Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von
in einer Kläranlage mit Belebtschlammverfahren anfallendem Klärschlamm.
Aufgabe der Erfindung ist es, die in jeder Kläranlage eingesetzte Energie nutzbar
zu machen und so Klärschlammentsorgungskosten zu sparen. Gelöst wird diese
Aufgabe, indem der entwässerte Schlamm in einem Trockenmischer mit einem Luftstrom
getrocknet wird, der durch Wärmetausch von Umgebungsluft mit der für das
Belebungsbecken bestimmten erhitzten Druckluft erwärmt wurde. Somit wird der
entwässerte Klärschlamm noch trockener und enthält mehr Trockensubstanzgehalt.
In Stand der Technik gemäß den Druckschriften
DE 697 03 975 T2, DE
43 31 932 A1, DE 40 16 100 A1,
DE 195 47 062 A1 und
DE 196 06 917 A1 werden unterschiedliche
Verfahren zur Energierückgewinnung beschrieben. In keiner dieser Druckschriften
wird jedoch darauf hingewiesen, die bei der Erzeugung von Druckluft für ein
Belebungsbecken auftretende Wärme zur Trocknung von Klärschlamm zu nutzen.
Jede Kläranlage mit Belebtschlammverfahren braucht im Belebungsbecken
Sauerstoff, damit die Mikroorganismen die Schmutzstoffe abbauen. Um diesen Sauerstoff
in die Belebungsbecken zu fördern, hat jede Kläranlage einen Gebläseraum
und je nach Größe der Kläranlage mehrere Gebläse. Die Gebläse
haben die Aufgabe, die Luft anzusaugen, zu verdichten und durch ein Leitungssystem
in das Belebungsbecken zu fördern. Bei diesem Arbeitsvorgang entsteht in der
Luftleitung wegen der Verdichtung und Reibung heiße Luft, z.B. sind in einer
bekannten Kläranlage drei Gebläse (28m3/min.), die Luft ansaugen,
verdichten und zum Belebungsbecken fördern, es entsteht in der Luftleitung
mind. 108°C -max. 140°C heiße Luft (Angaben sind drehzahlabhängig),
durchschnittlich ist 120°C heiße Luft in der Luftleitung. In dieser ca.
120°C heißen Luftleitung wird ein Kreuzstromwärmetauscher installiert,
der Wirkungsgrad ist mind. 60%, die zurückgewonnene Energie beträgt 70°C–75°C.
Die so gewonnene 70°C–75°C heiße Luft wird mit dem installierten
Gebläse durch eine gut isolierte Kunststoffleitung in den Trockenmischer (Betonmischer)
geleitet. Zusätzlich wird die (mind. 40°C) warme Luft im Gebläseraum,
die durch den Betrieb der Gebläsemotoren entsteht, in die isolierte Leitung
geleitet.
Der entwässerte Klärschlamm wird nach einer Bandfilterpresse
oder Kammerfilterpresse mit einem Schnecken- oder Förderband in den Trockenmischer
gefördert (ganz normaler Betonmischer). Der entwässerte Klärschlamm
mit 20%–35% enthaltener Trockensubstanz wird in den Betonmischer gefördert
(10m3). Die gewonnene 70°C–75°C heiße Luft (Winter
und Sommer) wird durch dieses oben genannte Leitungssystem von oben in den Betonmischer
eingeleitet, während dessen dreht sich der Betonmischer in die Mischrichtung.
Der Grund, warum die heiße Luft von oben in den Betonmischer eingeleitet wird,
ist dass die Luft länger im Betonmischer bleibt und lange im Kontakt mit dem
entwässerten Klärschlamm ist. Der im Betonmischer entstehende Dampf entweicht
durch die Öffnung des Betonmischers nach oben. So erreicht man mind. 10%–20%
mehr Trockensubstanz.
Dieser Betonmischer hat innen Flügel, wenn er sich in die Mischrichtung
dreht, mischt er den Klärschlamm. Wenn er sich in die andere Richtung dreht,
schüttet er die Trockensubstanz in einen Container aus. Herausragende Eigenschaften
des neuen Trocknungsverfahrens für Klärschlamm:
- • Die Energie ist in allen Kläranlagen vorhanden Die nicht genutzte
Energie in den Kläranlagen kann durch dieses Konzept genutzt werden
- • Geringe Investitionskosten
- • Einfaches Verfahren
- • Kein zusätzliches Personal
- • Der Arbeitsvorgang des Betonmischers ist einfach
- • Die Förderung und Trocknung des entwässerten Klärschlamms
ist einfach Wenig Energieverbrauch des Mischers
- • Die Entleerung durch die Flügel des Mischers ist ein großer
Vorteil
- • Man braucht keine zusätzlichen Gebäude
Nachteile des neuen Trocknungsverfahrens für Klärschlamm:
- • Bei großen Kläranlagen mit über 50 000 EWG kann es zu
Problemen führen
- • Bei großen Anlagen benötigt man mehr Platz
- • Bei großen Anlagen ist die Förderung und Entleerung komplizierter
- • Dieses Konzept wurde noch nicht praktiziert, um weitere Nachteile aufzulisten.
Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 Gesamtdarstellung des Trockenkonzepts
2 Detaildarstellung der Energiegewinnung
3 Detaildarstellung der Trocknungsanlage
1, 2 und 3
zeigen die schematische Darstellung des neuen Verfahrens zum Trocknen von Klärschlamm.
Jede Kläranlage mit Belebtschlammverfahren benötigt im Belebungsbecken
8
Sauerstoff, damit die Mikroorganismen die Schmutzstoffe abbauen
können. Um diesen Sauerstoff in das Belebungsbecken 8 einzublasen,
besitzt die Kläranlage einen Gebläseraum 6, in dem je nach Größe
der Anlage ein oder mehrere Gebläse 10 untergebracht sind. Die Gebläse
10 saugen die frische Aussenluft 9 an, verdichten diese und pressen
sie durch ein Leitungssystem 11 in das Belebungsbecken 8. Bei
diesem Verdichten und Reiben der Luft, erhitzt sich diese und es entsteht in der
Luftleitung 11 eine Temperatur von 108°C bis zu 140°C (Anlagen
sind Drehzahl abhängig). Durchschnittlich strömt 120°C heisse Luft
in der Luftleitung 11. In diese Luftleitung 11 wird ein Kreuzstromwärmetauscher
7 eingebaut. Der Wirkungsgrad des Wärmetauschers 7 liegt
bei mindestens 60%. Dadurch beträgt die Temperatur der nutzbaren Heissluft
12 ca. 70°C. Die nutzbare Heissluft 12 wird mit einem regelbaren
Gebläse 14 oder Ventilator 14 durch einen ausreichend dimensionierten
Luftkanal (Luftleitung) 16 zum Trommelmischer (Betonmischer)
2 geleitet. Zusätzlich wird in diesem Luftkanal 16 die von
den Gebläsen 10 erzeugte warme Raumluft 15 (30°C–40°C)
aus dem Gebläseraum 6 eingeleitet. Der entwässerte Klärschlamm,
mit einer Trockensubstanz (TS) bis zu 35%, wird nach der Bandfilterpresse oder Kammerfilterpresse
1 mit einer Förderschnecke 3 oder einem Förderband
3 in den Trockenmischer 2 mit ange passtem Inhalt eingebracht.
Dazu wird nutzbare Heißluft 12 von oben in die Öffnung des Trockenmischers
2 eingeblasen. Dabei dreht sich der Trockenmischer 2 in Mischrichtung
x, so dass der Klärschlamm durch Flügel in einer Drehrichtung gemischt
wird. Die Warmluft 12 wird jedoch weiterhin kontinuierlich eingeblasen.
Dadurch dass der entwässerte Klärschlamm 17 in dem erwärmten
Trockenmischer 2 kontinuierlich mit der Warmluft oder Trockenluft
12 durchmischt wird, entweicht das Wasser aus dem Klärschlamm in Form
von Wasserdampf 18. Das Entleeren getrockneten Klärschlamms
19 erfolgt einfach durch Ändern der Drehrichtung y in bereitgestellte
Container 4–5.
