugeführt wird, wird im Faulraum die für
den Faulvorgang günstigste Temperatur aufrechterhalten, wobei die Temperaturschwankungen
in Grenzen von etwa maximal --t 21 C gehalten werden können. In weiterer
Ausgestaltung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird zum Abkühlen ein Wärmeaustauscher
verwendet, in dem der zu sterilisierende Klärschlamm vorgewärmt a wird.It is advantageous if the sterilized sewage sludge is cooled to approximately the most favorable digestion temperature. Because sludge at a suitable temperature is fed to the digester in this way, the most favorable temperature for the digestion process is maintained in the digester, whereby the temperature fluctuations can be kept within a maximum of about -t 21 ° C. In a further embodiment of the method according to the invention, a heat exchanger is used for cooling, in which the sewage sludge to be sterilized is preheated a.
Bei einer vorteilhaften Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
nach der Erfindung ist der Zuführungsleitung, durch die der Klärschlamm dem
Faulraum
zugeführt wird, eine Sterilisiereinrichtung zugeordnet. In der Sterilisiereinrichtung
kann eine Förderschnecke angeordnet sein, die mit einer Zuführungsleitung für Wasserdampf
verbunden ist und mit Austrittsöffnungen versehen ist, durch die Dampf in das Fördergut
austreten kann, wobei die Austrittsöffnungen an der Welle der Förderschnecke und/oder
an den Schneckengangwänden angeordnet sind. Durch eine solche besonders vorteilhafte
Einrichtung wird mit dem gleichen Bauteil, das die Förderung bewirkt, auch eine
gute Durchmischung mit dem Dampf bewirkt.In an advantageous device for carrying out the method
According to the invention, the supply line through which the sewage sludge is the
Lazy room
is supplied, assigned to a sterilizing device. In the sterilization facility
a screw conveyor can be arranged with a feed line for water vapor
is connected and is provided with outlet openings through which steam enters the conveyed material
can emerge, the outlet openings on the shaft of the screw conveyor and / or
are arranged on the screw flight walls. Such a particularly advantageous one
Facility is also one with the same component that causes the promotion
causes good mixing with the steam.
Das Zumischen des Faulschlamms zum Klärschlamm erfolgt, nachdem dieser
die Sterilisiereinrichtung verlassen hat, wobei bei in einem Faulfähigkeitstest
festgestellten normalen Eigenschaften des Klärschlamms einem Teil Klärschlamm die
Hälfte davon oder die gleiche Menge an Faulschlamm beigemischt wird, während dann,
wenn der Test ein überschreiten der Normalfaulzeit um 20 bis 30 % ergibt,
einem Teil Klärschlamm 2 bis 3 Teile Faulschlamm zugesetzt werden.The digested sludge is mixed with the sewage sludge after it has left the sterilization facility, with half of it or the same amount of digested sludge being added to one part of sewage sludge if the normal properties of the sewage sludge determined in a digestibility test, while if the test exceeds the normal digestion time by 20 to 30 %, 2 to 3 parts digested sludge are added to one part of sewage sludge.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur
Durchführung des Verfahrens gemäß der Erflndung schematisch dargestellt. Es zeigt
F i g. 1 eine Ansicht der Gesamteinrichtung von vorn, F i g. 2 in
vergrößertem Maßstab die Draufsicht auf den Faulbehälter.In the drawing, an embodiment of a device for carrying out the method according to the invention is shown schematically. It shows F i g. 1 shows a view of the entire device from the front, FIG. 2, on an enlarged scale, the top view of the digester.
Aus dem Absetzbecken 1 wird der Frischschlamm mittels einer
Pumpe 3 über die Leitungen 2 und 4 in den Wärmeaustauscher 5 gepumpt.
über die Leitung 6
gelangt der nunmehr vorgewärinte Frischschlamm in die Sterilisiereinrichtung
7, in der er auf eine Temperatur von vorzugsweise mindestens 1051 C
aufgeheizt wird. Die Aufheizung des Frischschlamms in der Sterilisiereinrichtung
7 erfolgt durch eine Förderschnecke 38, in die Auslaßöffnungen für
das Heizmedium eingelassen sind, welches über die Leitung 36 der Hohlwelle
40 zugeführt wird. Der Antrieb der Förderschnecke 38 wird mit einem Motor
39 über ein Untersetzungsgetriebe 37 erreicht. Nach der Sterilisation
wird der so vorbereitete Frischschlamm in dem Wärmeaustauscher 5 auf das
an sich bekannte Temperaturoptimum abgekühlt, indem die überschüssige Wärme in dem
Wärineaustauscher 5 an den im Gegenstrom geführten Frischschlamm abgegeben
wird. Der auf das Temperaturoptimum abgekühlte, sterilisierte Frischschlamm. wird
in den Grobmischbehälter 8 eingeführt. Durch die Pumpe 34 wird über die Leitungen
33 und 35 Faulschlamm in dem stoffwechselphysiologisch günstigsten
Mischverhältnis in dem Grobmischbehälter 8 dem sterilisierten Frischschlamm
hinzugefügt. Die Feinmischung erfolgt dann mittels der Pumpe 10, in die das
Grobmischgut über die Leitung 9 gelangt. Das in der Pumpe 10 feingemischte
Mischgut wird über die Leitung 11, den Verteilerring 12 und die Auslaßdüsen
13 dem Faulraum 14 zugeführt. In dem Faulraum 14 unterliegt das Mischgut
einer variablen elektrophysiologischen Reizung, indem Elektroden 15 und
15' elektrischen Strom durch das Mischgut hindurchleiten. Bei gleichzeitiger
Verstärkung der Reizung wird der Faulraum 14 unter variierendes Vakuum gesetzt.
Zu diesem Zweck ist ein Druckausgleichbehälter 27 vorgesehen, welcher mittels
des Ventils 28 mit dem Faulraum 14 in Verbindung steht. Das anfallende Faulgas
gelangt über' das Ventil 28 in den Druckausgleichbehälter 27 und wird
von hier mittels der Gaspumpe 30 über die Leitungen 29 und
31 in den Gasbehälter 20 abgezogen. Hierdurch wird ein ständiges Vakuum in
dem Faulraum 14 gewährleistet. Der ausgefaulte Schlamm wird über die Leitungen
16 und 18, die mittels des Schiebers 17 absperrbar sind, dem
Eindicker 19 mit darüberliegendem Gasbehälter 20 zugeführt. Die Aufenthaltszeit
in dem Eindicker 19 ist so groß, daß sich der ausgefaulte Schlamm von dem
nicht mehr gebundenen Schlammwasser trennen und eindicken kann. Der eingedickte,
ausgefaulte Schlamm
wird mittels der Ablaßleitung 26 zur weiteren Behandlung
aus dem Eindicker 19 entnommen. Das freiwerdende Schlammwasser wird in der
ringförmigen Ablaufrinne 21 gesammelt und über die Fallleitung 22 sowie die Leitungen
23 und 25 mit zwischengeschaltetem Schieber 24 wieder dem Kläranlagenzulauf
zugeführt. Das in dem Gasbehälter 20 angesammelte Gas wird über die Leitung 41 der
Verwendung, beispielsweise in der Kesselanlage für die Erzeugung des durch die Leitung
36 zuzuführenden Dampfes, zugeführt.The fresh sludge is pumped from the settling basin 1 into the heat exchanger 5 by means of a pump 3 via the lines 2 and 4. The fresh sludge, which has now been prewarmed, reaches the sterilization device 7 via the line 6 , in which it is heated to a temperature of preferably at least 1051.degree . The fresh sludge is heated in the sterilizing device 7 by a screw conveyor 38 into which outlet openings for the heating medium, which is fed to the hollow shaft 40 via the line 36, are let. The screw conveyor 38 is driven by a motor 39 via a reduction gear 37 . After the sterilization, the fresh sludge prepared in this way is cooled in the heat exchanger 5 to the optimum temperature known per se, in that the excess heat in the heat exchanger 5 is given off to the fresh sludge guided in countercurrent. The sterilized fresh sludge cooled to the optimum temperature. is introduced into the coarse mixing tank 8 . By means of the pump 34 digested sludge is added to the sterilized fresh sludge in the coarse mixing container 8 via the lines 33 and 35 in the most favorable mixing ratio in terms of metabolism. The fine mixing then takes place by means of the pump 10, into which the coarse mix passes via the line 9 . The mix finely mixed in the pump 10 is fed to the digester 14 via the line 11, the distributor ring 12 and the outlet nozzles 13. In the digester 14, the material to be mixed is subject to variable electrophysiological stimulation in that electrodes 15 and 15 ' conduct electrical current through the material to be mixed. With a simultaneous increase in irritation, the digester 14 is placed under varying vacuum. For this purpose, a pressure equalization tank 27 is provided, which is connected to the digester 14 by means of the valve 28. The digester gas that accumulates passes through the valve 28 into the pressure equalization container 27 and is drawn off from here by means of the gas pump 30 via the lines 29 and 31 into the gas container 20. This ensures a constant vacuum in the digester 14. The digested sludge is fed via the lines 16 and 18, which can be shut off by means of the slide 17 , to the thickener 19 with the gas container 20 located above. The residence time in the thickener 19 is so long that the digested sludge can separate from the no longer bound sludge water and thicken. The thickened, digested sludge is removed from the thickener 19 by means of the discharge line 26 for further treatment. The released sludge water is collected in the annular drainage channel 21 and fed back to the sewage treatment plant inlet via the downpipe 22 and the lines 23 and 25 with an interposed slide 24. The gas that has accumulated in the gas container 20 is fed via the line 41 to the use, for example in the boiler system for the generation of the steam to be supplied through the line 36.