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DE102004036081B4 - New drying concept (drying plant) for sewage sludge - Google Patents

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Abstract

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.method for drying in a sewage treatment plant Sludge produced by activated sludge process, characterized that the dehydrated mud is dried in a dry mixer with a stream of air, the by heat exchange of ambient air with the for the activated sludge tank was heated to certain heated air.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

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.The The present invention relates to a method for drying in a sewage treatment plant Sludge produced by activated sludge process. Object of the invention it is that in every water treatment plant harnessed energy and thus increase sewage sludge disposal costs save up. Solved This task is done by putting the dewatered sludge in a dry mixer is dried with an air stream by heat exchange of ambient air with the for the aeration tank was heated to certain heated compressed air. Thus, the dehydrated sewage sludge even drier and contains more dry matter content.

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.In the prior art according to the documents DE 697 03 975 T2 . DE 43 31 932 A1 . DE 40 16 100 A1 . DE 195 47 062 A1 and DE 196 06 917 A1 different methods for energy recovery are described. None of these documents, however, point out that to use the heat occurring in the production of compressed air for an aeration tank for drying sewage sludge.

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.Every activated sludge treatment plant needs oxygen in the aeration tank, so that the microorganisms break down the pollutants. To pump this oxygen into the aeration tanks, each wastewater treatment plant has a blower chamber and, depending on the size of the wastewater treatment plant, several blowers. The blowers have the task to suck in the air, to compress and to promote through a line system in the aeration tank. In this process, hot air is created in the air line due to the compression and friction, for example, in a known wastewater treatment plant three blowers (28m 3 / min.), Suck in the air, compress and promote the aeration tank, it creates at least 108 ° in the air line C max. 140 ° C hot air (information depends on speed), on average 120 ° C hot air in the air line. In this approximately 120 ° C hot air line, a cross-flow heat exchanger is installed, the efficiency is at least 60%, the recovered energy is 70 ° C-75 ° C. The thus obtained 70 ° C-75 ° C hot air is passed with the blower installed through a well-insulated plastic pipe in the dry mixer (concrete mixer). In addition, the (at least 40 ° C) warm air in the fan room, which results from the operation of the blower motors, is conducted into the insulated pipe.

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.The dewatered sewage sludge is conveyed to the dry mixer after a belt filter press or chamber filter press with a screw or conveyor belt (normal concrete mixer). The dewatered sewage sludge with 20% -35% contained dry matter is conveyed into the concrete mixer (10m 3 ). The recovered 70 ° C-75 ° C hot air (winter and summer) is introduced through this above-mentioned piping system from above into the concrete mixer, during which the concrete mixer rotates in the mixing direction. The reason why the hot air is introduced from above into the concrete mixer is that the air stays in the concrete mixer for a longer time and stays in contact with the dewatered sewage sludge for a long time. The steam produced in the concrete mixer escapes upwards through the opening of the concrete mixer. So you can reach at least 10% -20% more dry matter.

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
This concrete mixer has wings inside, when it turns in the mixing direction, it mixes the sewage sludge. When he turns in the other direction, he dumps the dry matter into a container. Outstanding features of the new sludge drying process:
  • • The energy is available in all sewage treatment plants The unused energy in the sewage treatment plants can be used by this concept
  • • Low investment costs
  • • Simple procedure
  • • No additional staff
  • • The operation of the concrete mixer is simple
  • • The extraction and drying of the dewatered sewage sludge is simply low energy consumption of the mixer
  • • Emptying through the blades of the mixer is a great advantage
  • • You do not need additional buildings

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.
Disadvantages of the new drying process for sewage sludge:
  • • Large sewage treatment plants with more than 50 000 EEC may cause problems
  • • Larger systems require more space
  • • In large plants, the delivery and discharge is more complicated
  • • This concept has not yet been practiced to list other disadvantages.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:in the The following is a preferred embodiment of the invention closer to the drawing explained. Show it:

1 Gesamtdarstellung des Trockenkonzepts 1 Overall presentation of the drying concept

2 Detaildarstellung der Energiegewinnung 2 Detail of the energy production

3 Detaildarstellung der Trocknungsanlage 3 Detail of the drying plant

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 4–5. 1 . 2 and 3 show the schematic representation of the new method for drying sewage sludge. Every sewage treatment plant with activated sludge process needed in the aeration tank 8th Oxygen, so that the microorganisms can degrade the pollutants. To get this oxygen into the aeration tank 8th blow in the sewage treatment plant has a blower 6 in which, depending on the size of the system, one or more fans 10 are housed. The fans 10 suck the fresh outside air 9 They compress and press them through a pipe system 11 in the aeration tank 8th , In this compression and rubbing of the air, this heats up and it arises in the air line 11 a temperature of 108 ° C up to 140 ° C (systems are speed dependent). On average, 120 ° C hot air flows in the air line 11 , In this air line 11 becomes a cross-flow heat exchanger 7 built-in. The efficiency of the heat exchanger 7 is at least 60%. As a result, the temperature of the usable hot air 12 about 70 ° C. The usable hot air 12 comes with a controllable fan 14 or fan 14 through a sufficiently dimensioned air duct (air duct) 16 to the drum mixer (concrete mixer) 2 directed. In addition, in this air duct 16 the blowers 10 generated warm room air 15 (30 ° C-40 ° C) from the fan room 6 initiated. The dewatered sewage sludge, with a dry matter (TS) of up to 35%, is after the belt filter press or chamber filter press 1 with a screw conveyor 3 or a conveyor belt 3 in the dry mixer 2 inserted with adapted content. For this purpose is usable hot air 12 from the top into the opening of the dry mixer 2 blown. This turns the dry mixer 2 in the mixing direction x, so that the sewage sludge is mixed by wings in one direction of rotation. The warm air 12 however, it will continue to be injected continuously. By allowing the dewatered sewage sludge 17 in the heated dry mixer 2 continuously with hot air or dry air 12 is mixed, the water escapes from the sewage sludge in the form of water vapor 18 , Dumping dried sewage sludge 19 is done simply by changing the direction of rotation y in containers provided 4 - 5 ,

Claims (4)

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.A process for drying sewage sludge arising in an activated sludge treatment plant, characterized in that the dewatered sludge is dried in a dry mixer with an air stream which has been treated by heat exchange of ambient air with the heated compressed air intended for the aeration tank. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich Gebläseraumabluft zur Schlammtrocknung eingesetzt wird.Method according to claim 1, characterized in that that in addition Fan exhaust air is used for sludge drying. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung in einem Betonmischer durchgeführt wird.Method according to claim 1, characterized in that that the drying is carried out in a concrete mixer. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Klärschlamm durch Flügel in einer Drechrichtung gemischt und in der anderen Drechrichtung ausgetragen wird.Method according to claim 1, characterized in that that the sewage sludge through wings mixed in one direction and in the other direction is discharged.
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