DE19726128C1 - Verfahren zur Vererdung einer wässrigen Suspension organischer Stoffe, insbesondere von Klärschlamm - Google Patents
Verfahren zur Vererdung einer wässrigen Suspension organischer Stoffe, insbesondere von KlärschlammInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vererdung einer
wässrigen Suspension organischer Stoffe, insbesondere von Klär
schlamm, bei dem die Suspension von oben in ein Vererdungsbecken
eingebracht wird, wobei sich in dem Vererdungsbecken über einer
unteren Abdichtung eine Drainageschicht und eine Pflanzsubstrat
schicht befindet, in die Pflanzen eingepflanzt sind, und bei dem
durch die Drainageschicht Wasser aus dem Vererdungsbecken
abgezogen wird, das keinen nennenswerten Trockensubstanzanteil
aufweist.
Bekannte verfahren der eingangs beschriebenen Art werden verwen
det, um Klärschlämme, die bei Kläranlagen mit nur geringem
Trockensubstanzanteil anfallen, zu vererden, d. h. extrem aufzu
konzentrieren. Sie sind eine Alternative zu einem mechanischen
Aufkonzentrieren von Klärschlamm und zeichnen sich beispiels
weise durch einen deutlich geringeren Energieverbrauch, die
Verzichtbarkeit von Chemikalien, hohe Wirtschaftlichkeit und ein
interessantes Endprodukt aus.
Mit der Aufkonzentration des Klärschlamms werden bei der Ver
erdung auch die in dem Klärschlamm enthaltenen Schwermetalle
aufkonzentriert. Die Schwermetallkonzentration des vererdeten
Klärschlamms schränkt dessen Verwertung ein und macht sie sogar
teilweise unmöglich. Das heißt, daß er trotz seiner interessan
ten organischen Zusammensetzung, seiner hohen Nährstoffgehalte
und seiner positiven bodenphysikalischen Eigenschaften nur
eingeschränkt in der Landwirtschaft als Bodenverbesserungs- und
Düngemittel oder im Garten- und Landschaftsbau als Substrat oder
Substratkomponente eingesetzt werden kann. Nicht verwertbarer
vererdeter Klärschlamm muß entsorgt, daß heißt deponiert oder
verbrannt und deponiert werden.
Aus der EP 0 558 784 A1 ist ein Verfahren zu Eliminierung von
Schwermetallen aus Klärschlamm bekannt. Die Eliminierung soll
zwischen einer Vorentwässerung und einer Granulierung des
Klärschlamms erfolgen. Der Klärschlamm wird zu Freisetzung der
in den Schlammpartikeln inkorporierten Schwermetalle erwärmt.
Der Übergang der Schwermetalle von der festen in die flüssige
Phase wird durch Beimischung eines aus Säure bestehenden
Komplexbildners herbeigeführt. Die feste und die flüssige Phase
werden dann durch Zentrifugieren getrennt. Der Feststoff wird
nachgewaschen, granuliert und getrocknet. Um bei dieser Vor
gehensweise den wesentlichen Anteil der Schwermetalle aus dem
Klärschlamm zu entfernen, müssen die Komplexbildner in einer
hohen relativen Konzentration, d. h. mit erheblichem chemischen
Überschuß dem Klärschlamm zugesetzt werden. Hieraus resultiert
ein schlechter Wirkungsgrad der Komplexbildner und damit ein
erheblicher Kostenaufwand für das bekannte Verfahren neben dem
apparativen Aufwand, der bereits für die grundsätzliche
Realisation der einzelnen Verfahrensschritte zu betreiben ist.
Aus der DE 42 18 863 A1 ist ein Verfahren zur Behandlung von
schwermetallbelasteten Stoffen wie Bagger- und Klärschlämmen
sowie zur Behandlung von Abwässern bekannt. Dabei werden die in
den Stoffen enthaltenen Schwermetalle mittels eines Chelat
bildners gebunden und anschließend einem Ionentauschersystem
zugeführt, so daß eine Rückgewinnung von Schwermetallen und
gegebenenfalls von Chelatbildnern möglich ist. Als Chelatbildner
werden Komplexbildner wie z. B. Zitronensäure, Salicylsäure,
EDTA, NTA usw. verwendet. Auch bei diesem Verfahren müssen die
Komplexbildner mit einem erheblichen Überschuß eingesetzt
werden, um den größten Anteil der Schwermetalle aus den
schwermetallbelasteten Stoffen zu entfernen. Die Nachteile
dieses bekannten Verfahrens entsprechen daher den Nachteilen des
zuvor beschriebenen bekannten Verfahrens.
Ein weiteres Verfahren zum Entfernen von Metallen aus Klär
schlamm ist aus der DE 30 05 635 A1 bekannt. Auch hierbei werden
Komplexbildner eingesetzt. Dabei werden die Komplexbildner einem
aeroben Klärschlamm zugegeben. Anschließend erfolgt eine mecha
nische Trennung in eine feststoffreiche und eine feststoffarme
Phase, wobei die im Wasser gelösten Metallverbindungen zum
überwiegenden Teil in der feststoffarmen Phase enthalten sind.
Mittels eines Fäll- und/oder Flockungsmittels werden aus der
feststoffarmen Phase die gelösten Metallverbindungen ausgefällt
und mittels einer weiteren mechanischen Trennung von der
feststoffarmen Phase getrennt. Auch hier bestehen dieselben
Nachteile wie bei dem zuvor beschriebenen Stand der Technik.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der
eingangs beschriebenen Art aufzuzeigen, mit dem die Schwer
metallkonzentration der vererdeten Suspension der organischen
Stoffe herabgesetzt werden kann, um die Verwertungsmöglichkeiten
der vererdeten Suspension wesentlich auszuweiten. In einer
Weiterentwicklung soll eine neue Einsatzmöglichkeit für das
gesamte Verfahren zur Vererdung der Suspension aufgezeigt
werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird bei einem Verfahren der eingangs
beschriebenen Art dadurch gelöst, daß der in das Vererdungs
becken eingebrachten Suspension Auslaugmittel zugegeben werden,
die Schwermetalle aus der aufgelandeten Suspension herauslösen
und durch die Drainageschicht zusammen mit den Schwermetallen
und dem abgezogenen Wasser wieder aus dem Vererdungsbecken
austreten.
Bei dem neuen Verfahren können als Auslaugmittel grundsätzlich
dieselben Komplexbildner Verwendung finden, wie bei den
bekannten Verfahren um Entfernen von Schwermetallen aus
Klärschlämmen. Als Auslaugmittel können aber auch Säuren oder
Basen verwendet werden, die zu einer pH-abhängigen
Löslichkeitserhöhung der Schwermetalle führen. Konkret kann es
sich bei den Auslaugmitteln beispielsweise um Weinsäure,
Essigsäure, Zitronensäure, Ethylendiamintetraessigsäure,
Nitrilotriessigsäure, Salzsäure, Salpetersäure, Natriumhydroxid
und/oder Calziumoxid handeln.
Bei dem neuen Verfahren werden die Auslaugmittel zwar der zuletzt
in das Vererdungsbecken eingebrachten Suspension zugesetzt, sie
reagieren aber auch mit den Schwermetallen der bereits aufgelan
deten Suspension. Bezogen auf die insgesamt in dem Vererdungs
becken enthaltenen Schwermetalle werden die Leachmittel der
Suspension vorzugsweise in nur relativ geringer Konzentration
zugegeben, sie können diesbezüglich sogar im Unterschuß
vorliegen. Dies führt in vorteilhafter Weise dazu, daß die
Auslaugmittel im Vergleich zu bekannten Verfahren sehr
wirkungsvoll, daß heißt mit hohem Wirkungsgrad eingesetzt
werden. Wenn bei den geringen Konzentrationen der Leachmittel
jeweils auch nur ein relativ geringer Anteil der in der
aufgelandeten Suspension enthaltenen Schwermetalle entfernt
werden kann, ist dies bei dem neuen Verfahren unbedenklich. Zum
einen stehen sehr große Zeiträume zur Verfügung, um den
Schwermetallgehalt der aufgelandeten Suspension abzusenken.
Typischerweise wird ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art
über mehrere Jahre hinweg durchgeführt. Zum anderen sind die in
der aufgelandeten Suspension enthaltenen Schwermetalle genau
lokalisiert und daher während der Durchführung des Verfahrens
ungefährlich. So macht sich insgesamt betrachtet der Vorteil
positiv bemerkbar, daß die Auslaugmittel bei dem neuen Verfahren
mit einem sehr hohen Wirkungsgrad zur Entfernung der
Schwermetalle aus der aufgelandeten Suspension eingesetzt
werden. Dieser Vorteil begründet die Wirtschaftlichkeit des
neuen Verfahrens. Zudem ist nur ein geringer apparativer Aufwand
für die Durchführung des neuen Verfahrens erforderlich.
Die Auslaugmittel können der in das Vererdungsbecken eingebrachten
Suspension durch einfaches Zugießen zugegeben werden.
Vorzugsweise werden die Auslaugmittel der Suspension jedoch vor
deren Einbringen in das Vererdungsbecken zugesetzt werden.
Hierdurch wird eine gute Vermischung der Auslaugmittel und der
Suspension erreicht.
Typischerweise wird die Suspension der organischen Stoffe quasi
kontinuierlich in das Vererdungsbecken eingebracht. Dabei ist
unter quasi-kontinuierlich ein bezogen auf die Gesamtlaufzeit
des Verfahrens häufiges chargenweises Einbringen von Suspension
in das Vererdungsbecken zu verstehen, das beispielsweise immer
dann unterbrochen werden kann, wenn das Vererdungsbecken einen
gewissen Füllstand erreicht hat.
Die Auslaugmittel werden der in das Vererdungsbecken eingebrachten
Suspension jedoch vorzugsweise diskontinuierlich zugesetzt. So
muß das aus dem Vererdungsbecken abgezogene Wasser nicht
kontinuierlich von den Schwermetallen befreit werden. Vielmehr
reicht eine Behandlung des abgezogenen Wassers zur Entfernung
der Schwermetalle für eine gewisse Zeit nach dem Zusetzen der
Auslaugmittel aus, um den weit überwiegenden Teil der heraus
gelösten Schwermetalle aufzufangen.
Es ist bekannt, daß verschiedene Auslaugmittel unterschiedliche
Schwermetalle mit unterschiedlichem Wirkungsgrad aus organischen
Stoffen herauszulösen vermögen. Um alle verschiedenen in der
Suspension enthaltenen Schwermetalle möglichst weitgehend zu
entfernen, ist es daher sinnvoll, verschiedene Leachmittel der
in das Vererdungsbecken eingebrachten Suspension zuzusetzen.
Dies kann durchaus auch nacheinander erfolgen, da bei dem neuen
Verfahren sehr viel Zeit zur Verfügung steht. Zudem kann die
Belastung der Pflanzen durch die Auslaugmittel bei einem
nacheinander Zusetzen verschiedener Auslaugmittel zu der in das
Vererdungsbecken eingebrachten Suspension begrenzt werden. Durch
die geringe relative Konzentration der Auslaugmittel ist die
Belastung der Pflanzen jedoch in den meisten Fällen sowieso
unbedenklich.
Zum Aufkonzentrieren der Schwermetalle können diese bei dem
neuen Verfahren aus dem aus dem Vererdungsbecken abgezogenen
Wasser ausgefällt oder anderweitig entfernt werden. Dies kann in
konventioneller Weise und wie bereits im Stand der Technik
beschrieben erfolgen.
Die Drainageschicht besteht bei dem neuen Verfahren vorzugsweise
aus Drainagekies, und bei den in das Pflanzsubstrat eingepflanz
ten Pflanzen handelt es sich vorzugsweise um Schilfpflanzen.
Dies ist eine bewährte Kombination für Vererdungsbecken. Der
Drainagekies ermöglicht den flächigen Austritt des Wassers im
unteren Bereich des Vererdungsbeckens. Die Schilfpflanzen
drainieren und belüften die aufgelandete Suspension und
verdampfen Wasser.
Das neue Verfahren eignet sich für verschiedenste Suspensionen
organischer Stoffe, beispielsweise aerob und anaerob stabili
sierte Klärschlämme und Fäkalschlämme.
Das neue Verfahren eignet sich auch zur Behandlung organischer
Suspensionen mit Klärschlamm-ähnlichem Wassergehalt anderer
Herkunft und Zusammensetzung. Dazu gehören Suspensionen, die bei
der Vergärung von Biomüll aus der getrennten Sammlung oder aus
Fraktionen des Hausmülls anfallen, Suspensionen, wie sie bei der
industriellen bzw. gewerblichen Verarbeitung von biologisch
abbaubaren Stoffen wie beispielsweise Lebensmitteln anfallen,
sowie Suspensionen aus der Vergärung nachwachsender Rohstoffe
zum Zweck der Energiegewinnung. So kann Biomüll unter Zusatz von
Wasser und unter Freisetzung von Methangas vergoren werden,
wonach die so entstehende Suspension in das Vererdungsbecken
eingebracht wird. Das Vergären von Biomüll ist grundsätzlich
bekannt. Das Ergebnis ist in vielen Fällen eine Suspension mit
einem Klärschlamm-ähnlichen Trockensubstanzanteil. Bislang
werden solche flüssigen Gärrückstände jedoch noch mechanisch
oder thermisch auf höhere Trockensubstanzanteile aufkonzentriert.
Die Verwendung von Vererdungsbecken für diese Suspensionen ist
bereits ein erster neuer und wesentlicher Schritt zur
Aufkonzentrierung der Suspensionen ohne hohen Energieaufwand.
Durch die zusätzliche Entfernung von Schwermetallen gemäß dem
neuen Verfahren werden besonders hochwertige Komposte bzw. Erden
gewonnen. Gleichzeitig kann das aus dem Vererdungsbecken
abgezogene und von den Schwermetallen befreite Wasser wieder dem
Bioreaktor zugeführt werden, in dem die Vergärung des Biomülls
erfolgt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von zwei Ausführungs
beispielen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigt
Fig. 1 in sechs Teilbildern den langjährigen Ablauf des
Verfahrens beim Vererden von Klärschlamm,
Fig. 2 den Einsatz der Auslaugmittel bei dem Verfahren zum
Vererden von Klärschlamm und
Fig. 3 die Vererdung von Biomüll unter Anwendung des neuen
Verfahrens.
In Fig. 1a ist ein Vererdungsbecken 1 in einem schematischen
Querschnitt dargestellt. Das Vererdungsbecken 1 wird seitlich
und nach unten durch eine Abdichtung 2 begrenzt. In das Verer
dungsbecken 1 ist auf die Abdichtung 2 eine Drainageschicht 3
aus Drainagekies 4 eingebracht. Auf der Drainageschicht 3
befindet sich ein Pflanzsubstrat 5, in das Schilfpflanzen 6
eingepflanzt sind. Über einen Zulauf 7 wird Klärschlamm 8 von
oben in das Vererdungsbecken 1 eingelassen. Über die Drainage
schicht 3 wird Wasser 9, das durch einen Pfeil angedeutet ist,
aus dem Vererdungsbecken 1 abgezogen. Weiteres Wasser wird von
den Schilfpflanzen 6 verdunstet. Fig. 1a zeigt den Zustand des
Vererdungsbeckens 1 im ersten Jahr der Durchführung des neuen
Verfahrens zur Vererdung des Klärschlamms 8. Der Klärschlamm 8
wird in einer Vielzahl von Chargen und damit quasi-kontinuier
lich in das Vererdungsbecken 1 eingebracht.
Fig. 1b zeigt den Zustand des Vererdungsbeckens 1 im zweiten
Jahr. Es wird weiterhin Klärschlamm 8 in das Vererdungsbecken 1
eingebracht und Wasser 9 aus dem Vererdungsbecken 1 abgezogen.
Dabei wächst die Schicht von aufgelandetem Schlamm 10 kontinu
ierlich an und wird von dem Wurzelwerk der Schilfpflanzen 6
durchsetzt und auf diese Weise drainiert und belüftet.
Fig. 1c zeigt den Zustand im dritten und vierten Jahr der
Durchführung des neuen Verfahrens. Gegenüber Fig. 1b ist die
Schicht des aufgelandeten Schlamms 10 stark angewachsen. Ebenso
ist das Wurzelwerk und die Grünmasse der Schilfpflanzen 6 größer
geworden. Im rechten Teil von Fig. 1c ist der Trockensubstanz
gehalt (TS-Gehalt) der Füllung des Vererdungsbeckens 1 im
dritten und vierten Jahr der Durchführung des Verfahrens
angedeutet. Im oberen Bereich des Vererdungsbeckens liegt der
Trockensubstanzgehalt des zuletzt aufgelandeten Klärschlamms bei
1 bis 5%. In den darunter befindlichen Bereichen sind bereits
deutlich vergrößerte Trockensubstangehalte erreicht.
Fig. 1d zeigt das Vererdungsbecken 1 im fünften Jahr der
Durchführung des neuen Verfahrens. Die Zufuhr des Klärschlamms
ist eingestellt. Der aufgelandete Klärschlamm 10 wird weiter
getrocknet und vererdet, wobei weiter Wasser 9 aus dem unteren
Bereich des Vererdungsbeckens 1 abgezogen werden kann. Der im
rechten Teil von Fig. 1d angedeutete Trockensubstanzgehalt kann
dabei schon Werte bis zu 60% erreichen.
Am Ende des fünften Jahres der Durchführung des Verfahrens wird
das Vererdungsbecken wie in Fig. 1e skizziert teilweise
geräumt. Die dabei entnommene Erde hat vor allem aufgrund der
anhand von Fig. 2 weiter unten beschriebenen wesentlichen
Verminderung ihres Schwermetallgehalts sehr gute Chancen für
eine Vermarktung auf konventionellen Wegen in der Landwirtschaft
zusätzlich aber als neues Klärschlammprodukt auch im Garten- und
Landschaftsbau, wo sie als Substrat oder Substratkomponente
einsetzbar ist.
Fig. 1f zeigt das Vererdungsbecken 1 im sechsten Jahr der
Durchführung des Verfahrens. Aus dem in dem Vererdungsbecken 1
verbliebenen Wurzelwerk sind neue Schilfpflanzen 6 ausge
schlagen. Neuer Klärschlamm 8 wird in das Vererdungsbecken 1 zum
Auflanden und Vererden eingebracht. Funktionell entspricht das
Vererdungsbecken 1 gemäß Fig. 1f dem Vererdungsbecken 1 gemäß
Fig. 1a im ersten Jahr.
Der hier beschriebene Verfahrenszyklus von 6 Jahren kann bei
entsprechender Tiefe des Vererdungsbeckens auch auf 8, 10, 20
oder mehr Jahre ausgedehnt Werden.
Bei der Auflandung und Vererdung des Klärschlamms gemäß Fig. 1
werden die in dem Klärschlamm enthaltenen Schwermetalle
normalerweise etwa in demselben Maße aufkonzentriert, wie die
organische Masse abgebaut wird und der Trockensubstanzgehalt des
Klärschlamms ansteigt, da die Schwermetalle in nur geringem Maße
mit dem nahezu trockensubstanzfreien Wasser 9 aus dem unteren
Bereich des Vererdungsbeckens 1 abgezogen werden. Die Schwer
metallbelastung des vererdeten Klärschlamms erreicht schnell so
hohe Werte, daß eine Verwertung des gemäß Fig. 1e in dem
Vererdungsbecken 1 entnommenen vererdeten Klärschlamms
eingeschränkt, wenn nicht gar unmöglich ist. Daher werden bei
dem neuen Verfahren, wie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist,
dem dem Vererdungsbecken zugeführten Klärschlamm Auslaugmittel
zugegeben, die die Schwermetalle auch aus dem bereits aufge
landetem Klärschlamm 10 herauslösen. Die Auslaugmittel werden hier
dem Klärschlamm vor dem Einbringen in das Vererdungsbecken
zugesetzt. Es ist aber auch eine Zugabe der Leachmittel direkt
in das Vererdungsbecken möglich. Die Schwermetalle werden mit
dem aus dem Vererdungsbecken 9 abgezogenen Wasser von dem
aufgelandeten Klärschlamm 10 entfernt. Die Leachmittel 11 werden
dabei im Vergleich zu der Gesamtkonzentration der Schwermetalle
in dem Vererdungsbecken 1 in nur geringer Konzentration
eingesetzt. Sie können sogar im Unterschuß vorliegen. Hieraus
resultiert aufgrund des Massenwirkungsgesetzes ein hoher
Wirkungsgrad der eingesetzten Mengen der Leachmittel. Zu diesem
extrem hohen Wirkungsgrad trägt auch die große zur Verfügung
stehhende Reaktionszeit für eine Reaktion zwischen den
Auslaugmitteln und den Schwermetallen in dem aufgelandeten
Klärschlamm bei. Für diese Reaktion stehen viel längere
Zeiträume zur Verfügung, als sie im Rahmen der Aufbereitung des
Klärschlamms vor dem Einbringen in das Vererdungsbecken 1
möglich wären. Die Art der verwendeten Auslaugmittel ist auf die
Art der aus dem aufgelandeten Klärschlamm 10 herauszulösenden
Schwermetalle abzustimmen. Weiterhin ist bei der Auswahl der
Auslaugmittel zu berücksichtigen, daß die Schilfpflanzen 6 und
insbesondere deren Wurzelwerk keine irreparablen Beschädigungen
erfahren. Unter Berücksichtigung der Belastung der
Schilfpflanzen 6 durch die jeweiligen Auslaugmittel ist auch
festzulegen, ob sie dem Klärschlamm kontinuierlich oder dis
kontinuierlich zugegeben werden. Bei einer diskontinuierlichen
Zugabe ist die Belastung des aus dem Vererdungsbecken 1
abgezogenen Wassers 9 durch Schwermetalle über längere Zeiträume
gering und meist vernachlässigbar. Sie steigt dann mit der
Zugabe der jeweiligen Leachmittel zu dem Klärschlamm an und
sinkt danach wieder ab. Das mit Schwermetallen belastete, aus
dem Vererdungsbecken 1 abgezogene Wasser 9 kann in einem mit
einem Rührwerk 15 versehenen Fällungsgenerator 12 mit einem
Fällungsmittel 13 versetzt werden, um die Schwermetalle
auszufällen. Der Fällungsrückstand 14 enthält dann in
aufkonzentrierter Form die aus dem Klärschlamm ausgewaschenen
Schwermetalle, während der Überstand 16, der bei entsprechender
Aufbereitung bisher nicht verbrauchte und/oder regenerierte
Auslaugmittel enthält, dem Vererdungsbecken für eine weitere
Entfernung von Schwermetallen wieder zugeführt werden kann.
Statt der hier skizzierten Ausfällung der Schwermetalle sind
auch andere bekannte Maßnahmen zur Immobilisierung der
Schwermetalle geeignet, wie beispielsweise ein Ionenaustausch
oder eine Fällung in einem Festbettreaktor.
Fig. 3 zeigt eine spezielle Anwendungsform des neuen Verfah
rens, bei dem nicht Klärschlamm 8 sondern ein flüssiger
Gärrückstand 17 in dem Vererdungsbecken 1 aufgelandet und
vererdet wird. Gewonnen wird der Gärrückstand 17 in einem
geschlossenen Bioreaktor 19, in dem Biomüll 20 unter Zugabe von
Wasser 21 vergoren wird. Dabei wird Methangas 22 freigesetzt.
Durch die Vergärung entsteht der Gärrückstand 17, der einen
Trockensubstanzanteil aufweist, der Klärschlamm-ähnlich ist. In
dem Vererdungsbecken 1 wird der Gärrückstand 17 zu Kompost bzw.
Erde 18 umgesetzt. Dabei werden auch dem flüssigen Gärrückstand
17 Leachmittel 11 zugesetzt, um Schwermetalle, die aus dem
Biomüll 20 stammen, aus der Erde 18 auszuwaschen. Die
Schwermetalle werden auch hier in dem Fällungsreaktor 12
ausgefällt und derart aufkonzentriert. Der Überstand 16 aus dem
Fällungsreaktor 12 kann dann wieder entweder dem Bioreaktor 19
oder, im Falle lohnender Gehalte an Auslaugmittel, dem
Vererdungsbecken 1 zugeführt werden.
Das in Fig. 3 dargestellte Gesamtsystem zur Kompostierung bzw.
Vererdung von Biomüll zeichnet sich durch einen extrem geringen
Energieaufwand und problemlose Durchführbarkeit im großen Umfang
aus. Insbesondere bezüglich des Energieaufwands ist es bekannten
Verfahren zur großtechnischen Kompostierung von Biomüll
überlegen.
1
- Vererdungsbecken
2
- Abdichtung
3
- Drainageschicht
4
- Drainagekies
5
- Pflanzsubstratschicht
6
- Schilfpflanze
7
- Zulauf
8
- Klärschlamm
9
- Wasser
10
- aufgelandeter Klärschlamm
11
- Auslaugmitttel
12
- Fällungsreaktor
13
- Fällungsmittel
14
- Fällungsrückstand
15
- Rührwerk
16
- Überstand
17
- Gärrückstand
18
- Erde
19
- Bioreaktor
20
- Biomüll
21
- Wasser
22
- Methangas
Claims (10)
1. Verfahren zur Vererdung einer wässrigen Suspension
organischer Stoffe, insbesondere von Klärschlamm, bei dem die
Suspension von oben in ein Vererdungsbecken eingebracht wird,
wobei sich in dem Vererdungsbecken über einer unteren Abdichtung
eine Drainageschicht und eine Pflanzsubstratschicht befindet, in
die Pflanzen eingepflanzt sind, und bei dem durch die Drainage
schicht Wasser aus dem Vererdungsbecken abgezogen wird, das
keinen nennenswerten Trockensubstanzanteil aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß der in das Vererdungsbecken (1) eingebrach
ten Suspension (8, 17) Auslaugmittel (11) zugegeben werden, die
Schwermetalle aus der Suspension (10, 18) herauslösen und durch
die Drainageschicht (3) zusammen mit den Schwermetallen und dem
abgezogenen Wasser (9) wieder aus dem Vererdungsbecken (1)
austreten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
Auslaugmittel (11) Weinsäure, Essigsäure, Zitronensäure, Ethylen
diamintetraessigsäure (EDTA), Nitrilotriessigsäure (NTA),
Salzsäure (HCL), Salpetersäure (HNO3), Natriumhydroxid (NaOH)
und/oder Calziumoxid (CaO) verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Auslaugmittel (11) der Suspension (8, 17) vor deren
Einbringen in das Vererdungsbecken (1) zugesetzt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Auslaugmittel (11) der in das Vererdungsbecken
(1) eingebrachten Suspension (8, 17) diskontinuierlich zugegeben
werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß verschiedene Auslaugmittel (11) der in das Verer
dungsbecken (1) eingebrachten Suspension (8, 17) nacheinander
zugegeben werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schwermetalle aus dem aus dem Vererdungsbecken
(1) abgezogenen Wasser (9) insbesondere durch Ausfällung
entfernt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Drainageschicht (3) aus Drainagekies (4)
besteht.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die in das Pflanzsubstrat (5) eingepflanzten
Pflanzen Schilfpflanzen (6) sind.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine vergärbare Suspension unter Freisetzung von
Methangas vergoren wird, bevor ihr Gärrückstand (17) als
wässrige Suspension organischer Stoffe in das Vererdungsbecken
eingebracht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
vergärbare Suspension aus Biomüll (20) oder nachwachsenden
Rohstoffen durch Zusatz von Wasser (21) hergestellt wird.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997126128 DE19726128C1 (de) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | Verfahren zur Vererdung einer wässrigen Suspension organischer Stoffe, insbesondere von Klärschlamm |
EP98114145A EP0976683B1 (de) | 1997-06-20 | 1998-07-29 | Verfahren zur Vererdung einer wässrigen Suspension organischer Stoffe, insbesondere von Klärschlamm |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (4)
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---|---|---|---|---|
FR2795398A1 (fr) * | 1999-06-24 | 2000-12-29 | Val Conseil Environnement | Procede et installation pour le traitement d'effluents agricoles |
DE10039228A1 (de) * | 2000-08-11 | 2002-03-07 | Pauly Udo | Verfahren zur Vererdung einer wässrigen Suspension organischer Stoffe, insbesondere von Klärschlamm |
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DE10326701A1 (de) * | 2003-06-13 | 2005-01-05 | Udo Dr. Pauly | Verfahren zur Vererdung von Faulschlämmen |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3005635A1 (de) * | 1980-02-15 | 1981-08-20 | Dambach-Industrieanlagen Gmbh, 7560 Gaggenau | Verfahren zum entfernen von metallen aus klaerschlamm |
EP0558784A1 (de) * | 1992-03-06 | 1993-09-08 | Heinrich Dr. Thiele | Verfahren zur Eliminierung von Schwermetallen aus Klärschlamm |
DE4218863C2 (de) * | 1992-06-09 | 1994-05-19 | Farshad Dr Dehnad | Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von schwermetallbelasteten Stoffen |
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US4678582A (en) * | 1986-01-24 | 1987-07-07 | Lavigne Ronald L | Treatment system for landfill leachate |
US5320663A (en) * | 1992-07-02 | 1994-06-14 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method of obtaining lead and organolead from contaminated media using metal accumulating plants |
IL109654A (en) * | 1993-06-04 | 1999-08-17 | Phytotech Inc | Phytoremediation of metals |
AU5384796A (en) * | 1995-04-13 | 1996-10-30 | Rutgers, The State University Of New Jersey | Methods of promoting phytoremediation |
US5711784A (en) * | 1995-06-06 | 1998-01-27 | University Of Maryland At College Park | Method for phytomining of nickel, cobalt and other metals from soil |
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1998
- 1998-07-29 EP EP98114145A patent/EP0976683B1/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3005635A1 (de) * | 1980-02-15 | 1981-08-20 | Dambach-Industrieanlagen Gmbh, 7560 Gaggenau | Verfahren zum entfernen von metallen aus klaerschlamm |
EP0558784A1 (de) * | 1992-03-06 | 1993-09-08 | Heinrich Dr. Thiele | Verfahren zur Eliminierung von Schwermetallen aus Klärschlamm |
DE4218863C2 (de) * | 1992-06-09 | 1994-05-19 | Farshad Dr Dehnad | Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von schwermetallbelasteten Stoffen |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2795398A1 (fr) * | 1999-06-24 | 2000-12-29 | Val Conseil Environnement | Procede et installation pour le traitement d'effluents agricoles |
DE10039228A1 (de) * | 2000-08-11 | 2002-03-07 | Pauly Udo | Verfahren zur Vererdung einer wässrigen Suspension organischer Stoffe, insbesondere von Klärschlamm |
DE10258173A1 (de) * | 2002-12-12 | 2004-07-08 | Josef Martin Engelhardt | Verfahren und Vorrichtung zur Vertorfung von organischen Schlämmen, insbesondere von Klärschlämmen |
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