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Verfahren und Vorrichtung zur Faulschlammbehandlung Diese Erfindung
betrifft die Beseitigung von verwesbaren Faulschlamm, wie z.B. von Abwassersehlamm,
durch anaerobe Faulung, die einen Abbau der verwesbaren organischen Substanz in
dem Schlamm durch bakterielle Umwandlung in Gase bewirkt. Es liegt in der Zielsetzung
dieser Erfindung, eine einfache, billige und wenig Platz benötigende anaerobe Fanlungsanlage
für Abwasserschlamm mit hoher Faulungswirksamkeit und einer verbesserten Faulraumausnützung
zu liefern, so daB die Anlage mit kleinstem Faulraumvolumen bei hohen Beaufschlagungsgeschwindigkeiten
der Feststoffe und maximaler Gasgewinnungsowie bei geringstem Aufwand arbeitet.
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Speziell zielt diese Erfindung darauf, eine Faulungsanlage zu liefern,
die mit wesentlich höheren Beaufsehlagungsgesehwindigkeiten für die Feststoffe oder
organischen Substanzen arbeitet, als solche, die zur Zeit anwendbar sind oder mit
Hilfe herkömmlicher Faulungsanlagen gefahrlos erreicht werden können,
und so einen gut gefaulten harmlosen Sehlaut
liefert im Vergleich
etwa mit Faulschlamm, der mit Hilfe einer herkömmlichen Zweischritt-Faulungsanlage
bereitet wird, Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, einen hoch konzentrierten,
leicht verwendbaren Faulschlamm aus der Anlage abzuziehen, während das Faulbecken
wirtschaftlich mit hohen Beaufschlagungsgeschwindigkeiten für die organischen Stoffe
arbeitete Eine gleichzeitige Aufgabe ist es, eine Faulbeckenflüssigkeit von einer
Qualität zu erhalten, die geeignet ist, eine hohe Wirksamkeit der Abwasserbehandlungsanlage
insgesamt aufrechtzuerhalten im Hinblick auf die Tatsache, daß solch eine Flüssigkeit
durch Umwälzen zu dem anfänglichen Behandlungsabschnitt der Anlage zurüekgelangen
muß.
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Eine andere Aufgabe ist die, eine Faulungsanlage zu schaffen, die
leicht hinsichtlich der Qualität der Faulungsprodukte kontrolliert werden kann.
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Hoher Abwasserschlamm stellt eine klumpige, schlammige, viskose und
übel riechende Masse dar, in der der nicht verwesbare Anteil einschließlich der
anorganischen Substanzen, wie
Asche und Sand, eingebettet auftritt, wobei
diese Stoffe von verwesbarer organischer Substanz überzogen sind. Der verweste Schlamm
enthält also sozusagen die unverwesbare Substanz als ein Skelett, von dem die organische
Beschickung durch bakterielle Umwandlung in Gase entfernt wurde. Die verwesbaren
oder vergasbaren Feststoffe stellen in der Hauptsache basische Proteinkomponenten,
carbonsaure Substanzen, Kohlenhydrate und Fette dar, während die unverwesbaren Feststoffe
großenteils Cellulose, Sand usw, umfassen. Jedoch sollte ein im allgemeinen verwendbarer,
harmloser gefaulter Schlamm so weitgehend verwest sein, daß er geruchlos ist. Diese
Forderung wird gewöhnlich von einem Schlamm erfüllt, worin etwa 90 -
95 % der vergasbaren Substanz durch Umwandlung in Gase verwest
wurden, wobei die unvergasbaren und harmlosen Schlammstoffe, die gewöhnlich etwa
50 % der gesamten Feststoffe
in dem rohen umgefaulten Schlamm ausmachen,
zurückbleiben.
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Der Rohschlamm wird gewöhnlich von dem Boden des Fließkörpers
in
dem Klärbecken, wo er äußerlich harmlos ist, in die Faulungsanlage gepumpt, von
der er erst, wenn er seine Angriffskraft verloren hat, in Form eines verwesten Schlammes
in die äußere Umgebung zurückgebracht wird, danach unterzieht man den verwesten
Schlamm, der gewöhnlich eine Feststoffkonzentration in der Größenordnung von 5 %
besitzt, häufig einer Filtration auf einem kontinuierlichen Trommelfilter, das eine
beachtliche Wartung erfordert und wesentliche Mengen an koagulierenden Filterhilfsmitteln
erforderlich macht, damit man einen Filterkuchen der üblichen Feststoffkonzentration
in der Größenordnung von 25 -30 % zur weiteren Entfernung als Geländeauffüllung
oder dergleichen erhält, Derweil wird das relativ klare flüssige Filtrat zu dem
Klärbecken umgewälzt, um gewöhnlich wieder zusammen mit der überfliessenden Flüssigkeit
behandelt zu werden, die aus dem sekundären Behälter oder Abschnitt einer herkömmlichen
Faulungsanlage gewonnen wurde. Entwässerungssandbetten, die normalerweise den verwesten
Schlamm mit seinem Feststoffgehalt von etwa 5 % aufnehmen, sowie gerade Förderanlagen
sind wechselweise lästige Mittel, um den verwesten Schlamm zu beseitigen. Die vorliegende
Erfindung hat das Ziel, diese lästigen Anlagen entbehrlich zu machen. Der Wegfall
der Troeknungsbetten liefert einen zusätzlichen Raum der Apparatur, der gleichzeitig
mit den periodischen Bettreinigungsoperationen und der Entfernung des getrockneten
Schlammes aus ihnen nicht mehr benötigt wird. In der herkömmlichen Zweistufen-Faulungsanlage
trägt die primäre Faulungsstufe oder -behälteranlage normalerweise nahezu die gesamte
Last der Faulung, wobei die widrigen organischen Feststoffe unter Rühren in Gase
überführt werden. Der sekundäre Schritt oder Behälter, der den aus dem primären
Behälter überführten Schlamm aufnimmt, hat die Hauptaufgabe, unter Ruhebedingungen
die überlaufende Flüssigkeit, den sogenannten Faulbeckenüberlauf, abzutrennen. Im
Hinblick auf die üblichen Bedingungen und Begrenzungen, die die Arbeitsweise der
herkömmlichen Faulungsanlage regeln, besteht ein Hindernis für das Ansteigen der
Beaufschlagungsgeschwindigkeit für die vergasbaren Feststoffe durch Ansteigen der
Beschickungsgeschwindigkeit
mit Rohschlamm darin, daß der überführte Schlamm, der durch das Beschickungsmaterial
aus der ersten Stufe der Anlage verdrängt wird, steigende Mengen von unverwesten
Feststoffen in die sekundäre Stufe befördert, wodurch der Ruhezustand, der für die
Abtrennung der Überlaufflüssigkeit nötig ist, unmöglich gemacht wird. Dies würde
es umgekehrt nötig machen, daß man während längerer Zeiträume die Beschickung unterbricht.
Eine andere Behinderung für das Anheben der Beaufschlagungsgeschwindigkeit der Faulbecken
ist die Verdrängung und der Verlust steigender Mengen von Alkalität in der Flüssigkeit
der Faulbecken. Diese Alkalität jedoch ist nötig, um ein günstiges Medium für biologische
Lebewesen aufrechtzuerhalten, die für den Abbau der organischen Substanz durch Umwandlung
in Gase verantwortlich sind. Diese Alkalität, die in dem Faulungsprozess sich bildet,
stammt hauptsächlich aus der biochemischen Zersetzung von Proteinen und ist ein
Ergebnis der Bildung von Ammoniumbiearbonat. Wenn diese Alkalität in dem verwesten
Schlamm durch eintretenden Beschickungsmaterialrohschlamm schneller verdrängt wird,
als sie gebildet werden kann, vermindert sich die Konzentration an Alkalität und
kann einen unteren kritischen Stand erreichen, bei dem Bakterienorganismen, die
für die Faulung verantwortlich sind, nicht mehr am Leben gehalten werden, so daß
der Faulungsprozess aufhört. Ein anderes Hindernis für die Steigerung der Beaufschlagungsgeschwindigkeit
der Faulbecken liegt in der Eigenart der Rohschlammzusammensetzung, indem einige
Komponenten, besonders die oben genannten Fette, eine längere Faulzeit erfordern
als andere, wie z.B. Proteine. Die Zusammensetzung der organischen Substanz im Rohschlamm
der primären Klärbecken besteht im allgemeinen aus etwa 16 - 20 % Proteinen, 18
- 25 % Fetten und 50 - 60 % Kohlenhydraten. Die Kohlenhydrate schliessen sowohl
einfache wie auch komplexe Verbindungen ein, so etwa Cellulose,
die unter anaeroben
Bedingungen sehr schwer zu zerlegen ist, während die einfacheren
Verbindungen, wie Zucker, schnell verbraucht werden. Etwa 50 -60 % des organisch
gebundenen Stickstoffs (in den Proteinen) wer-
den sehr schnell zu organischen
Säuren und Ammoniakstickstoff hydrolysiert. Die organischen Säuren werden dann in
C02 und CH4
umgewandelt. Der Rest des organisch gebundenen Stickstoffs
ist relativ stabil und stellt wahrscheinlich anaerobes Zellgewebe dar. Es ist aber
selbstverständlich, daß unter den Schlammkomponenten die Fette die längste Aufenthaltszeit
in herkömmlichen Faulbecken für ihre Zersetzung in G02 und CH4 erfordern. Während
Fette auch einen großen Anteil des Gases ergeben können und zwar
eines
Gases von hoher Qualität, sind sie auch die für die Handhabung am wenigsten erwünschten
und am stärksten vergasbaren Substanzen Daher ist es wünschenswert, die Fette in
dem anaeroben Faulungsprozess vollständig hydrolysiert zu haben, und man sorgt daher
normalerweise für eine entsprechend lange Aufenthaltszeit in den Behältern einer
herkömmlichen Faulungsanlage mit den entsprechenden Ausmaßen. Die Erfindung liefert
eine verbesserte Faulungsanlage, die im wesentlichen alle oben genannten Einschränkungen
und Hindernisse ausschließt, die auf dem Weg zu einem wesentlichen Anheben der Beaufsehlagungsgeschwindigkeit
der Faulbecken sowie der Verkleinerung des erforderlichen Behältervolumens weit
unter das herkömmlicher Faulungsanlagen trotz Gewinnung eines im Vergleich guten
gefaulten Schlammes und einer Flüssigkeit von vergleichbarer Qualität liegen.
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Darüber hinaus macht die Erfindung auch außer dem Transport des verdünnten
Faulbeckenschlammes und außer der Verwendung von Sandfilterbetten den Gebrauch des
Drehtrommelfilters mit seiner Wartung und mit den erforderlichen Filterhilfsmitteln
bei der Beseitigung des gefaulten Schlammes überflüssig, obwohl wirtschaftlicherweise
gerade bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt konzentriert wird, der mit dem im Filterkuchen
erreichbaren gut verglichen werden kann, Namentlich kann man bei Durchführung dieser
Erfindung Feststoffkonzentrationen von 40 - 45 % bekommen im Vergleich zu 26 - 30
% Gesamtfeststoffkonzentration im Filterkuchen, wodurch das Problem der Schlammbeseitigung
durch Trans-port oder Verbrennung erleichtert wird.
Die genannten Ziele
der Erfindung können in einer verbes-
serten Faulungsaülage
erreicht werden, indem deren Arbeitsweise so gesteuert wird, daß die
wirksame Verweilzeit der vergasbaren
organischen Substanz
in dem Faulbecken stark verlängert wird im Verhältnis zu der Verweilzeit der Flüssigkeit,
d.h., daß die Verweilzeit der Feststoffe unabhängig von der der flüssigen Phase
ist. Speziell gibt man den langsam faulenden Komponenten des Rohschlammes, wie den
Fetten, selektiv eine längere Verweilzeit, die für ihre Faulung und Umwandlung in
Gase jeweils nötig ist. Das Ergebnis davon ist, daß man eine beachtlich höher liegende
Beaufschlagungsgeschwindigkeit an organischen Substanzen mit einer größeren Konzentration
an zugeführten Bakterien und einer größeren Bakteriendichte in der Faulmasse erhalten
kann, zusammen mit einer entsprechenden Alkalitätkonzentration in der Flüssigkeit,
die für die Faulung notwendig ist. Gleichzeitig gewinnt man eine maximale Gasmenge
in einem minimalen Faulraum. Um diese Ziele zu erreichen, schlägt die Erfindung
vor, teilweise gefaulten Schlamm aus dem Faulschlamm in dem Faulbecken mit einer
in geeigneter Weise geregelten Geschwindigkeit abzuziehen, den abgezogenen Schlamm
zu dessen Abtrennung in eine zuerst konzentrierte Fraktion zu befördern, die im
wesentlichen nicht faulbare und für die Verwendung bearbeitete Feststoffe enthält,
daß eine zweite konzentrierte Fraktion, die im wesentlichen nicht verweste, vergasbare
Substanz enthält, in das Faulbecken zurückbefördert und eine Flüssigkeitsfraktion,
die umgewälzt werden kann, zum Kopf der Anlage zur weiteren Behandlung zurückbefördert
wird. D.h.» gemäß der Erfindung kann die Geschwindigkeit der Rohschlammbeaufschlagung
in ein bestimmtes Paulheeken so vergrößert werden, daß die steigenden Mengen nicht
verwester organischer Substanz einschließlich der Fette in den Schlamm gelangen,
der aus dem Faulbecken abgezogen wird, worauf nur die getrennte Fraktion nicht verwester
Substanz in relativ konzentrierter Form zur Umwandlung in Gas in das Faulbecken
zurückbefördert wird. So kann mit den konzentrierten organischen Substanzen, die
in das Faulbecken zurückgebracht werden, die Faulbecken-Leitgeschwindigkeit gesteigert
werden, bis in dem Paulbeckenkreislauf dieser Erfindung optimal ausgeglichene Verhältnisse
erhalten werden, wobei man maximale Wirtschaftlichkeit in den ersten Kosten und
in der Arbeitsweise erhält, die minimale Erfordernisse
an Wärme
für das Faulbecken einschließt, da sie einen völlig verwesten, konzentrierten Schlamm
für das Abziehen sowie eine Flüssigkeit von geeigneter Qualität liefert und in der
Faulmasse obendrein die erforderliche Alkalitätkonzentration sicher erhalten bleibt.
In einer Ausführungsform erfolgt die Trennklassifizierung des teilweise gefaulten
Schlammes in einerSchüsselzentrifuge, die so gesteuert wird, daß eine im wesentlichen
von vergasbarer Substanz bereite gefaulte Schlammfraktion als Sediment zu dem schmalen
Ende der Schüssel gelangt, um in Form eines gut austragbaren, hoch konzentrierten
Kuchenmaterials abgezogen zu werden, während eine verdünnte Überfließfraktion, welche
die verwesbaren organischen Stoffe oder vergasbaren Subetanzen einschließlich der
Fette enthält, vom weiten Ende der Schüssel nachfolgend ausläuft, um entwässert
oder konzentriert zu werden, bevor sie zur Umwandlung in Gase in das Faulbecken
zurückbefördert wird, Die Entwässerung oder Konzentrierung der verdünnten Überfließfraktion
wird günstigerweise in einer Schüsselzentrifuge mit einer Düse (im Unterschied zu
der vorigen Schüsselzentrifuge für Feststoffe) durchgeführt, wobei die Konzentration
der vergasbaren organischen Fraktion als Unterfluss aus den Düsen der Maschine mit
Hilfe einer sogenannten Unterfluß-Umwälzung gutkontrolliert werden kann, während
die Flüssigkeit als Überfluss aus der Drehschüssel abgetrennt wird und zur Wiederverwendung
in die Anlage zurückgebracht werden kann. Andere Merkmale tragen einer Mannigfaltigkeit
von Anordnungen Rechnung, die ein Ergebnis der Abwandlung der Zweischritt-Faulungsanlage
zu der Anlage der Erfindung darstellen, wodurch ein bestehender Vorrat an Faulbecken
der Zweischritt-Faulungsanlagen bei stark erhöhten Beaufschlagungsgeschwindigkeiten
der Faulbecken benützt werden kann: Ein anderes Merkmal liegt in einer Anordnung,
wodurch der Rohschlamm zu einer Konzentrierung oder Eindickung gelangt. Diese Anordnung
sieht einen Behälter für den so behandelten Schlamm vor, der Beschickungsschlamm
in kurzen Abständen oder im wesentlichen
kontinuierlich an das Faulbecken
abgeben kann, wodurch die Wirksamkeit des Faulbeckens und die Ausnutzung des Behälters
weiter gesteigert wird. Wenn Rohschlamm, der die Kapazität des Faulbeckens überschreitet,
zu der Behandlungsanlage befördert wird, wird dieser Rohschlamm gemäß einem weiteren
Kennzeichen der Erfindung vorzugsweise durch Zentrifugieren konzentriert und im
Gemisch mit der konzentrierten Fraktion oder dem aus der Klassifizierung stammenden
Kuchen einer Verbrennung unterzogen. Andere Merkmale und Vorzüge werden nachfolgend
offenbart. Während diese Erfindung verschiedene Ausführungsformen umfassen kann,
ohne daß man sich dadurch vom Wesen der Erfindung oder den bedeutsamen Eigenheiten
entfernt,dient die vorliegende Ausführungsform nur der Erläuterung und nicht der
Beschränkung. Fig. 1 erläutert eine Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung
der Becherzentrifuge für Feststoffe und der Düsenzentrifuge, beide in Reihe hintereinander
geschaltet, sowie im Kreisschluss mit dem hoch bcaufschlagten Faulbecken, wobei
der Rohschlamm für das Faulbecken aus dem primären und sekundären Klärbecken erhalten
wurde; Fig. 2 und 3 erläutern halbschematisch besonders die Schüsselzentri feige
uni die Schüssel zentri fuge mit Düsen, die beide im Beispiel verwendet werden,
das durch Fig. 1 erläu tert wi rd; Fig. 4 stellt eine herkömmliche Zweischritt-Faulanlage
dar; Fig. 5 und G stellen Anlagen nach der Erfindung dar, die durch Umwandlung herkömmlicher
Zweischritt-Faulungsanlagen gewonnen wurden. Wie in Fig. 1 beispielshaft dargestellt
ist, kann die Erfindung in einer Abwasserbehandlungsanlage bestehen, die eine
herkömm-
liche Kläranlage zur Gewinnung von Rohschlamm umfasst,
Welcher
primären und sekundären Klärschlamm im Gemisch enthalten kann, unter
Anpassung an eine Behandlung in einer anaeroben Faulungsanlage.
Entsprechend
umfaßt die Kläranlage in diesem Beispiel ein primäres Klärbecken 10, das mit rohem
Abwasser gefüllt wird, wie durch ein Zuleitungsrohr 11 gezeigt ist, Dieses Klärbecken
ist mit einem wohlbekannten Sediment-Drehkrählrechen 12 zum Abtransport von Primärschlamm
oder Sediment zu einem Bodenauslass 13 ausgestattet, der mit einer Schlammaustragröhre
14, die mit einem Regelventil 15 ausgestattet ist, verbunden ist. Die Überfließrinne
16 dieses Behälters nimmt Primär-Ausfluss auf, der suspendierte Feststoffteilchen
enthält, die sich in dem Primärbehälter nicht absetzen, und dient der weiteren Klärbehandlung.
Der Primärausfluss kann biologisch behandelt werden, d.h. durch Belüftung z.B. in
einem Belüftungsbehälter 17 mit einer geregelten Luftzufuhr, wie bei 18 gezeigt
ist. Der erhaltene sogenannte aktivierte Schlamm, der die sich vorher nicht absetzenden
Feststoffe enthält, welche in absetzbare biologische Flockenstrukturen umgewandelt
wurden, wird aus dem Belüftungsbehälter in ein Sekundärklärbecken 19 überführt,
das im wesentlichen in Bleieher leise wie das Primärklärbecken ausgestattet ist
und gereinigten Sekundärausfluss 20 aus seinem Überlauf abgibt, während Sekundärschlamm
von der Bodenzone durch eine Austragröhre 21 abgezogen wird, diezu einem Verbindungspunkt
J führt.
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Von Verbindungspunkt J aus erlaubt ein Abzweigrohr 22 mit einem Regelventil
23 eine Rücküberführung des Sekundärschlammes in den Belüftungsbehälter mit einer
kontrollierten Geschwindigkeit, die durch die Erfordernisse der Arbeiten in einem
Behälter für aktivierten Schlamm geregelt wird. Eine andere Zweigröhre 24
mit einem Regelventil 25 führt von Verbindungspunkt J her und dient dazu,
einen Teil des Sekundärschlammes in das Primärklärbecken durch das Einflußrohr 1i
für den Rohschlamm zurückzubefördern. Eine andere Zweigröhre 26 von dem Verbindungspunkt
J aus, die mit einem Regelventil 26a ausgestattet ist, ist in Abströmrichtung von
Ventil 15 aus mit der Austragröhre 14 für den Primärschlamm verbunden,
wodurch gemischter Primär: und Sekundärschlamm in einen Behälter 27 befördert
werden kann, der
in der Art eines Eindiekungsbehälters gemäß dem oben
genannten Torpey-Patent Nr. 2 850 449 arbeiten kann, wie weiter beschrieben werden
soll. Der eingedickte Schlamm geht dann zu einer Paulungsanlage,
die
ein Faulungsbecken 31 einschliesst. Eine andere Abzweigröhre 28 von dem Verbindungspunkt
Y mit einem Regelventil 29 kann mit der Austragröhre 14 für den Primärschlamm in
Aufstromrichtung von Ventil 15 verbunden sein, wodurch ein Anteil des Gemisches
von Primär- und Sekundärschlamm den Eindiekungsbehälter 27 durch Röhre 30 umgehen
kann, um zu der Faulungsanlage oder zu der Schüsselzentrifuge für Feststoffe zu
gelangen. Ausfliessende Flüssigkeit aus dem Eindickungsb ehälter kann mit Hilfe
der Röhre 32, die in das Primärklärbecken zurückführt, abgezogen werden. Ein tiefes
Schlammbett mit einer unter Kontrolle gehaltenen Tiefe im Eindickungsbehälter 27,
das gemäß dem oben erwähnten Torpey-Patent reguliert wird, kann als Vorratsbehälter
für die Lieferung von Beschickungsschlamm für das Faulbecken 31 durch Verbindungsrohr
33 für den abgezogenen Unterfluss mit einem Regelventil 33a dienen. Dieses Unterflussrohr
ist mit der oben erwähnten Röhre 30 an einem Punkt zwischen den Regelventilen 34
und 35 verbunden. Der Rohschlamm, der in das Faulbecken 31 eingeführt wird, kann
aus einer Mischung von primärem und sekundärem Schlamm bestehen, der, wie oben für
Behälter 27 gezeigt wurde, konzentriert oder eingedickt wurde. DerSchlamm wird vorzugsweise
kontinuierlich oder mit kurzen Unterbrechungen in das Faulbecken 31 eingebracht,
das wiederum in der speziellen Weise dieser Erfindung arbeitet und wesentlich erhöhte
Beaufschlagungsgeschwindigkeiten für die vergasbaren Feststoffe sowie eine wescntlich
verbesserte Ausnützung des Faulbeckens liefert, wie in der Folge ausgeführt werden
wird. Der Faulschlammkörper in dem Faulbecken wirsd stark gerührt, wie durch Rührer
36 angezeigt ist. In dieser Ausführungsform der Faulungsanlage arbeitet das Faulbecken
31 im Kreisschluß mit einer Schüsselzentrifuge 37, wie sie oben beschrieben wurde
und in Fig. 2 gezeigt wird, sowie mit einer Schüsselzentrifuge 38 mit Düsen,
die ebenfalls oben beschrieben wurde und in Fig. 3 dargestellt ist. Diese Zentrifuge
38 ist mit der Schüsselzentrifuge für Feststoffe 37 in Reihe geschaltet.
Das
Faulbecken 31 ist verbunden mit einem Schlammaustragrohr 39, das mit einem Regelventil
40 verbunden ist und eine Pumpe 41 besitzt, die dazu dient, teilweise verwesten
Schlamm aus dem Faulbecken zu der Schüsselzentrifuge 37 mit einer Geschwindigkeit
zu befördern, die in Beziehung zu der Geschwindigkeit eingestellt ist, mit der der
Schlamm in das Faulbecken eingeführt wird, namentlich in der speziellen Weise und
für die Zwecke der Erfindung, wie nachfolgend noch ausgeführt wird. Gemäß der Erfindung
wird die Arbeitsweise der Feststoffschüsselzentrifuge so durchgeführt, daß man selektiv
eine Fraktion hoch inerter oder unverwesbarer Feststoffe in Form eines hoch konzentrierten
Kuchenmaterials mit einem Feststoffgehalt in der Größenordnung von 40 % und eine
verdünnte Fraktion oder Suspension mit den meisten der unverwesten vergasbaren Feststoffe
in dem Schlamm gewinnt. Die Konzentrat- oder Kuchenfraktion, die gut gefaulten Schlamm
darstellt, welcher bei 43 ausgetragen wird, kann auf irgendeine passende Weise,
z.B. wie durch das Fördergerät 44 gezeigt ist, abgezogen werden.
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Eine Röhre 44a mit einem Regelventil 4Ab führt an dem Faulbecken vorbei
und ermöglicht es,daß ein Überschuss an Rohschlamm direkt zur Feststof fschüsselzentrifuge
37 befördert wird. Die überfliessende verdünnte Suspension gefaulter Substanzen
jedoch wird von der Feststoffschüsselzentrifuge zur weiteren Trennung zur Schüsselzentrifuge
mit Düsen 37 durch die Röhre 45 mit einer Pumpe 4G befördert. Diese Düsenzentrifuge
liefert als Unterfluss aus den Abzugsdüsen der Drehschüssel die relativ konzentrierte
Feststofffraktion 47, die im wesentlichen alle unverfaulten vergasbaren Materialien
enthält, während die flüssige Fraktion als Überlauf aus der Schüssel abgezogen wird
und durch Röhre 48 mit Hilfe der Pumpe 49 zur Wiederverwendung in das primäre Klärbecken
zurückgebracht wird. Das Untürfluß-oder Düsenabzugsprodul;t 47 jedoch wird aus dieser
Vorrichtung zu dem Faulbecken zurücktransportiert, wie durch die Rückleitung 30
mit einem Regelventil 51 gezeigt 13t, wobei in dem Arbeitsvorgang der Vorrichtung
Sorge getragen wird, daß die verfaulbarern Feststoffe in einer relativ hohen Konzentration
aus
ihr abgezogen werden. Eine passende Unterflusskonzentration,
die bei Betrieb dieser Vorrichtung durch Regelung der Unterflußrückkehrgeschwindigkeit
erhalten werden kann, ist die, bei der das Unterflußprodukt oder die vergasbare
Substanz in die Trennkammer der Drehschüssel zurückgeführt wird, wobei diese Wirkung
später in Verbindung mit der ins einzelne gehenden Beschreibung der Vorrichtung
in Fig. 3 erklärt werden wird. Hinsichtlich der Ausführung der Erfindung kann die
Unterflußumwälzgeschwindigkeit so eingeregelt sein, daß dort eine optimale Konzentration
erhalten werden kann, die mit der resultierenden Qualität der flüssigen und aus
der Vorrichtung überlaufenden Fraktion vereinbar ist sowie zur Wiederverwendung
zum Kopfende der Anlage zurückgeführt werden kann. Der Rohschlamm, der in die Faulungsanlage
eingeführt wird, kann z.B. entweder primäre Klärbeckenschlamm alleine oder ein Gemisch
von primärem und sekundärem Klärbeckenschlamm sein. Dieser Schlamm kann etwa in
Behälter 27 eingedickt werden, wobei eine Einregulierung in der Weise erfolgt, wie
sie im Patent von Torpey Nr. 2 830 449 beschrieben ist. Dadurch können dort Schlammkonzentrationen
von rohem Primärschlamm bis etwa 9 - 12 % an Gesamtfeststoffkonzentration erhalten
werden, während das Schlammgemisch eine Konzentration von 5 - 9 %, mehr oder weniger
enthält. So eine Eindickung durch Verminderung der Flüssigkeit in dem Faulbecken
kann daher die Verweilzeit der gesamten Feststoffe relativ stark verlängern und
dadurch eine relativ höhere Feststoffbeladung, höhere Faulbeckenwirksamkeit und
bessere Ausnützung des Behälters bewirken. Alle diese Merkmale können weiterhin
verbessert werden, indem man zusätzlich selektiv die relative Verweilzeit der verfaulbaren
und vergasbaren organischen Feststoffe einsdiießlich dellangsam verwesenden Fette
verlängert. Dieser Eindickungsvorgang liefert also in dem Eindicker ein Bett eingedickten
Schlammes, das als ein Vorratsspeicher oder Puffer dienen kann, von dem das Faulbecken
im wesentlichen kontinuierlich oder mit relativ kurzen Abständen beliefert werden
kann, wo-
bei man eine gleichförmig hohe Faulungswirksamkeit erhält, dah.
eine maximale Gasproduktion pro Raumeinheit pro Zeiteinheit in dem Faulbecken.
Hinsichtlich
dieser Eindickung schlägt die oben genannte Patentschrift von Torpey vor, den Klärungsvorgang
und den damit verbundenen Eindickungsvorgangin einem bestimmten Verhältnis zueinander
durchzuführen, wodurch das primäre Klärbecken einen Primärausfluss von hoher Qualität
liefern wird, der soweit wie möglich von suspendierten organischen Abwassersubstanzen
befreit ist, während der Eindicker einen Schlamm mit einer zwangsläufig hohen Konzentration
liefert, wie oben gezeigt wurde. Kurz gesagt, gemäß der Patentschrift von Torpey
kann der hohe Grad an Primärklärbeckenausfluss, d.h. ein Ausfluss, der ein Minimum
an suspendierten Abwassersubstanzen enthält, erhalten werden, wenn der primäre Unterflussschlamm
aus dem Klärbecken mit relativ höheren Geschwindigkeiten abgezogen wird, d.h. relativ
verdünnt als Ergebnis einer relativen kurzen Verweilzeit in dem Behälter. Mit dem
Primärklärbeckenschlamm, der demnach relativ urabgelagert und relativ frisch, wenn
auch verdünnt, zurückbleibt, wird eine nachfolgende Fäulnis der Schlammfeststoffe
und ein daraus resultierendes Gasen verhindert, was andererseits den verschlechtern
oder die speziell regulierte Eindickung stören würde. Hinsichtlich der Selbstregulierung
des Eindichungsvorgangs enthält die Patentschrift von Torpey u.a. in Wechselwirkung
stehenden Arbeitsfaktoren ein Schlammbett von wesentlicher Dicke, die mit Rücksicht
auf die Schlammverweilzeit so eingestellt wird, daß eine Faulung eben durch einen
eingedickten Schlamm der erwähnten Höhe verhindert wird, wodurch die Feststoffkonzentration
entsprechend hergestellt werden kann. Weiterhin wird mit dem Anteil des Sekundärschlammes,
der durch Abziehen von Feststoffen in dem primären Klärbecken relativ vermindert
wird, das Gemisch von Primär- und Sekundärschlamm in den oben ausgeführten Eindickungsvorgang
einer Konzentrierung leichter zugänglich gemacht. Auf diese Weise ist nur ein relativ
sehr kleiner, jedoch hoch beladener tindiekungsbehälter erforderlich, der einen
Raum einnimmt, welcher nur ein Stück des gesamten Klärbeckenraumes
einzunehmen braucht und geeignet ist, Feststoftkonzentraticnen
in
dem eingedickten Schlamm von etwa 9 - 12 % für Primärschlamm und von etwa 5 - 9
ö für gemischten Primär- und Sekundärschlamm herzustellen. Der Eindicker dient also
gleichzeitig als Konzentrieranlage und als Speicheranlage, die mit einem Gasbrenner
oder dem Faulbecken verbunden und so entlüftet werden kann. Die Funktion der Faulungsanlage,
wie sie in dem vorausgehenden Anwendungsbeispiel gemäß Fig. 1 ausgeführt ist, kann
darüber hinaus aus der folgenden eingehenden Beschreibung der zwei Zentrifugen 37
und 38 verstanden werden, die in halbschematischer Weise in den Fig. 2 und 3 erläutert
werden und besonders mit dem Faulbecken 31 zusammenarbeiten. Zum Unterschied von
"Düsenzentrifugen", in denen die Drehschüssel Düsen für das Austragen der Konzentratfraktion
oder des Unterflusses besitzt, hat die sogenannte "Feststoff-Schüsselzentrifuge"
37 (vgl. Fig. 2) einen Drehkörper 52, der in einem Gehäuse 53 rotiert, der luftdicht
abgeschlossen sein kann. Das Gehäuse besitzt einen Austraghals 54, der an dem weiten
Ende des stumpfkegelförmigen Drehkörpers angebracht ist und mit der Verbindungsröhre
45 zur Beförderung der Überlauffraktion verbunden ist, die unverweste vergasbare
Substanzen enthält, welche einer weiteren Trennung in der anschliessenden Zentrifuge
38 unterworfen werten, Die abgetrennten Feststoffe bzw. die stabilisierte Kuchenfraktion
43 (vgl. Fig. i), die@eistens nicht verwesbare Feststoffe enthält, verlässt die
Vorrichtung durch einen Austraghals 45 zur weiteren Verwundung in einer geeigneten
Weise, wie durch das Fördergerät 44/gezeigt ist. Der Drehkörper 52 umfasst eine
Schiissel, die einen stumpfkegelförmigen Körperanteil 55 mit einer Verschlussplatte
56 am engeren Ende und einer Verschlussplatte 57 am entgegengesetzten weiteren Ende
darstellt. Die abgetrennten Feststoffe bzw. die Kuchenfraktion, welche aus gefadtem
Schlamm besteht, wird durch Zentrifugieren aus der Schüssel durch die Öffnungen
58 ausgetragen, die in der Nähe des engeren Endes der Schüssel angebracht sind,
Die entgegengesetzte Verschlussplatte 57 besitzt Überlaufdffnungen 59, die mit verstellbaren
Wehrplatten 60 verbunden sind, die die Überlaufmenge des Ringkörpers "0" der in
der
Schüssel durch Zentrifugieren abgetrennten Flüssigkeit zu bestimmen.
Die Pfeile D an dem weiten Ende bedeuten den Austrag der flüssigen Fraktion oder
Suspension, die die unverwesten Substanzen enthält , zur weiteren Entwässerung und
Konzentration über diese Wehrplatten.
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Tn der stumpfkegelförmigen Drehkörperschüssel dieser Vorrichtung ist
ein kegelförmiges Förderteil 61 drehbar eingebaut, das der inneren Gestalt der Schüssel
angepaßt ist und mit einer anderen Geschwindigkeit als diese Schüssel rotieren kann,
so daß die spiralenförmigen Gänge 62, die durch Zentrifugieren abgetrennten Feststoffe,
welche die meisten der verfaulbaren organischen Substanzen enthalten, aus dem Fließlicirper
0 entfernen und am engen Endteil zum Vorschein bringen. Schließlich bewirkt der
sogenannte Ladeteil H der Schüssel, daß das Material durch Zentrifugalkraft durch
die Öffnungen 58 in Form eines relativ trockenen Kuchenmaterials zur Verwendung
ausgetragen wird. Der Schlamm gelangt von dem Faulbecken in diese Vorrichtung durch
eine axial angebrachte festliegende Beschickungsröhre 63, die den Beschickungsschlamm
z.B. in die Aufnahmekammern 64 und 65 einführt, welche in der Höhlung der Lagerteils
66 des FördergangteilesD gebildet werden. Dann gelangt las Beschickungsmaterial
durch die Öffnungen 67 und 68 in den ringförmigen Fließkörper 0 und wird in der
Schüssel durch Zentrifugierung getrennt.
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Bei Anwendung des Faulungskreislaufes dieser Erfindung kann der Arbeitsgang
der Feststoff-Schüsselzentrifuge, die den teilweise verwesten Schlamm aus dem Faulbecken
aufnimmt, in der Weise reguliert werden, daß unterschiedliche Mengen der bestimmten
Feststofffraktionen aus dem teilweise verwesten Schlamm entfernt werden. Dies kann
durch Regelung der Beaufschlagungsgeschwindigkeit des Schlammes in die Vorrichtung
erfolgen, d.h. durch Regelung der Pumpgeschwindigkeit aus dem Faulbecken. Namentlich
wenn die Beaüfschlagungsgeschwindigkeit erhöht wird, steigt der Prozentgehalt an
schweren unverwesbaren Substanzen in dem Austragkuchen, während die leichter verfaulbaren
und vergasbaren Substanzen in den Überlauf verdrängt werden, um in das Faulbecken
zurückzugelangen. Solche selektive Verdrängung erfolgt, da die
nicht
verfaulenden vergasbaren Substanzen,z.B. Cellulosefasern, ein hohes spezifisches
Gewicht besitzen und die Abtrennung durch Zentrifugierung erleichtern, während die
verwesbaren Fette, die an anderen Substanzen anhaften oder darin eingeschlossen
sind, wenig größere spezifische Gewichte ergebe, als Wasser. Daher erreicht man,
daß ein wesentlicher Anteil oder ziemlich alle dieser Fette in den Überlauf dieser
Feststoffschüsselzentrifuge gelangen. Der Überlauf wird dann entwässert oder hinsichtlich
der Feststoffe konzentriert, das Konzentrat wird darauf in das Faulbecken zurückbefördert.
Diese Fette sind es, die in dem gefaulten Sehlamm die unerwünschtesten Eigenschaften
besitzen, und ihr Potentialabfall, erklärt einen großen Verlust an Faulbeckengas
hoher Qualität, da ein Pfund (0,454 kg) Fett bei der Faulung 23 Kubikfuß (0l551
Kubikmeter) 72 %iges Methangas ergeben. Darüber hinaus verlangsamt dieses Material,
wie oben gezeigt wurde, normalerweise den Faulungsprozess insgesamt, da seine Zersetzung
oder Vergasung um so viel langsamer voranschreitet, als die der übrigen Hauptkomponenten,
der Kohlehydrate und der Proteine, und daher die Masse des Gases erst nach 6 bis
10 Tagen Verweilzeit in dem Faulbecken sich entwickelt. In dem Faulungsprozesskreislauf
dieser Erfindung jedoch kann die erforderliche Länge der Verweilzeiten für die Fette
selektiv festgelegt und bestimmt werden, da sich diese im Gleichgewicht befinden.
Die Düsenzentrifuge entsprechend Fig. 3, einem Beispiel, das in der US-Patentschrift
2 559 453 gefunden werden kann, besteht in der Hauptsache aus einem Drehkörper 69,
der an der Peripherie mit Düsen 70 für den Austrag des Unterflusses ausgestattet
ist. Diese Düsen liefern die oben erwähnten unverwesten vergasbaren Substanzen in
einer relativ hohen Konzentration. Weiterhin hat die Schüssel einen Überlauf 71
an ihrem oberen engen Ende, aus dem die abgetrennte Flüssigkeit ausgetragen wird,
um zur Wiederverwendung etwa durch Leitung 4S in den Kreislauf zurückgebracht zu
werden. Der Drehkörper besitzt einen nach olen geri chteten Doris 72, der in einem
Axiallager 73 für die Rotation des Drehkörpers in einem Gehäuse 74 aufgehängt istSolch
eine Vorrichtunö iqt mit Mitteln zur Regulierung der Feststoffkonzentration
der
Unterflußfraktion ausgestattet, welche aus den Düsen ausgetragen wird. Diese an
sieh bekannten Reguliermittel bestehen aus einer Unterflußrücklaufröhre 74a, die
in einer aufwärts gerichteten Einfuhrdüse 74b endet. Das Austragventil 51 dient
dazu, die Geschwindigkeit der Unte rflußumwälzung durch die Rücklaufröhre 74a zu
regulieren und dadurch die Feststoffkonzentration des Unterflußmaterials, das von
dieser Vorrichtung zur Rückkehr in das Faulbecken 31 abgezogen wird, zu regeln.
Speziell besteht die Drehkörpersehüssel aus einem Paar stumpfkegelförmiger Endteile
75 und 76, die an dem Umfang der Schüssel mit den Unterflußaustragdüsen ausgestattet
sind, wo die weiten Enden der stumpfkegelförmigen Teile miteinander verbunden sind.
Ein Lagerteil 77 bildet eine Zentrifugentrennkammer 78 über sich und eine Aufnahmekammer
79 unter sieh mit auseinanderlaufenden Einflußröhren 80, die von der Aufnahmekammer
zu dem Düsenabschnitt führen. Der Dorn 72 ist von einem Beschickungsschachtstück
81 umgeben, das aus einem Teil des Drehkörpers besteht, das Beschickungsschachtstück
wiederum ist umgeben von einem gebräuchlichen Rohr aus Trennscheiben S1a. Eine festliegende
ringförmige Beschickungsmaterialleitung 82, die den Dorn umgibt, erstreckt sich
von der Spitze des Gehäuses in den Beschickungsschacht 81 und besitzt eine Einflußverbindung
83, die die urverwesten Substanzen bzw. die verdünnte Überlauf fraktion durch Leitung
45 aus der vorausgehenden Zentrifuge 37 aufnimmt. Durch die Einlassöffnungen 84
am unteren Ende des Beschickungschachtstückes 81 tritt die verdünnte Beaufschlagungssuspension
in db Trennkammer der Drehkörperschüssel, wodurch die durch Zentrifugieren konzentrierten,
urverfaulten Abwassersubstanzen durch die Düsen in das umgebende Kegelteil 85 des
Gehäuses austreten, während abgetrennte Flüssigkeit über den Überlauf 71 in die
Aufnahmekammer 86 des Gehäuses gelangt, von wo die Pumpe 49 sie zur Wiederverwendung
zum Kopfende der Anlage zurückbefördern kann.
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Die relativ konzentrierten urverfaulten vergasbaren Abwsser-Substanzen,
welche die Unterflussfraktion darstellen,, die:.4.u
den Drehkörperdüsen
ausgetragen wird, verlassen die Anlage durch Regelventil 51, um zum Faulbecken 31
zurückzukehren, während Unterflussmaterial weiter durch die Rücklaufröhre 74a und
Einführdüse 74b in die Aufnahmekammer 79 der Drehkörperschüssel zurückgebracht und
dann durch die auseinanderlaufenden Führungen 80 zu den Düsen 70 in der Trennkammer
der Schüssel befördert wird. Die Feststoffkonzentration des Unterflussmaterials
kann bei dem Arbeitsvorgang durch Drosselung des Austragventils 51 relativ stark
erhöht werden, wodurch die Geschwindigkeit der Unterflußumwälzung in der Vorrichtung
ansteigt. Umgekehrt kann eine Verminderung der Feststoffkonzentration des Unterflusses
entsprechend durch Öffnung von Ventil 31 bewirkt werden. Auf j eilen Fall wird nach
einer Regulierung des Austragventils 51 die Arbeitsweise der Vorrichtung bei der
resultierenden betreffenden Unterflußfeststoffkonzentration sich selbst ins Gleichgewicht
bringen. Wie in dem Faulungskreislauf dieser Erfindung durchgeführt wurde, wird
die Düsenzentrifuge, die das wenig verfaulbare Material, besonders die Fette, in
dem Überlauf aus der Feststoffschüsselzentrifuge aufnahm, daher solches Material
wie Düsenaustrag oder Unterfluß bei der gewünschten und eingestellten Feststoffkonzentration
liefern, die für den Rücktransport in das Faulbecken angebracht ist, während ein
rückführbarer Überlauf oder abgetrennte Flüssigkeit zu dem anfänglichen Behandlungsabschnitt
zurückbefördert werden kann unter Verminderung der rückzirkulierenden Beladung der
Anlage. Als Endergebnis erzeugt der Faulungskreislauf einen hoch gefaulten Schlamm
trotz der Tatsache, daß nur teilweise verfaulter Schlamm aus dem stark beladenen
Faulbecken abgezogen wird. Bestehende Zweischritt-Faulungssysteme können mit Vorteil
auf verschiedenen Wegen für das Verfahren der Erfindung umgewandelt werden. Ein
herkömmliches Zweischritt-Faulungssystem, wie es in Fig. 4 demonstriert wird, kann
das gebräuchliche Primärfaul-Becken 87 tuxd das Sekundärfaulbeeken 88 umfassen.
Das Primärbtckei: enthält einen Schlammkörper, der stark berührt wird, wie
durch
den Rührei 89 veranschaulicht wird. Dieses Primärbecken dient dazu, den größeren
Anteil des In dem Schlamm verfügbaren Gases zu entwickeln. Das Sekundärfaulbeeken,
das ein relativ kleines Gleichgewicht des Gases herstellt, dient dazu, eine genügende
Ruhezeit zwischen den Arbeitsperioden zu gewähren, wann Schlamm aus dem primären
in den sekundären Behälter überführt wurde, um die Faulbeckenflüssigkeit bzw. die
über dem Faulbeckenschlimm stehende Flüssigkeit abzutrennen, wobei sich der Schlamm
in der Bodenzone des Behälters sammelt. Das primäre Faulbecken besitzt eine Rohschlammzuführungsleitung,
die bei 90 angezeigt ist, und eine Gasabzugsleitung bei 9i. Eine Schlammüberführungsröhre
92 führt von dem primären zu dem sekundären Becken, bei 92a ist eine Überführungspumpe
gezeigt, die eine Beförderung des Schlammes in den oben erwähnten erwünschten Zwischenräumen
bewirken soll. Die über dem Schlamm stehende Faulbeckenflüssigkeit wird aus dem
sekundären Becken bei 93 abgezogen, bei 94 entweicht das Gas. Eine Austragröhre
95 und Pumpe 96 befördert den Faulbeckenschlamm, der durch Absetzen in dem konischen
Boden des Sekundärbeckens sich gebildet hat, weg. Die endgültige Faulbeckenschlammbeseitigung
aus dem Behälter ist hier entweder mit Hilfe einer kontinuierlichen Filtration etwa
mit einem Drehtrommelfilter 97, das einen abtransportierbaren Filterkuchen herstellt,
oder mit Hilfe eines Massentransportmittels, das bei 98 gezeigt ist, oder durch
direktes Ablagern des Faülbeckenschlammes in Schlammtrockenbetten, wie es bei 99
gezeigt ist, aus denen der getrocknete Schlamm, wenn nötig, entfernt werden muß,
gezeigt. Jedoch besitzesn alle diese herkömmlichen Beseitigungsarten für Faulbeckenschlamm
Mißstände und Einschränkungen hauptsächlich hinsichtlich. der Kosten und ver Arbeit,
jedoch auch hinsichtlich des erforderlichen Rautees (Filterbetten), Nachteile also,
die durch diese Erfindung stark verringert oder beseitigt werden.
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In der Vorrichtung von Fig. 5 werden die zwei Faulungsbecken 100 und
101einer ursprünglichen Zweischritt-Faulungsanlage zum Zwecke dieser Erfindung benützt,
indem eine Feststoff-Schüssel-Zentrifuge , zentrifuge 102, ähnlich der in fig. 2
gezeigten und oben beschriebenen, verwandt wird, weleli.0 lvi,rkxingsmäßig zwischen
die beiden t
Behälter geschaltet wird und in einem Kreislauf mit
diesen verbunden ist, Bei der Arbeitsweise dieses Schlammbockenkreislaufes befördert
eine Pumpe 103 teilweise gefaulten Schlamm aus dem ersten Becken 100 durch Regelventil
104 in die Feststoff-Schüsselzentrifuge 102, wobei bei 100a das Gas aus der gerührtentaulmasse
abgezogen wird. Die Feststoff-Schüssel-Zentrifuge liefert in der oben ausgeführten
Weise am einen Ende eine verdünnte Überlauffraktion, die im wesentlichen aus unverwesten
vergasbaren Substanzen des teilweise gefaulten Schlammes besteht, während von dem
anderen Ende die hoch konzentrierte Kuchenmaterialfraktion ausgetragen wird, die
im wesentlichen aus den unverwesbaren Bestandtei len des Sehlammes besteht. Eine
Pumpe 105 überführt die Überiauffraktion bzw. Suspension aus der Feststofe-Schüsselzentrifuge
zu dem zweiten Becken 101, wo eine weitere Trennung dieser Fraktion in Schlamm und
darüber stehende Flüssigkeit erfolgen soll, wobei allerdings noch eine geringe Menge
von restlichem Gas bei 101a aus dem Inhalt dieses Behälters entwiekelt wird. Die
überstehende Flüssigkeit wird aus diesem Becken über den Überlauf, der bei 106 angezeigt
ist, abgezogen, während der Schlamm, der die unverwesten vergasbaren Bestandteile
enthält, gemäß der Erfindung in konzentrierter Form in den Kreislauf zurückgebracht
wird, um mit der Rohschlammbeaufschlagung 107 vereinigt und in den ersten Behälter
100 eingeführt zu werden. Diese Umwälzung erfolgt durch Leitung 10,9 mit Hilfe der
Pumpe 109. Das Ergebnis ist wieder wie in dem zuerst beschriebenen Beispiel von
Fig. i, daß die Beaufschlagung des Faulbeckens, bestehend aus vergasbaren Feststoffen,
wesentlich vergrößert wi rd, während die Verwei lzei t der Faulbeckenflüssigkeit
entsprechend herabgesetzt wird. Jedoch ist in dem Beispiel von fig. 5 auch eine
Röhre 110 vorgesehen, die erlaubt, daß ein Teil des aus den zweiten Becken 101 erhaltenen
Schlammes in die foststoff-Schüsselzentrifuge zurückkehrt, wobei die betreffenden
Mengenverhältnisse etwa durch Ventile 111 und 112 gesteuert werden können. Durch
diese Umleitung des ungefaulten Schlammes in die Feststoff-Schiüsselzentrifuge gelangt
ein Teil der urgefaulten Bestandteile in dis
Kuchenmaterial, das
aus der Feststoff-Schüsselzentrifuge abgezogen wird, so daß auf diese Weise die
in den Kreislauf zurückgelangende Beaufschlagung des Faulbeckens, falls gewünscht,
erleichtert werden kann. Wenn darüber hinaus mehr Rohschlamm zu der Anlage befördert
wird, als von dem Faulungs-System verarbeitet werden kann, kann der Überschuss an
Rohschlamm durch die Umleitungsröhre 113, Pumpe 114 und Regelventil 114 direkt in
die Feststoff-Schüsselzentrifuge 102 geleitet werden, wodurch wiederum der Anteil
der ungefaulten Bestandteile in dem Kuchenmaterial ansteigt. Eine Schlammverbrennungsanlage
115, vorzugsweise in der Art, die in der anhängigen Patentanmeldung von Albertson
und Budd, Nr. 131 455, eingereicht am 10. Juli 1961, beschrieben ist, ist daher
vorgesehen, worin der feuchte Schlamm oder dergleichen direkt mit großer Wirksamkeit
in einem speziell der sich selbst erhaltenden Verbrennung dienenden Vergasungsbett
verbrannt wird. Wenn erwünscht, kann jedoch das Faulbeckengas zusätzlich als Brennstoff
verwandt werden. ` Die Verbrennungsanlage 115, die im Beispiel von Fig. 5 schematisch
gezeigt ist, besitzt eine Verengungsplatte durch die Verbrennungsluft aus einem
darunter befindlichen Windkasten 117 geblasen wird, dessen Verbrennungsluftzuleitung
bei 118 gezeigt ist. Ein Trägerluftstrom aus Gebläse 119 transportiert das Kuchenmaterial
von der Feststoff-Sehüsselzentrifuge in die Verbrennungskammer über der Verengungsplatte,
wo augenblicklich eine geruchlose Verbrennung unter den speziellen Verbrennungsbedingungen
in dem Vergasungsbett erhalten wird. Die resultierenden Verbrennungsgase,/die Vergasungsbedingungen
des Bettes aufrechterhalten, verlassen die Anlage als Gichtgas 120 und können, wenn
erwünscht, zur Vorheizung der Verbrennungsluft für die Anlage dienen.
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Da so die herkömmliche Filteranlage oder andere Mittel zur Schlammbeseitigung
überflüssig werden, wird ein Ansteigen der Faulbeckenkapazität von etwa 40 - 60'%
durch diese Abwandlung der herkämmlichen Zweischritt-Faulung ermöglicht, bei' der
eine genügende Menge an Gas erzeugt wird, um der nötigen tr= @::: wärmung und/oder
der nötigen Arbeitsleistung gerecht zu worden.
Falls jedoch noch
eine größere Schlammbeaufschlagung von der Anlage verarbeitet werden soll, verlässt
der Überschuss an Schlamm, der ungefaul te Bestandteile enthält, die Feststoff-Schüsselzentrifuge
in einer viel höheren Konzentration, als sie bei dem mühseligen Filtervorgang erhalten
werden kann, und steht so in einer Form zur Verfiigung, die gut zur Verbrennung
geeignet ist. Ein bedeutender Überschuss an Schlammbeaufschlagung kann demnach mit
Hilfe der Anlage ohne zusätzlichen Raumbedarf eines neuen Faulbeckens beseitigt
werden, indem die wenig Platz benötigende Verbrennungsanlage mit der Feststoff-Schüsselzentrifuge
kombiniert wird, die ein wenig feuchtes Kuchenmaterial für die Verbrennung liefert.
Darüber hinaus sollte in der Ar lage von Fig, 5 dich Konzentriervorrichtung bzw,
das Absetzbeeken 101 in der Lage sein, die Überlauffeststoffe, d.h. die eingeschlossenen
Fette und anderes, auf ein minimales Volumen zu verdichten, während ein Ausfluss
auf einem geringen Gehalt an suspendierten Feststoffen gehalten wird. Da jedoch
die Absetzgeschwindigkeiten dieser Feststoffe recht gering sind, ist es nötig, daß
entsprechend kleine Fließgeschwindigkeiten in der Absetzanlage erzeugt werden oder
daß der Absetzprozess durch Beimischung von Chemikalien beschleunigt wird, obgleich
man dafür Sorge tragen sollte, daß die Chemikalien den anaeroben Faulungsprozcss
nicht beeinträchtigen, wenn die Eintraggeschwindigkeiten des konzentrierten Schlammes
sehr gering sind, so daß man keine schädliche Wirkung voraussagen muß, besonders
dann, wenn die gewöhnlichen Eisensalze als Dosiermittel verwandt werden, für die
die anaeroben Bakterien eine ziemlich hohe Toleranz besitzen. Dies trifft in gleicher
Weise für den Gebrauch der neueren organischen Ausflockungsmittel zu. In der Anlage
von Fig. 6 ist gezeigt, daß die zwei herkömmlichen Faulbecken eines Zweistufensystems
in einer anderen Weise als in Fig. 5 benützt werden, nameatlich in einer Anlage,
die zur Verarbeitung einer wesentlich größeren oder vielfachen Rohsehlammbeaufsehlagung
geeignet ist, welche der Anlage zugeführt wird.. Irr diesem Fall sind die beiden
Behälter 121 und 12211 so angeordnet, daß sie parallel. arbeiten, wodurch das aktive
| Faulbeckenvolumen'und damit' der Sehlamm in den beiden Behältern;! |
| der erhitzt und jhoitig gerührt' *ird, verdo=ppelt wird: . |
| Dieses kombinierte Faulbeckenvoltimen der beiden Behälter |
| arbeitet in Kreisschluss mit den beiden Zentx*i ftig(!n 123
und 124 |
| die speziell der Feststoff-Schüsselzentrfuge 37 und der Düsen. |
| zentrifuge 38 entsprechen und mit dem Faulbecke=n 31
in rig. 1 |
| zusammenarbeiten. So erhält man einen, relativen Potetitialaiastieg |
| der Faulbückenkapaai tät i n der GxöRenordnung von
2230 350 |
| verbunden mit, dem zusätzlichen Vorteil, daß dos eine oder
andere |
| -der uci.den. Faulbecken zur Üborholung stillgelegt werden
kann, |
| da man kein kontinuierlich arbeitendes Vakuumfilter ben&tigt |
| und der Abtransport des wesentlich trockneren Schlammes aus
der |
| Feststoff-Scliüsselzentrifuge wesentlich erleichtert wird, |
| Beim Arbeiten dieser Anlage wird teilweise gefaulter |
| Schlamm aus den beiden Faulbecken mit Uilfe von Pumpe 125 durch |
| besonders 'regulierte Ventile 126 und 127 abgezogen, iim in
die |
| Feststoff-Sehiisselzentrifuge 123 eingeführt zu werden. Wie
oben |
| in Fig. 1 wird das hochkonzentrierte, wesentlich stäbilisiorte |
| Kuchenmaterial aus der Feststoff-Schüsselzentrifuge als gefdtilter |
| Schlamm 12g ausgetragen, während die verdünnte tberlaufsuspensten, |
| die das uriverweste: vergasbare Material mit sich ti-üsrt,
durch |
| Pumpe 1e29 zu der Düsenzentrifuge 124 transportiert, um dort |
| konzentriert zu werden. Entsprechend fließt dir. al)gf,treunte |
| Flüssigkeit aus der Vorrichtung bei 130 über, so daß Pumpe
131 |
| sie zu dem Kopfende der Anlage zur üben beschriebenen Wiederver- |
| isendung befördern kann, während das Unterflussprodukt bzwa
enge- |
| faultes Material zti dem Faulbecken durch die Rüclclaufröhre
13:1 |
| zurücktiefürdert w'ir1, ieohui die Konzentration des L'iiterflußpro-=- |
| dukt:e5 'diircli! Ein-#teliulig des Austragi-egulierventlls
i3"3 geregelt |
| werden kann, das die Geschwindigkeit der i:iiter-flußumzsälzung
.in, |
| der RückführN#erbindung 134, bewirkt.. Zusätzli ah-
führt eine Ab- |
| zwef bverbindung .1.33 von ,der R.t3,h-ro 1'-J2 zum.
Beschickungsende der, |
| Feststoff-S.cliüsselzeiitri fuge,, un durch Regulierung der
Regel-, |
| vent i 1 e 1-3G Und :137 die fmwUl zbcaiifsclilagting
. du.s Faulbeckens |
| mit:,organis"ehen @Substanzen) .Worin _cihtscht@ zu- ve@mindßrri..-
Diese |
| T't@tl :@i tun; . Barbei iss t üliri:ti cih:f i ä ds:we;grohr
11(i in F,g j ; . |
| . . |
| nie |
| Regulierung der Trmwälzges,chwindigkeit |
| des Faulbeckens wird riat:h cler , Erfindung, folgendermaßen
. durehge-- |
| .. |
| führt |
| Da in dem ganzen System ein, wesentlicher Strömungsans-g,eih:;herrse@en
miiß;, wepu das, Faui.beckengleichgewicht bzw.- das |
| Scxlvolzuitc:n,; das der. attl.ung ;uate.rzogen wird,: konstant
gehal- |
| ten werden soll, muß Glas Rohschlammvnlitmen, mit dem das Faul- |
| b ee,kon lieattfsclij a.g-t wird, dem gesamten Volumen der
abgetrennten |
| Flüssigkeit gleich seine die von der Konzantriervorrichtung,
etwa |
| einer zweiten Zentrifuge: 39 oder dem Trennbehälter
101, geliefert |
| wird, einschließlich des Volumens des i.iaelienmaterags, -das
aus |
| der Fest.stoff--Sraiiissclzelitrifugt 3? ausgetragen wird.
- , . |
| D.1. |
| Rohbeseli:i ektirig:*matcri:al, fifr das Faulbecken plus. Ltnterfltt0 |
| aus c#er Nonzentri ervorri ahtung Deaufschlagung für die Fest- |
| stoff-Sehüsseizentrifuge. |
| Unter Gleichgewichtsbedingungen muß diese Gleichung' er- |
| füllt sein ti iabhängig von Variationen' oder Änderungen 1wder
- |
| Fattlbeeken-ITrIVi3lzge'scliwI ndi glicei t; 1?a las LTuerlattft-oliimii
aus |
| dero.nzentiiei@#c>rriraitung köüstant bleibi,, ist es demgekiiß
" |
| notwendig, das Uni ei@ t1 ttß trol unten di es'er Vbrri chtung
e'nt.shrechend |
| der ]3oschiehtuigsgeselmvindigheit ler Feststoff-Schüsse
lzentrifuge. |
| 37 zu -Variieren. Jode Veränderung, die ?n dem
Besch-Ie'ktngsvolumen |
| der Feststoff-Sohüsselzentriftigo zum Zweck` ciüdr Ändi#:rung
der, |
| restst,off-LTmw:ilzgeseliwindigltelt gemacht wird.., muß demnach
ent- |
| sprechen.d :ausgegl.icheit werden., induirc. Juan das Ltiiterrlußvplumßn |
| aus .der Ko@tiziattri erv."rri elituxig: .ent.spreoliciid verändert,,
während" |
| dis. R4limaterialbe. Chielzu31gsvo1.i11neli: feil" Aas raulbeck,en
relatv. |
| un` er..ändert -bleibt.. . . . . . . . . . |
| Im ganzen kann mang sehÜh, daß die Erfindung. Ye.rue'sseruiigeii |
| liefert, 'dieesfiaatlielie wirtschaftliche ivie auch anwehäiings=
- |
| teehni'sche Vorteile bei Dein a:narotlen T@tli'ltingersahi-eclener
@@b_= |
| fällsohlari@me trgeben,' z:13. f"ier'Fai.@iären Schlamm u'11el-n
oder für. |
| Irrim#Wii 'sind sekuadüreii biol cigic@ienclil ccttinzu°sanimen,: |
| ' Durch .diese @fc:zbc::@5c@run l;c:n kann taan rli e Faulbecken
mit |
| ungewöhnlich lleLea GeschsriitdigkelLen mit reststoffen beatfschlagen, |
wenn ein teilweise verwester Schlamm, der von dem Faulbecken geliefert
wird, fraktioniert Wird in: (a) einen harmlosen gefaulten, zur Verwendung hoch konzentrierten
Schlamm, (b) einen ungefaulten Schlamm, der die Fe tte einschließt und, für die
Rücküberführung in das Faulbecken relativ konzentriert ist, und (c) eine abgetrennte
Flüssigkeit, die wieder verwendet oder verworfen wird. Die umgefaulte Schlammfraktion
(b), deren Volumen durch die Abtrennung der Flüssigkeit zusammenschrumpfte, wird
zu dem Faulbecken zurückgeführt, wodurch die wirksame Verweilzeit derFeststoffe
in dem Faulbecken selektiv in passender Weise vergrößert und unabhängig von der
Verweilzeit der Flüssigkeit gemacht wird, so daß die Fette nichtsdestoweniger in
Gase umgewandelt werden. Die Verbesserungen ergeben sieh also aus der gesteigerten
Beckenausnützung gegenüber der herkömmlichen, zusammen mit einer Verringerung der
für das Faulbecken nötigen Hitze, eine Verringerung der Bau- und Anlagekosten sowie
in einer Arbeitsverringerung im Zusammenhang mit der Einsparung von Schlammfiltern
und Schlammtrocknungsbetten, durch die der erforderliche Raum für die Anlage verringert
wi rd, besonders wenn die beiden Zentrifugen 37 und 38 von Fig. i in den Faulungskreislauf
eingeschlossen sind.
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Darüber hinaus ermöglichen die Verbesserungen die Verarbeitung und
Beseitigung übermüßig hoher Rohschlammbeaufschlagungen, indem der überschüssige
Schlamm an dem Faulbecken vorbeigeführt werden kann, um in der Feststoff-Sehüsselzentrifuge
entwässert zu werden und so einen hoch konzentrierten Schlamm für die Verbrennung
zu ergeben. Darüber hinaus bieten sich die Verbesserungen für die Abwandlung bestehender
herkömmlicher Zweischritt-Faulungssysteme im Sinne der Erfindung an, da man die
bestehenden Faulbecken bei den zyklischen Faulungsvorgängen, von denen einige als
Beispiel oben angeführt wurden, benützt werden können. Da die Flüssigkeit durch
den Konzentrationsvorgang aus den Faulungskreislauf herausgenommen wird, wird auch
eine Menge der bi@logischen Organismen, die in dem Konzentrat enthalten sind oder
an deren Feststofftelchen anhaften" in das Faulbecken zurüakhefördert,