DE19800900A1 - Treatment of biogenic residue and waste, e.g. sewage sludge, fermentation residue or fruit, vegetable and kitchen waste - Google Patents
Treatment of biogenic residue and waste, e.g. sewage sludge, fermentation residue or fruit, vegetable and kitchen wasteInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung biogener Rest- und/oder Abfallstoffe durch Zelldesintegration.The invention relates to a method for treatment biogenic residues and / or waste materials Cell disintegration.
Verfahren zur Zelldesintegration biogener Rest- und/oder Abfallstoffe sind bekannt. Biogene Rest- und/oder Abfallstoffe können Primär- oder Sekundärschlamm einer biologischen Abwasserkläranlage (Klärschlamm) Faulschlamm, Abfallschlämme von Fermentationsanlagen, beispielsweise der Lebensmittel- oder pharmazeutischen oder chemischen Industrie, oder auch feste biogene Abfälle, wie beispielsweise Obst- und Gemüsereste, Küchenabfälle, sein. Durch die Zelldesintegration der vorgenannten Stoffe wird die Zellwand der Stoffe aufgelöst oder zerstört. Hierdurch wird das Volumen reduziert.Method for cell disintegration of biogenic residual and / or Waste materials are known. Biogenic residual and / or Waste materials can be a primary or secondary sludge biological sewage treatment plant (sewage sludge) Digested sludge, waste sludge from fermentation plants, for example the food or pharmaceutical or chemical industry, or solid biogenic Waste such as fruit and vegetable residues, Kitchen waste. Through the cell disintegration of the The aforementioned substances become the cell wall of the substances dissolved or destroyed. This will make the volume reduced.
Die Behandlung biogener Rest- oder Abfallstoffe durch Zelldesintegration eignet sich besonders gut als Vorschaltverfahren für eine spätere mikrobiologische Behandlung der Rest- oder Abfallstoffe in einem Anaerobreaktor. Den bekannten Verfahren zur Behandlung der biogenen Rest- oder Abfallstoffe durch Zelldesintegraton haftet dabei der Nachteil an, daß die Behandlungszeit sehr lang ist, so daß zum Teil große Reaktoren für die Zelldesintegration erforderlich sind und die Zelldesintegration häufig nur diskontinuierlich chargenweise durchgeführt werden kann.The treatment of biogenic residues or waste materials Cell disintegration works particularly well as Ballast procedure for a later microbiological Treatment of residual or waste materials in one Anaerobic reactor. The known treatment methods of the biogenic residues or waste materials Cell disintegration has the disadvantage that the Treatment time is very long, so that sometimes large Reactors for cell disintegration are required and cell disintegration is often only discontinuous can be carried out in batches.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren zur Behandlung von biogenen Rest- oder Abfallstoffen durch Zellintegration bereitzustellen, durch das die Behandlungszeit erheblich reduziert ist und einen kontinuierlichen Betrieb der Zelldesintegration ermöglicht.The problem underlying the invention is a method for the treatment of biogenic residues or waste materials through cell integration, through which the Treatment time is significantly reduced and one continuous operation of cell disintegration enables.
Zur Lösung dieses Problems ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die Zelldesintegration bei einer Temperatur von 130°C bis 200°C und einem pH-Wert von entweder 0,5 bis 2,5 oder 9 bis 14 durchgeführt wird.To solve this problem is the invention Process characterized in that the Cell disintegration at a temperature of 130 ° C to 200 ° C and a pH of either 0.5 to 2.5 or 9 to 14 is carried out.
Durch dieses Behandlungsverfahren läßt sich die Behandlungszeit auf 0,5 bis 30 Minuten reduzieren. Aufgrund dieser kurzen Behandlungszeit kann ein Reaktor für die Zelldesintegration, ein sogenannter Zelldesintegrator, kontinuierlich betrieben werden. Ferner ist durch das erfindungsgemäße Verfahren die Biogasausbeute in einem gegebenfalls nachfolgenden Anaerobreaktor erhöht, wobei gleichzeitig der mikrobiologische Prozeß in dem Anaerobreaktor beschleunigt und die Menge organischen Materials reduziert ist.With this treatment method, the Reduce treatment time to 0.5 to 30 minutes. Because of this short treatment time, a reactor for cell disintegration, a so-called Cell disintegrator, operated continuously. Furthermore, by the method according to the invention Biogas yield in a subsequent one if necessary Anaerobic reactor increased, while the microbiological process in the anaerobic reactor accelerated and the amount of organic material is reduced.
Vorzugsweise wird die Zelldesintegration bei einem pH-Wert von 0,5 bis 1,5 oder 10 bis 12 durchgeführt. Die Behandlungstemperatur kann vorteilhaft 150° bis 180°C betragen. Hierdurch lassen sich Behandlungszeiten von l bis 10 Minuten erzielen.Cell disintegration is preferred in one pH from 0.5 to 1.5 or 10 to 12 carried out. The Treatment temperature can advantageously be 150 ° to 180 ° C. be. This allows treatment times of achieve l to 10 minutes.
Der jeweils gewünschte pH-Wert für die Zelldesintegration kann entweder durch die Zugabe von Lauge, beispielsweise Ammoniakwasser und/oder Natronlauge, oder Zugabe von Säure bzw. einem Säuregemisch, beispielsweise Salzsäure und/oder Schwefelsäure und/oder Phosphorsäure, eingestellt werden.The desired pH value for cell disintegration can be done either by adding lye, for example Ammonia water and / or sodium hydroxide solution, or addition of Acid or an acid mixture, for example hydrochloric acid and / or sulfuric acid and / or phosphoric acid, can be set.
Vorteilhaft können in einer Anlage ein Zelldesintegrator unter sauren Bedingungen und ein zweiter Zelldesintegrator unter alkalischen Bedingungen parallel gefahren werden und anschließend das des integrierte Material zwecks Neutralisation der zugegebenen Säuren bzw. Laugen vermischt werden.A cell disintegrator can advantageously be used in a system under acidic conditions and a second Cell disintegrator in parallel under alkaline conditions be driven and then that of the integrated Material for neutralizing the added acids or lyes are mixed.
Feste biogene Rest- oder Abfallstoffe, beispielsweise Obst- oder Gemüsereste und/oder Küchenabfälle, sollten vor der Zelldesintegration zerkleinert werden, um den Zugriff der zugegebenen Säure bzw. Lauge auf das Zellmaterial zu beschleunigen.Solid biogenic residues or waste materials, for example Fruit or vegetable residues and / or kitchen waste should be crushed before cell disintegration to the Access of the added acid or alkali to the Accelerate cell material.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zerkleinerten festen biogenen Rest- oder Abfallstoffe mit Primär- oder Sekundärschlamm aus Abwasserkläranlagen oder sonstigen biogenen Schlämmen vermischt werden. Die festen biogenen Rest- oder Abfallstoffe weisen nämlich einen Trockensubstanzgehalt von zum Teil über ca. 20% auf, während der Trockensubstanzgehalt der vorgenannten Schlämme bei etwa 1% liegt. Ein günstiger Trockensubstanzgehalt für die Zelldesintegration liegt bei etwa 6%. Dieser Trockensubstanzgehalt kann auf günstige Weise durch ein entsprechendes Mischungsverhältnis der Schlämme und der festen biogenen Rest- oder Abfallstoffe eingestellt werden.It is particularly advantageous if the shredded solid biogenic residues or waste materials with primary or Secondary sludge from sewage treatment plants or other biogenic sludges are mixed. The solid biogenic Residual or waste materials have one Dry matter content of over 20% in some cases, while the dry matter content of the aforementioned Sludge is around 1%. A cheaper one Dry matter content for cell disintegration lies at about 6%. This dry matter content can be cheap way by a corresponding Mixing ratio of the sludge and the solid biogenic Residual or waste materials can be set.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below with reference to two Embodiments with reference to the accompanying Drawings explained in more detail. Show it:
Fig. 1 Ein Schema für die Behandlung von Klärschlamm, Fig. 1 A scheme for the treatment of sewage sludge,
Fig 2 ein Schema für die Behandlung von Klärschlamm unter Zugabe fester biogener Rest- oder Abfallstoffe. 2 shows a scheme for the treatment of sewage sludge with the addition of solid biogenic residues or waste materials.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Desintegration jeglicher biogener Rest- oder Abfallstoffe. Diese können sortenrein oder als Gemisch desintegriert werden.The method according to the invention is suitable for Disintegration of any biogenic residual or Waste materials. These can be single or as a mixture be disintegrated.
In Fig. 1 ist ein Beispiel für die Anwendung der Erfindung in einer Kläranlage zur Desintegration von Sekundärschlamm aus einer aeroben Reinigungsstufe einer biologischen Abwasserkläranlage gezeigt. Der auf einen Trockensubstanzgehalt von etwa 6% eingedickte Sekundärschlamm wird in einem Reaktor für die Zelldesintegration, kurz Zelldesintegrator 10 genannt, gefördert. Hier wird der Sekundärschlamm auf die gewünschte Temperatur, beispielsweise 160°C, in kurzer Zeit erwärmt. Anschließend wird dem Zelldesintegrator 10 Lauge bzw. Säure oder ein Säuregemisch zum Einstellen des gewünschten pH-Werts zugeführt. Im vorliegenden Fall wird unter Zugabe von Natronlauge der pH-Wert auf 12 eingestellt. Die Verweilzeit des Sekundärschlamms unter diesen Bedingungen beträgt 5 Minuten. Anschließend wird der Sekundärschlamm in einem Mischer 11 mit Primärschlamm vermischt, wodurch die Temperatur des Sekundärschlamms abgesenkt und der durch die Natronlaugezugabe erhöhte Salzgehalt reduziert wird. Besondere Maßnahmen zur Abkühlung des Sekundärschlamms nach der Zelldesintegration können durch die Zugabe von Primärschlamm entfallen.In Fig. 1 an example of the application of the invention in a wastewater treatment plant for the disintegration of secondary sludge from an aerobic purification stage of a biological sewage treatment plant is shown. The secondary sludge thickened to a dry matter content of about 6% is conveyed in a reactor for cell disintegration, or cell disintegrator 10 for short. Here the secondary sludge is heated to the desired temperature, for example 160 ° C, in a short time. Subsequently, the cell disintegrator 10 is supplied with alkali or acid or an acid mixture in order to set the desired pH. In the present case, the pH is adjusted to 12 with the addition of sodium hydroxide solution. The secondary sludge dwell time under these conditions is 5 minutes. The secondary sludge is then mixed with primary sludge in a mixer 11 , as a result of which the temperature of the secondary sludge is reduced and the salt content increased by the addition of sodium hydroxide solution. Special measures for cooling the secondary sludge after cell disintegration can be omitted by adding primary sludge.
Das Gemisch aus Primär- und Sekundärschlamm wird nun einem Anaerobreaktor 12 zugeführt und hier einem mikrobiologischen Prozeß unter Gewinnung von Biogas unterworfen. Anschließend wird der Schlamm bei 13 entwässert und sodann bei 14 der Faulschamm abgetrennt. Ein Teil des Faulschlamms (Faulschlamm B) wird einer Entsorgung durch beispielsweise Kompostierung zugeführt. Ein anderer Teil des Faulschlamms (Faulschlamm A) kann mit dem angedickten Sekundärschlamm vermischt und zusammen mit diesem dem Zelldesintegrator 10 zugeführt werden.The mixture of primary and secondary sludge is now fed to an anaerobic reactor 12 and subjected to a microbiological process to obtain biogas. The sludge is then dewatered at 13 and then the digested sludge is separated off at 14 . Part of the digested sludge (digested sludge B) is disposed of by, for example, composting. Another part of the digested sludge (digested sludge A) can be mixed with the thickened secondary sludge and fed to the cell disintegrator 10 together with this.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem neben Sekundärschlamm einer anaeroben biologischen Abwasserreinigung auch feste biogene Rest- oder Abfallstoffe der Zelldesintegration unterworfen werden. Die festen biogenen Rest- oder Abfallstoffe können beispielsweise Obst- oder Gemüsereste oder sonstige Küchenabfälle sein. Der in diesem Fall nicht eingedickte Sekundärschlamm mit einem Trockensubstanzgehalt von ca. 1 % wird zunächst mit den festen biogenen Rest- oder Abfallstoffen vermischt. Diese sind zweckmäßigerweise vorher in einem Zerkleinerer 15 zerkleinert worden. Der Trockensubstanzgehalt der festen biogenen Rest- oder Abfallstoffe beträgt ca. 20%. Durch ein entsprechendes Mischungsverhältnis des Sekundärschlamms und der zerkleinerten festen biogenen Rest- oder Abfallstoffe wird der für die Desintegration günstige Trockensubstanzgehalt des Gemisches von 6% eingestellt. Dem Gemisch aus Sekundärschlamm und festen biogenen Rest- oder Abfallstoffen kann wiederum Faulschlamm A zugesetzt werden. Dieses Gemisch wird sodann in einem Vorwärmer 16 auf eine Temperatur von 50° bis 60°C vorgewärmt und anschließend in dem Zelldesintegrator gefördert. Die Bedingungen im Zelldesintegrator 10 können dabei den Bedingungen, wie sie in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben worden sind, entsprechen. Zur Absenkung der Temperatur und zum Einstellen des pH-Werts in Richtung auf einen neutralen Bereich, wird das desintegrierte Gemisch wiederum in dem Mischer 11 mit Primärschlamm vermischt. Zu dem gleichen Zweck können hier auch unbehandelte feste biogene Rest- oder Abfallstoffe aus dem Zerkleinerer 15 zugegeben werden. Der nachfolgende Prozeß entspricht dann dem in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Prozeß. Fig. 2 shows an embodiment in which in addition to secondary sludge to an anaerobic biological waste water treatment, solid residual or biogenic waste substances of cell disintegration are subjected. The solid biogenic residues or waste materials can be, for example, fruit or vegetable residues or other kitchen waste. The secondary sludge not thickened in this case with a dry matter content of approx. 1% is first mixed with the solid biogenic residues or waste materials. These have expediently been crushed beforehand in a shredder 15 . The dry matter content of the solid biogenic residues or waste materials is approx. 20%. A suitable mixing ratio of the secondary sludge and the comminuted solid biogenic residues or waste materials sets the dry substance content of the mixture, which is favorable for the disintegration, of 6%. In turn, digested sludge A can be added to the mixture of secondary sludge and solid biogenic residues or waste materials. This mixture is then preheated to a temperature of 50 ° to 60 ° C. in a preheater 16 and then conveyed in the cell disintegrator. The conditions in the cell disintegrator 10 can correspond to the conditions as described in connection with FIG. 1. To lower the temperature and adjust the pH towards a neutral range, the disintegrated mixture is again mixed with primary sludge in the mixer 11 . For the same purpose, untreated solid biogenic residues or waste materials from the shredder 15 can also be added here. The subsequent process then corresponds to the process described in connection with FIG. 1.
Sollte es innerhalb des Mischers nicht gelingen, die gewünschte Temperatur und den gewünschten pH-Wert für den nachfolgenden Anaerobreaktor 12 einzustellen, kann zusätzlich eine Kühlung sowie Säure im Fall alkalischer Bedingungen im Zelldesintegrator 10 bzw. Lauge im Fall saurer Bedingungen im Zelldesintegrator 10 zugegeben werden. Zum Einstellen des für den Anaerobreaktor erforderlichen pH-Werts kann auch Wasser zugegeben werden. Besonders günstig ist es, wenn ein Zelldesintegrator 10 unter sauren und ein zweiter Zelldesintegrator 10 unter alkalischen Bedingungen parallel gefahren werden. Die aus den beiden Zelldesintegratoren 10 gewonnenen alkalischen bzw. sauren Schlämme oder Gemische können sodann in dem Mischer 11 miteinander vermischt und hierdurch neutralisiert werden.If it is not possible within the mixer to set the desired temperature and pH for the subsequent anaerobic reactor 12 , cooling and acid in the case of alkaline conditions in the cell disintegrator 10 or lye in the case of acidic conditions in the cell disintegrator 10 can also be added. Water can also be added to adjust the pH value required for the anaerobic reactor. It is particularly favorable if a cell disintegrator 10 is operated in parallel under acidic conditions and a second cell disintegrator 10 under alkaline conditions. The alkaline or acidic sludges or mixtures obtained from the two cell disintegrators 10 can then be mixed with one another in the mixer 11 and thereby neutralized.
Die Verweilzeit der biogenen Rest- oder Abfallstoffe während der Zelldesingration bei Temperaturen über ca. 50°C bis 60°C sollte je nach den konkreten Bedingungen ca. 15 min bis 30 min nicht übersteigen, da sonst für die nachfolgende Behandlung des des integrierten Materials in dem Anaerobreaktor 12 wichtige Enzyme vernichtet werden können. Depending on the specific conditions, the residence time of the biogenic residues or waste materials during cell desingration at temperatures above approx. 50 ° C to 60 ° C should not exceed approx. 15 min to 30 min, otherwise the subsequent treatment of the integrated material in 12 important enzymes can be destroyed in the anaerobic reactor.
1010th
Zelldesintegrator
Cell disintegrator
1111
Mischer
mixer
1212th
Anaerobreaktor
Anaerobic reactor
1313
Entwässerung
drainage
1414
Faulschlammabtrennung
Sludge separation
1515
Zerkleinerer
Shredder
1616
Vorwärmer
Preheater
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| DE1998100900 DE19800900A1 (en) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | Treatment of biogenic residue and waste, e.g. sewage sludge, fermentation residue or fruit, vegetable and kitchen waste |
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| EP0818424B1 (en) | Process for treating organic sludge, especially sewage sludge | |
| EP0832853A2 (en) | Process for the treatment of sludges from biological waste water treatment | |
| EP0127604B1 (en) | Process for the pre-treatment of sludges for improving their floculation and/or dewatering behaviour in a dewatering apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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