PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE3426737A1 30.01.1986
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Aufarbeitung von Klärschlamm
Anmelder Förster, Günther, Dipl.-Ing., 6300 Gießen, DE;
Tätzner, Wolfgang, Dr., 6050 Offenbach, DE
Erfinder Förster, Günther, Dipl.-Ing., 6300 Gießen, DE;
Tätzner, Wolfgang, Dr., 6050 Offenbach, DE
Vertreter Eyer, E., Dipl.-Ing.; Linser, H., Pat.-Anw., 6072 Dreieich
DE-Anmeldedatum 20.07.1984
DE-Aktenzeichen 3426737
Offenlegungstag 30.01.1986
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.01.1986
IPC-Hauptklasse C02F 11/06
IPC-Nebenklasse B01D 21/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufar-

beitung von Klärschlamm.

In den Abwasser-Reinigungsanlagen der Welt fallen jährlich ungeheuere Mengen an Klärschlämmen an, deren weitere Behandlung ein bisher ungelöstes Problem darstellt. Zur Beseitigung dieser Abfälle werden die Klärschlämme bisher in der Feldflur ausgebracht, womit allerdings als wesentlicher Nachteil dieser Aufarbeitungsweise große Mengen an Schwermetallverbindungen und Parasiten verbreitet werden, die über die Nahrungskette als Schadstoffe in den menschlichen Organismus gelangen. Die Beseitigung der Klärschlämme auf diesem Wege stellt daher keine sachgerechte Lösung des Problemes dar. Die stattdessen vorgesehene Aufkonzentrierung der Schlämme in Absetzbecken bis auf einen Feststoffgehalt von etwa 50 bis 60% und Ablagerung des Schlammkonzentrates auf Deponien-.führt ebenfalls nicht zu einer befriedigenden Lösung im Hinblick darauf, daß Deponien ebenfalls Außenanlagen darstellen und ein Eindringen der mit dem Klärschlamm mitgeführten Schwermetallverbindungen und parasitären Lebewesen und Bakterienstämmen in den Boden und ihr Übertritt in den Nahrungskreislauf über das Grundwasser nicht mit ausreichender Sicherheit ausgeschlossen werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zugrunde, mit deren Hilfe eine Konzentrierung des Schlammes bis auf nahezu Wassserfreiheit sowie eine gefahrlose Beseitigung von Klärschlämmen unter Ausschluß jeglicher Art von Umweltgefährdung gewährleistet werden kann. Die Erfindung besteht darin, daß der Schlamm zunächst in einem Vibrationsbehälter mechanisch aufkonzentriert und anschließend in einem Wirbelschichtofen verbrannt wird.

Durch die Erfindung ist ein Verfahren geschaffen, mit dessen Hilfe eine Beseitigung der großen Mengen anfallender Klärschlämme unter Ausschluß jeglicher Art von Umweltgefährdung möglich ist, wobei darüberhinaus in einem großen Umfang die Erzeugung von verwertbarer Wärmeenergie möglich ist. Das Entstehen umweltschädlicher Abgase kann weitestgehend ausgeschlossen werden, ebenso der Übertritt von Schwermetallen und biologisch schädlicher Klärschlammbestandteile in die Umgebung.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung besteht im wesentlichen aus einem Absetzbehälter mit Überlauf, in den ein in den Schlamm eintauchender, die Separierung der festen von>der flüssigen Schlammphase bewirkender Vibrator einragt. Hierbei kann in einer Ausführungsform als Vibrator ein Tellerbaum vorgesehen sein, der von einem vertikalen Träger sowie daran befestigten Vibrationstellern gebildet und an dessen Träger der Schwingungserzeuger angeordnet ist. Es ist auf diese Weise eine außerordentlich wirkungsvolle Einrichtung geschaffen, mit deren Hilfe große Mengen von Klärschlamm wirkungsvoll bis zur vollständigen Trocknung in einen die Verbrennung ermöglichenden Zustand entwäs- sert werden können, wobei durch die gewählte Ausbildung eines lediglich an seinem oberen Ende aufgehängten, im übrigen frei in den Schlamm einragenden Vibrators mit flächenförmigen Vibrationskörpern besonders gute Ergebnisse erzielt werden, was seine Ursache darin hat, daß sich aufgrund der geometrischen Gegebenheiten die Schwingungsmplituden ausgehend von der Ausgangsschwingung sowohl in Longitudinalrichtung, d.h. in Richtung auf das freie Ende des Trägers als auch in Radialrichtung, d.h. in den Vibrationstellern von Innen nach Außen vergrößern, welche Schwingungsverhältnisse den Sinkverhältnissen der in Bezug auf ihre Partikelgröße stark differierenden Sinkstoffe sehr entgegekommt. Die Wirksamkeit kann noch weiterhin dadurch verbessert werden, daß die Vibrationsteller von ihrer Befestigungsstelle in Richtung auf ihren äußeren Rand abfallend geneigt ausgebildet sind.

Vorteilhaft sind die Vibrationsteller und der vertikale Träger als miteinander verbundene Hohlkörper ausgebildet und die Vibrationsteller mit - zweckmäßigerweise an der Unterseite der Vibrationsteller angeordneten - Öffnungen versehen, wodurch eine güte Klärung erzielt wird in dem Sinne, daß am Flüssigkeitsauslauf eine praktisch feststoff-freie Phase abgezogen werden kann. Es können jedoch auch die Vibrationsteller mit einem Randwulst sowie einer über den Randwulst gezogenen Sieb- oder Filtertuchbespannung versehen sein, die mit dem Vibtrationsteller einen mit dem Innern des Trägers in direkter Verbindung stehenden Flüssigkeitsraum bildet. Auch hierdurch kann eine praktisch vollständig von Feststoffen befreite Phase separiert und am Flüssigkeitsauslauf abgezogen werden.

Die Vibrationsteller können materialschlüssig fest am Träger befestigt sein. Vorteilhaft sind sie jedoch lose unter Zwischenschaltung von Abstandshaltern durch Übereinander schichten mechanisch unverbunden auf dem Träger angeordnet. Ein in dieser Weise ausgebildeter Vibrator ist konstruktiv einfach und erlaubt somit eine einfache Herstellung und einen einfachen Austausch der Elemente im Verschleißfall ohne Beeinträchtigung der Schwingungsübertragungsverhältnisse. Hierbei sind die Abstandshalter zweckmäßig hohl ausgebildet und mit Öffnungen versehen, über die eine leitende Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Behälterraum über den Innenraum der Vibrationsteller zu dem Inneren des Trägers hergestellt wird.

In einer Weiterbildung der Vorrichtung der Erfindung kann der Behälter als Doppelmantelbehälter ausgebildet und mit einem Einlaß und einem Auslaß zur Umführung eines Heizmediums versehen sein, wodurch noch in dem im Behälter entwässerten Material befindliche Restfeuchtigkeit ausgetrocknet werden kann. Diese Ausführungsform der Erfindung empfiehlt sich insbesondere in solchen Fällen, in denen anderweitige Niedrigtemperatur-Abwärme zur Verfügung steht. Es kann jedoch selbstverständlich auch die durch die Verbrennung des getrockneten Klärschlammes erzeugte Wärme oder anderweit zur Verfügung stehende Wärme für diesen Zweck eingesetzt werden. Alternativ oder ergänzend hierzu kann darüberhinaus im Absetzbehälter unterhalb des Klärraumes eine Lochplatte oder Siebplatte angeordnet sein, durch die im Absetzbehälter ein Bodenraum abgeteilt wird, der mit einem Anschluß zur Zuführung von Heißgas oder Heißluft versehen ist. Auch auf diese Weise kann eine Rest trocknung des Klärschlammes bis zur Bildung von trockenem Pulver erzielt werden.

In einer anderen, insbesondere zur Klärung und Trocknung ölhaltiger Schlämme geeigneten Ausführungsform der Erfindung kann als Vibrator ein Register aus parallel hintereinander angeordneten Plattenelementen vorgesehen sein, die an ihren oberen Kanten mit dem Schwingungserzeuger verbunden sind und mit ihren unteren Enden frei auskragen und in der Durchflußrichtung abgeknickt sind. Mit Hilfe einer derartigen Vorrichtung wird eine besonders wirksame Separierung der Ölphase von der Flüssigkeitsphase erzielt, wobei die Ölphase an den geneigten Flächen der Platten nach oben geführt wird und sich als Oberflächenschicht sammelt und von dort gesondert abgezogen werden kann, während die spezifisch schwereren Schlammbestandteile nach unten abgleiten. Zur Erleichterung der Sammlung und des Austragens der Oberflächenschicht sind die Plattenelemente zweckmäßig an ihren oberen Enden mit Durchbrechungen versehen, wobei die Durchbrechungen eine gegen die freie Kante der Plattenelemente spitz zulaufende Form besitzen. Das in Durchflußrichtung gesehen letzte Plattenelement des Registers bildet zweckmäßig eine geschlossene, einen Flüssigkeits-Durchfluß durch die Durchbrechung am oberen Plattenende erzwingende Trennwand#.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Aufarbeitung von Klärschlamm gemäß Erfindung Fig. 2 einen Absetzbehälter in geschlossener Bauweise gemäß Erfindung in schematischer Darstellung Fig. 3 einen Absetzbehälter in offener Bauweise gemäß Erfindung in schematischer Darstellung Fig. 4 in ebenfalls schematischer Darstellung verschiedene Alternativen der Anordnung der Vibrationsteller Fig. 5 eine andere Ausführungsform eines Absetzbehälters Fig. 6 eine Sicht von der Seite auf Fig. 5 Die in Fig. 1 der Zeichnung wiedergegebene Anlage besteht aus dem Absetzbehälter 1, dem über den Zulauf 2 der Flüssigschlamm zugeführt und aus dem über den Austrag 3 das getrocknete Material abgezogen wird. Das getrocknete Material wird der Wirbelschicht-Vebrennungsanlage 4 zugeführt, in der es unter Wärmegewinnung verbrannt wird. Bei der in den Fig.

1 und 2 wiedergegebenen Ausführungsform ist ein Absetzbehälter in geschlossener Bauweise dargestellt, in den der Schlamm unter erhöhtem Druck eingespeist und aus dem die geklärte Flüssigkeit über eine Druckleitung wieder ausgetragen werden werden kann.

In den Absetzbehälter 1 ragt ein in den Schlamm eintauchender, die Separierung der festen von der flüssigen Schlammphase bewiskender Vibrator ein, der in der in den Fig. 1 bis 4 wiedergegebenen Ausführungsform die Form eines Tellerbaumes besitzt, der von einem vertikalen Träger 5 sowie daran befestigten Vibrationstellern 6 gebildet und an dessen Träger der Schwingungserzeuger 7 angeordnet ist. Vorteilhaft sind die Vibrationsteller 6 in der aus Fig. 4 entnehmbaren Weise in Radialrichtung, d.h. von von ihrer Aufhängung am Träger in Richtung auf ihren äußeren Rand abfallend geneigt ausgebildet sind.

In der in Fig. 3 wiedergegebenen Ausführungsform, in der im übrigen die analogen Teile mit denselben Bezugsziffern wie in den Fig. 1 und 2 bezeichnet sind, ist eine Absetzanlage in offener Bauweise dargestellt.

In diesem Falle tauchen die Vibratoren in einen im offenen Becken angeordneten Klärbehälter 8 ein und sind gegebenenfalls - bei langgestreckter Ausbildung des Behälter - in diesem verfahrbar, wobei der Klärschlamm aus dem umgebeneden Becken in den Behälter übertritt und das Filtrat und die geklärte Flüssigkeit getrennt aus dem Behälter abgezogen werden.

Die Vibrationsteller und der vertikale Träger sind in der in Fig. 4 als Variante 2 bezeichneten Ausführungsform als miteinander verbundene Hohlkörper ausgebildet. Hierbei wird der Hohlraum im Vibrationsteller dadurch gebildet, daß der Vibrationsteller 6 mit einem Randwulst 9 sowie einer über den Randwulst 9 gezogenen Sieb- oder Filtertuchbespannung 10 versehen ist, die mit dem Vibtrationsteller 6 einen Flüssigkeitsraum 11 bildet. Hierdurch wird es möglich, eine praktisch vollständig von Feststoffen befreite Phase zu separieren und am Flüssigkeitsauslauf abzuziehen. In einer entsprechenden Ausführungsform könnten mit dem gleich guten Ergebnis die Vibrationsteller als metallische Hohlkörper ausgebildet und mit - zweckmäßigerweise an der Unterseite der Vibrationsteller angeordneten und mit einem Siebvorsatz versehenen - Durchtrittsöffnungen versehen sein.

Bei der in Fig. 4 als Variante 1 bezeichneten Ausführungsform ist ein flächig geschlossener Vibrationsteller vorgesehen.

Die Vibrationsteller können materialschlüssig fest am Träger befestigt sein. Im Falle der dargestellten Ausführungsform sind sie jedoch lose unter Zwischenschaltung von Abstandshaltern 12 durch Übereinanderschichten mechanisch unverbunden auf dem Träger angeordnet, wobei der unterste Vibrationsteller bzw. Abstandhalter auf einem - in der Zeichnung nicht dargestellten - Randflansch aufliegt. Hierbei sind in den Abstandshaltern 12 Durchbrechungen 14 ausgebildet, die die Verbindung zwischen entweder dem in den Vibrationstellern ausgebildeten Raum 11 (Variante 2) oder dem Behälterraum selbst (Variante 1) zum Innenraum des Trägers 5 herstellen. In diesem Falle liegt die Durchbrechung 14 in einer unmittelbar über der Vibrationstellerfläche gelegenene Ebene, um einen glatten Durchfluß des auf dem Vibrationsteller auf strömenden Flüssigkeit zu gewährleisten. Auch in diesem Falle können die Öffnungen jeder Ebene durch einen rundumlaufenden Siebstreifen gesichert sein.

In einer Weiterbildung der Vorrichtung der Erfindung ist der Behälter - siehe insbesondere die Fig. 2 - in seinem unteren Bereich als Doppelmantelbehälter 15 ausgebildet und mit einem Einlaß 16 und einem Auslaß 17 zur Umführung eines Heizmediums versehen, wodurch noch indem im Behälter entwässerten Material befindliche Restfeuchtigkeit ausgetrocknet werden kann. Es ist darüberhinaus im Absetzbehälter 1 unterhalb des Klärraumes eine Loch- oder Siebplatte 18 angeordnet, durch die im Absetzbehälter ein Bodenraum 19 abgeteilt wird, der mit einem Anschluß 20 zur Zuführung von Heißgas oder Heißluft versehen ist. Auch auf diese Weise kann eine Resttrocknung des Klärschlammes bis zur Bildung von trockenem Pulver bewirkt werden.

Eine andere, insbesondere zur Klärung und Trocknung ölhaltiger Schlämme geeignete Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 5 bis 7 wiedergegeben. Sie enthält als VibraLor ein Register aus parallel hintereinander angeordneten Plattenelementen 21, die an ihren oberen Kanten mit dem Schwingungserzeuger 7 verbunden sind und mit ihren unteren Enden frei auskragen und in Durchflußrichtung - bei 27 - abgeknickt sind. Mit Hilfe einer derartigen Vorrichtung wird eine besonders wirksame Separierung der Ölphase von der Flüssigkeitsphase erzielt, wobei die Ölphase an den geneigten Flächen der Plattenelemente 21 nach oben geführt wird und sich als Oberflächenschicht 22 sammelt und von dort gesondert im Ölabfluß 23 abgezogen werden kann, während die spezifisch schwereren Schlammbestandteile nach unten abgleiten. Zur Erleichterung der Sammlung und des Austragens der Oberflächenschicht sind die Plattenelemente an ihren oberen Enden mit Durchbrechungen 24 versehen, wobei die Durchbrechungen eine gegen die freie Kante der Plattenelemente spitz zulaufende Form besitzen, um eine bessere Führung des an den Flächen auf strömenden Öls bis in die Oberflächenschicht zu erreichen. Das in Durchflußrichtung gesehen letzte Plattenelement 25 des Registers bildet eine geschlossene, einen Flüssigkeits-Durchfluß durch die Durchbrechungen 24 am oberen Plattenende erzwingende Trennwand. Es wird hierdurch eine einwandfreie Klärung des Schlammes und darüberhinaus in Verbindung mit der Schikane 26, die unmittelbar hinter dem am unteren Behälterende gelegenen Zulauf 2 angeordnet ist, eine klassierte Separierung der Feststoffanteile in Grobschlamm, Mittelschlamm und Feinschlamm erreicht.

- Leerseite -


Anspruch[de]

Patentansprüche 1. Verfahren zur Aufarbeitung vom Klärschlamm, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm zunächst mechanisch konzentriert und/oder thermisch getrocknet und schließlich in einem Wirbelschichtofen (4) verbrannt wird.

2. Vorrichtung zur Aufarbeitung von Klärschlamm, bestehend im wesentlichen aus einem Absetzbehälter mit Überlauf, in dem die festen Schlammbestandteile von der flüssigen Phase separiert und aus dem sie getrennt ausgetragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Absetzbehälter (1) ein Vibrator angeordnet ist.

3. Vorrichtung zur Aufarbeitung von Klärschlamm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Vibrator ein Tellerbaum vorgesehen ist, der von einem vertikalen Träger (5) sowie daran befestigten Vibrationstellern (6) gebildet und an dessen Träger (5) der Schwingungserzeuger (7) angeordnet ist.

4. Vorrichtung zur Aufarbeitung von Klärschlamm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsteller (6) von ihrer Befestigungsstelle in Richtung auf ihren äußeren Rand abfallend geneigt ausgebildet sind.

5. Vorrichtung zur Aufarbeitung von Klärschlamm nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsteller (6) und der vertikale Träger (5) als miteinander verbundene Hohlkörper ausgebildet und die Vibrationsteller (6) mit Öffnungen versehen sind.

6. Vorrichtung zur Aufarbeitung von Klärschlamm nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsteller (6) mit einem Randwulst (9> sowie einer über den Randwulst gezogenen Sieb- oder Filtertuchbespannung (10) versehen sind, die mit dem Vibrationsteller (6) einen mit dem Innern des Trägers (5) in direkter Verbindung Flüssigkeits raum (11) bildet.

7. Vorrichtung zur Aufarbeitung von Klärschlamm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vibrationsteller als metallischer Hohlkörper ausgebildet ist, auf dessen Unterseite gegebenenfalls durch eine Siebplatte verdeckte Öffnungen angeordnet sind.

8. Vorrichtung zur Aufarbeitung von Klärschlamm nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsteller unter Zwischenschaltung von Abstandshaltern (12) durch Übereinanderschichten mechanisch unverbunden auf dem Träger (5) angeordnet sind.

9. Vorrichtung zur Aufarbeitung von Klärschlamm nach Anspruch 8, da- durch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter hohl ausgebildet und/oder mit Öffnungen (14) versehen sind, über die eine leitende Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Behälterraum (1) und dem Inneren des Trägers (5) hergestellt wird.

10. Vorrichtung zur Aufarbeitung von Klärschlamm nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter als Doppelmantelbehälter (15) ausgebildet und mit einem Einlaß (16) und einem Auslaß (17) zur Umführung eines Heizmediums versehen ist.

11. Vorrichtung zur Aufarbeitung von Klärschlamm nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Absetzbehälter (1) unterhalb des Vibrationstellerbaumes eine Lochplatte oder Siebplatte (18) angeordnet ist, durch die im Absetzbehälter ein Bodenraum (19) abgeteilt wird, der mit einem Anschluß (20) zur Zuführung von Heißgas oder Heißluft versehen ist.

12. Vorrichtung zur Aufarbeitung von Klärschlamm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Vibrator ein Register aus parallel hintereinander angeordneten Plattenelementen (21) vorgesehen ist, die an ihren oberen Kanten mit dem Schwingungserzeuger (7) verbunden sind und mit ihren unteren Enden frei auskragen und in die Durchflußrichtung gerichtete Abknickung (27) aufweisen.

13. Vorrichtung zur Aufarbeitung von Klärschlamm nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenelemente (21) an ihren oberen En- den mit Durchbrechungen (24) versehen sind.

14. Vorrichtung zur Aufarbeitung von Klärschlamm nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Duchbrechungen (24) der Plattenelemente (21) eine gegen die freie Kante der Plattenelemente - nach unten - spitz zulaufende Form besitzen.

15. Vorrichtung zur Aufarbeitung von Klärschlamm nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das in Durchflußrichtung gesehen letzte Plattenelement (25) des Registers eine geschlossene, einen Durchfluß lediglich durch die Durchbrechungen (24) am oberen Plattenende erlaubende Trennwand bildet, durch die im Behälter ein gerichteter, zwischen den Plattenelementen verlaufender Zwangsdurchlauf erzeugt wird.

16. Vorrichtung zur Aufarbeitung von Klärschlamm nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlammzulauf (2) am unteren Ende des Behälters angeordnet und unmittelbar hinter dem Zulauf eine Schikane (26) angeordnet ist.







IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

  Patente PDF

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com