DE102004057115A1

DE102004057115A1 - Treatment of sewage clarification sludge, to break down clumps, passes the sludge into a unit under pressure with a flow deflection for particles to beat against a wall and separate

Info

Publication number: DE102004057115A1
Application number: DE102004057115A
Authority: DE
Inventors: Frank R Kolb
Original assignee: Kolb Frank R Dr-Ing
Current assignee: Kolb Frank R Dr-Ing
Priority date: 2004-07-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2006-03-23

Abstract

To break up clumps in clarification sludge, during the treatment of sewage, the sludge suspension is fed under pressure into a unit with a flow deflection so that particles beat against a wall and clumps are broken apart. The separated particles are mixed into the sludge in an intensive hydrodynamic action to homogenize the sludge contents e.g. polymers, enzymes, extra-cellular substances and/or microorganisms. The sludge is recirculated (A) by a pump (23) within a digestion tank (22), A part flow is taken by a pump (24) to be passed into the homogenizing unit (25) to be passed (B) to a further treatment tank (26). A mixing pump (27) prevents a return to the original gel structure. After successful homogenizing, the sludge is returned to the digestion tank by the recirculation pump.

Description

Im Bereich der Umweltschutztechnik treten bei vielen Reinigungsprozessen als Schadstoffsenke organische und anorganische Schlämme auf, wie z. B. in der Abwasserreinigung. Diese Schlämme bestehen zu einem großen Teil aus einer Trägerflüssigkeit, i. a. Wasser, und organischen sowie mineralischen Partikeln. Die Partikel bei den organischen Schlämmen bestehen aus einzelnen oder Flocken von Mikroorganismen und Polymeren, wobei diese in die Gruppe der natürlichen Bio-Polymere, sogenannten Extrazellulären Substanzen (EPS), und in künstliche Polymere, die den Reinigungsprozess weitergehend unterstützen sollen, unterschieden werden können. Die anorganischen Schlämme bestehen überwiegend aus kristallinen Komplexen und Polymeren. Die Polymerenbestandteile der Schlämme besitzen aktive Eigenschaften, wodurch deren rheologische Eigenschaften und deren Entwässerbarkeit entscheidend beeinflusst werden können. Bei den organischen Schlämmen können besonders durch die Bio-Polymere zusätzlich die Stabilisierungseigenschaften verbessert und so letztendlich die Menge minimiert werden.in the Field of environmental protection technology occur in many cleaning processes as a pollutant sink organic and inorganic sludge, such as B. in wastewater treatment. These sludges are to a large extent from a carrier liquid, i. a. Water, and organic and mineral particles. The Particles in the organic sludges consist of individual or flakes of microorganisms and polymers, these being in the Group of natural Bio-polymers, called extracellular substances (EPS), and in artificial Polymers that should further support the cleaning process, can be distinguished. The inorganic sludges exist predominantly from crystalline complexes and polymers. The polymer components the mud have active properties, whereby their rheological properties and their drainability can be decisively influenced. The organic muds can be especially in addition to the organic polymers improves the stabilization properties and so ultimately the amount can be minimized.

Die Auswirkungen und Interaktionen zwischen den einzelnen Schlammbestandteilen sowie deren positive Beeinflussung durch die nachfolgend beschriebene Erfindung sollen am Beispiel der Klär-Schlämme, welche bei der Abwasserreinigung auftreten, verdeutlicht werden.The Effects and interactions between the individual mud components and their positive influence by the following Invention will be described using the example of sewage sludge, which occurs in wastewater treatment, be clarified.

In der Abwasserreinigung treten unterschiedliche Schlämme, wie z. B. Primärschlamm aus der Vorklärung, Sekundärschlamm aus der Belebung und Tertiärschlamm aus der Fällung auf. Diese Schlämme werden entweder aerob oder anaerob stabilisiert. Die anaerobe Stabilisierung (Faulung) ist ab einer Anlagengröße von 20.000 EGW die kostengünstigste Methode, so daß sie überwiegend eingesetzt wird. In diesen Anlagen wird die Umwälzung und damit eine Vergleichmäßigung des Reaktionsbehälterinhaltes durch Mischen beispielsweise mit Rührer, Gaseinpressung oder Pumpenumwälzung ermöglicht, wobei eine vollständige Durchmischung aufgrund der Größe der Reaktionsbehälter und deren geometrischer Ausbildung nicht verwirklicht werden kann. Bei diesen Anlagen wird der Stand der Technik durch Zufuhr- und Rezirkulationsleitungen gekennzeichnet, in denen die Verfahren zur Durchmischung und Umwälzung der Schlämme angewendet bzw. die Vorrichtungen dafür zwischengeschaltet werden können.In The wastewater treatment will enter different sludges, such as z. B. Primary sludge from the primary treatment, secondary sludge from the revival and tertiary mud from the precipitation on. This mud are stabilized either aerobically or anaerobically. Anaerobic stabilization (Digestion) is from a plant size of 20,000 EGW the most cost-effective Method, so that they are predominantly is used. In these plants, the upheaval and thus the homogenization of the Reaction vessel contents by mixing, for example, with a stirrer, gas injection or pump circulation, being a complete one Mixing due to the size of the reaction vessel and whose geometric design can not be realized. at These systems, the state of the art by supply and recirculation in which the methods for mixing and circulation of the sludges applied or the devices are interposed for it can.

Die unterschiedlichen Schlammarten weisen in ihrer Zusammensetzung große Unterschiede auf, so daß Schwimmschlamm einen Feststoffgehalt von kleiner 0,5 % und in der Faulung ein Mischschlamm eingesetzt wird, der etwa einen Feststoffgehalt von 6 bis 8 % aufweist. Unabhängig von ihrer absoluten Zusammensetzung setzen sich alle Schlämme aus einer Trägerflüssigkeit, in der Abwasserreinigung Wasser, Mikroorganismen, Bio-Polymeren, Polymere, organischen (Fette, Proteine usw.) und an organischen (Stickstoffverbindungen, Phosphate usw.) Schmutzstoffen sowie mineralischen Stoffen (Sand, Split usw.) zusammen. Diese Inhaltsstoffe bilden innerhalb der Trägerflüssigkeit Agglomerate aus, in denen die Mikroorganismen mit einem Teil der Bio-Polymere sich zu Flocken zusammenschließen und die anderen Substanzen in der Trägerflüssigkeit partikulär oder gelöst vorhanden sind. Die Flockenstruktur der Mikroorganismen ist heterogen, so daß die Flocken ein Knäuel von kugel- und stäbchenförmigen Einheiten bilden. Aufgrund des aeroben und/oder anaeroben biochemischen Umsetzungsprozesses entstehen Gasblasen (aerob: überwiegend Stickstoff und Sauerstoff aus der Belüftung, anaerob: überwiegend Methan und Kohlendioxid), die sich aufgrund des spezifischen Volumens zum Oberflächenverhältnis überwiegend an die stäbchenförmigen Mikroorganismen anheften und diese flotieren. Durch diesen Vorgang werden die Mikroorganismen dem aktiven Reinigungsprozeß entzogen und behindern ihn durch die entstehenden Flotatdecken (Schwimmschlamm in der Belebung und Nachklärung, Schaum in der Faulung, Blähschlamm in der Nachklärung) zusätzlich.The different types of mud have great differences in their composition on, so that scum a solids content of less than 0.5% and used in the digestion a mixed sludge which has about a solids content of 6 to 8%. Independent of their absolute composition sets all sludges out a carrier liquid, in wastewater treatment water, microorganisms, biopolymers, Polymers, organic (fats, proteins, etc.) and organic (nitrogen compounds, Phosphates, etc.) pollutants and mineral substances (sand, Split, etc.) together. These ingredients form within the carrier fluid Agglomerates in which the microorganisms with a part of Bio-polymers combine to form flakes and the other substances in the carrier liquid particulate or solved available. The flake structure of the microorganisms is heterogeneous, So that the Flakes a tangle of spherical and rod-shaped units form. Due to the aerobic and / or anaerobic biochemical reaction process gas bubbles (aerobic: predominantly Nitrogen and oxygen from aeration, anaerobic: predominantly methane and carbon dioxide), which due to the specific volume of the Surface ratio predominantly to the rod-shaped microorganisms attach and float them. Through this process, the microorganisms removed from the active cleaning process and hinder him by the resulting flotation blankets (scum in the animation and post-clarification, Foam in the digestion, bulking mud in the final clarification) additionally.

Die Probleme der Flotatdeckenbildung und dadurch die Entziehung der Mikroorganismen aus dem aktiven Reinigungsvorgang sowie die Verbesserung des gesamten Reinigungsprozeßes können durch eine Homogenisierung der Schlämme sowohl in den anaeroben als auch in den aeroben Stufen gelöst bzw. erzielt werden. Durch eine vollständige Homogenisierung wird die Oberfläche für den Stoffaustausch erhöht, die Bio-Polymere und Schmutzstoffe für die Mikroorganismen zur biologischen Umsetzung vollständig zugänglich gemacht und die stäbchenförmigen Mikroorganismen von anhaftenden Gasblasen befreit, so daß sie nicht mehr aufschwimmen können.The Problems of flotation and thereby the deprivation of the Microorganisms from the active cleaning process and the improvement of the entire cleaning process can through a homogenization of the sludge solved in both the anaerobic and in the aerobic stages or be achieved. By a complete homogenization is the surface for the Mass transfer increased, the biopolymers and contaminants for the microorganisms to biological Implementation completely accessible made and the rod-shaped microorganisms freed from adherent gas bubbles so that they do not float can.

Daß diese Wirkmechanismen erzielt werden können, wird durch Untersuchungen zur Desintegration, also der Zerstörung der Mikroorganismen bis zum Zellaufschluss, bestätigt (Verfahren und Anwendungsgebiete der mechanischen Klärschlammdesintegration, Korrespondenz Abwasser, Jhrg. 47, 4/2000, Seite 570–576; Verfahrensvergleich und Ergebnisse der mechanischen Klärschlammdesintegration, Korrespondenz Abwasser, Jhrg. 48 3/2001, Seite 393–400; Mechanische Zerkleinerung von Bläh- und Schwimmschlämmen, Wasser-Abwasser-Praxis, 3/99, Seite 25–31). Um diese Ergebnisse zu erzielen, sind jedoch Energieeinträge von mehr als 1.000 kJ/m³ zu behandelnden Schlammes notwendig. Die eingesetzten Verfahren eignen sich für eine Übertragung in den technischen Maßstab aufgrund ihrer geringen Betriebsstabilität (Hochdruckhomogenisator), ihrer hohen Wartungsintensität (Rührwerkskugelmühle) oder Kosten (Ultraschall) nur bedingt, weil sie alle auf einen vollständigen Zellaufschluss ausgelegt sind.That these mechanisms of action can be achieved, is confirmed by studies on disintegration, ie the destruction of the microorganisms to the cell disruption (methods and applications of mechanical sewage sludge disintegration, correspondence wastewater, Jhrg 47, 4/2000, page 570-576, process comparison and results the mechanical sewage sludge disintegration, Correspondence sewage, Jhrg. 48 3/2001, page 393-400; mechanical comminution of swelling and floating sludges, water-wastewater practice, 3/99, page 25-31). To achieve these results, however, energy inputs of more than 1,000 kJ / m ³ of sludge to be treated are necessary manoeuvrable. The methods used are suitable for a transmission on an industrial scale due to their low operating stability (high-pressure homogenizer), their high maintenance intensity (agitator ball mill) or costs (ultrasound) only conditionally, because they are all designed for a complete cell disruption.

Eine weitere Gruppe von mechanischen Behandlungsverfahren besitzt einen Strömungskanal ( DE 202 20 566 111 , DE 102 14 689 A1 ), der von seiner Ausbildung einer Laval-Düse nachempfunden ist. Dabei soll eine Veränderung in der Schlammsuspension durch hydrodynamische Scherfelder verursacht werden. Durch die Scherfelder sollen Scherspannungen zu einer Zerstörung der mikrobiellen Struktur genutzt und Kavitation erzeugt werden, damit die Zellwände der Mikroorganismen aufgeschlossen werden können. Eine Zerkleinerung von Mikroorganismen auf rein hydrodynamischem Wege erfordert jedoch einen relativ hohen Energieaufwand, da zur Entstehung der Kavitationsblasen eine hohe Strömungsgeschwindigkeit in einer Rohrleitungsverengung erzeugt werden muss, um aufgrund der Bernoulli-Gleichung den statischen Druck unterhalb des Dampfdruckes abzusenken. Dadurch nimmt der Druckverlust überproportional zu und die stoffbezogene Energie wird höher sowie die Durchsatzleistung geringer. Weiterhin muss berücksichtigt werden, daß die Kavitationsblasen bei ihrer Implosion ein hohes Geräuschniveau verursacht, so daß eine aufwendige und kostenintensive Lärmkapselung notwendig ist und sie nur eine geringe Eindringtiefe in die Trägerflüssigkeit aufweisen, so daß die Zerstörung der Mikroorganismen nur in geringem Umfang erfolgen kann (im technischen Maßstab 3–10 %, Mehr Gas – weniger Schlamm, Wasser-Luft-Boden, 9/2004, Seite 18/21).Another group of mechanical treatment methods has a flow channel ( DE 202 20 566 111 . DE 102 14 689 A1 ), which is modeled on his training a Laval nozzle. In this case, a change in the sludge suspension is caused by hydrodynamic shear fields. The shear fields are to use shear stresses to destroy the microbial structure and generate cavitation so that the cell walls of the microorganisms can be disrupted. However, a comminution of microorganisms purely hydrodynamic way requires a relatively high energy expenditure, since the formation of cavitation bubbles, a high flow velocity must be generated in a pipe constriction to lower due to the Bernoulli equation, the static pressure below the vapor pressure. As a result, the pressure loss increases disproportionately and the material-related energy is higher and the throughput lower. Furthermore, it must be considered that the cavitation bubbles causes a high noise level in their implosion, so that a complex and costly noise encapsulation is necessary and they have only a small penetration into the carrier liquid, so that the destruction of the microorganisms can be done only to a small extent (in technical scale 3-10%, more gas - less sludge, water-air-soil, 9/2004, page 18/21).

Eine Veränderung des Verhältnisses von speziellen Mikroorganismen-Gruppen (fädige gegenüber flockenbildenden) in der Schlammsuspension durch Scherfelder, wie in DE 101 55 161 A1 dargelegt, scheint unmöglich. Da keine ausreichenden selektiven Kenngrößen bezüglich der physikalischen Parameter von Mikroorganismen in Mischbiozönosen bekannt sind, um eine Regelung der Scherfelder in dieser Weise zu verwirklichen.A change in the ratio of specific microorganism groups (filamentous versus floc-forming) in the sludge suspension by shear fields, as in DE 101 55 161 A1 set out seems impossible. Since there are not known sufficient selective parameters with regard to the physical parameters of microorganisms in mixed biocoenoses, in order to realize a regulation of the shear fields in this way.

Ziel aller bisher entwickelten Verfahren ist es deshalb, durch die Zerstörung der Mikroorganismen den Prozess der Schlammbehandlung zur verbessern, um die organischen Inhaltsstoffe besser und schneller umzusetzen. Bisher wurden die unterschiedlichen rheologischen Eigenschaften sowie der positive Beitrag aller Mikroorganismen und Polymere für die Umsetzung der Schmutzstoffe innerhalb der Schlammbehandlung in einem nicht ausreichenden Maße berücksichtigt.aim It is therefore due to the destruction of the Microorganisms to improve the process of sludge treatment, to implement the organic ingredients better and faster. So far, the different rheological properties as well as the positive contribution of all microorganisms and polymers for the implementation the contaminants within the sludge treatment in one not adequate dimensions considered.

Die rheologischen Eigenschaften der Schlämme können je nach Feststoffgehalt in ein NEWTONsches und nicht-NEWTONsches Fließverhalten bei einem Trockensubstanz-Gehalt von etwa 0,5 % unterschieden werden (kleiner 0,5 % NEWTONsches Fließverhalten), wobei der Begriff nicht-NEWTONsches Verhalten in diesen Ausführungen weiter gefasst und alle anderen Fließeigenschaften beinhalten soll. Da Klärschlamme ab einem bestimmten Feststoffgehalt ein ausgeprägtes thixotropes Verhalten aufweisen, werden diese Mechanismen besonders berücksichtigt.The rheological properties of the sludge can vary depending on the solids content in a NEWTON and non-NEWTON flow behavior at a dry matter content of about 0.5% (less than 0.5% NEWTON's flow behavior), the term non-Newtonian behavior in these remarks broader and should include all other flow properties. Because sewage sludge from a certain solids content a pronounced thixotropic behavior These mechanisms are given special consideration.

Bei größeren Trockensubstanzgehalten von etwa 0,5 % nimmt die Viskosität mit zunehmender Scherrate (Homogenisierung) ab (Einfluß der Viskosität auf den Sauerstoffeintrag, Abschlußbericht, Max-Buchner-Stiftung, Kennziffer 2281, 11/2003). Ab einem Feststoffgehalt von etwa 2,5 % besitzen Klärschlämme thixotrope Eigenschaften, das bedeutet, daß die Schlammsuspension ohne Scherbeanspruchung wieder ihre Ausgangsstruktur und damit -viskosität zurückbildet (Rheologische Charakterisierung flüssiger Klärschlämme, Korrespondenz Abwasser, 44. Jhrg., 9/1997).at greater dry matter contents of about 0.5%, the viscosity decreases with increasing shear rate (Homogenization) (influence of viscosity on oxygenation, final report, Max Buchner Foundation, Reference number 2281, 11/2003). From a solids content of about 2.5 % have sewage sludge thixotropic Properties, that means the Sludge suspension without shear stress again their initial structure and thus viscosity regresses (Rheological characterization of liquid sewage sludge, correspondence wastewater, 44. Year, 9/1997).

Dieses rheologische Phänomen beschreibt die komplexen Wechselwirkungen zwischen Molekülen oder Partikeln für pseudoplastische Flüssigkeiten, die unter dem Einfluß von wachsenden Schubspannungen niedrigviskoser werden. Dem Verhalten liegt zumeist eine Orientierung und Entschlaufung von Fadenmolekülen (Polymeren) oder der Partikelformveränderung von suspendierten Partikeln in Fließrichtung (Schlammflocken) zugrunde. Da die unterschiedlichen Teilkomponenten der Schlämme oberflächenaktive Eigenschaften besitzen, können durch spezielle chemisch/physikalische Bindungskräfte die Verschiebbarkeit dieser Komponenten gegeneinander beeinflusst und durch Druck- und Schubkräfte zerstört werden.This rheological phenomenon describes the complex interactions between molecules or Particles for pseudoplastic fluids, those under the influence of growing shear stresses become less viscous. The behavior is mostly an orientation and de-slinging of thread molecules (polymers) or the particle shape change of suspended particles in the flow direction (mud flakes) based. Since the different sub-components of the sludge surface-active Properties can own through special chemical / physical binding forces the displaceability of these Components are influenced against each other and destroyed by pressure and shear forces.

Die Bindungskräfte bilden in der Schlammsuspension eine dreidimensionale Gerüststruktur, die aufgrund ihrer Eigenschaften auch als „Gel" bezeichnet wird. Wenn das Gel zerfällt, nimmt die Viskosität so lange ab, bis sie bei einer gegebenen konstanten Schubspannung den kleinstmöglichen Wert, den „Solzustand", erreicht hat. Die Änderung vom Gel- zum Solzustand und umgekehrt ist bei thixotropen Suspensionen beliebig oft reproduzierbar (Einführungen in die Rheologie, Gebrüder Haake GmbH, Karlsruhe, 2000). Diese Zustandsänderung kann nur durch die teilweise oder vollständige Zerstörung der Teilkomponenten unterbrochen werden, wodurch die Schlämme ihre thixotropen Eigenschaften verlieren.The binding forces form a three-dimensional framework structure in the sludge suspension, which, because of its properties, is also called "gel." When the gel breaks down, it decreases the viscosity like that long, until at a given constant shear stress the smallest possible Value that has reached "sol state." The change from gel to sol state, and vice versa, in thixotropic suspensions reproducible as often as desired (Introductions to Rheology, Haake Brothers GmbH, Karlsruhe, 2000). This state change can only by the partial or complete destruction the sub-components are interrupted, whereby the sludge their lose thixotropic properties.

Zur Veränderung der „Gelmatrix" des Schlammes kann zusätzlich auch die Kavitation eingesetzt werden. Dieses Behandlungsverfahren ist in den bisherigen Untersuchungen nicht näher betrachtet worden, da die Zielsetzung der bekannten Kavitationsverfahren immer in einer Zellzerstörung bestand. Durch den kontrollierten Einsatz der strömungsmechanischen Kavitation können jedoch die extrazellulären Substanzen (EPS) und die „synthetischen" Polymere gezielt verändert werden. Der besondere Effekt beeinflusst die aktiven Zentren der EPS und der Polymere, so daß dadurch die Gelstruktur des Schlammes aufgelöst wird. Für diese Veränderungen ist, im Gegensatz zu den obengenannten Verfahren, nur eine geringfügige Unterschreitung des Dampfdruckes notwendig. Die geringfügige, auch temporäre, Dampfdruckunterschreitung verursacht besonders kleine Kavitationsblasen (Analogie zur thermischen Verdampfung von Flüssigkeitsgemischen, Grundoperation der chemischen Verfahrenstechnik, 10. Auflage, Leipzig 1994). Die Implosion dieser Dampfblasen führt zu einer Schädigung der EPS und der Polymere, gleichzeitig werden die implosionsgeräusche wesentlich herabgesetzt. Eine aufwendige Lärmkapselung muß bei der Verwendung dieser Kavitationstechnik, die in ihren Dampfblasen-Erscheinungsbild ähnlich dem von Ultraschall-Reinigungsbädern ist, nicht erfolgen.To modify the "gel matrix" of the sludge, cavitation can be used as well The previous investigations have not been considered closer because the objective of the known cavitation always consisted in a cell destruction. Controlled use of fluidic cavitation, however, allows the extracellular substances (EPS) and the "synthetic" polymers to be selectively altered, and this effect affects the active sites of the EPS and the polymers, thereby dissolving the gel structure of the sludge In contrast to the above-mentioned methods, changes are only slightly below the vapor pressure, and the slight, even temporary, drop in vapor pressure causes particularly small cavitation bubbles (analogy to the thermal evaporation of liquid mixtures, basic operation of chemical engineering, 10th edition, Leipzig 1994). The implosion of these vapor bubbles leads to damage to the EPS and the polymers, at the same time the implosion noises are substantially reduced ld is similar to that of ultrasonic cleaning baths, not done.

In den nachfolgenden Ausführungen wird überwiegend zwischen NEWTONschem und nicht-NEWTONschem Fließverhalten unterschieden, wobei die Ausführungen für das nicht-NEWTONsche Fließverhalten ab einem Feststoffgehalt von mehr als 2,5 % auf das thixotrope Verhalten von Klärschlammen übertragen werden kann (Falls das thixotrope Verhalten im Vordergrund der Betrachtungen steht, wird dies kenntlich gemacht.) Das verbesserte Fließverhalten mit zunehmender Homogenisierung führt jedoch auch zu einer verbesserten stofflichen Umsatzrate, da alle beteiligten Komponenten verfügbar sind. Dies wird besonders bei den in den organischen Schlämmen enthaltenden Enzymen deutlich. Die Aktivität der Enzyme kann schon aufgrund von geringen mechanischen Behandlungskräften gesteigert werden (Untersuchungen auf der KA Kitzbühl, unveröffentlicht).In the following explanations becomes prevalent between NEWTONschem and non-NEWTONschem flow behavior, where the designs for the non-NEWTON flow behavior from a solids content of more than 2.5% on the thixotropic behavior transferred from sewage sludge (If the thixotropic behavior is in the foreground of the considerations this is indicated.) The improved flow behavior However, with increasing homogenization also leads to an improved material turnover rate, since all components involved are available. This is especially true for those contained in the organic sludges Enzymes clearly. The activity The enzymes can already be increased due to low mechanical treatment forces (investigations on the KA Kitzbühl, unpublished).

Weiterhin muß in einem größeren Maße als bisher berücksichtigt werden, daß besonders bei organischen Schlämmen alle Mikroorganismen und Polymere einen positiven Beitrag zur Umsetzung der Schmutzstoffe leisten, wenn eine ausreichende Stoffaustauschfläche zur Verfügung steht und diese Stoffe in der Trägerflüssigkeit gelöst gehalten werden können.Farther must be in a greater extent than before considered be that special in organic sludges all microorganisms and polymers make a positive contribution to the implementation the contaminants afford, if a sufficient mass transfer area for disposal stands and these substances in the carrier liquid solved can be kept.

Aufgabenstellung der vorliegenden Anmeldung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen, welches zu einer kostengünstigen und effizienten Auflösung der Agglomerate (Mikrobielle Flocken, Polymer-Cluster usw.) und dadurch zur Zerstörung der ursprünglichen Schlammstruktur sowie zur vollständigen Einmischung dieser Teilkomponenten in die Trägerflüssigkeit und so zu einer möglichst vollständigen Homogenisierung führt. Die Homogenisierung bildet bei organischen Schlämmen die Grundlage für eine verbesserte stoffliche Umsetzung aller Inhaltsstoffe.task The present application is a method and an apparatus to carry out to propose the method, which at a cost and efficient resolution the agglomerates (microbial flakes, polymer clusters, etc.) and thereby destroy the original Mud structure as well as the complete Interference of these sub-components in the carrier liquid and as possible to one complete homogenization leads. Homogenization forms the basis for improved organic sludge Substantive conversion of all ingredients.

Dazu wird ein Verfahren vorgeschlagen, das aus einem Druckerzeuger mit einer Behandlungseinheit und mindestens einem Zu- und/oder Ablauf sowie einer dazwischen angeordneten Vorrichtung mit unterschiedlichen funktionalen Stufen besteht. Die Durchströmung der Stufen kann beliebig erfolgen, jedoch ist es im Sinne einer möglichst vollständigen Homogenisierung der Schlammsuspension von Vorteil, wenn zuerst die Stufen zur Zerstörung der Agglomerate und anschließend die Stufen zur Einmischung der Polymere, EPS und der Mikroorganismen in die Schlammsuspension durchströmt werden.To a method is proposed which consists of a pressure generator with a treatment center and at least one inlet and / or outlet and an interposed device with different functional stages exists. The flow through the steps can be arbitrary However, it is in the sense of as complete as possible homogenization the sludge suspension of advantage, if the first steps to destroy the Agglomerates and subsequently the steps for mixing the polymers, EPS and the microorganisms in the sludge suspension flows through become.

Mindestens eine Stufe innerhalb des Verfahrens ist so ausgebildet, daß die unterschiedlichen partikulären Agglomerate zerstört und durch hydromechanisches Verwirbeln in die Trägerflüssigkeit eingemischt werden. Diese Stufe wird in den nachfolgenden Ausführungen als Desagglomerationsstufe bezeichnet. Die Zerstörung der Agglomerate in dieser Stufe erfolgt durch Umlenken der Strömung und dadurch bedingt ausschließlich durch Partikel-Partikel- bzw. Partikel-Wand-Stöße. An den Umlenkstellen des Kanals entstehen hydromechanische Abreiß- und Umlenkwirbel, die ein Einmischen der entstehenden Komponenten in die Schlammsuspension bewirken. Die Winkel innerhalb des Kanals sind an die rheologischen Bedingungen des jeweiligen Schlamms angepaßt und hängen im besonderen von dessen Viskosität ab.At least a step within the process is designed so that the different particulate agglomerates destroyed and mixed by hydromechanical vortexing in the carrier liquid. This stage is referred to in the following remarks as disagglomeration stage. The destruction the agglomerates in this stage are carried out by diverting the flow and thereby conditioned exclusively by particle-particle or particle wall shocks. At the deflection of the Channels arise hydromechanical tearing and deflection vortex, the Mix in the resulting components in the sludge suspension cause. The angles within the channel are to the rheological Conditions adapted to the particular sludge and in particular depend on its viscosity.

Die Intensität der Durchmischung in dieser Stufe wird durch die Anzahl der Umlenkstellen und den Betrieb des Druckerzeugers festgelegt. Mit steigender Anzahl der Umlenkstellen nehmen die Ablösewirbel und damit die Intensität der Durchmischung immer weiter zu. Eine homogenere Suspension wird mit steigendem Druck erzielt, da die Wirkung der Desagglomeration und Zerkleinerung durch Partikel-Partikel- und Partikel-Wand-Stöße verbessert wird.The intensity the mixing in this stage is determined by the number of deflection points and set the operation of the pressure generator. With increasing number The deflection points take the Ablösungswirbel and with it the intensity the mixing continues to grow. A more homogeneous suspension is with Increasing pressure achieved because of the effect of deagglomeration and Crushing is improved by particle-particle and particle wall shocks.

In mindestens einer weiteren Stufe wird in mindestens einem Spalt die Durchmischung der Schlammsuspension mit allen Inhaltsstoffen, im besonderen mit den Mikroorganismen, den Enzymen, den extrazellulären Substanzen und Polymeren durchgeführt. Diese Stufe wird in den nachfolgenden Ausführungen als Homogenisierungsstufe bezeichnet. Als treibende Kraft für die Durchmischung im Spalt wird die Wandschubspannung genutzt. Im Gegensatz zu anderen Verfahren wird die Behandlung des Schlammes nicht durch eine Querschnittverengung mit hohen Strömungsgeschwindigkeiten erzielt, sondern das besonders große Verhältnis von benetzter zur durchströmten Fläche eingesetzt, um dadurch die Wandschubspannungen und die Eindringtiefe in das Medium zu erhöhen. Für die Durchmischung aufgrund der Wandschubspannungen reichen bei der Durchströmung in dieser Stufe Reynoldszahlen von weniger als 80.000 aus, so daß keine vollturbulente Strömung erzielt und die Druckverluste minimiert werden können.In at least one further step, the mixing of the sludge suspension with all ingredients, in particular with the microorganisms, the enzymes, the extracellular substances and polymers is carried out in at least one gap. This stage is referred to in the following remarks as Homogenisierungsstufe. As a driving force for the mixing in the gap, the wall shear stress is used. In Ge Unlike other methods, the treatment of the sludge is not achieved by a cross-sectional constriction at high flow velocities, but the particularly large ratio of wetted to the flow area used, thereby increasing the wall shear stresses and the depth of penetration into the medium. For the mixing due to the wall shear stresses Reynolds numbers of less than 80,000 are sufficient in the flow in this stage, so that no full turbulent flow achieved and the pressure losses can be minimized.

Bei einem hohen mineralischen Anteil von mehr als 0,5 % müssen die Oberflächen gehärtet werden, damit der Kanal durch die Partikelstöße nicht zerstört wird. Besonders vorteilhaft bei diesem Verfahren ist, daß sich keine bewegten störanfälligen Teile in der Strömung befinden, sondern der Effekt alleine auf hydrodynamische Einflussgrößen zurückzuführen ist.at a high mineral content of more than 0.5% must be surfaces to be hardened, so that the channel is not destroyed by the particle collisions. Particularly advantageous in this method is that no moving fault-prone parts in the flow but the effect is due solely to hydrodynamic factors.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.advantageous Further developments of the method emerge from the dependent claims.

Eine Weiterbildung besteht aus einem mindestens zweistufigen Verfahren, das aus mindestens einer Desagglomerations- und einer Homogenisierungsstufe besteht. Die Durchströmflächen sind so ausgeführt, daß praktisch keine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit erfolgt.A Continuing education consists of an at least two-stage procedure, from at least one deagglomeration and one homogenization stage consists. The flow areas are so executed, that practical no increase the flow velocity he follows.

Wenn die Viskosität des Schlamms mindestens 5mal größer als die von Wasser ist, sollte mindestens ein Umlenkwinkel in der Desagglomerationsstufe mindestens 90° sein. Bei geringeren Viskositäten kann der Umlenkwinkel kleiner 90° gewählt werden.If the viscosity of the mud at least 5 times larger than which is of water should have at least one deflection angle in the deagglomeration stage be at least 90 °. At lower viscosities the deflection angle smaller than 90 ° can be selected.

In der Homogenisierungsstufe wird in mindestens einem Spalt die Durchmischung der Inhaltsstoffe durchgeführt. Die Durchströmfläche des Spaltes bzw. der Spalte ist so gewählt, daß bei einer Viskosität des Mediums von weniger als dem 5fachen von Wasser keine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit stattfindet, wobei das Breiten- zu Längen-Verhältnis vorteilhafterweise mindestens 1 zu 10 beträgt. Bei größerer Viskosität des Mediums kann die Anzahl der durchströmten Spalte erhöht oder die Spaltflächen in Durchströmrichtung reduziert werden, so daß der Einfluß der Wandschubspannungen für die Durchmischung gesteigert werden kann.In the homogenization step is mixed in at least one gap of the ingredients. The flow area of the Gap or the column is chosen so that at a viscosity of the medium less than 5 times water does not increase the flow velocity takes place, wherein the width to length ratio advantageously at least 1 to 10. For greater viscosity of the medium can the number of perfused Column increased or the cleavage surfaces in the flow direction be reduced so that the Influence of Wall shear stresses for the mixing can be increased.

In der Homogenisierungsstufe kann die Intensität weiter verbessert werden, indem der Spalt die Form eines Ringspaltes hat. Durch mehrere parallel beschickte Ringspalte wird bei gleicher mittlerer Durchströmgeschwindigkeit in besonders vorteilhafter Weise die Wirkung der Eindringtiefe der Wandschubspannungen auf die partikulären und gelösten Bestandteile in der Hauptmischzone erhöht.In the homogenization step, the intensity can be further improved, in that the gap has the shape of an annular gap. Through several parallel Charged annular gap is at the same average flow rate in a particularly advantageous manner, the effect of the penetration of the Wall shear stresses on the particulate and dissolved constituents in the main mixing zone elevated.

Eine Weiterbildung der Ansprüche besteht darin, daß die Schlammsuspension in der Desagglomerationsstufe 2–5mal umgelenkt wird. Die Anzahl der Umlenkstellen in dieser Stufe stellt immer einen Kompromiss zwischen den Druckverlusten durch Druck- und Reibungskräfte und der Zerstörung der Agglomerate dar. Bei einer 2–5maligen Umlenkungen werden die Druckverluste minimiert und gleichzeitig etwa 80 bis 85 % der Agglomerate behandelt.A Development of the claims is that the Sludge suspension in the disagglomeration 2-5 times diverted becomes. The number of deflection points in this stage is always a compromise between the pressure losses due to pressure and friction forces and of destruction agglomerates. At a 2-5 times deflections are The pressure losses are minimized and at the same time about 80 to 85% of the Treated agglomerates.

Durch das Breiten- zu Längen-Verhältnis von mindestens 1:10 des Spaltes in der Homogenisierungsstufe wird unabhängig von dessen tatsächlichen geometrischen Abmessungen der hydraulische Durchmesser nahezu halbiert, im Vergleich zu einer Geometrie mit identischer Durchströmfläche und einem Breiten- zu Längen-Verhältnis von etwa 1:1. Hinzu kommt, daß die Reynoldszahl und die Strömungsverluste bei gleicher Strömungsgeschwindigkeit durch den geringeren hydraulischen Durchmesser kleiner werden. Da die Strömungsgeschwindigkeit für beide Geometrien konstant ist, wird der spezifische Einfluß der Wandschubspannungen auf die Schlammsuspension bei einem Verhältnis von 1:10 wesentlich verbessert. Aus Gründen der Betriebssicherheit des Verfahrens kann das geometrische Verhältnis nicht beliebig er höht werden, da Partikel, deren Durchmesser größer als die Breite des Spaltes ist, diesen zusetzen würden.By the width to length ratio of at least 1:10 of the gap in the Homogenisierungsstufe is independent of its actual geometric dimensions of the hydraulic diameter almost halved, compared to a geometry with identical flow area and a width to length ratio of about 1: 1. In addition, the Reynolds number and flow losses at the same flow rate through the smaller hydraulic diameter become smaller. Because the flow rate for both Geometries is constant, the specific influence of wall shear stresses significantly improved on the sludge suspension at a ratio of 1:10. For reasons the reliability of the process can not the geometric relationship as he likes since particles whose diameter is larger than the width of the gap would put this.

Die Auflösung der Agglomerate von Mikroorganismen und/oder Polymeren kann auf mechanischem oder hydraulischem Wege erfolgen. In einer Weiterbildung wird die Desagglomerationsstufe durch ein hydraulisches Wirbelsystem realisiert, indem die Innenfläche eines Rohres beispielsweise mit spiralförmigen Nuten versehen sind oder das Rohr im hydraulischen Sinne eine rauhe Oberfläche besitzt, so daß die Strömung Drallimpulse erhält oder Ablösewirbel entstehen, die zur Zerstörung der Agglomerate führen. Dabei sollten die geometrischen Abmessungen so ausgeführt sein, daß aus abrasiven Gründen die Strömungsgeschwindigkeit nicht größer als 4 m/s (Grundoperationen der chemischen Verfahrenstechnik, 10. Auflage, Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1994) und aus hydraulischen Gründen die Reynoldszahl nicht größer als 80.000 sein sollten (vollturbulente Strömung führt zu den höchsten Druckverlusten).The resolution the agglomerates of microorganisms and / or polymers can on done mechanically or hydraulically. In a further education The deagglomeration stage is controlled by a hydraulic vortex system realized by the inner surface a tube, for example, provided with spiral grooves or the pipe has a rough surface in the hydraulic sense, so that the flow Twist impulses receives or detachment vertebrae come to destruction lead the agglomerates. The geometrical dimensions should be so designed that out abrasive reasons the flow velocity not bigger than 4 m / s (basic operations of chemical engineering, 10th edition, German publisher for Basic Industry, Leipzig, 1994) and for hydraulic reasons the Reynolds number not greater than Should be 80,000 (full turbulent flow leads to the highest pressure drops).

Eine Weiterbildung der Anmeldung besteht in einer Trennung zwischen der Desagglomerationsstufen und der Homogenisierungsstufen, wobei für Viskositätswerte bis etwa zum 5fachen von Wasser die Desagglomerationsstufe aus mindestens einem Vorlagebehälter mit mindestens einem Rührorgan, wie beispielsweise einem schnelllaufenden Propeller-Rührer, bestehen kann. Diese Ausführungsvariante stellt eine kostengünstige Lösung dar, da die Druckerzeuger optimal an ihre jeweilige Aufgabe angepaßt werden können und so bei gleicher Durchsatzleistung geringere elektrische Leistungen benötigt werden. Jedoch reicht der Energieeintrag durch das Rührorgan in der Desagglomerationsstufe nur zu einem Durchmischen der Suspension und zur Zerstörung von größeren Agglomeraten an den Blattflächen des Propellers aus. Deshalb wird ein zweiter Druckerzeuger für mindestens eine Homogenisierungsstufe zum Erreichen eines hohen Homogenisierungsgrades benötigt.A further development of the application consists in a separation between the deagglomeration stages and the homogenization stages, wherein for viscosity values of up to 5 times water, the deagglomeration stage can consist of at least one feed tank with at least one stirring element, such as a high-speed propeller stirrer. This execution variable Ante represents a cost-effective solution, since the pressure generator can be optimally adapted to their respective task and thus for the same throughput lower electrical power is needed. However, the energy input by the stirrer in the deagglomeration stage is sufficient only for thorough mixing of the suspension and destruction of larger agglomerates on the blade surfaces of the propeller. Therefore, a second pressure generator is needed for at least one homogenization stage to achieve a high degree of homogenization.

Eine andere Weiterbildung des Verfahrens beeinflusst den Homogenisierungsgrad der Schlammsuspension in der Weise, daß bei wechselnden hydraulischen Randbedingungen, verursacht durch variierende Volumenströme, der Homogenisierungsgrad nahezu konstant bleibt. Dies wird dadurch erreicht, daß mindestens eine der beiden Teilflächen (Innenteil, Außenteil) von mindestens einer der Stufen beweglich gelagert wird. Dadurch kann die Durchströmfläche automatisch über den Strömungsdruck variiert und bei steigendem Volumenstrom vergrößert bzw. bei fallenden Volumenströmen verkleinert werden.A Another development of the method influences the degree of homogenization the sludge suspension in such a way that with changing hydraulic Boundary conditions, caused by varying volume flows, the Degree of homogenization remains almost constant. This is achieved by that at least one of the two partial surfaces (Inner part, outer part) is movably supported by at least one of the stages. This can the flow area automatically via the flow pressure varies and increases with increasing volume flow or decreases with decreasing volume flows become.

Um keinen zusätzlichen Strömungsdruck für das Verstellen der Durchströmflächen zu benötigen, kann in einer Weiterbildung des Verfahrens die Verstellung der Teilflächen der jeweiligen Stufen auch durch einen getrennten Antrieb erfolgen, der rein mechanisch, elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch wirkt. Die Kenngröße zur Positionierung der Teilflächen kann beispielsweise der Volumehstrom oder der Feststoffgehalt der Schlammsuspension sein.Around no additional flow pressure for the Adjusting the flow areas too need, can in an embodiment of the method, the adjustment of the faces of the respective stages also take place by a separate drive, which acts purely mechanically, electrically, hydraulically or pneumatically. The parameter for positioning of the partial surfaces For example, the volume flow or the solids content of Be sludge suspension.

Wird bei der Vorrichtung der Kanal einer Stufe nicht linear, sondern konzentrisch zur Zufuhröffnung ausgebildet, kann eine besonders kompakte Einheit aufgebaut oder bei gleichen Abmessungen der linearen und konzentrischen Einheit, die letztere mit höheren Durchsatzleistungen betrieben werden. Dann ist es für die Weiterbildung des Verfahrens von besonderem hydraulischen als auch fertigungstechnischen Vorteil wenn die weitere Stufe als Ringspalt ausgebildet wird.Becomes in the device, the channel of a stage is not linear but concentric with the feed opening formed, a particularly compact unit can be constructed or with the same dimensions of the linear and concentric unit, the latter with higher ones Throughput services are operated. Then it is for further education the process of particular hydraulic as well as manufacturing technology Advantage if the further stage is formed as an annular gap.

Für die Einmischung von Polymeren und Mikroorganismen in die Schlammsuspension bietet der Ringspalt als Homogenisierungsstufe gegenüber anderen Geometrien, im besonderen gegenüber einer Verengung des Kanals, den Vorteil, den äquivalenten hydraulischen Durchmesser nahezu zu halbieren. Dadurch können in dieser Weiterbildung die Einflüsse der Wandschubspannungen verbessert werden. Dieser Effekt kann durch die Parallelschaltung von mehreren Ringspalten vorteilhafterweise erhöht werden.For the interference of polymers and microorganisms in the sludge suspension the annular gap as a homogenization step compared to other geometries, in special opposite a narrowing of the channel, the advantage, the equivalent hydraulic diameter almost halve. Thereby can in this development, the influences of the wall shear stresses be improved. This effect can be achieved by the parallel connection advantageously be increased by several annular gaps.

Die bisher dargelegten Verfahren hatten nicht unmittelbar eine Erhöhung der mittleren Geschwindigkeit innerhalb des Verfahrens bzw. durch die Vorrichtung zum Ziel. In dieser Weiterbildung des Verfahrens wird die mittlere Strömungsgeschwindigkeit gezielt angehoben, um den Einfluß der Wandschubspannungen zu erhöhen und die Homogenisierung der Schlammsuspension zu verbessern. Dazu wird der Querschnitt des Ringspaltes der Homogenisierungsstufe verkleinert, so daß sich zumindest eine Verdopplung der Geschwindigkeit ergibt. Die Erhöhung der Wandschubspannungen kann besonders für Schlämme mit hohen Feststoffgehalten von beispielsweise mehr als 4 % eingesetzt werden.The The procedures outlined so far did not directly increase the mean speed within the process or by the Device to the target. In this development of the method will the mean flow velocity specifically raised to the influence of wall shear stresses increase and to improve the homogenization of the sludge suspension. This will be the cross-section of the annular gap of the homogenization stage is reduced, so that at least doubles the speed. The increase in Wall shear stresses can be especially useful for sludges with high solids contents of more than 4%, for example.

Während des Durchströmens der Vorrichtung wird ein Druck auf die Schlammsuspension ausgeübt. Dieser Strömungsdruck kann für ein Erhöhung der Homogenisierung eingesetzt werden, wenn in einer eigenen Zone, die nach oder innerhalb der jeweiligen Stufe angeordnet sein kann, eine Entspannung stattfinden kann. In dieser Weiterbildung wird die Entspannungszone vorzugsweise am Ende der Homogenisierungsstufe verwirklicht. Dazu wird der Strömungsquerschnitt nach der Homogenisierungsstufe plötzlich und ohne Übergang erweitert. In diesem erweiterten Bereich findet durch die Druckentspannung eine zusätzliche Durchmischung der Suspension statt.During the flows through The device is subjected to a pressure on the sludge suspension. This flow pressure can for an increase in Homogenization can be used when in a separate zone, the can be arranged after or within the respective stage, a Relaxation can take place. In this development, the relaxation zone preferably realized at the end of the homogenization step. To becomes the flow area after the homogenization stage suddenly and without transition extended. In this extended area, the pressure release creates a additional Mixing the suspension instead.

Von entscheidender Bedeutung für die Homogenisierung einer Suspension sind deren rheologische Eigenschaften, im besonderen die Viskosität und das Fließver halten unter Krafteinfluß. Je höher die Viskosität ist, desto intensiver muss die Zerstörung der Agglomerate und deren Einmischung in die Trägerflüssigkeit erfolgen. Bei Schlammsuspension beispielsweise in der Abwasserreinigung nimmt die Viskosität mit steigendem Feststoffgehalt zu, so daß über einem Feststoffgehalt von etwa 2,5 % TS sich die Viskosität mehr als verfünffacht hat. Um bei diesen Suspensionen vergleichbare Homogenisierungsgrade zu erzielen, wie bei Schlämmen niedriger Viskosität, muß das Verfahren mindestens zweimal auf die Suspension angewendet werden.From crucial for the homogenization of a suspension are its rheological properties, in particular the viscosity and keep the flow behavior under the influence of force. The higher the viscosity is, the more intense the destruction of the agglomerates and their Interference in the carrier liquid respectively. For sludge suspension, for example in wastewater treatment takes the viscosity with increasing solids content, so that over a solids content of about 2.5% ts the viscosity more than quintupled Has. To comparable homogenization degrees in these suspensions to achieve, as with muds low viscosity, that must be Procedure should be applied at least twice to the suspension.

Durch die intramolekularen Kräfte der Polymere und/oder Mikroorganismen besitzt ein großer Teil dieser Schlammsuspensionen ein nicht-NEWTONsches Fließverhalten. Die Zähigkeitskräfte sind bei diesem Fließverhalten überwiegend zu Beginn (Ausnahme z. B. rheopektisches Verhalten, tritt bei Schlammsuspension in den genannten Bereichen jedoch nicht auf) einer Behandlung sehr groß, so daß das Verfahren ebenfalls mindestens zweimal auf die Schlammsuspension angewendet werden, um eine ausreichende Homogenisierung erzielen zu können.By the intramolecular forces Of the polymers and / or microorganisms has a large part These sludge suspensions have a non-Newtonian flow behavior. The toughness forces are at this flow behavior predominantly at the beginning (exception eg rheopectic behavior, occurs with sludge suspension in the areas mentioned, but not on) a treatment very much large, so that Also apply at least twice to the sludge suspension be applied to achieve sufficient homogenization to be able to.

Mit zunehmendem Feststoffgehalt werden die intramolekularen Kräfte größer, so daß sich das nicht-NEWTONschen Fließverhalten dahingehend ausprägt, daß die Suspension ein thixotropes Verhalten aufweist. Um das thixotrope Verhalten durch die Anwendung der Weiterbildung des Verfahrens so lange wie möglich zu unterbinden, muss das Verfahren mehrfach auf die Suspension, besonders vorteilhaftweiser etwa 5mal, angewendet werden.With increasing solids content, the intramolecular forces become larger, so that the non-NEWTON flow behavior is characterized in that the suspension has a thixotropic behavior. In order to prevent the thixotropic behavior as long as possible by applying the further development of the method, the method must be applied several times to the suspension, particularly advantageously about 5 times.

Wenn das Verfahren zur Homogenisierung mehrfach auf die Suspension angewendet worden ist, so bildet sich die ursprüngliche Viskosität und dadurch verbunden die Gelstruktur der Suspension mit zunehmender Ruhezeit wieder zurück. Diese Rückbildung kann kostengünstig dadurch weitgehend verhindert werden, indem der Homogenisierungseinheit ein Mischbehälter nachgeschaltet wird. Durch das Umrühren der Suspension mit einem Mischorgan in dem Mischbehälter, wobei das Mischorgan einen wesentlich geringeren Energieeintrag als die vorgeschaltete Homogenisierungseinheit besitzt, wird verhindert, daß sich die Gelstruktur wieder vollständig regenerieren kann.If the method for homogenization applied several times to the suspension has been formed, then the original viscosity and thereby connected the gel structure of the suspension with increasing rest period back again. This regression can be inexpensive thereby largely prevented by the homogenization unit mixing tank is followed. By stirring the suspension with a Mixing element in the mixing container, wherein the mixing element a much lower energy input as the upstream homogenization unit possesses, it is prevented that yourself fully regenerate the gel structure can.

Eine weitere Möglichkeit zur zusätzlichen Beseitigung des thixotropen Verhaltens der Schlammsuspension besteht darin, die Gelstruktur durch die Behandlung zu zerstören. Die Grundlage für die Gelstruktur bilden die Polymere und die EPS in den Schlämmen. Dazu wird die Kavitation, wie in der Weiterbildung des Verfahrens dargelegt, nur so weit gesteigert, daß die Polymere und die EPS durch die Druckspitzen während des Zerfalls der Dampfblasen zerstört werden. Die Energiedichte ist bei diesem Verfahrensschritt nicht so hoch, als wenn die Mikroorganismen aufgespaltet werden, da nur die Makromoleküle in der Schlammsuspension zerstört werden müssen, um eine dauerhafte Schädigung der Gelstruktur zu erzielen.A another possibility for additional elimination the thixotropic behavior of the sludge suspension is to destroy the gel structure through the treatment. The basis for the gel structure form polymers and EPS in slurries. For this, the cavitation, as set out in the further development of the method, only increased so far that the Polymers and the EPS by the pressure peaks during the decomposition of the vapor bubbles destroyed become. The energy density is not in this process step as high as when the microorganisms are split, as only the macromolecules destroyed in the mud suspension Need to become, for permanent damage to achieve the gel structure.

Da die zu behandelnden Schlammsuspensionen wechselnde Feststoffkonzentration aufweisen können, ist es notwendig, den Druckerzeuger zu regeln, um eine gleich gute Homogenisierung durch das Verfahren zu erzielen. Zur Regelung des Druckerzeugers eigenen sich im besonderen Maße der Volumenstrom und der Druck, wobei in den Weiterbildungen des Verfahrens sowohl der Eingangs- und Ausgangsdruck als auch der Differenzdruck als Regelgröße Verwendung finden können.There the sludge suspensions to be treated changing solid concentration can have it is necessary to regulate the pressure generator to an equally good one Homogenization achieved by the process. To regulate the Pressure generator are particularly suitable for the volume flow and the In the further developments of the method, both the input and output pressure and outlet pressure as well as the differential pressure as a controlled variable use can find.

Ein großer Teil der Schlamminhaltsstoffe besitzt oberflächenaktive Eigenschaften. Diese Eigenschaften sind durch aktive Zentren in der Molekularstruktur sowohl der Polymere als auch der Mikroorganismen gekennzeichnet. Durch, die Bildung von Agglomeraten gehen Teile der aktiven Zentren und der notwendigen Stoffaustauschfläche, besonders der Mikroorganismen verloren, so daß die Reaktivität der Inhaltsstoffe nicht vollständig ausgeschöpft wird. Diese Kenntnisse über die inneren Strukturen führen zu einer Weiterbildung des Verfahrens, bei dem nur ein Teil der gesamten Schlammsuspension behandelt wird. Durch die Homogenisierung werden somit die aktiven Zentren wieder fast vollständig freigelegt und die Stoffaustauschfläche vergrößert, so daß bei einer Mischung mit unbehandeltem Schlamm die Reaktivität des gesamten Mischschlamms positiv beeinflußt werden können. Diese Weiterbildung des Verfahrens stellt somit eine besonders kostengünstige Lösung dar, gerade bei der Behandlung von großen Schlamm-Mengen.One greater Part of the sludge ingredients has surface active properties. These Properties are through active centers in the molecular structure characterized both the polymers and the microorganisms. Through, the formation of agglomerates go through parts of the active sites and the necessary mass transfer area, especially the microorganisms lost, so that the Reactivity the ingredients are not complete exhausted becomes. This knowledge about lead the internal structures to a development of the procedure, in which only a part of the treated whole sludge suspension. By homogenization Thus, the active centers are again almost completely exposed and the mass transfer area enlarged, so that at a mixture with untreated sludge the reactivity of the whole Mixed sludge can be positively influenced can. This development of the method thus represents a particularly cost-effective solution especially in the treatment of large amounts of mud.

Für den Einsatz der Vorrichtung innerhalb des Verfahrens ist die Wirkung der einzelnen Stufen und die Betriebsstabilität von großer Bedeutung. Um die Betriebsstabilität zu Erhöhen ist die Vorrichtung mindestens zweistufig aufgebaut, um in der ersten Stufe eine Zerstörung der Agglomerate durchzuführen. Dadurch wird die Struktur der Schlammsuspension feiner und der mittlere Partikeldurchmesser kleiner. In einer weiteren Stufe wird nun durch Wandschubspannungen eine weitergehende Einmischung und Homogenisierung sowie eine Verbesserung der Fließeigenschaften erzielt.For use The device within the method is the effect of the individual Stages and operational stability of great Importance. To increase the operational stability the device is at least constructed in two stages to destroy the first stage To perform agglomerates. As a result, the structure of the sludge suspension becomes finer and the middle one Particle diameter smaller. In another stage is now through Wall shear stresses a further interference and homogenization and improved flow properties achieved.

Durch die Anordnung der Desagglomeration vor der Homogenisierung wird die Gefahr einer Verstopfung der Vorrichtung durch Schlamminhaltsstoffe minimiert und die Betriebsstabilität erhöht.By the arrangement of deagglomeration before homogenization becomes minimizes the risk of clogging of the device by sludge ingredients and the operational stability elevated.

Durch den Winkel in den Zu- und/oder Abfuhrkanal erfolgt eine Umlenkung der Schlammsuspension, die Richtungsveränderung führt zu einem Aufprall der Agglomerate an den umgebenden Kanalwänden. Eine einfache und kostengünstige Ausgestaltung des Kanals kann beispielsweise durch ein Rohr erfolgen, wobei der Rohrquerschnitt beliebig gewählt werden kann (z. B. Quadrat, Rechteck, Kreis, Polygon). Die Form des Rohres muß so ausgeführt werden, daß sich die Strömungsrichtung der Schlammsuspension andauernd ändert. Durch diese Änderung wird ein Drallimpuls in der Strömung induziert, so daß die Agglomerate gegen die Wände des Rohres prallen.By the angle in the supply and / or discharge channel is a deflection the sludge suspension, the change in direction leads to an impact of the agglomerates on the surrounding canal walls. A simple and inexpensive Design of the channel can be done for example by a pipe, whereby the pipe cross-section can be chosen arbitrarily (eg square, Rectangle, circle, polygon). The shape of the pipe must be made that yourself the flow direction the sludge suspension is constantly changing. By this change becomes a swirl impulse in the flow induced so that the Agglomerates against the walls of the tube bounce.

Die einfachste Ausführung damit eine dauernde Richtungsänderung der Schlammsuspension verursacht wird, besteht in einer spiralförmigen Ausgestaltung des Rohres. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht in einer zick-zack-förmigen Form.The simplest version thus a permanent change of direction caused the sludge suspension, consists in a spiral-shaped configuration of the pipe. A further advantageous embodiment consists in a zig-zag Shape.

Eine weitere Maßnahme zur Zerstörung der Agglomerate kann durch eine Veränderung der inneren Oberfläche des Strömungskanals erfolgen. Dazu wird in einer Weiterbildung die Rohrinnenwand so gestaltet, daß sich während der Durchströmung mit der Schlammsuspension Ablösewirbel bilden. Die Wirbel können beispielsweise durch spiralförmig-verlaufende Nuten in oder durch aufgesetzte Schweißperlen auf der Innenwand hervorgerufen werden. Durch die Wirbel werden die Agglomerate auf hydraulischem Wege zerstört und die Schlammsuspension vorgemischt.Another measure to destroy the agglomerates can be done by changing the inner surface of the flow channel. For this purpose, the pipe inner wall is designed in such a way that form during the flow with the sludge suspension separation vortices. The vortices may be caused, for example, by spiraling grooves in or by attached beads of sweat on the inner wall. By the Vortexes are the agglomerates destroyed by hydraulic means and premixed the sludge suspension.

Wenn die Umlenkwinkel in der Desagglomerationsstufe je nach Viskosität und Feststoffgehalt der Schlammsuspension zu klein bemessen sind, kann sich die Stufe zusetzen und die Homogenisierung be- bzw. verhindern. Deshalb sollten die Winkel beispielsweise bei hohen Viskositäten von Umlenkung zu Umlenkung verkleinert werden, so daß bei einem großen Umlenkwinkel ein Teil der Agglomerate aufgebrochen und die Viskosität abgesenkt werden kann. In den nachfolgenden Umlenkstellen werden die Winkel immer kleiner, so daß die Agglomerate nach und nach zerstört werden, die Viskosität gesenkt wird und die Einmischung in die Trägerflüssigkeit erfolgt. Durch diese Vorgehensweise wird die Betriebsstabilität erhöht und ein Zusetzen dieser Stufe verhindert. Diese Vorgehensweise zeigt. besonders deutlich, warum die Homogenisierung in mindestens zwei Stufen erfolgen sollte, damit in der Homogenisierungsstufe bereits eine teilhomogenisierte Suspension vorliegt und es in dieser nicht zum Zusetzen durch die Schlammpartikel kommen kann.If the deflection angle in the deagglomeration depending on the viscosity and solids content of Sludge suspension are too small, the step can enforce and prevent or prevent the homogenization. That's why the Angle, for example, at high viscosities of deflection to diversion be reduced so that at a huge Deflection angle broken up part of the agglomerates and lowered the viscosity can be. In the following deflection points, the angles getting smaller, so that the Gradually destroyed agglomerates be, the viscosity is lowered and the interference takes place in the carrier liquid. Through this The procedure stability is increased and clogging this Stage prevented. This procedure shows. especially clear, why the homogenization should take place in at least two stages, thus already partially homogenized in the homogenization stage Suspension is present and it is not clogged by the Mud particles can come.

Bei geringen Viskositäten, ähnlich denen von Wasser, können die Schlamminhaltsstoffe bei großen Umlenkwinkeln den Strombahnen folgen und so eine Zerstörung der Agglomerate nicht in ausreichendem Maße erfolgen. Bei einer Weiterbildung der Vorrichtung wird bei geringen Viskositäten deshalb in der Stufe zur Zerstörung der Agglomerate ein Winkel zwischen den Umlenkstellen in einem Bereich von 80 bis 110°, besonders vorteilhaft von 90° gewählt. Durch diesen Winkel wird die Suspension direkt auf eine Wand an der Umlenkstelle gedrückt und die Agglomerate durch Wand-Partikel- und zusätzlich durch Partikel-Partikel-Stöße zerstört. Gleichzeitig erfolgt durch die Wirbelablösungen eine gute Einmischung der zerstörten Agglomerate in die Trägerflüssigkeit.at low viscosities, similar to those from water, can the sludge ingredients at large deflection angles the current paths follow and so a destruction the agglomerates are not sufficiently carried out. In a further education the device is therefore at low viscosities in the destruction the agglomerates an angle between the deflection points in a range from 80 to 110 °, particularly advantageous chosen by 90 °. Through this Angle, the suspension is directly on a wall at the deflection point depressed and the agglomerates destroyed by wall-particle and additionally by particle-particle shocks. simultaneously done by the vortex shedding a good interference of the destroyed ones Agglomerates in the carrier liquid.

Bei nicht-NEWTONschem Fließverhalten und/oder thixotropen Verhalten wird die Fließfähigkeit einer Suspension mit zunehmender mechanischer Beanspruchung erhöht und die Viskosität abgesenkt. Da der Kraftaufwand und damit der Druckverlust überproportional zur Beanspruchungsstärke der Suspension zunimmt, werden bei dieser Weiterbildung der Vorrichtung die Umlenkwinkel in der Desagglomerationsstufe sukzessive verkleinert. Dadurch wird mit möglichst geringem Kraftaufwand eine Vorverflüssigung der Suspension erzielt und diese Vorverflüssigung bei etwa gleichbleibendem Druckverlust bei der nächsten Umlenkung weiter gesteigert. Zeitgleich erfolgt mit der Zunahme der Verflüssigung die Zerstörung der Schlammagglomerate an den Prallflächen der jeweiligen Umlenkstellen.at non-NEWTON flow behavior and / or Thixotropic behavior is associated with the fluidity of a suspension Increasing mechanical stress increases and the viscosity is lowered. Since the force and thus the pressure loss disproportionately to the strength of the Suspension increases in this development of the device the deflection angle in the disagglomeration step successively reduced. This will help with as possible low power achieved a pre-liquefaction of the suspension and this pre-liquefaction further increased at about the same pressure loss at the next deflection. At the same time, with the increase in liquefaction, the destruction of the Sludge agglomerates at the baffles of the respective deflection points.

Bei Schlämmen mit niedriger Viskosität und Feststoffkonzentrationen wie beispielsweise Schwimmschlamm, ist es für die Effektivität der Homogenisierung von besonderer Bedeutung, in einem hydraulisch optimalen Bereich zu arbeiten. Dieser Bereich kann von außen regelbar verändert oder selbsttätig verändert werden. In einer Weiterbildung der Vorrichtung ist mindestens eine Stufe zweigeteilt, mit einem Innen- und Außenteil, ausgeführt, wobei mindestens ein Teil der Stufe als Druckplatte fungiert. Durch den Strömungsdruck der zugeführten Schlammsuspension wird der Abstand zwischen den beiden Teilen der Stufen selbsttätig eingestellt und so nahezu immer optimale hydraulische Randbedingungen für die Homogenisierung geschaffen.at whitewash with low viscosity and solids concentrations such as scum, is it for the effectiveness the homogenization of particular importance, in a hydraulic optimal area to work. This area can be controlled from the outside changed or automatically changed become. In a development of the device is at least one Step divided in two, with an inner and outer part, running at least a part of the step acts as a pressure plate. By the flow pressure the fed sludge suspension the distance between the two parts of the steps is set automatically and thus almost always optimal hydraulic boundary conditions for the homogenization created.

Für den Aufbau einer kompakten Behandlungseinheit und zur Minimierung von Druckverlusten während des Durchströmens der Vorrichtung eignen sich radialsymmetrische Systeme besser als lineare. Aus diesem Grund wird in einer Weiterbildung die Schlammsuspension der Vorrichtung zentrisch zugeführt und bereitet sich konzentrisch um diese Zufuhrstelle innerhalb der Vorrichtung aus. Der Übergang zwischen den einzelnen Stufen kann aufgrund des radialsymmetrischen Aufbaus nahtlos erfolgen. Durch diesen Aufbau der Vorrichtung ist es möglich, besonders hohe Energiedichten bei kleinen geometrischen Abmessungen zu erreichen.For the construction a compact treatment unit and to minimize pressure losses during the it flows through the device are radially symmetric systems better than linear. For this reason, in a further development, the sludge suspension centrically fed to the device and prepares concentrically for this feed point within the Device off. The transition between The individual stages can be due to the radially symmetrical structure done seamlessly. By this construction of the device, it is possible, especially achieve high energy densities with small geometrical dimensions.

Eine besonders kompakte Einheit entsteht, wenn die beiden funktionalen Stufen in einer Stufe realisiert werden. Dies kann dadurch erzielt werden, indem die Stufe aus einem Außen- und Innenteil besteht, wobei das Innenteil aus einem Block besteht, der vorteilhafterweise zentrisch im Außenteil angeordnet ist. Die Form des Blockes ist so gestaltet, daß eine Aufteilung und Umlenkung der Schlammsuspension innerhalb der Zuführung entsteht und anschließend beispielsweise ein Ringspalt gebildet wird, indem durch die Wandschubspannungen eine Einmischung und Homogenisierung der Schlammsuspension erfolgt.A particularly compact unit arises when the two functional Steps are realized in one step. This can be achieved be made by the step consists of an outer and inner part, wherein the inner part consists of a block, which advantageously centric in the outer part is arranged. The shape of the block is designed so that a division and deflection of the sludge suspension within the feeder arises and subsequently For example, an annular gap is formed by the wall shear stresses an interference and homogenization of the sludge suspension takes place.

Neben der Effizienz einer Vorrichtung für ihren speziellen Anwendungsfall liegt ebenfalls ein besonderes Augenmerk auf deren kostengünstiger Herstellung. Im Bereich der Stahl- und Edelstahlherstellung werden unterschiedliche geometrische Formen von Vollmaterialien und Rohren mit unterschiedlichen Marktpreisen produziert. Wenn beispielsweise zwei gleiche Formen eines Rohres (als Außenhülle) und eines Vollmaterials (als Kern) so miteinander verbunden werden, daß zwischen ihnen ein Spalt entsteht, kann diese Konstruktion als Homogenisierungsstufe eingesetzt werden. Der wesentliche Vorteil dieses Aufbaus ist, daß kein spanendes und damit teures Überarbeiten notwendig sind. Je nach Marktpreis könnten dafür unterschiedliche Geometrien eingesetzt werden, die in der Kombination Außenhülle und Kern ähnliche hydraulische Eigenschaften aufweisen.In addition to the efficiency of a device for their particular application is also a special attention to their cost-effective production. In the area of steel and stainless steel production, different geometric shapes of solid materials and tubes are produced at different market prices. For example, if two equal shapes of a pipe (as outer shell) and a solid material (as a core) are joined together to form a gap between them, this construction can be used as a homogenizing step. The main advantage of this structure is that no cutting and thus expensive revisions are necessary. Depending on the market price, different geometries could be used for this which have similar hydraulic properties in the combination outer shell and core sen.

Besonders bei hohen Feststoffgehalten von etwa 4 % muß in besonderem Maße auf die Betriebssicherheit einer Vorrichtung geachtet werden. Zu diesem Zweck sind in einer Weiterbildung der Vorrichtung die Stufen aus einem Innen- und Außenteil aufgebaut, von denen mindestens ein Teil beweglich gelagert und als Druckplatte ausgeführt ist. Bei einem erhöhtem Druckaufbau in der Vorrichtung, der auf ein Zusetzen der Kanäle hindeutet, kann sich mindestens dieser Teil der Stufen verschieben. Dadurch werden die Strömungsquerschnitte erhöht und das beginnende Zusetzen der Kanäle wieder rückgängig gemacht werden. Um diesen Selbstreinigungsmechanismus der Vorrichtung technisch umzusetzen, sollte die Geometrie der Homogenisierungsstufe trapezförmig ausgebildet sein, wobei die Aufweitung des Trapezes in Strömungsrichtung erfolgt. Um die Druckverluste gering zu halten, werden die Durchströmquerschnitte konstant gehalten, wobei aufgrund des trapezförmigen Längsschnittes der Hauptmischzone der äquivalente hydraulische Durchmesser immer kleiner und damit der Einfluß der Wandschubspannungen sowie der Grad der Homogenisierung immer größer werden.Especially at high solids contents of about 4% must be particularly on the Operational safety of a device to be respected. To this Purpose are in a development of the device, the stages an inner and outer part constructed, of which at least a part movably mounted and executed as a printing plate is. At an elevated level Pressure build-up in the device, indicating clogging of the channels, At least this part of the steps may shift. This will be the flow cross sections elevated and the incipient clogging of the channels are undone. To this Self-cleaning mechanism of the device technically implement, should the geometry of the Homogenisierungsstufe be trapezoidal, wherein the expansion of the trapezium in the flow direction takes place. To the pressure losses keep the flow cross sections constant, being due to the trapezoidal longitudinal section the main mixing zone of the equivalent Hydraulic diameter smaller and smaller and thus the influence of wall shear stresses as well as the degree of homogenization get bigger and bigger.

Um den zusätzlichen Druckverlust zur selbsttätigen Einstellung der beweglichen Druckplatte zu umgehen, kann diese durch eine von außen angelegte Krafteinleitung verstellt werden. Zur Regelung der Druckplattenstellung können als Kenngröße der Volumenstrom und/oder die Feststoffkonzentration und/oder die Viskosität abgefragt und verwendet werden.Around the additional Pressure loss to the automatic Setting the movable pressure plate to work around this can be done by one from the outside applied force introduction to be adjusted. For regulating the pressure plate position can as a parameter of the volume flow and / or the solids concentration and / or the viscosity queried and used.

Eine weitere Erhöhung der Wandschubspannungen kann durch eine Segmentierung der Homogenisierungsstufe erzielt werden.A further increase The wall shear stresses can be achieved by segmenting the homogenization stage be achieved.

In besonders vorteilhafter Weise zur vollen Durchmischung der Schlammsuspension können die Segmente der Homogenisierungsstufe weiter zu Düsen ausgebildet werden. Diese Weiterbildung des Verfahrens eignet sich in besonders vorteilhafterweise für Schlammsuspensionen mit hohen Feststoffgehalten und einem geringen Partikelgrößenspektrum.In particularly advantageous manner for full mixing of the sludge suspension can the segments of the Homogenisierungsstufe further formed to nozzles become. This development of the method is particularly suitable advantageously for Sludge suspensions with high solids contents and a low Particle size spectrum.

Werden die Segmente so ausgebildet, daß der Dampfdruck der Trägerflüssigkeit unterschritten wird, kann zusätzlich zu den hydrodynamischen Mischungskräften die Kavitation als Mischungskraft genutzt werden.Become the segments are formed so that the Vapor pressure of the carrier liquid can be undershot, in addition cavitation as a mixing force to the hydrodynamic mixing forces be used.

Um die Homogenisierung weiter zu steigern, wird in einer Weiterbildung der Vorrichtung die Durchströmfläche der Homogenisierungsstufe in mindestens eine weitere Zone unterteilt. In dieser Zone findet eine Querschnitterweiterung statt, so daß die zuvor aufgebrachten Druckkräfte schlagartig von den Agglomeraten in der Trägerflüssigkeit entfernt werden. Durch diese Entspannung werden in dem erweiternden Querschnitt Verwirbelungen induziert, die eine Verbesserung der Homogenisierung bewirken.Around The homogenization will be further enhanced in a further education the device the flow area of the Homogenization stage divided into at least one other zone. In this zone, a cross-sectional extension takes place, so that the previously applied pressure forces are abruptly removed from the agglomerates in the carrier liquid. By this relaxation will be in the widening cross-section turbulence induced, which cause an improvement of the homogenization.

Bei hohen Viskositäten und/oder thixotropem Verhalten der Schlammsuspension ist eine alleinige Entspannung der Druckkräfte in einem erweiterten Querschnitt nicht ausreichend. Deshalb wird in einer Weiterbildung der Vorrichtung am Austritt der ersten Zone der Homogenisierungsstufe der Dampfdruck unterschritten und durch die Querschnittserweiterung ein Mischraum erzielt, in dem die Implosion der Dampfblasen gezielt zur Homogenisierung eingesetzt werden kann.at high viscosities and / or thixotropic behavior of the sludge suspension is a sole relaxation the pressure forces insufficient in an extended cross section. That's why in a further development of the device at the outlet of the first zone the homogenization stage of the vapor pressure falls below and through the cross-sectional widening achieved a mixing space in which the implosion the steam bubbles can be used specifically for homogenization.

Werden die Feststoffgehalte in einer Schlammsuspension weiter gesteigert, beispielsweise durch eine vorgeschaltete Entwässerung, so kann die Anwendung einer Vorrichtung zur Homogenisierung nicht mehr ausreichen, um einen hohen Homogenisierungsgrad zu erzielen. In diesem Fall können zwei oder mehr der Homogenisierungseinheiten jeweils mit einem Druckerzeuger zur einer seriell betriebenen Einheit verschaltet werden. Durch die wiederholte Behandlung werden praktisch alle Agglomerate zerstört und eine weitgehende Homogänisierung erzielt.Become the solids contents in a sludge suspension further increased, for example, by an upstream drainage, so the application a device for homogenization is no longer sufficient to to achieve a high degree of homogenization. In this case, two or more of the homogenizing units each with a pressure generator be interconnected to a serially operated unit. By The repeated treatment will destroy virtually all agglomerates and one achieved extensive homogranization.

Wird die Vorrichtung in einem Konzept zur Schlammbehandlung eingebunden, so ist die Einbindung der Behandlungseinheit notwendig. Eine besonders einfache und kostengünstige Möglichkeit ist gegeben, wenn die Behandlungseinheit mit Flanschverbindungen versehen ist, so daß sie in einem vorhandene Rohrleitung eingebunden werden kann.Becomes the device is incorporated in a sludge treatment concept, so the integration of the treatment unit is necessary. A special simple and inexpensive possibility is given if the treatment unit with flange connections is provided so that they can be integrated in an existing pipeline.

Durch das angewendete Verfahren entstehen Druckstöße, sowohl durch die Druckerzeuger als auch durch die Veränderungen an der Schlammsuspension, so daß in einem Behandlungskonzept die Vibrationen verursacht durch die Druckstöße abgefangen werden müssen. In diesem Fall kann die Vorrichtung zusätzlich mit mindestens einem Kompensator zur Minimierung der Schwingungen versehen werden.By the applied method caused pressure surges, both by the pressure generator as well as through the changes on the sludge suspension, so that in a treatment concept the vibrations caused by the pressure surges intercepted Need to become. In this case, the device may additionally be provided with at least one Compensator to minimize the vibrations are provided.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von zeichnerischen Darstellungen erläutert. Es zeigen:in the The following is the invention with reference to drawings explained. Show it:

1 Prinzipdarstellung des Verfahrens aus strömungsdynamischer Sicht mit einem rechteckigen Strömungskanal, sowohl in der Desagglomerationsals auch in der Homogenisierungsstufe 1 Schematic representation of the method from a fluid dynamic point of view with a rectangular flow channel, both in the deagglomeration and in the Homogenisierungsstufe

2 Prinzipdarstellung des Verfahrens aus strömungsdynamischer Sicht mit einem Ringspalt in der Homogenisierungsstufe 2 Schematic representation of the method from a flow dynamics point of view with an annular gap in the homogenization stage

3 Prinzipdarstellung des Verfahrens für eine Schlammsuspension mit thixotropen Eigenschaften zur Teilstrombehandlung und einem nachgeschaltetem Rührbehälter, um die Rückbildung der ursprünglichen Viskosität zu behindern 3 Schematic representation of the method for a sludge suspension with thixotropic properties for partial flow treatment and a downstream stirred tank to hinder the recovery of the original viscosity

4 Prinzipdarstellung einer konstruktiven Ausführung für eine zweiteilige Vorrichtung zur Homogenisierung einer Schlammsuspension 4 Schematic representation of a structural design for a two-part device for homogenizing a sludge suspension

5 Prinzipdarstellung einer konstruktiven Ausführung für eine Vorrichtung zur Homogenisierung einer Schlammsuspension in verschieblicher Ausführung mit trapezförmigem Längsschnitt 5 Schematic representation of a structural design for a device for homogenizing a sludge suspension in a slidable design with trapezoidal longitudinal section

6 Prinzipdarstellung einer konstruktiven Ausführung für eine Vorrichtung zur Homogenisierung einer Schlammsuspension mit segmentiertem Ringspalt 6 Schematic representation of a structural design for a device for homogenizing a sludge suspension with segmented annular gap

7 Prinzipdarstellung einer Ausführung für eine Vorrichtung zur Homogenisierung einer Schlammsuspension mit veränderlicher und konstanter mittlerer Strömungsgeschwindigkeit 7 Schematic representation of an embodiment of a device for homogenizing a sludge suspension with variable and constant mean flow velocity

1 zeigt das Verfahrens- und Vorrichtungsprinzip der Homogenisierung von Schlämmen in der Abwasserreinigung. Die Homogenisierungseinheit besteht aus einer Desagglomerationsstufe 7 und einer Homogenisierungsstufe 8, wobei die Desagglomerationsstufe einen quadratischen und die Homogenisierungsstufe einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Die Umlenkung der Schlammsuspension erfolgt an drei Umlenkstellen 1, 2, 3, an denen sich die einzelnen Stromfäden 4 zu hydrodynamischen Zellen (grau hinterlegt), mit Ablöse- 5 und Umlenkwirbel 6, ausbilden. Alle Umlenkstellen sind bei dieser Variante mit gleichem Winkel (= 180° – α (Zufuhrkanal) – β (Abfuhrkanal)) ausgeführt. An der Übergangsstelle (Schnitt A-A) zwischen der Desagglomerations- und Homogenisierungsstufe wird der quadratische Strömungsquerschnitt in einen rechteckigen Querschnitt umgewandelt und dadurch das Verhältnis von benetzter zu durchströmter Fläche 10 erhöht. Die Veränderung dieser hydraulischen Kenngröße führt zu einer Erhöhung der Wandschubspannungen 9, welches eine verbesserte Homogenisierung der Schlammsuspension bewirkt. 1 shows the process and device principle of the homogenization of sludges in wastewater treatment. The homogenization unit consists of a deagglomeration stage 7 and a homogenization step 8th in which the deagglomeration stage has a square cross section and the homogenization stage has a rectangular cross section. The diversion of the sludge suspension takes place at three deflection points 1 . 2 . 3 on which the individual stream threads 4 to hydrodynamic cells (gray background), with detachment 5 and deflecting vertebrae 6 to train. All deflection points are executed in this variant with the same angle (= 180 ° - α (supply channel) - β (discharge channel)). At the transition point (section AA) between the deagglomeration and homogenization stage, the square flow cross section is converted into a rectangular cross section and thereby the ratio of wetted to flow area 10 elevated. The change in this hydraulic characteristic leads to an increase in wall shear stresses 9 , which causes an improved homogenization of the sludge suspension.

Eine ähnliche Ausführung 11–17 zeigt 2, wobei die Trennung 18 zwischen den Stufen deutlicher ist. Der Querschnitt der Homogenisierungsstufe weist einen Ringspalt auf. Die Form des Ringspaltes wird in dem Kanal für die Schlammsuspension durch einen rotationssymmetrischen Kern 19 erzeugt, welcher auf einer Trägerplatte, die Durchgänge für die Suspension aufweist, montiert ist. Diese Ausführungsvariante bewirkt eine weitere Vergrößerung der benetzten zur durchströmten Fläche 21, so daß die Wandschubspannungen 20 und deren Wirkung auf die Schlammsuspension gesteigert werden können.A similar design 11 - 17 shows 2 , where the separation 18 between the steps is clearer. The cross section of the homogenization stage has an annular gap. The shape of the annular gap is in the channel for the sludge suspension through a rotationally symmetric core 19 which is mounted on a support plate having passageways for the suspension. This embodiment causes a further enlargement of the wetted to the flow area 21 , so that the wall shear stresses 20 and their effect on the sludge suspension can be increased.

In der 3 wird ein Verfahren zur Teilstromhomogenisierung von Schlammsuspensionen mit thixotropen Eigenschaften aufgezeigt. Die Schlammsuspension wird mit einer Pumpe 23 innerhalb des Faulbehälters 22 rezirkuliert (A). Aus dem Rezirkulationsstrom wird ein Teilstrom der Schlammsuspension durch die Pumpe 24 entnommen und in der Behandlungseinheit 25 homogenisiert und für eine weitere Behandlung in den Behälter 26 gefördert (B). Um eine Rückbildung zur ursprünglichen Viskosität der Schlammsuspension zu verhindern, wird diese durch ein Mischorgan (in diesem Fall mit der Pumpe 27) so gemischt, daß sich die Gelstruktur nicht wieder vollständig neu bilden kann (C). Nach der ersten Behandlung mit der Pumpe 24 wird die Suspension wieder aus dem Behälter entnommen und wieder durch die Behandlungseinheit gefördert. Wenn eine ausreichende Homogenisierung der Suspension erzielt ist, kann mittels der Rezirkulationspumpe 27 diese wieder in den Faulbehälter zurückgefördert werden.In the 3 a method for the partial flow homogenization of sludge suspensions with thixotropic properties is shown. The sludge suspension is pumped 23 inside the digester 22 recirculated (A). The recirculation flow becomes a partial flow of the sludge suspension through the pump 24 taken and in the treatment unit 25 homogenized and for further treatment in the container 26 promoted (B). In order to prevent a regression to the original viscosity of the sludge suspension, this is by a mixing device (in this case with the pump 27 ) so mixed that the gel structure can not completely reform (C). After the first treatment with the pump 24 the suspension is removed again from the container and conveyed again through the treatment unit. If a sufficient homogenization of the suspension is achieved, by means of the recirculation pump 27 these are conveyed back into the digester.

4 zeigt eine Vorrichtung zur Homogenisierung, bei der die Schlammsuspension über die Zufuhröffnung 28 zentral auf eine konzentrisch ausgebildete Desagglomerationsstufe aufgegeben wird. Die Desagglomerations- (D) und Homogenisierungsstufe (H) sind zweiteilig ausgeführt, bestehend aus einem festen Außen- 33 und Innenteil 32. Die Desagglomerationsstufe besteht aus einem Ringkanal, in dem die Suspension zweimal umgelenkt und anschließend in die Homogenisierungsstufe mit ihrem Ringspalt 31 konstanten Querschnitts gefördert wird. Die mit Öffnungen 29 versehene Trägerplatte des Innenteils wird in das untere Gehäuse 35 geschoben, welches über eine Zugstabverbindung mit dem Außenteil und dem oberen Gehäuse 34 verbunden ist. 4 shows a device for homogenization, in which the sludge suspension via the feed opening 28 is abandoned centrally on a concentrically trained disagglomeration stage. The deagglomeration (D) and homogenization stage (H) are carried out in two parts, consisting of a solid outer 33 and inner part 32 , The deagglomeration stage consists of an annular channel in which the suspension is deflected twice and then into the homogenization stage with its annular gap 31 constant cross section is promoted. The ones with openings 29 provided support plate of the inner part is in the lower housing 35 pushed, which via a tie rod connection with the outer part and the upper housing 34 connected is.

Die Vorrichtung in 5 ist ähnlich aufgebaut wie in der vorherigen Ausführung, jedoch wurde hier das Innenteil axial verschieblich und im Bereich der Homogenisierungsstufe mit einem trapezförmigen Längsschnitt des Ringspaltes 38 ausgeführt. Das Innenteil der Vorrichtung ist auf die Trägerplatte 39 aufgesteckt und innerhalb der Führungsnut frei beweglich. Durch ein Federelement 40 wird das Innenteil in die Richtung der Zufuhröffnung gedrückt. Je nach Schlammvolumenstrom können die Durchströmflächen durch den Strömungsdruck über das bewegliche Innenteil variieren. Dabei verändert sich die Durchströmfläche in Bereich der Desagglomerationsstufe über den gesamten Bereich des Verfahrweges bis zum Anschlagpunkt auf der Trägerplatte. Diese Anpassung auf wechselnde Volumenströme im Bereich der Desagglomerationsstufe erhöht besonders bei thixotropen Schlammsuspensionen die Betriebsstabilität, da durch den veränderten Kanalquerschnitt die Kräfte für die Agglomeratzerstörung hoch gehalten, die Viskosität erniedrigt und gleichzeitig ein Zusetzen der Stufe weitestgehend vermieden werden kann.The device in 5 is similar in construction as in the previous embodiment, but here the inner part was axially displaceable and in the region of the Homogenisierungsstufe with a trapezoidal longitudinal section of the annular gap 38 executed. The inner part of the device is on the support plate 39 fitted and freely movable within the guide groove. By a spring element 40 the inner part is pressed in the direction of the feed opening. Depending on the sludge volume flow, the flow areas can vary by the flow pressure over the movable inner part. In this case, the flow area in the area of the disagglomeration stage changes over the entire range of the travel path up to the attachment point on the carrier plate. This adaptation to changing volumetric flows in the region of the deagglomeration stage increases the stability of operation, particularly in the case of thixotropic sludge suspensions, since the forces for agglomerate destruction are kept high by the changed channel cross-section, the viscosity can be reduced and, at the same time, clogging of the stage can be largely avoided.

Die Austrittsfläche der Homogenisierungsstufe bleibt bis zu einer Verfahrstrecke A konstant mit einem Spaltmaß von S1. Bei einem größeren Volumenstrom oder mit zunehmenden Feststoffgehalten, die einen höheren Druckverlust während der Durchströmung zur Folge haben, verschiebt sich das Innenteil über die Verfahrstrecke von A hinaus in Richtung Trägerplatte, so daß sich die Austrittsfläche in der Homogenisierungsstufe bis zum Anschlagpunkt auf das Spaltmaß S2 vergrößert hat. Um den Nomogenisierungsgrad hoch zu halten, wird, soweit es der Strömungsdruck auf das Innenteil zuläßt, die Homogenisierungsstufe mit einer kleinen Ringspalffläche betrieben. Wenn der Strömungsdruck so hoch wird, daß eventuell ein Zusetzen der Stufen erfolgen könnte, vergrößert sich zur Vermeidung des Zusetzens auch die Durchströmfläche der Homogenisierungsstufe. Diese Ausführung führt zur einer hohen Betriebstabilität des Verfahrens.The exit area the homogenization stage remains constant up to a travel distance A. with a gap of S1. At a larger volume flow or with increasing solids contents, which causes a higher pressure drop while the flow entail the inner part shifts over the travel distance of A out towards the carrier plate, so that the exit surface in the homogenization stage has increased to the stop point on the gap S2. In order to keep the degree of nomogenisation high, as far as the flow pressure is concerned on the inner part permits, the Homogenization stage operated with a small annular palm area. When the flow pressure so high that eventually A clogging of the steps could be done, increases to avoid the Add also the flow area of the Homogenization. This embodiment leads to a high operational stability of the process.

Die zeigt 6 eine Ausführung der Vorrichtung, in der die Homogenisierungsstufe segmentiert und mit veränderten Durchströmungsquerschnitten ausgeführt ist. Der Steg 42 des Innenteils liegt an der Wand des Außenteils an. Die Querschnittsfläche des Steges erweitert sich, so daß sich die Austrittsfläche im Ringspalt in Durchströmrichtung verkleinert. Am Austritt der Homogenisierungsstufe hat sich die Austritts fläche 43 gegenüber der Eintrittsfläche etwa halbiert. Durch diese Ausführung kann das Verhältnis von benetzter zu durchströmter Fläche erhöht und die Wirkung der Wandschubspannung zur Homogenisierung der Schlammsuspension verbessert werden.The shows 6 an embodiment of the device in which the homogenization stage is segmented and designed with modified flow cross-sections. The jetty 42 of the inner part abuts against the wall of the outer part. The cross-sectional area of the web widens so that the exit area in the annular gap decreases in the direction of flow. At the outlet of the homogenization stage, the exit surface has 43 About the entrance area about halved. By this embodiment, the ratio of wetted to flowed through area can be increased and the effect of the wall shear stress for homogenization of the sludge suspension can be improved.

7 zeigt zwei unterschiedliche Ausführungen, welche sehr kostengünstig herzustellen und so ausgeführt sind, daß in der Variante A die Strömungsgeschwindigkeit sich verändert und in der Variante B praktisch eine konstante mittlere Strömungsgeschwindigkeit während der Durchströmung vorhanden ist. Die Zufuhröffnung 44 des Gehäuses schließt an die Trägerplatte mit den Stegen 48 zum Innenteil an. Die Umlenkung der Schlammsuspension erfolgt im Bereich 45 des Innenteils, und am Ende der Vorrichtung hat der Austrittsquerschnitt 49 wieder die gleiche Größe wie der Eintrittsquerschnitt erreicht. 7 shows two different versions, which are very inexpensive to manufacture and designed so that in the variant A, the flow rate changes and in the variant B is practically a constant average flow velocity during the flow is present. The feed opening 44 of the housing connects to the carrier plate with the webs 48 to the inner part. The diversion of the sludge suspension takes place in the area 45 of the inner part, and at the end of the device has the outlet cross-section 49 again reached the same size as the inlet cross section.

Die Variante A kann bei geringen Viskositäten und Feststoffgehalten der Schlammsuspension, wie beispielsweise bei Schwimmschlamm, eingesetzt werden. Ein Zusetzen der Vorrichtung ist bei diesen Schlämmen aufgrund ihrer rheologischen und Partikelsystem-Eigenschaften nicht zu erwarten. Durch die wechselnden geometrischen und dadurch auch hydraulischen Eigenschaften werden die Agglomerate an der kegelförmigen Oberfläche des Innenteils aufgebrochen und zerstört und im Bereich des Ringspalts in die Suspension eingemischt.The Variant A can at low viscosities and solids contents of Sludge suspension, such as used in scum, used become. Clogging of the device is due to these sludges their rheological and particle system properties are not expected. By the changing geometric and thus also hydraulic properties become the agglomerates at the conical surface of the Broken inside and destroyed and in the area of the annular gap mixed into the suspension.

Bei der Variante B können die Schlämme höhere Viskositäten und Feststoffgehalte aufweisen, wie beispielsweise Überschußschlamm. Die Druckverluste werden durch die praktisch konstante Strömungsgeschwindigkeit minimiert und die Zerstörung der Agglomerate erfolgt überwiegend durch Prall. Die Homogenisierung erfolgt bei dieser Ausführung wiederum durch eine Vergrößerung des benetzten zum durchströmten Flächenverhältnis. at the variant B can the mud higher viscosities and solids contents, such as excess sludge. The pressure drops are due to the practically constant flow rate minimized and the destruction of Agglomerates are predominantly by impact. The homogenization takes place in this embodiment again by an enlargement of the wetted to perfused Area ratio.

Literaturliterature

Methods and applications of mechanical sewage sludge disintegration, Correspondence wastewater, Jhrg. 47, 4/2000, page 570-576
Process comparison and results of mechanical sludge disintegration, Correspondence wastewater, year 48/2003, page 393-400
Mechanical comminution of swelling and floating sludges, water-sewage practice, 3/99, page 25-31
More gas - less Sludge, water-air-soil, 9/2004, page 18/21 Influence of the viscosity on the oxygen input, Final Report, Max Buchner Foundation, Reference number 2281, 11/2003
Rheological characterization of liquid sewage sludge, correspondence wastewater, 44th year, 9/1997
Introductions into the rheology, brothers Haake GmbH, Karlsruhe, 2000
Basic operations of chemical engineering, 10th edition, German publisher for Basic Industry, Leipzig, 1994

Claims

Process for the homogenization of inorganic and / or organic sludges to improve the material conversion of the ingredients by chemical and / or biochemical means, in particular within the wastewater treatment, characterized in that a sludge suspension is conveyed by a pressure generator in a device, which is so formed in that the flow is deflected at least once ( 1 . 2 . 3 ) and at the deflection point the particles collide against a wall, so that the agglomerates are destroyed, their surface is enlarged and replaced by hydrodynamic separation vortices ( 6 ) are mixed into the suspension at the deflection point and into at least one gap ( 8th ), whereby high wall shear stresses ( 9 ) and the sludge ingredients, such as polymers, enzymes, extracellular substances and 1 or microorganisms are thoroughly mixed in hydrodynamic ways in the suspension, so that at the outlet of the gap, a substantially homogeneous suspension is formed.

Method according to one of the preceding An Claims, characterized in that the device is formed at least two stages, wherein the one stage is designed for deagglomeration, so that the flow is deflected at least once without changing the average flow velocity and at the deflection of the particles collide against a wall, so that the Destroys agglomerates, their surface enlarged and mixed by hydrodynamic separation vortices at the deflection in the suspension and then the sludge suspension are promoted to the other stage for homogenization in at least one gap, with high wall shear stress generated and the sludge ingredients, such as polymers and / or microorganisms are intensively mixed in hydrodynamic ways in the suspension, so that at the outlet of the gap, a homogeneous suspension is formed.

Method according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the Sludge suspension is deflected in a step between 2 to 5 times, an almost total destruction of the Sludge agglomerates in a single flow to achieve.

Method according to one or more of the preceding Claims, characterized in that a another stage consists of a gap, which advantageously one Width to length ratio of at least 1 to 10, so that the effect of interference by increases the wall shear stress becomes.

Method according to one or more of the preceding Claims, characterized in that in a stage is used a pipe whose inner wall designed or so has been treated during the flow Micro vortex arise, which lead to a destruction of the agglomerates and subsequently by a pressure generator, the sludge suspension in another stage is encouraged.

Method according to one or more of the preceding Claims, characterized in that at least a stage as a reservoir is formed with at least one mixing element and by a Pressure generator, the sludge suspension is conveyed to another stage.

Method according to one or more of the preceding Claims, characterized in that at least a level from an outside and inner part, wherein the inner part and / or the outer part is movably stored, so that the Flow area itself automatically adapts to different sludge volume flows.

Method according to one or more of the preceding Claims, characterized in that at least a level from an outside and inner part, wherein the inner part and / or the outer part in the axial direction on mechanical, electrical, hydraulic or pneumatic ways are adjusted so that a pre-pressure on the sludge suspension is applied or no flow through the moving part as Closure of the step works.

Method according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the flow is deflected several times, including at least one level with at least a deflection point is formed concentrically around the feed opening and ends at least in an annular gap, which acts as a further stage.

Method according to one or more of the preceding Claims, characterized in that in at least one stage the wall shear stresses for homogenization the sludge suspension by reducing the ratio from flowed through to wetted area elevated become.

Method according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the flow velocity is at least doubled in at least one stage, including the flow area in the flow direction is reduced and this advantageously formed as an annular gap is.

Method according to one or more of the preceding Claims, characterized in that Leave at least one stage the sludge suspension abrupt is relaxed, creating a higher Homogenization degree of the suspension is achieved.

Method according to one or more of the preceding Claims, characterized in that sludges whose viscosity more than 5 times that of water to homogenize the sludge suspension be passed through the device at least twice.

Method according to one or more of the preceding Claims, characterized in that sludges, the a non-NEWTON flow behavior have the sludge suspension for homogenization at least is passed twice through the device.

Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that sludge having a thixotropic behavior, the sludge suspension is passed through the device for homogenization several times, preferably at least 5 times, by the time to return Extend education to the original viscosity.

Method according to one or more of the preceding Claims, characterized in that at whitewash with thixotropic behavior to prevent the regression to the original viscosity after the Treatment unit consisting of at least one supply and / or drain line with the device interposed therebetween, at least a mixing container is followed by at least one mixing element.

Method according to one or more of the preceding Claims, characterized in that at thixotropic behavior of the sludge suspension the regression the original one viscosity is prevented by a stage is carried out so that at the end in the flow direction the vapor pressure of the carrier liquid falls below and the implosion of the gas bubbles to a partial or complete destruction the extracellular and resulting in polymeric substances.

Method according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the Pressure generator depending the input, output or differential pressure of the device for Homogenization of the sludge suspension is regulated.

Method according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the Pressure generator depending the volume flow through the device for homogenizing the Sludge suspension is regulated.

Method according to one or more of the preceding Claims, characterized in that only a partial stream of an organic sludge suspension homogenized and this as a seed sludge to an untreated sludge suspension The conversion rate of the organic ingredients is mixed to increase.

Apparatus for carrying out the method according to one or more of the preceding claims consisting of a pressure generator and the treatment unit with an inlet and / or outlet opening, characterized in that the Device has at least two stages in which the deagglomeration and homogenization takes place.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that Device has two stages, wherein in the flow direction in the first Stage the deagglomeration by redirecting the sludge suspension and in the second stage, the homogenization when flowing through high wall shear stresses occurs.

Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the Device has at least one stage, in the supply and / or Abfuhrkanal the sludge suspension deflected by at least one angle becomes.

Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the Device has at least one stage, in which at least one Pipe is used by the sludge suspension through its formation constantly is deflected in their direction.

Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that in at least one stage at least one spiral tube is used, in that the sludge suspension receives a swirl impulse and thereby the agglomerates hit the pipe wall, destroyed and mixed become.

Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that at least a stage has at least one zig-zag pipe by the sludge suspension at each change of direction against the pipe wall bounces and thereby destroys the agglomerates and into the sludge suspension be mixed.

Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that in at least one stage at least one tube is used, whose Interior wall designed this way or has been treated so that during the flow and Makrovirbel arise, which lead to a destruction of the agglomerates.

Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the Device has at least one stage whose angle between Inlet and outlet channel varies at each deflection point.

Device according to one or more of the preceding claims for NEWTON's flow behavior the sludge suspension having a viscosity of less than 5 times of water, characterized in that in at least one stage the angle between the inlet and outlet channel between 80 ° and 110 °, preferably about 90 °, is.

Device according to one or more of the preceding claims for a sludge suspension with non-NEWTONschem and / or thixotropic flow behavior, characterized in that in at least one stage, at least three deflection points are provided and the first angle between inlet and outlet channel is at least 150 ° and / or the second angle is at least 120 ° and / or the third angle is at least 90 °.

Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that at least a level of an exterior and Inner part consists, wherein the inner part and / or the outer part displaced, so that the flow area varies becomes.

Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that at least a step concentric about the feed opening of the sludge suspension spreads and then in an annular gap, where in the cross-sectional (flow) areas the middle one flow velocity stays the same.

Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the Stages in a stage are merged by the stage out an outdoor and inner part, wherein at least one of these parts designed so is that both a deflection of the sludge suspension from the flow axis, as well as an interference done by wall shear stresses.

Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that at least another stage than a single, multiple or circumferential gap is executed, the cross section being made up of drawn tubes and solid materials for example, circular, ellipsoidal, square, rectangular or polygonal Cross section can exist.

Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that at least a level of an exterior and Inner part is made which are mutually displaceable and that at least the inner part forms a pressure plate, so that the flow pressure the distance between outside and inner part is varied.

Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that at least a level of an exterior and Inner part is made which are mutually displaceable and the inner part forms a pressure plate, so that the volume flow and / or the viscosity and / or the solids content or combinations thereof as a controlled variable with a Sensor is detected and depending on the distance between Outside- and inner part on mechanical, electrical, pneumatic or Hydraulic ways is set.

Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that at least another stage, for example, as a segmented gap or annular gap accomplished is to the ratio from flowed through to wetted area advantageously further reduce and so the influence of wall shear stresses to increase homogenization.

Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that at least another stage, for example, as a segmented annular gap with at least two segments executed is, wherein the flow area in the flow direction ever smaller, so that they Nozzles training, which is almost complete Mix thoroughly with the sludge suspension.

Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the Cross-sectional change leads to a drop below the vapor pressure of the carrier liquid and thereby gas bubbles arise, their subsequent Implosion to a higher one Homogenization degree leads.

Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that at least another stage is designed that way that she in the flow direction consisting of at least two zones, being between the two zones by a cross-sectional expansion, a relaxation of the sludge suspension takes place and so additional hydromechanical vortices for improved mixing in the carrier fluid be induced.

Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that at a non-NEWTON and / or thixotropic flow behavior at least one stage so executed is, that you in the flow direction consists of at least two zones, with the end of the first zone by cross-section change the vapor pressure of the carrier liquid fell short and in the subsequent second zone a sudden Relaxation takes place through a cross-sectional widening, so that the gas bubbles implode and this as an additional Homogenization mechanism is used.

Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least two of the treatment units are connected in series, so that their individual effects are enhanced in a synergistic manner and thereby a particularly intensive destruction of sludge agglomerates and thus a particularly good homogenization of Schlammsus pension takes place.

Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the Treatment unit is designed as Zwischenflanschverbindung.

Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the Treatment unit is designed as Zwischenflanschverbindung and provided with at least one compensator for vibration absorption is.