DE2051234B2 - METHOD OF DRAINING SEWAGE SLURRES - Google Patents

METHOD OF DRAINING SEWAGE SLURRES

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DE2051234B2 DE19702051234 DE2051234A DE2051234B2 DE 2051234 B2 DE2051234 B2 DE 2051234B2 DE 19702051234 DE19702051234 DE 19702051234 DE 2051234 A DE2051234 A DE 2051234A DE 2051234 B2 DE2051234 B2 DE 2051234B2
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Description

Es ist bekannt und auch bereits Gegenstand industrieller Planungen (schweizerische Patentschrift 697, deutsche Zeitschrift Brennstoff — Wärme — Kraft, 1966, S. 249), zu entwässernde Abwasserschlämme vor einer mechanischen Entwässerung mehrere Stunden lang unter Druck und bei Temperaturen, die je nach der Schlammbeschaffenheit, z. B. mehr als 200 oder 2100C, jedenfalls aber mehr als 160c C betragen, wärmezubchandeln, um die Filtrierbarkeit der Abwasserschlämme zu verbessern. Während unbehandelte Abwasserschlämme, insbesondere Belebtschlämme aus Belebungsanlagen oder aus Tropfkörpern, Schlämme aus Dephosphatierungs- oder Denitrierungsstufen von Abwasseranlagen od. dgl. wegen ihrer kolloidalen Anteile nur sehr begrenzt entwässerbar sind und auch bei sehr großem Aufwand für die mechanische Entwässerung nur bis zu Feststoffkonzentrationen bis etwa 10 bis 20°, ο entwässert werden können, kann durch die Wärmebehandlung die Filtrierbarkeit erheblich gesteigert werden, wobei anschließende Entwässerungen bis auf 60 bis 70 0Zo Feststoff an teil berichtetIt is known and already the subject of industrial planning (Swiss patent specification 697, German magazine fuel - heat - power, 1966, p. 249), sewage sludge to be dewatered prior to mechanical dewatering for several hours under pressure and at temperatures depending on the sludge properties , e.g. B. more than 200 or 210 0 C, but in any case more than 160 c C, heat to improve the filterability of the sewage sludge. While untreated sewage sludge, in particular activated sludge from activated sludge systems or from trickling filters, sludge from dephosphating or denitration stages of sewage systems or the like, can only be dewatered to a very limited extent due to their colloidal proportions and, even with a great deal of effort for mechanical dewatering, only up to solids concentrations of up to about 10 up to 20 °, ο can be dewatered, the heat treatment can considerably increase the filterability, with subsequent dewatering reports up to 60 to 70 0 Zo solids in part

ίο werden.ίο be.

Die der endgültigen Entwässerung vorhergehende Wärmebehandlung der Abwasserschlämme verursacht allerdings erhebliche Kosten. Hierbei sind neben den laufenden Energie- und Betriebskosten, die trotz der bei manchen Schlämmen exotherm verlaufenden Reaktion während der Behandlung und trotz teihveiser Wiedergewinnung der Wärme in Gegenstrom-Wärmeaustauschern noch aufzuwenden sind, vor allem auch die Investitionskosten für dieThe heat treatment of the sewage sludge prior to the final dewatering causes however, considerable costs. In addition to the ongoing energy and operating costs, despite the exothermic reaction during treatment with some sludges and despite partially recovering the heat in countercurrent heat exchangers are, especially the investment costs for the

»ο Yvarmebehandlungsanlage zu berücksichtigen, die von der Kapazität der Anlage, insbesondere vom durch die Anlage durchzusetzender Volumen, abhängen. »Ο Yvarma treatment plant to take into account the depend on the capacity of the system, in particular on the volume to be enforced by the system.

Es ist zwar bei der Wärmebehandlung von »Kanalisationsschlamm«, d. h. Primärschlamm, bekannt (deutsche Patentschrift 275 566), durch Absetzen des Schlammes mit möglichst konzentriertem Klärschlamm zu arbeiten oder bei der Behandlung von Mischschlamm aus Primär- und Überschußschlamm den Schlamm durch Stapeln zusätzlich statisch einzudicken (deutsche Zeitschrift Kommunalwirtschaft, 1969, S. 375). Die dadurch erzielbaren Feststoffkonzentrationen Hegen aber nur bei ausgefaultem Schlamm und bei Primärschlamm aus der mechanischen Reinigung in dem etwa 8 bis 12° 0 betragenden Bereich, der einer merklichen Verringerung der mitzuerwärmenden Wassermenge entspricht. Bei Belebtschlämmen dagegen sind die durch Eindicken erzielbaren Feststoffgehalte so gering (etwa 2 bis 3° 0), daß man gerade im Interesse einer wirtschaftlichen Verfahrensführung von zusätzlichen Entwässerungsmaßnahmen vor der thermischen Konditionierung von reinem Belebtschlamm bisher abgesehen hat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die für die Wärmebehandlung aufzuwendenden Kosten auch für solche Abwasserschlämme zu senken, die bezogen auf die in ihnen enthaltene Feststoffmenge überwiegend aus Belebtschlamm bestehen, ohne den durch die Wärmebehandlung erzielten Vorteil wesentlich zu beeinträchtigen. Die zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren beruhen auf demselben Lösungsprinzip, welches darin besteht, daß nur ein Teil des gesamten zur Entwässerung anfallenden Gemisches aus Schlammwasser und Schlammfeststoffen wärmebehandelt wird.In the heat treatment of "sewer sludge", ie primary sludge, it is known (German patent specification 275 566) to work with sewage sludge that is as concentrated as possible by settling the sludge or to additionally thicken the sludge statically by stacking it when treating mixed sludge from primary and excess sludge (German magazine Kommunalwirtschaft, 1969, p. 375). However, the solids concentrations that can be achieved in this way are only found in the case of digested sludge and in the case of primary sludge from mechanical cleaning in the range of approximately 8 to 12 ° 0, which corresponds to a noticeable reduction in the amount of water to be heated. In the case of activated sludge, on the other hand, the solids contents achievable by thickening are so low (about 2 to 3 ° 0) that additional dewatering measures before the thermal conditioning of pure activated sludge have hitherto been refrained from, precisely in the interests of economic process management.
The invention is based on the object of reducing the costs incurred for the heat treatment, even for those sewage sludge which, based on the amount of solids contained in them, consists predominantly of activated sludge, without significantly impairing the advantage achieved by the heat treatment. The methods proposed according to the invention to achieve this object are based on the same principle of solution, which consists in the fact that only part of the total mixture of sludge water and sludge solids that is obtained for dewatering is heat-treated.

Bei der Lösung dieser Aufgabe wird gemäß einer ersten Alternative der Erfindung ausgegangen von einem Verfahren zum Entwässern von Belebtschlamm enthaltenden Abwasserschlämmen, bei dem der Schlamm nach einer teilweisen Feststoffanreicherung, aber vor seiner endgültigen maschinellen Entwässerung einer Wärmebehandlung zur Verbesserung seiner Filtrierbarkeit unterworfen wird. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß überwiegend aus frischem Belebtschlamm bestehender Schlamm vor der Wärmebehandlung in einer Zentrifuge maschinell teilentwässert wird. Diese TeilentwässerungIn solving this problem, a first alternative of the invention is based on a method for dewatering sewage sludge containing activated sludge, in which the sludge after a partial enrichment of solids, but before its final mechanical dewatering is subjected to a heat treatment to improve its filterability. This method is characterized in that sludge consisting predominantly of fresh activated sludge is partially dewatered mechanically in a centrifuge before the heat treatment. This partial drainage

durch Zentrifugieren führt zu erheblich gesteigerten FeststoffgthaJten, vorzugsweise 5 bis 15°.ö, insbesondere 6 bis 12 0Zo, wodurch Anlagekapazität und Energieverbrauch für die thermische Konditionierung erheblich verringert werden können; überraschenderweise ist die Verlegung dieses Teils der maschinellen Entwässerung vor die Stufe der therrnschen Konditionierung mit relativ geringem Aufwand durchführbar und führt nicht zu den nach den bisherigen Erfahrungen mit Belebtschlamm zu erwartenden Komplikationen.by centrifugation leads to significantly increased FeststoffgthaJten, preferably 5 to 15 ° .ö can be significantly reduced in particular 6 to 12 0 Zo, thereby plant capacity and energy consumption for the thermal conditioning; Surprisingly, the relocation of this part of the mechanical dewatering before the stage of the thermal conditioning can be carried out with relatively little effort and does not lead to the complications to be expected based on previous experience with activated sludge.

Nach einer zweiten Alternative wird die genannte Aufgabe so gelöst, daß. ausgehend von einem Verfahren zur Entwässerung von Abwasserschlämmen, bei dem der Schlamm vor seiner endgültigen maschinellen Entwässerung einer Wärmebehandlung zur Verbesserung seiner Filtrierbarkeit unterzogen wird, nur ein Teilvolumen der insgesamt zu entwässernden Abwasserschlämme wärmebehandelt und vor der endgültigen mechanischen Entwässerung mit dem iinhehandelten Teilvolumen der Abwasserschlämme vereinigt wird. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß der w ärmebehandelte. in seiner FeststoiT-konzentration nahezu unveränderte Schlammanteil sich auch auf die Entwässerbarkeit des nicht wärmebehandelten, in seiner Feststoffkonzentration ebenfalls unveränderten Schlammanteils verbessernd auswirkt und geradezu die Wirkung eines Filterhilfsmittels haben kann. Es ist zwar bekannt, daß entwässerter Schlamm, der vor der Entwässerung zuerst ausgefault und dann thermisch konditioniert wurde, eine faserige, torfmullähnliche Struktur haben kann, und es ist andererseits bekannt, faserige, trokkene Stoffe, wie z. B. Torfmull, als Filterhilfsmittel bei der Schlammentwässerung zu verwenden. Im vorliegenden Fall geht es aber nicht um den Zusatz eines wasserfreien Filterhilfsmittels, sondern um die überraschende Tatsache, daß ein selbst noch zu entwässernder und zu diesem Zweck wärmebehandelter Schlamm auch die Filtrierbarkeit eines ihm zuge-etzten, nicht wärmebchandelten Schlamms zu verbessern vermag.According to a second alternative, the stated object is achieved in such a way that. starting from a procedure for the dewatering of sewage sludge, in which the sludge before its final mechanical Dehydration is subjected to a heat treatment to improve its filterability, only a partial volume of the total sewage sludge to be dewatered is heat-treated and prior to final mechanical dewatering with the included partial volume of sewage sludge is united. It has surprisingly been found that the heat-treated. in its FeststoiT concentration almost unchanged sludge content also affects the drainability of the non-heat-treated, in its solids concentration, likewise unchanged sludge content, has an improving effect and can have the effect of a filter aid. Although it is known to be dehydrated Sludge that first rotted out and then thermally conditioned before dewatering have a fibrous, peat-litter-like structure can, and it is known, on the other hand, fibrous, dry Substances such as B. peat waste, to be used as a filter aid in sludge drainage. In the present In this case, however, it is not about the addition of an anhydrous filter aid, but about the surprising one The fact that a Sludge also to improve the filterability of a sludge that has been added to it and that has not been heat-treated able.

Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, wenn die Temperatur des wärmcbehcndelten Schlammes und oder das Mischungsverhältnis so gewählt wird, daß die der endgültigen Entwässerung zuzuführende, vereinigte Abwasserschlammenge eine Temperatur von mindestens 70 C hat. Auf diese Weise wird durch Abnutzung der Eigenwärme des von der Wärmebehandlung kommenden Schlammantcils eine bessere Filtrierbarkeit erreicht.It has also proven to be advantageous if the temperature of the heat-treated sludge and / or the mixing ratio is chosen so that the final drainage the combined amount of sewage sludge has a temperature of at least 70 ° C. That way will due to the wear and tear of the inherent heat of the sludge portion coming from the heat treatment better filterability achieved.

Wenn gleichzeitig Belebtschlamm und Primärschlamm aus mechanisch geklärtem Abwasser entwässert werden sollen, genügt es in diesem Fall, daß nur der Belebtschlamm wärmebehandelt wird. Der Belebtschlamm verliert dabei seine besonders schwierigen Filtrationseigenschaften und kann dann als Filterhilfsmittel dem ohnehin weniger schwierig zu entwässernden Primärschlamm zugesetzt werden. Diese Verfahrensweise bringt noch den weiteren Vorteil mit sich, daß die mit der Wärmebehandlung verbundene hohe BSB-Bclastung des Filtrats nach der Wärmebehandlung wesentlich reduziert werden kann. Die Vorteile beider Alternativlösungcn lassen sich vereinigen, wenn das wärmezubehandelnde Teilvolumen der Abwasserschlämme vor der Wärmebehandlung maschinell teilentwässert wird.When activated sludge and primary sludge are dewatered from mechanically treated wastewater at the same time are to be, it is sufficient in this case that only the activated sludge is heat-treated. Of the Activated sludge loses its particularly difficult filtration properties and can then be used as Filter aids are added to the primary sludge, which is already less difficult to dewater. This procedure has the further advantage that the associated with the heat treatment high BOD loading of the filtrate after the heat treatment can be significantly reduced. The advantages of both alternative solutions can be combined if the partial volume to be heat treated the sewage sludge is partially dewatered mechanically before the heat treatment.

Bei dieser Betriebsweise bzw. bei der ersten der beiden Alternativen des Verfahrens kann den Abwasserschlämmen vor der Teüentwässerurig ein mechanisch und/oder chemisch wirkendes Filterhilfsmittel zugesetzt werden, um bereits bei der Teilentwässerung höhere Feststoffkonzentrationen zu erzielen. In this mode of operation or in the first of the two alternatives of the process, the sewage sludge a mechanically and / or chemically acting filter aid in front of the Teüentwässerurig can be added in order to achieve higher solids concentrations even with partial dewatering.

Gemäß den beiden Alternativen wird somit von den aus Schlammwasser und Schlammfeststoffen bestehenden Abwasserschlämmen entweder ein um ίο einen Anteil des gesamten Schlammwassers verringerter Teil der Abwasserschlämme oder ein in seiner ursprünglichen Konzentration verbleibender Teil der Abwasserschlämme wärmebehandelt, wobei sich beide Alternativen kombinieren lassen.
'-5 Die Zeichnung zeigt schematisch den Verfahrensablauf für verschiedene Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens, die im folgenden erläutert werden.According to the two alternatives, of the sewage sludge consisting of sludge water and sludge solids, either a portion of the sewage sludge reduced by ίο a proportion of the total sludge water or a portion of the sewage sludge remaining in its original concentration is heat-treated, both alternatives can be combined.
-5 The drawing shows schematically the process sequence for various variants of the process according to the invention, which are explained below.

Gemäß A b b. 1 wird über die Leitungen 1 und 2 ao zu entwässernder Abwasserschlamm zugeführt. Der durch die Leitung 1 zugeführte Schlamm wird mit einer Zentrifuge 3 auf einen Feststoffgehalt von 5 bis 15°o teilentwässert, wobei das abgetrennte Wasser durch die Zentrifugatleitung 4 abgeführt wird. Der teilentwässerte Abwasserschlamm wird zusammen mit dem aus der Leitung 2 kommenden, nicht entw'ässerten Abwasserschlamm einer Wärmebehandlüngs\orrichtung 5, z. B. einem Ofen, zugeführt und dort während einer ausreichend langen Zeit auf z. B. 200 bis 210 C erhitzt. Die wärmebchandelten Abwasserschlämme werden dann in der Filterpresse 6 entwässert, wobei dank der Wärmebehandlung eine sehr weitgehende Entwässerung zu erzielen ist. Das Filtrat wird durch die Filtratleitung 7 abgeführt, der entwässerte Schlamm als Filterkuchen durch Transportmittel 8 der weiteren Behandlung, z. B. Kompostierung oder Verbrennung, zugeführt.According to A b b. 1 sewage sludge to be dewatered is supplied via lines 1 and 2 ao. Of the through the line 1 supplied sludge is with a centrifuge 3 to a solids content of 5 to 15 ° o partially dehydrated, the separated water being discharged through the centrifugal line 4. Of the Partially dewatered sewage sludge is together with the not dewatered coming from the line 2 Sewage sludge from a heat treatment device 5, e.g. B. an oven, and fed there for a sufficiently long time on z. B. 200 to 210 C heated. The heat-treated sewage sludge are then dewatered in the filter press 6, thanks to the heat treatment a very extensive drainage can be achieved. The filtrate is discharged through the filtrate line 7, the dewatered sludge as filter cake by means of transport 8 for further treatment, e.g. B. Composting or incineration.

Bei der vorstehend beschriebenen Alternative des Verfahrens wird ein Teil des vorhandenen Gemisches 4.0 aus Schlammwasser und Schlammfeststoffen von der Wärmebehandlung ausgenommen, nämlich der durch die Zentrifugatleitung 4 abgeführte Teil des Schlammwassers. Bei der Alternative gemäß Abb. 2 nimmt ein Teil der unverändert vorhandenen Abwasserschlämme (Schlammwasscr und Schlammfeststofie) an der Wärmebehandlung nicht teil.In the alternative of the method described above, part of the existing mixture 4.0 of sludge water and sludge solids excluded from the heat treatment, namely the by the centrifugate line 4 removed part of the sludge water. In the alternative according to Fig. 2, it takes part of the unchanged existing sewage sludge (sludge water and sludge solids) does not take part in the heat treatment.

Der durch die Leitung 11 zugeführte Abwasserschlamm wird entweder direkt ohne Teilcntwässcrung oder nach Teilcntwässerung in einer gestrichelt So gezeigten Zentrifuge 13 der Wärmebehandlungsvorrichtung 15 zugeführt und erst anschließend in einem Mischer 19 mit dem durch die Leitung 12 zupeführten, nicht wärmebehandelten Teil des Abwasserschlammes vermischt. Je nach der Austrittstemperatur des aur, der Wärmebchandlungsvorrichtung 15 kommenden Abwasserschlammes und dem Mischungsverhältnis läßt sich erreichen, daß die Temperatur des aus dem Mischer 19 austretenden und der Filterpresse 16 zugeführten Abwasscr-Schlammes mehr als 70r C beträgt, wodurch die Entwässerung in der Filterpresse 16 begünstigt wird.The sewage sludge fed in through line 11 is fed either directly without partial dewatering or after partial dewatering in a centrifuge 13 shown in dashed lines to the heat treatment device 15 and only then mixed in a mixer 19 with the non-heat-treated part of the sewage sludge fed through line 12. Depending on the outlet temperature of aur, the Wärmebchandlungsvorrichtung 15 coming sewage sludge and the mixture ratio can be achieved that the temperature exiting the mixer 19 and the filter press 16 fed Abwasscr-slurry is more than 70 r C, whereby the dewatering in the filter press 16 is favored.

Bei der Verfahrensführung gemäß A b b. 3 wird im Gegensatz zu F i g. 1 die gesamte wärmezubchandelnde Abwasserschlammengc vor der Wärmebehandlung teilcntwässert. Um eine wirksamere Teilentwässerung zu erzielen, wird der durch die Leitung 20 zugeführte Abwasserschlamm in einem Reaktionsmischer 22 mit durch eine ZugabevorrichtungWhen carrying out the process according to A b b. 3, in contrast to FIG. 1 the entire amount of heat to be supplied Wastewater sludge partially dewatered before heat treatment. To achieve a more effective partial drainage To achieve, the sewage sludge supplied through line 20 is in a reaction mixer 22 with by an adding device

21 zugeführten Flockungsmitteln gemischt, bevor er der Zentrifuge 23 zugeführt wird. Ein beträchtlicher Teil des Wassers kann dann durch die Zentrifugatleitung 14 als Zentrifugat abgeführt werden und nimmt nicht an der Wärmebehandlung teil. In der Wärmebehandlungsvorrichtung 25 e eine erhebliche Energieersparnis. De delte Schlamm wird mit geeigneter T Filterpresse 26 zugeführt und dort wässert.21 supplied flocculants mixed before it is fed to the centrifuge 23. A considerable one Part of the water can then be discharged as centrifugate through the centrifugate line 14 and does not take part in the heat treatment. In the heat treatment device 25 e a significant energy saving. De delte mud is treated with suitable T Filter press 26 supplied and watered there.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (7)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zum Entwässern von Belebtschlamm enthaltenden Abwasserschlämmen, bei dem der Schlamm nach einer teilweisen Feststoffanreicherung, aber vor seiner endgültigen maschinellen Entwässerung einer Wärmebehandlung zur Verbesserung seiner Filtrierbarkeit unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß überwiegend aus frischem Belebtschlamm bestehender Schlamm vor der Wärmebehandlung in einer Zentrifuge maschinell teil entwässert wird.1. Process for dewatering sewage sludge containing activated sludge, at which the sludge after a partial solids enrichment, but before its final mechanical Dehydration subjected to a heat treatment to improve its filterability is, characterized in that predominantly consisting of fresh activated sludge Sludge is partially dewatered mechanically in a centrifuge before the heat treatment. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilentwässerung bis zu einem Feststoffgehalt von 5 bis 150O, insbesondere 6 bis 12° o, erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the partial dewatering up to a solids content of 5 to 15 0 O, in particular 6 to 12 ° O, takes place. 3. Verfahren zum Entwässern von Abwasserschlämmen, bei dem der Schlamm vor seiner endgültigen mechanischen Entwässerung einer Wärmebehandlung zur Verbesserung seiner Filtrierbarkeit unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teilvolumen der insgesamt zu entwässernden Abwasserschlämme wärmebehandelt und vor der endgültigen mechanischen Entwässerung mit dem unbehandelten Teilvolumen der Abwasserschlämme vereinigt wird.3. Process for dewatering sewage sludge, in which the sludge before its final mechanical dehydration of a heat treatment to improve its filterability is subjected, characterized in that only a partial volume of the total to dewatering sewage sludge heat treated and prior to final mechanical dewatering is combined with the untreated partial volume of the sewage sludge. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des wärmebehandelten Schlamms und. oder das Mischungsverhältnis so gewählt werden, daß die vereinigte, der endgültigen Entwässerung zuzuführende Abwasserschlammenge eine Temperatur von mindestens 7(T C aufweist.4. The method according to claim 3, characterized in that the temperature of the heat-treated Mud and. or the mixing ratio can be chosen so that the combined, The amount of sewage sludge to be fed to the final dewatering has a temperature of at least 7 (T C has. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichzeitiger Entwässerung von Belebtschlamm und Primärschlamm aus mechanisch geklärtem Abwasser nur der Belebtschlamm wärmebehandelt wird.5. The method according to any one of claims 3 or 4, characterized in that at the same time Dewatering of activated sludge and primary sludge from mechanically treated wastewater only the activated sludge is heat treated. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmezubehandelnde Teilvolumen der Abwasserschlämme vor der Wärmebehandlung maschinell teilentwässert wird.6. The method according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the heat to be treated Partial volume of the sewage sludge is mechanically partially dewatered before the heat treatment. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß den Abwasserschlämmen vor der Teilentwässerung ein mechanisch und/oder chemisch wirkendes Filterhilfsmittel zugesetzt wird.7. The method according to any one of claims 1, 2 or 6, characterized in that the sewage sludge a mechanically and / or chemically acting filter aid before partial drainage is added.
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