DE7909356U1

DE7909356U1 - Heizkessel fuer faulraeume zur behandlung von abwasserschlamm

Info

Publication number: DE7909356U1
Application number: DE19797909356
Authority: DE
Original assignee: Zenith-Maschinenfabrik 5908 Neunkirchen GmbH
Current assignee: Zenith-Maschinenfabrik 5908 Neunkirchen GmbH
Priority date: 1979-03-31
Filing date: 1979-03-31
Publication date: 1979-09-20

Description

f · a * t ·

Firma ZENITH-Maschinenfabrik GmbH, 5308 Neunkirchen

78 390 Pü/u

^Heizkessel für Faulräume zur Behandlung
von Abwasserschlamm *>

Die Neuerung betrifft einen Heizkessel für Faulräume zur
Behandlung von Abwasserschlamm.

Im Faulraum eines Faulbehälters wird der Frischschlamm,
der meist als eine Mischung von Vor- mit Nachbeckenschlamm bzw. mit Überschußschiamm aus dem Schlammtrichter des Vorklärbeckens einer Kläranlage oder aus einem Voreindicker kommt, einem Faulprozeß unterworfen, durch den die Schlammenge durchschnittlich auf etwa zwei Drittel des ursprünglichen Rohschlammvolumens reduziert wird und der fäkale Schlammgeruch vollkommen beseitigt
wird. Als Faulbehälter werden bevorzugt geschlossene Faultürme
verwendet, die in Spannbeton wasserdicht ausgeführt sind und
eine Wärmedämmung sowie einen Wetterschutz erhalten.

Der Faulvorgang verläuft in zwei Phasen. In der ersten
Phase verändert sich der neutrale Rohschlamm zum sauren Bereich hin, wobei Träger dieser Gärung im wesentlichen anaerobe Bakterien sind, die hochmolekulare Stoffwechselendprodukte, beispielsweise Eiweiß, in niedermolekulare organische Säuren und deren
Salze abbauen. Bei der Gärung entnehmen die anaeroben Bakterien Kohlenstoff und Sauerstoff aus den chemischen Verbindungen der
organischen Stoffe, die sie durch Enzyme aufspalten, und es entstehen Alkohol, organische Säuren wie Essig- oder Buttersäure ,Koh· lensäure, Schwefelwasserstoff, Wasserstoff , Kohlendioxid und etwas

Methangas. In der zweiten anaeroben alkalischen Phase des Faulprozesses findet ein Abbau organischer Kohlenstoffverbindungen statt, und es bilden sich vornehmlich Stoffwechsel produkte in Gasform wie Methan und Kohlendioxid. Die "Methanfaulung" oder alkalische Schlammfaulung liefert einen ausgefaulten schwarzen und geruchlosen Schlamm. Der Anteil des Methans im Klärgas beträgt zwischen 60 und 70 % und an Kohlendioxid dementsprechend zwischen 40 und 30 %.

Die Bakterien als Träger des Faulprozesses müssen im gesamten Faulbehälter stets gleichmäßige Lebensbedingungen vorfinden, wenn der Faulprozeß störungsfrei ablaufen soll. Aus diesem Grunde wird der Faulraum beheizt, und der Inhalt des Faulbehälters wird umgewälzt, wobei von der Behältersole Schlamm nach oben gefördert wird. Gleichzeitig erfolgt eine Impfung des in den Behälter eingeleiteten Frischschlammes mit dem Umwälzschlamm.

Die Methanbakterien, die die organischen Stoffe in kleinste Molekularformen zerlegen, können in einem Temperaturbereich von plus 4⁰C bis plus 70⁰C leben. In diesem Bereich verzeichnet man zwei optimale Temperaturen, und zwar eine Temperatur von 3O⁰C, bei der die mesophile Faulung stattfindet, und eine Temperatur von plus 55⁰C, bei der die thermophile Faulung abläuft. Obwohl die thermophilen Bakterien mehr Gas erzeugen, wendet man für Faulräume meist Heiztemperaturen von 25 bis 35⁰C wegen des geringeren Wärmeaufwandes an.

Bei der Beheizung von Faul räumen werden bevorzugt drei Heizsysteme eingesetzt, und zwar die Heißwasser-Kreisi aufheizung mit dem Heizkörper im Faulraum, die Schlamm-Umwälzheizung mit Wärmeaustausch außerhalb des Faulraumes durch Rohrsysteme und die Schlamm-Umwälzheizung durch direkte Dampfzugabe. Für die Faulraumheizung müssen zwei Brennstoffe zur Verfügung stehen, damit bei Ausfall eines Brennstoffs der Faulraum mit dem zweiten Brennstoff weiter beheizt werden kann und der Faulprozess somit nicht unterbrochen wird. Als Hauptbrennstoff wird überwiegend das bei der Faulung entstehende Faul- bzw. Klärgas verwendet, und als Hilfsbrennstoff dienen öl, Stadt- oder Erdgas.

Die wesentlichen Nachteile der bekannten Faulraumheizungen sind darin zu sehen, daß die Hi1fsbrennstoffe sehr teuer sind und daß die vorwiegend eingesetzten Gebläsebrenner eine große Geräuschentwicklung im Betrieb aufweisen und eine häufige Wartung durch Fachpersonal benötigen, so daß der Betrieb von Faulraumheizungen mit derartigen Brennern einen erheblichen Kostenaufwand erfordert.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heizkessel für Faulräume zu entwickeln, welcher einen billigen und umweltfreundlichen Betrieb ermöglicht.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß durch einen Doppelheizkessel gelöst, welcher einen ersten Kessel mit einem Faulgas-Brenner und einen zweiten Kessel mit einem Flüssiggas-Brenner aufweist, wobei die Brenner als atmosphärische Brenner ausgebildet sind.

Der neuerungsgemäße Heizkessel für Faulraumheizungen zeichnet sich gegenüber den bekannten Heizkesseln dieser Art durch wesentlich geringere Betriebskosten aus, die durch die Verwendung von Flüssiggas als Hilfsenergie sowie den Einsatz von atmosphärischen Brennern erreicht werden, die wesentlich wartungsfreundlicher und billiger im Verbrauch sind als die bisher verwendeten Gebläsebrenner. Die Verwendung von atmosphärischen Brennern bei dem neuerungsgemäßen Heizkessel bringt den weiteren Vorteil einer verminderten Geräuschentwicklung mit sich.

Die Neuerung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 die schematische Darstellung einer mit dem

neuerungsgemäßen Heizkessel ausgestatteten Heißwasser-Kreislaufheizung mit dem Heizkörper im Faul raum und

Fig. 2 den neuerungsgemäßen Heizkessel in einem schematischen Querschnitt.

Der Frischschlamm gelangt über die Zuleitung 2 in den ) Sammelbehälter 1 und wird durch die Pumpe 3 aus dem Sammelbehälter 1 über die-Beschickungsleitung 4 von oben in den Faulbehälter 5 gefördert. Das Schlammwasser läuft über die Leitung 6 aus dem Sammelbehälter 1 ab. Die Beschickung des Faulbehälters 5 mit Frischschlamm erfolgt im allgemeinen ein- bis zweimal täglich, Die Pumpe 7 zieht Faulschlamm "über die Saugleitung 8 aus dem unteren Teil des Faulbehälters 5 ab und fördert diesen als Umwälzschlamm durch die Beschickungsleitung 4 und die Zuleitung in den oberen Bereich des Faulbehälters 5 zurück. Der Frischschlamm wird in der Beschickungsleitung 4 mit Umwälzschlamm geimpft .
1

/ λ Die Schwimmschlammschicht wird zum einen durch den Eintritt

des Schlammes aus der Beschickungsleitung 4 in den Faulbehälter und zum anderen durch den Schraubenmischer 10 zerstört, der mit einem nicht dargestellten Schraubenrad im oberen Teil eines Steigrohres 11 arbeitet, wobei das Schraubenrad durch einen auf der Gashaube 12 angebrachten Elektromotor 13 angetrieben wird. Der Schlamm.wird in Höhe des Wasserspiegels aus dem Steigrohr 11 zentrifugal herausgeschleudert, so daß die Schlammdecke zerstört wird. Durch das Steigrohr 11 wird laufend Faulschlamm nach oben gefördert, so daß sich zu der von der Pumpe 7 bewirkten äußeren Umwälzung zusätzlich eine innere Umwälzung des Faulbehälterinhaltes ergibt.

Aus dem Faulbehälter 5 werden der Schwimmschiamm durch die Leitung 14, das Faulwasser durch die Leitung 15, der Dünnschlamm durch die Leitung 16 und der Faulschlamm als Endprodukt der Schlammfaulung durch die Leitung 17 entnommen.

Zur Aufheizung des Faulbehälterinhaltes auf eine Temperatur ' im Bereich von 25 bis 35⁰C,vorzugsweise auf 33⁰C,dient eine

Heißwasser-Kreisi aufheizung mit einem Doppel heizkessel 18, der , schematisch in Fig. 2 dargestellt ist. Das durch den Poppel-ί heizkessel 18 erwärmte Heizwasser strömt durch die Wasservorlaufleitung 19 in die Eintauchheizrohre 20, die in die Faul-, ) behälterdecke 21 senkrecht eingehängt sind, und fließt durch ;' die Wasserrlickl auf 1 ei tung 22 aus den Eintauchrohren 20 in den Heizkessel 18 zurück.

Der Doppelheizkessel 18 besteht aus zwei Kesseln 23, 24 die jeweils auf den Gesamtwärmebedarf der Faulbehälterheizung ausgelegt sind. Die Kessel 23,24 bestehen aus Kesselgliedern ! 25, die mit ihren stetig steigenden Heizgaszügen heizgasseitig { mit aufgegossenen Turbulenznoppen 26 versehen sind. Unterhalb

der Kesselglieder 25 der Kessel 23,24 befindet sich ! ein Brennraum 27, der durch einen atmosphärischen Gasbrenner

mit nicht dargestellten Gasdüsen beheizt wird, die innerhalb λ eines Brennrostes 29 angeordnet sind. Die Kessel 23, 24 sind durch die obere Kesselnabe 30 an die Wasservorlauf1 eitung 19 und durch die untere Kesselnabe 31 an die Wasserrücklauf1 eitung 22 angeschlossen. Der Doppel heizkessel 18 besitzt einen gemeinsamen Abgassammler 32 mit einem Abgasabgang 33 für die beiden Kessel 23, 24.

Bei normalem Betrieb wird das Heizwasser für die Eintauchrohre 20 der Faulraumheizung durch den Kessel 23 erzeugt, dessen atmosphärische Gasbrenner 28 mit Faulgas betrieben werden, das sich bei der Schlammfaulung bildet und dem Faulbehälter 5 durch die in die Gashaube 12 eingesetzte Leitung 34 entnommen wird.

< I fill

Bei einer Unterbrechung der Faulgaszufuhr zum Kessel 23 wird durch eine nicht dargestellte Regeleinrichtung der Kessel 24 eingeschaltet, dessen atmosphärische Gasbrenner 28 mit Flüssiggas betrieben werden. Durch dieses Doppel heizsystem ist gewährleistet, daß bei Ausfall eines Heizkessels der Faulbehälter durch den anderen Heizkessel weiter beheizt wird, so daß der Faulprozess nicht unterbrochen wird.

Der Einsatz des Doppel heizkessels, der mit Faulgas und Flüssiggas betrieben werden kann, ist nicht auf die beschriebene Heißwasser-Kreislaufheizung mit dem Heizkörper im Faulraum beschränkt, sondern kann bei jeder anderen Faulraumbeheizung, beispielsweise einer Schlamm-Umwälzheizung mit Wärmeaustausch außerhalb des Faulraumes durch Rohrsysteme oder einer Schlamm-Umwälzheizung durch direkte Dampfzugabe, Verwendung finden.

Claims

**■

PATENTANWALT '►.·...· '.,' : : . <* Friedrlch-Ebert-Str. 27

DIPL-ING. ROLF PÜRCKHAUER

TeWon (0271) 331970 Telegramm-Anschrift: Patschub, Siegen

Firma ZENITH-Maschinenfabrik GmbH 78 390 PU/u

Schutzanspruch

Heizkessel für Faulräume zur Behandlung von Abwasserschlamm, dadurch gekennzeichnet, daß dieser als Doppelheizkessel (18) ausgeführt ist, welcher einen ersten Kessel (23) mit einem Faulgas-Brenner (28) und einen zweiten Kessel (24) mit einem Flüssiggas-Brenner (24) aufweist, und daß die Brenner (28) als atmosphärische Brenner ausgebildet sind.