DE2423744B2 - Verfahren zum Kompostieren von Klärschlamm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kompostieren von Klärschlamm unter Zusatz von Kohlenstoffträgern und gesteuerter Zufuhr von Warmluft sowie gegebenenfalls Feuchtigkeit

Klärschlamm verbleibt in den Abwasserreinigungsanlagen als Rückstand. Er fällt je nach dem bei der Abwasserreinigung zur Anwendung kommenden Verfahren entweder als sogenannter Frischschlamm, als Faulschlamm in stabilisierter oder auch als Faulschlamm in noch nicht stabilisierter Form, der als noch faulfähiger Belebtschlamm bezeichnet wird, an. Die in Abwasserreinigungsanlagen anfallenden Schlamm-Mengen sind, auch bei einer üblichen Reduzierung des Wassergehaltes auf etwa 55% recht erheblich, sie sind jedenfalls so groß, daß sie nicht vollständig zusammen mit kompostierbarem Müll weiterverarbeitet werden können, was an sich eine brauchbare Methode der Klärschlammaufbereitung ist. Selbst wenn dies möglich wäre, kann selten vorausgesetzt werden, daß das Kompostierwerk für Müll am Standort der Kläranlage erstellt werden kann oder umgekehrt.

Da auf dem vorbeschriebenen Weg eine vollständige und schadlose Beseitigung des anfallenden Klärschlammes nicht möglich ist, gewinnt das an sich bekannte Verfahren zum Kompostieren von Klärschlamm unter Zusatz von Kohlenstoffträgern immer mehr an Bedeutung. Dabei wird das aus Klärschlamm und Kohlenstoffträgern bestehende Rottegut einer gesteuerten Zufuhr von Warmluft sowie gegebenenfalls Feuchtigkeit ausgesetzt, wobei die Temperaturverhältnisse in einem das Rottegut aufnehmenden Behälter durch Hindurchblasen von Luft geregelt werden.

Nach einem in der DE-OS 15 92 611 beschriebenen Verfahren soll dabei bei einer Ausgangsfeuchtigkeit von 40—60% ein Temperaturanstieg auf etwa 40° erreicht werden, worauf das Rottegut sich selbst überlassen bleibt und dann durch eingeblasene erhitzte Frischluft auf eine Temperatur von etwa 70° gebracht und auf dieser mindestens eine Stunde gehalten wire'. Dann soll das Rottegut aus dem Behälter unten abgezogen und

ίο oben wieder eingefüllt werden, worauf nochmals für mindestens eine Stunde eine Temperatur von etwa 70° erzielt und eingehalten werden solL Der gesamte Vorgang soll dabei innerhalb von 24 Stunden durchführbar sein. Zur Durchführung dieses Verfahrens ist vorzugsweise ein langgestreckter Behälter vorgesehen mit einer Austragvorrichtung am Boden und einer sich über die ganze Behälterlänge erstreckenden Förderrichtung im Scheitelbereich des Behälters. Mit diesem vorbekannten Verfahren kann jedoch nur eine Teilauf-

bereitung des Schlammes erreicht werden. Um diesen hinterher lagerfähig zu halten, also eine Weiterarbeit der Bakterien zu verhindern, muß er auf etwa 20% Feuchtigkeitsgehalt getrocknet werden. Eine solche Teilbehandlung kann selbstverständlich, vor allem, wenn das Endprodukt einer sinnvollen Wiederverwendung zugeführt werden soll, nicht befriedigen.

Aus der DE-OS 22 53 009 ist darüber hinaus bekannt, nicht nur den Rotteprozeß über die Luftzufuhr zu steuern, snndern eine direkte Kompostierung durch Vermischung reit organischen Kohlenstoffträgern /u erreichen. Dabei soll dem Luftsauerstoff vorzugsweise 5—20% reiner Sauerstoff zudosiert werden, was das Verfahren selbstverständlich nicht unwesentlich verteuert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von den bereits gewonnenen Erkenntnissen und aus diesen resultierenden Vorschlägen, das Verfahren zum Kompostieren von Klärschlamm so weiterzubilden, daß einerseits der Zeit- und Einrichiungsaufwand sich in vertretbaren Grenzen hält, andererseits aber das Endprodukt ein vollkommen zu Kompost veränderter Klärschlamm ist, bei dessen Lagerung und Weiterverwendung keinerlei Schwierigkeiten mehr auftreten, sei es durch Geruchsbelästigung, durch die Notwendigkeit zusätzlicher Trocknung, der Zuführung vnn reinem Sauerstoff und der damit verbundenen Verteuerung oder dgl.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dergestalt, daß, ausgehend von dem eingangs beschriebenen

so Verfahren, der Klärschlamm mit vorbestimmten Anteilen von Kohlenstoffträgern in einem Vorrottesilo gemischt und belüftet wird, sodann nach einer Verweilzeit von vierundzwanzig Stunden in die oberste Stufe eines mehrstufigen Rottesilos gefördert, in dieser obersten Stufe kontinuierlich zwischen zwölf bis vierundzwanzig Stunden über Belüftungsrippen mit auf 26"C vorgewärmter Luft belüftet wird, sodann nach Entleerung in die zweite Silostufe, dort wiederum auf 26° C vorgewärmte Luft über Belüftungsrippen bei Konstanthaltung des Feuchtigkeitsgehaltes von 55% eingeführt nach Entleerung in die dritte Silostufe dort vorgewärmte Luft von 31⁰C über Belüftungsrippen eingeführt wird, sodann nach Entleerung in die vierte Silostufe auf 37°C vorgewärmte Luft über Belüftungsrippen zugeführt und schließlich in der fünften Silostufe auf 57°C vorgewärmter Luft zugeführt wird, worauf 80% des Rottegutes unter Zusatz von je 25 kg Kalkstickstoff auf 1 cbm Rottegut über das Vorrottesilo

in ein Nachrottesilo oder einen Belüftungscontainer zur 8- bis lOtägigen Nachbelüftung mit Frischluft gefördert werden, während die verbleibenden 20% des Rottegutes im Vorrottesilo mit neu zugeführtem Klärschlamm und einer wiederum vorbestimmten, jedoch geringeren Menge eines Kohlenstoffträgers zusammengeführt und vermischt werden.

Das Verfahren nach der Erfindung erlaubt eine zeitmäßige Abstimmung der Beschickung der einzelnen vorgesehenen Einrichtungsteile, so daß es nicht zu Materialstauungen im Ablauf des Verfahrens kommen kann. Insbesondere durch die senkrechte Obereinanderordnung der einzelner Stufen der Rottesilos ist eine einfache Behandlung und Weiterbeförderung des Rottegutes möglich. Das gesamte Verfahren mag zwar mehr Zeit in Anspruch nehmen als die hekanntgewordenen Verfahren, das Ergebnis ist aber praktisch ein fertiger Kompost, was bei den anderen Produkten nach den bekannten Verfahren nicht der Fall ist. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren findet eine vollständige Verrottung mit anschließender Hygieniyierung und nachfolgender Nachreife statt, so daß das Endprodukt, wie gesagt, ein landwirtschaftlich voll nutzbarer Kompost ist.

Weitere Merkmale der Erfindung und Einzelheiten der durch dieselbe erzielten Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des Verfahrens anhand der in den Zeichnungen dargestellten Zeichnungen der zur Durchführung des Verfahrens vorgesehenen Einrichtung.

F i g. 1 zeigt die Einrichtung in Draufsicht, in

Fig.2 ist sie im wesentlichen mit den einzelnen Einrichtungsteilen im Schnitt dargestellt, wobei der Einfachheit halber der Schnitt auch durch einen der beiden vorgesehenen Rottesilos gelegt wurde,

Fig.3 zeigt wiederum eine Draufsicht auf eine Einrichtung mit geändertem Endbehandlungsbehälter, die

Fig.4—9 zeigen jeweils einen Schnitt durch einen Rot tesiio in den fünf Behandlungsstufen des Rottegutes.

Der auf 35% entwässerte Klärschlamm wird über ein Transportband a ebenso wie eine vorbestiinmte Menge eines Kohlenstoffträgers über ein Transportband b einem Vorrottesilo c mit Rührweik d zugeführt. Als Kohlenstoffträger sind z. B. geeignet: Torf, Sägemehl, Papier, Braunkohle, Stroh, Ruß. Diese Kohlenstoffträ ger haben hohe Anteile an Feinstkorn und damit ein höheres spezifisches Gewicht. Außerdem ist auch der Klärschlamm sehr feinkörnig, so daß die Ausbildung von Kapillarwegen in einem Gemisch aus Klärschlamm mit solchen Kohlenstoffträgern verhältnismäßig gering ist.

Im Vorrottesilo werden die eingebrachten Volumenanteile von Klärschlamm und Kohlenstoffträger ca. eine Stunde lang gemischt, was mittels des Rührwerkes d erfolgt, dessen Umlaufgeschwindigkeit etwa 2 m/Minute beträgt. Nach der etwa eine Stunde betragenden Mischzeit wird eine im Boden des Vorrottesilos vorgesehene Rippenbelüftung angeschaltet, die dann über vierundzwanzig Stunden als Intervallbelüftung läuft und damit Sauerstoff in das Rottegut einführt. Während dieser Zeit läuft das Rührwerk kontinuierlich weiter.

Nach vierundzwanzig Stunden wird das Vorrottegut durch Absenken des kegelförmigen Schließkörpers e in der zentralen Er.tleerungsöffnung im Boden des Vorrottesilos in einen Aufnahmetrichter f einer Druckluftfördereinrichiung g gegeben. Durch diese gelangt das Vorrottegut in die oberste Stufe 1 eines der beiden vorgesehenen mehrstufigen Rottesilos, Wegen der Kornfeinheit des Rottegutes muß die Füllhöhe in den einzelnen Behandlungsbereichen verhältnismäßig gering gehalten werden, um eine Belüftung ausreichender Intensität sicherzustellen. Das läßt es zu, im Rottesilo eine Mehrzahl von Stufen übereinander anzuordnen. In der obersten Stufe 1 wird das Rottegut zwischen zwölf bis vierundzwanzig Stunden kontinuierlich über Belüftungsrippen mit auf 26° C vorgewärmter Luft belüftet Danach gelangt das Rottegut durch öffnung des ähnlich wie beim Vorrottesilo ausgebildeten Schließkörpers der Stufe 1 in die darauffolgende Stufe 2. Bei der Entleerung erfolgt gleichzeitig eine Vermischung des Rottegutes. Auch in der Stufe 2 erfolgt eine Behandlung des Rottegutes durch Einführung von auf 26°C erwärmter Luft In dieser Stufe 2 wird die mesophile Phase der Verrottung bei einer mittleren Temperatur des Rottegutes von 30° C eingeleitet

Das Rottegut gelangt sodann in die Stufe 3, wo die Temperatur der zugeführten Luft taf 31°C angehoben wird, so daß die gewünschte mesophi.e Phase bei der Temperatur von rund 37° C thermisch unterstützt wird.

Das Rottegut gelangt sodann in die Stufe 4. In dieser wird die gewünschte thermophiie Phase erreicht Es tritt hier r.'.ne Temperaturerhöhung auf 55°C ein, die durch Zuführung von auf 37° C vorgewärmter Luft gestützt wird.

Schließlich gelangt das Rottegut in die Stufe 5, die der Hygienisierung vorbehalten ist. Durcn die Selbsterwärmung der thermophilen Bakterien und durch die Temperaturstützung war bisher eine Temperatur von ca. 57°C erreicht worden, durch eine gesteuerte Zusatzerwärmung bis auf 70—75°C wird in der Stufe 5 die Hygienisierung durchgeführt

Die Behandlungsdauer in den einzelnen Stufen beträgt jeweils vierundzwanzig Stunden, ist also gleich. Selbstverständlich kann die jeweils vorausgehende Stufe sogleich wieder gefüllt werden, sobald sie ihren Inhalt an die nachfolgende Stufe abgegeben hat. Es ist also ein kontinuierlicher Durchsatz möglich.

Durch die Messung des in der Abluft noch vorhandenen Sauerstoffgehaites kann die Einblasmenge und -geschwindigkeit der erwärmten Luft bestimmt und gesteuert werden. Gleichzeitig wird Hie Feuchtigkeit laufend überwacht und durch Zugabe von Faul- und/oder Frischwasser auf etwa 55% konstant gehalten.

Das aus der Stufe 5 abgegebene Rottegut ist als Frischkompost zu bezeichnen und bedarf der Nachreife. Hierzu wird der Frischkompost über ein Förderband h in den Vorrottesilo czurückgeführt. 80% des Rottegutes gelangen unter Zugabe von 25 kg Kalkstickstoff pro cbm Rottegut über din Druckluftförderer f in einen Nac.'irottesilo oder einen Belüftungscontainer. Hier wird über entsprechend vorgesehene Belüftungsrippen nicht erwärmte Fiischluft eingeleitet, die djs Rottegut soweit mit Sauerstoff versorgt, daß die Aktivitäten der Bakterien abklingen können, um einen Abfall in den anaeroben Bereich zu vermeiden. Nach einer Aufenthaltszeit von 8 bis 10 Tagen ist das Rottegut soweit stabilisiert, daß ein Reifekompost ausgetragen werden kann.

Die im Vorrottesilo verbleibenden 20% des Frischkompostes werden mit frisch zugeführtem entwässerten Klärschlamm und einer wiederum vorbestimmten, nunmehr jedoch geringeren Menge eines Kohlenstoffträgers wieder vermischt. Der Vorgang beginnt von vorne.

Sowohl der Vorrottesilo als auch die einzelnen Stufen

des Rottesiios, schiieBiich auch der Nachrottesiio sind mit geneigten Böden und zentralen Entleerungsöffnungen ausgerüstet, die durch kegelförmige Schließglieder verschlossen sind. Hierdurch ist eine jeweils leichtere und unbehinderte Entleerung der einzelnen Behälter möglich. Beim Entleervorgang durch die gebildeten ringförmigen Entleerungsöffnungen erfolgt ein Übereinanderfallen und damit eine gute Vermischung der Rottegutanteile. Die Konstruktionselemente sind weitgehend gleich ausgebildet, sie wiederholen sich zum Beispiel im Rottesilo bei den vorgegebenen fünf Stufen derselben fünffach.

Je nach Schlammart und der von dieser abhängigen bakteriellen Aktivität kann die Aufenthaltsdauer gegebenenfalls in den einzelnen Behandlungsbehälter bis auf zwölf Stunden verkürzt werden. Dabei werden die sonstigen Bedingungen der einzelnen Phasen bezüglich Wärme und Feuchtigkeit eingehalten.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Kompostieren von Klärschlamm unter Zusatz von Kohlenstoffträgern und gesteuerter Zufuhr von Warmluft sowie gegebenenfalls Feuchtigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der Klärschlamm mit vorbestimmten Anteilen der KohJenstoffträger in einem Vorrottesilo gemischt und belüftet wird, sodann nach einer Verweilzeit von vierundzwanzig Stunden in die oberste Stufe eines mehrstufigen Rottesilos gefördert, in dieser obersten Stufe kontinuierlich zwischen zwölf bis vierundzwanzig Stunden über Belüftuingsrippen mit auf 26° C vorgewärmter Luft helüftet wird, sodann nach Entleerung in die zweite Silostufe dort wiederum auf 26° C vorgewärmte Luft über Belüftungsrippen bei Konstanthaltung des Feuchtigkeitsgehaltes von 55% eingeführt, nach Entleerung in die dritte Silostufe dort vorgewärmte Luft νοα 31⁰C über Belüftungsrippen eingeführt wird, sodann nach Entleerung in die vierte Silostufe auf 37°C vorgewärmte Luft über Belüftungsrippen zugeführt und schließlich in der fünften Silostufe auf 57° C vorgewärmte Luft zugeführt wird, worauf 80% des Rottegutes unter Zusatz von je 25 kg Kalkstickstoff auf I cbm Rottegut über das Vorrottesilo in ein Nachrottesilo oder einen Belüftungscontainer zur 8-bis lOtägigen Nachbelüftung mit Frischluft gefördert werden, während die verbleibenden 20% des Rottegutes im Vorrottesilo mit neu zugeführtem Klärschlamm und einer wiederum vorbestimmten, jedoch geringeren Menge iines Kohlenstoffträgers zusammengeführt und vermischt werden.