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Dokumentenidentifikation DE102004036081B4 27.12.2007
Titel Neues Trocknungskonzept (Trocknungsanlage) für Klärschlamm
Anmelder Cakir, Ugur, Dipl.-Ing., 71229 Leonberg, DE
Erfinder Cakir, Ugur, Dipl.-Ing., 71229 Leonberg, DE
Vertreter Patentanwalts-Partnerschaft Rotermund + Pfusch + Bernhard, 70372 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 24.07.2004
DE-Aktenzeichen 102004036081
Offenlegungstag 16.02.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 27.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.12.2007
IPC-Hauptklasse C02F 11/12(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von in einer Kläranlage mit Belebtschlammverfahren anfallendem Klärschlamm. Aufgabe der Erfindung ist es, die in jeder Kläranlage eingesetzte Energie nutzbar zu machen und so Klärschlammentsorgungskosten zu sparen. Gelöst wird diese Aufgabe, indem der entwässerte Schlamm in einem Trockenmischer mit einem Luftstrom getrocknet wird, der durch Wärmetausch von Umgebungsluft mit der für das Belebungsbecken bestimmten erhitzten Druckluft erwärmt wurde. Somit wird der entwässerte Klärschlamm noch trockener und enthält mehr Trockensubstanzgehalt.

In Stand der Technik gemäß den Druckschriften DE 697 03 975 T2, DE 43 31 932 A1, DE 40 16 100 A1, DE 195 47 062 A1 und DE 196 06 917 A1 werden unterschiedliche Verfahren zur Energierückgewinnung beschrieben. In keiner dieser Druckschriften wird jedoch darauf hingewiesen, die bei der Erzeugung von Druckluft für ein Belebungsbecken auftretende Wärme zur Trocknung von Klärschlamm zu nutzen.

Jede Kläranlage mit Belebtschlammverfahren braucht im Belebungsbecken Sauerstoff, damit die Mikroorganismen die Schmutzstoffe abbauen. Um diesen Sauerstoff in die Belebungsbecken zu fördern, hat jede Kläranlage einen Gebläseraum und je nach Größe der Kläranlage mehrere Gebläse. Die Gebläse haben die Aufgabe, die Luft anzusaugen, zu verdichten und durch ein Leitungssystem in das Belebungsbecken zu fördern. Bei diesem Arbeitsvorgang entsteht in der Luftleitung wegen der Verdichtung und Reibung heiße Luft, z.B. sind in einer bekannten Kläranlage drei Gebläse (28m3/min.), die Luft ansaugen, verdichten und zum Belebungsbecken fördern, es entsteht in der Luftleitung mind. 108°C -max. 140°C heiße Luft (Angaben sind drehzahlabhängig), durchschnittlich ist 120°C heiße Luft in der Luftleitung. In dieser ca. 120°C heißen Luftleitung wird ein Kreuzstromwärmetauscher installiert, der Wirkungsgrad ist mind. 60%, die zurückgewonnene Energie beträgt 70°C–75°C. Die so gewonnene 70°C–75°C heiße Luft wird mit dem installierten Gebläse durch eine gut isolierte Kunststoffleitung in den Trockenmischer (Betonmischer) geleitet. Zusätzlich wird die (mind. 40°C) warme Luft im Gebläseraum, die durch den Betrieb der Gebläsemotoren entsteht, in die isolierte Leitung geleitet.

Der entwässerte Klärschlamm wird nach einer Bandfilterpresse oder Kammerfilterpresse mit einem Schnecken- oder Förderband in den Trockenmischer gefördert (ganz normaler Betonmischer). Der entwässerte Klärschlamm mit 20%–35% enthaltener Trockensubstanz wird in den Betonmischer gefördert (10m3). Die gewonnene 70°C–75°C heiße Luft (Winter und Sommer) wird durch dieses oben genannte Leitungssystem von oben in den Betonmischer eingeleitet, während dessen dreht sich der Betonmischer in die Mischrichtung. Der Grund, warum die heiße Luft von oben in den Betonmischer eingeleitet wird, ist dass die Luft länger im Betonmischer bleibt und lange im Kontakt mit dem entwässerten Klärschlamm ist. Der im Betonmischer entstehende Dampf entweicht durch die Öffnung des Betonmischers nach oben. So erreicht man mind. 10%–20% mehr Trockensubstanz.

Dieser Betonmischer hat innen Flügel, wenn er sich in die Mischrichtung dreht, mischt er den Klärschlamm. Wenn er sich in die andere Richtung dreht, schüttet er die Trockensubstanz in einen Container aus. Herausragende Eigenschaften des neuen Trocknungsverfahrens für Klärschlamm:

  • • Die Energie ist in allen Kläranlagen vorhanden Die nicht genutzte Energie in den Kläranlagen kann durch dieses Konzept genutzt werden
  • • Geringe Investitionskosten
  • • Einfaches Verfahren
  • • Kein zusätzliches Personal
  • • Der Arbeitsvorgang des Betonmischers ist einfach
  • • Die Förderung und Trocknung des entwässerten Klärschlamms ist einfach Wenig Energieverbrauch des Mischers
  • • Die Entleerung durch die Flügel des Mischers ist ein großer Vorteil
  • • Man braucht keine zusätzlichen Gebäude

Nachteile des neuen Trocknungsverfahrens für Klärschlamm:

  • • Bei großen Kläranlagen mit über 50 000 EWG kann es zu Problemen führen
  • • Bei großen Anlagen benötigt man mehr Platz
  • • Bei großen Anlagen ist die Förderung und Entleerung komplizierter
  • • Dieses Konzept wurde noch nicht praktiziert, um weitere Nachteile aufzulisten.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 Gesamtdarstellung des Trockenkonzepts

2 Detaildarstellung der Energiegewinnung

3 Detaildarstellung der Trocknungsanlage

1, 2 und 3 zeigen die schematische Darstellung des neuen Verfahrens zum Trocknen von Klärschlamm. Jede Kläranlage mit Belebtschlammverfahren benötigt im Belebungsbecken 8 Sauerstoff, damit die Mikroorganismen die Schmutzstoffe abbauen können. Um diesen Sauerstoff in das Belebungsbecken 8 einzublasen, besitzt die Kläranlage einen Gebläseraum 6, in dem je nach Größe der Anlage ein oder mehrere Gebläse 10 untergebracht sind. Die Gebläse 10 saugen die frische Aussenluft 9 an, verdichten diese und pressen sie durch ein Leitungssystem 11 in das Belebungsbecken 8. Bei diesem Verdichten und Reiben der Luft, erhitzt sich diese und es entsteht in der Luftleitung 11 eine Temperatur von 108°C bis zu 140°C (Anlagen sind Drehzahl abhängig). Durchschnittlich strömt 120°C heisse Luft in der Luftleitung 11. In diese Luftleitung 11 wird ein Kreuzstromwärmetauscher 7 eingebaut. Der Wirkungsgrad des Wärmetauschers 7 liegt bei mindestens 60%. Dadurch beträgt die Temperatur der nutzbaren Heissluft 12 ca. 70°C. Die nutzbare Heissluft 12 wird mit einem regelbaren Gebläse 14 oder Ventilator 14 durch einen ausreichend dimensionierten Luftkanal (Luftleitung) 16 zum Trommelmischer (Betonmischer) 2 geleitet. Zusätzlich wird in diesem Luftkanal 16 die von den Gebläsen 10 erzeugte warme Raumluft 15 (30°C–40°C) aus dem Gebläseraum 6 eingeleitet. Der entwässerte Klärschlamm, mit einer Trockensubstanz (TS) bis zu 35%, wird nach der Bandfilterpresse oder Kammerfilterpresse 1 mit einer Förderschnecke 3 oder einem Förderband 3 in den Trockenmischer 2 mit ange passtem Inhalt eingebracht. Dazu wird nutzbare Heißluft 12 von oben in die Öffnung des Trockenmischers 2 eingeblasen. Dabei dreht sich der Trockenmischer 2 in Mischrichtung x, so dass der Klärschlamm durch Flügel in einer Drehrichtung gemischt wird. Die Warmluft 12 wird jedoch weiterhin kontinuierlich eingeblasen. Dadurch dass der entwässerte Klärschlamm 17 in dem erwärmten Trockenmischer 2 kontinuierlich mit der Warmluft oder Trockenluft 12 durchmischt wird, entweicht das Wasser aus dem Klärschlamm in Form von Wasserdampf 18. Das Entleeren getrockneten Klärschlamms 19 erfolgt einfach durch Ändern der Drehrichtung y in bereitgestellte Container 45.


Anspruch[de]
Verfahren zum Trocknen von in einer Kläranlage mit Belebtschlammverfahren anfallendem Klärschlamm, dadurch gekennzeichnet, dass der entwässerte Schlamm in einem Trockenmischer mit einem Luftstrom getrocknet wird, der durch Wärmetausch von Umgebungsluft mit der für das Belebungsbecken bestimmten erhitzten Druckluft erwämt wurde. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich Gebläseraumabluft zur Schlammtrocknung eingesetzt wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung in einem Betonmischer durchgeführt wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Klärschlamm durch Flügel in einer Drechrichtung gemischt und in der anderen Drechrichtung ausgetragen wird.






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