METHOD AND APPARATUS FOR OBTAINING A HIGH CONTENT OF SOLID MATTER IN THE DEWATERING OF SLUDGES

Abstract: In a method and apparatus for obtaining a high content of solid matter in the dewatering of sludges, especially sewage sludges, the sludge first being dewatered in a screen-band press (1, 31) and thereafter in a following high-pressure press (22, 32), the largely dewatered sludge cake coming out of the screen-band press (1, 31) is comminuted or broken up. The comminuted material is thereupon distributed and layered and is fed to the high-pressure press (22, 32). Because the material has been comminuted and relayered, a more thorough dewatering in the high-pressure press (22, 32) becomes possible. <IMAGE>

Description: Verfahren und Einrichtung zur Erzielung eines hohen Trockengehaltes bei der Entwässerung von Schlämmen Die Entwässerung von Schlämmen, insbesondere Schlämmen von Kläranlagen, erfolgt üblicherweise mittels Siebbandpressen, bei welchen der Schlamm zwischen Siebbändern über Entwässerungstrommeln geführt wird. Um den Gehalt des zu entwässernden Schlammes an Trockensubstanz zu erhöhen, ist es bekannt, an eine solche Siebbandpresse eine Hochdruckstufe bzw. eine Hochdruckpresse anzuschliessen, wobei in der Hochdruckstufe die Entwässerung weiter verbessert wird. Auch beim Austritt aus der Hochdruckstufe ist bei solchen Entwässerungsanlagen der Trockengehalt des Schlammes noch nicht zufriedenstellend. Der getrocknete Schlamm kann beispielsweise zu Düngerzwecken verwendet werden. Auch wenn der getrocknete Schlamm auf eine Deponie gebracht wird, so ist hiefür ein ausreichender Trockengehalt des Schlammes erforderlich, da ein Schlamm mit zu grossem Feuchtigkeitsgehalt sich nicht stapeln lässt, sondern abrutscht. Es wird allgemein ein Gehalt von wenigstens 35 % Trockensubstanz gefordert, um der Deponieforderung Rechnung zu tragen. Ein solcher Trockengehalt kann durch die Entwässerung des Schlammes allein nicht erreicht werden. Um den Deponieforderungen zu entsprechen, ist es meist erforderlich, eine Nachkalkanlage vorzusehen, in welcher dem getrockneten Schlamm zur Erhöhung des Gehaltes an Trockensubstanz Kalk zugeführt wird. Eine solche Nachkalkanlage erfordert inder Herstellung einen zusätzlichen Kostenaufwand und es entstehen weiters laufend Betriebskosten, da ja der Kalk vorher gebrannt und zerkleinert werden muss. Die Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren zur Erzielung eines hohen Trockengehaltes bei der Entwässerung von Schlämmen, insbesondere Klärschlämmen, wobei der Schlamm zuerst in einer Siebbandpresse und hierauf in einer nachgeschalteten Hochdruckpresse entwässert wird, und auf eine Einrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens. Aufgabe der Erfindung ist die Erhöhung des Gehaltes des entwässerten Schlammes an Trockensubstanz. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemässe Verfahren im wesentlichen darin, dass der aus der Siebbandpresse austretende Schlammkuchen in an sich bekannter Weise zerkleinert wird, und dass das zerkleinerte Material verteilt, geschichtet und der Hochdruckpresse zugeführt wird. Aus der DE-OS 2 251 211 ist es bekannt geworden, den aus der Siebbandpresse austretenden Schlamm zu zerkleinern. Hier wird aber der zerkleinerte Schlamm nicht einer Hochdruckpresse zugeführt, sondern thermisch zu einem gekörnten rieselfähigen Produkt getrocknet und anschliessend verbrannt. Wenn der aus der Siebbandpresse austretende Schlammkuchen der Hochdruckpresse unmittelbar zugeführt wird, ist der Entwässerungseffekt in der Hochdruckpresse nicht ausreichend, weil beim Weiterverpressen des Schlammkuchens ein Wasserstau im Kuchen entsteht. Es ist auf diese Weise ein Gehalt von 35 % Trockensubstanz nicht erreichbar. Dadurch, dass der aus der Siebbandpresse austretende Schlammkuchen zerkleinert wird, wird die Konsistenz des Schlammkuchens gestört. Dadurch, dass das zerkleinerte Material verteilt und umgeschichtet wird, bevor es der Hochdruckpresse zugeführt wird, wird der Wasseraustritt aus diesem zerkleinerten und neu geschichteten Material wesentlich erleichtert. Es wird ein Wasserstau vermieden und im Endeffekt ergibt sich eine Vergrösserung des Trockengehaltes des Schlammes an Trockensubstanz, ohne dass es erforderlich ist, eine Nachkalkanlage vorzusehen. Es kann ohne weiteres ein Gehalt an Trockensubstanz des Schlammes von 35 % und auch darüber erreicht werden, so dass der entwässerte Schlamm deponierfähig wird und es können die Betriebskosten einer Nachkalkanlage vermieden werden. Es ist gemäss der Erfindung auch möglich, einen hochwertigen Volldünger zu erzeugen. Zu diesem Zweck können den Dünger aufwertende Stoffe, wie z.B. Stickstoff, Phosphor und/oder Kalium dem zerkleinerten Material zugesetzt werden, so dass diese Stoffe im getrockneten Schlamm gut verteilt aufscheinen. kuch das Filtrat enthält in vielen Fällen noch Wertstoffe, wie beispielsweise Zucker. Gemäss der Erfindung kann das Verfahren auch so durchgeführt werden, dass im Filtrat enthaltene Wertstoffe, wie beispielsweise Zucker, aus dem Filtrat abgeschieden und rückgewonnen werden. Bei einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist gemäss der Erfindung an der Austrittsstelle der Siebbandpresse ein Aufgabetrichter für die Schlammkuchen und eine rotierende Zerreisswalze angeordnet. Der Aufgabetrichter führt die Schlammkuchen der Zerreisswalze zu, welche die Zerkleinerung bewirkt. Gemäss der Erfindung ist vorzugsweise die Zerreisswalze mit Zähnen ausgestattet, die zwischen ortsfesten Zähnen an einer mit dem Aufgabetrichter verbundenen Wandung eingreifen. Der Schlammkuchen enthält meist faserige Anteile und diese werden durch die ineinandergreifenden Zähne wirksam zerrissen. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist unterhalb der Zerreisswalze ein zum Eingang der Hochdruckpresse führendes, ungefähr horizontales Förderband angeordnet, über welchem in Förderrichtung hinter der Zereisswalze eine Verteilschnecke angeordnet ist, deren Achse ungefähr parallel zur Achse der Zerreisswalze liegt. Durch diese Verteilschnecke, welche vorzugsweise rechts- und linksgängige Schneckengänge aufweist, wird das zerkleinerte Material über die Breite des Förderbandes verteilt und dabei umgeschichtet. Der Schlammkuchen weist in seinem Inneren einen grösseren Feuchtigkeitsgehalt auf als an seiner Oberfläche, da ja in der vorgeschalteten Siebbandpresse die Oberfläche des Schlammkuchens am wirksamsten entwässert wurde. Durch die Umschichtung werden nun die einen grösseren Feuchtigkeitsgehalt aufweisenden Teilchen mit den einen geringeren Feuchtigkeitsgehalt aufweisenden Teilchen vermischt. Es gelangen Teilchen, welche einen grösseren Feuchtigkeitsgehalt aufweisen, in der Hochdruckpresse nach aussen und es wird daher die Entwässerung in der Hochdruckpresse einerseits durch die Zerreissung der Struktur des Schlammkuchens vor der Hochdruckpresse und anderseits durch die Umschichtung verbessert. Gemäss der Erfindung ist zweckmässig in Förderrichtung hinter der Verteilschnecke ein höhenverstellbarer Abstreifer angeordnet, so dass die Schichthöhe einerseits vergleichmässigt werden kann und anderseits der Menge der anfallenden Schlammkuchen und der Mhe des Einlaufschlitzes der Hochdruckpresse angepasst werden kann. Zweckmässig ist gemäss der Erfindung der Abstreifer im Grudriss pfeilförmig mit entgegen der Förderrichtung weisender Pfeilspitze ausgebildet, wodurch der Verteileffekt verbessert wird. Gemäss der Erfindung kann auch eine die Schichthöhe begrenzende Druckwalze vorgesehen sein. Wenn die Hochdruckpresse gesondert von der Siebbandpresse ausgebildet ist, sind vier Siebbänder erforderlich, nämlich das Unterband und das Oberband der Siebbandpresse und das Unterband und das Oberband der Hochdruckpresse. Diese vier Siebbänder stellen einen gewissen Aufwand dar und es sind überdies auch für diese Siebbänder gesonderte Antriebseinrichtungen erforderlich. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann aber auch die Anordnung so getroffen sein, dass ein Siebband, u.zw. das aus der Siebbandpresse als Unterband austretende Siebband, über die gesamte Siebbandpresse und über die nachgeschaltete Hochdruckpresse geführt ist, dass im Bereich der Siebbandpresse und der nachgeschalteten Hochdruckpresse gesonderte Oberbänder vorgesehen sind und dass an der Austragsstelle zwischen dem gemeinsamen Unterband und dem Oberband der vorgeschalteten Siebbandpresse der Filterkuchen auf das Unterband an einer Stelle vor dem Eintritt desselben in die Hochdruckpresse aufgebracht wird, wobei hinter der Austragsstelle zwischen dem gemeinsamen Unterband und dem Oberband der Siebbandpresse und der Aufbringungsstelle auf das gemeinsame Unterband die Vorrichtungen zur Zerkleinerung des Filterkuchens und die Verteilung und Schichtung des Materials angeordnet sind. -Dadurch, dass für die vorgeschaltete Siebbandpresse und die nachgeschaltete Hochdruckpresse ein gemeinsames Unterband vorgesehen ist, welches über den Bereich der Siebbandpresse und den Bereich der Hochdruckpresse geführt ist, wobei nur die Oberbänder in der Siebbandpresse und in der Hochdruckpresse gesondert ausgebildet sind, wird mit drei Siebbändern das Auslangen gefunden und es wird somit ein Siebband eingespart. Auch der Antrieb von Siebbandpresse und Hochdruckpresse wird in diesem Falle vereinfacht. Gemäss der Erfindung ist vorzugsweise lediglich das gemeinsame Unterband angetrieben, während die gesonderten Oberbänder der Siebbandpresse und der Hochdruckpresse vom gemeinsamen Unterband geschleppt sind. Es werden somit Antriebsmotoren eingespart. Hiebei ist zweckmässig gemäss der Erfindung das gemeinsame Unterband an zwei Stellen durch angetriebene Entwässerungstrommeln angetrieben. An der Austragsstelle aus der Siebbandpresse und der Austragsstelle aus der Hochdruckpresse ist je eine angetriebene Trommel vorgesehen. Es erfolgt somit ein wirksamer und einfacher Antrieb des Unterbandes, wodurch das Mitschleppen des jeweiligen Oberbandes erleichtert wird. Hiebei weist gemäss der Erfindung vorzugsweise die Hochdruckpresse Entwässerungstrommeln auf, über welche das gemeinsame Unterband und das Oberband der Hochdruckpresse wechselweise geführt ist. Auf diese Weise wird im Bereich der Hochdruckpresse das Mitschleppen des Oberbandes durch das angetriebene gemeinsame Unterband erleichtert. Gemäss der Erfindung kann auch in vorteilhafter Weise eine Waschvorrichtung vorgesehen sein, welche insbesondere von Sprühdüsen gebildet ist. In vielen Fällen hat sich eine Waschung des Filterkuchens oder des zerkleinerten aus dem Filterkuchen gewonnenen Materials als vorteilhaft erwiesen. In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen schematisch veranschaulicht. Fig. 1 zeigt im Seitenriss die Siebbandpresse und die nachgeschaltete Hochdruckpresse mit zwischengeschalteter Zerkleinerungs- und Verteileinrichtung für die aus der Siebbandpresse anfallenden Schlammkuchen. Fig. 2 und 3 zeigen im grösseren Massstab die zwischengeschaltete Zerkleinerungs- und Verteileinrichtung, wobei Fig. 2 einen Vertikalschnitt nach Linie II - II der Fig. 3 und Fig. 3 eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles III der Fig. 2 darstellt. Fig. 4 bis 6 zeigen eine andere Ausführungsform. Hiebei zeigen Fig. 4 einen Schnitt durch die vorgeschaltete Siebbandpresse und die nachgeschaltete Hochdruckpresse und Fig. 5 und 6 Details in grösserem Massstab. In der in Fig. 1 dargestellten Siebbandpresse 1 wird Schlamm entwässert. Die Aufgabe des Klärschlammes erfolgt bei 2 auf das Siebband 3. 4 ist die Seihzone. Vom Siebband 3 wird der Schlamm auf ein zweites Siebband 5 aufgebracht und zwischen den beiden Siebbändern 3 und 5 über Entwässerungstrommeln 6 geführt. An der Stelle 7 werden die Schlammkuchen durch einen Schaber 8 vom Siebband 3 gelöst und gelangen in den Aufgabetrichter 9. Im unteren Teil des Aufgabetrichters 9 ist eine Zerreisswalze 10 im Sinne des Pfeiles 11 um eine Achse 12 rotierbar gelagert. Die Zerreisswalze 10 weist Zähne 13 auf, welche zwischen ortsfest an der Wandung des Aufgabetrichters 9 angebrachten Zähnen 14 eingreifen. Unterhalb der ZerreiBwalze 10 ist ein Förderband 15 angeordnet, welches in Richtung des Pfeiles 16 bewegt wird In Förderrichtung 16 hinter der Zerreisswalze 10 ist oberhalb des Förderbandes 15 eine rotierende Verteilschnecke 17 angeordnet, deren Schneckengänge 18 und 19 rechts- und linksgängig verlaufen, so dass das durch die Zähne 13 der Zerreisswalze 10 und die ortsfesten Zähne 14 zerkleinerte Material über die Breite des Förderbandes 15 verteilt wird. 20 ist ein Abstreifblech, welches pfeilförmig mit entgegen der Förderrichtung weisender Pfeilspitze 21 ausgebildet ist. Das Förderband 15 bildet gleichzeitig das eine Siebband der Hochdruckpresse 22, welches gegen eine umlaufende Plattenkette 23 abgestützt ist. Das zweite Siebband 24 der Hochdruckpresse 22 ist gegen eine umlaufende Plattenkette 25 abgestützt. Zwischen den beiden Siebbändern 15 und 27 befindet sich das zu entwässernde, durch die Zerreisswalze 10 zerkleinerte Material. Dieses Material wird durch einen Schaber 28 vom Siebband 15 abgelöst und bei 29 abgeworfen. Die Anordnung nach Fig 4 bis 6 unterscheidet sich von der Anordnung nach Fig. 1 bis 3 dadurch, dass mit drei Siebbändern das Auslangen gefunden wird. Hier ist 31 die vorgeschaltete Siebbandpresse und 32 ist die nachgeschaltete Hochdruckpresse. Ein gemeinsames Unterband 33 ist über den gesamten Bereich der Siebbandpresse 31 und der Hochdruckpresse 32 geführt. 34 ist das Oberband der Siebbandpresse 31. 35 ist das Oberband der Hochdruckpresse 32. Das Siebband, welches an der Austragsstelle 36 der Siebbandpresse 31 das Unterband 33 bildet, ist von dieser Austragsstelle weg zur Aufgabestelle 37 der Hochdruckpresse 32 geführt. Zwischen der Austragsstelle 36 der Siebbandpresse 31 und der Aufgabe stelle 37 der Hochdruckpresse 32 liegt somit das Unterband 33 frei und es kann daher -der Filterkuchen von der Austragsstelle 36 der Siebbandpresse 31 auf das Unterband 33 vor der Aufgabestelle 37 der Hochdruckpresse 32 aufgeworfen werden. 38 ist ein oben offenes Gehäuse, welches dem Aufgabetrichter 9 nach Fig. 1 entspricht und in welchem eine Stachelwalze 39 für die Zerkleinerung des Filterkuchens, eine Verteilschnecke 40 für die Verteilung des zerkleinerten Materials und eine Druckwalze 41 für die Bestimmung der Schichthöhe des zerkleinerten Materials angeordnet sind. Die Stachelwalze 39 wirkt mit ortsfest am Gehäuse 38 angeordneten Zähnen 42 zusammen, welche zwischen den Stacheln 43 der Stachelwalze eingreifen. In der Hochdruckpresse wird das nunmehr umgeschichtete Material zwischen dem gemeinsamen Unterband 33 und dem über den Bereich der Hochdruckpresse 32 geführten Oberband 35 weiter entwässert. In der Hochdruckpresse 32 ist das gemeinsame Unterband 33 und das über den Bereich der Hochdruckpresse geführte Oberband wechselweise über Entwässerungstrommeln 44 geführt. Das gemeinsame Unterband ist angetrieben. Der Antrieb des Unterbandes 33 erfolgt an zwei Stellen, und zwar über eine an der Austragsstelle 36 der vorgeschalteten Siebbandpresse 31 angeordnete Trommel 45 und über eine an der Austragsstelle 46 der Hochdruckpresse 32 angeordnete Trommel 47. Die Trommeln 45 und 47 können gleichzeitig auch Entwässerungstrommeln sein. Das Oberband 34 der vorgeschalteten Siebbandpresse 31 wird vom gemeinsamen Unterband 33 geschleppt und auch das Oberband 35 der Hochdruckpresse wird vom gemeinsamen Unterband 33 geschleppt. Da in der Hochdruckpresse das nachzuentwässernde Gut zwischen dem gemeinsamen Unterband 33 und dem Oberband der Hochdruckpresse über die Entwässerungstrommeln 44 geführt wird, ist es ohne weiteres möglich, dass auch in der Hochdruckstufe das Oberband 35 durch das angetriebene gemeinsame Unterband 33 geschleppt wird. Fig. 2 zeigt im grösseren Massstab das Gehäuse 38 mit der Stachelwalze 39, der Verteilschnecke 40 und der Druckwalze 41. Das Gehäuse 38 ist oben offen und es ist daher möglich, bei 48 zusätzliche Stoffe, wie beispielsweise Kalk, Füllstoffe, usf. dem zerkleinerten Material zuzumischen. Fig. 3 zeigt im grösseren Massstab wieder das Gehäuse 38, in welchem anstelle der Stachelwalze 43 Sprühdüsen 49 für die Waschung der Filterkuchen mit Wasser vorgesehen sind. Diese Sprühdüsen 49 können aber auch zusätzlich zu der Stachelwalze 43 vorgesehen sein, so dass das zerkleinerte Material gewaschen wird. In diesem Falle erfolgt eine nochmalige Aufschlämmung des zerkleinerten Materials.

Claims: 1. A method of attaining a high dry content in the drainage of sludges, in particular sewage sludges, the sludge first being drained in a sieve belt press (1, 31) and then in a high-pressure press (22, 32) connected thereafter, the sludge cake which leaves the sieve belt press (1, 31) being crushed and the crushed material being distributed, arranged in layers and fed to the high-pressure press (22, 32), characterised in that, for the production of manure, manure-enriching substances, such as nitrogen, phosphorus and/or potassium for example, are added to the crushed material. 2. A device for carrying out the method according to Claim 1, in which a charging hopper (9, 38) for the sludge cakes and a rotating breaking-roller (10, 39) are arranged at the delivery point (7, 36) of the sieve belt press (1, 31), characterised in that an approximately horizontal conveyor belt (15, 33), leading to the inlet of the high-pressure press (22, 37), is arranged beneath the breaking roller (10, 39), above which conveyor belt a distributing worm (17, 40) is arranged behind the breaking roller (10, 39) in the conveying direction (16), the axis of which distributing worm (17, 40) lies approximately parallel to the axis (12) of the breaking roller (10, 39). 3. A device according to Claim 2, characterised in that the breaking roller (10, 39) is equipped with teeth (13, 49) which engage between stationary teeth (14, 42) arranged on a wall which is connected to the charging hopper (9, 38). 4. A device according to Claim 3, characterised in that the distributing worm (17, 40) has right-hand and left-hand threads (18, 19). 5. A device according to any one of Claims 2, 3 or 4, characterised in that a vertically adjustable stripper (20) is arranged behind the distributing worm (17) in the conveying direction (16). 6. A device according to Claim 5, characterised in that the stripper (20) is formed so as to be arrow-shaped in cross section, with the arrowhead pointing against the conveying direction (16). 7. A device according to any one of Claims 2 to 6, characterised in that a sieve belt, namely the sieve belt leaving the sieve belt press as lower belt (33), is guided over the entire sieve belt press (31) and over the high-pressure press (32) connected thereafter, in that separate upper belts (34, 35) are provided in the region of the sieve belt press (31) and the high-pressure press (32) connected thereafter, and in that, at the delivery point (36) between the common lower belt (33) and the upper belt (34) of the sieve belt press connected therebefore, the filter cake is applied onto the lower belt (33) at a point before the entry of the same into the high-pressure press (32), the devices (10, 39, 17, 40, 20, 41) for crushing the filter cake and distributing and arranging the material in layers being arranged behind the delivery point (36) between the common lower belt (33) and the upper belt (34) of the sieve belt press (31) and the point of application onto the common lower belt (33) (Fig. 4). 8. A device according to Claim 7, characterised in that only the common lower belt (33) is driven and the separate upper belts (34, 35) of the sieve belt press (31) and of the high-pressure press (32) are pulled along by the common lower belt (33). 9. A device according to Claim 7 or 8, characterised in that the common lower belt (33) is driven at two points by driven drainage drums (45, 47). 10. A device according to Claim 7, 8 or 9, characterized in that a driven drum (45, 47) is provided in each case at the delivery point (36) from the sieve belt press (31) and at the delivery point (46) from the high-pressure press (32). 11. A device according to any one of Claims 7 to 10, characterised in that the high-pressure press (32) has drainage drums (44), over which the common lower belt (33) and the upper belt (35) of the high-pressure press (32) is guided alternately. 12. A device according to any one of Claims 2 to 11, characterised in that a washing device, formed in particular from spray nozzles (49), is arranged between the delivery point (7, 36) of the sieve belt press (1, 31) and the feed point (37) to the high-pressure press. 13. A device according to any one of Claims 2 to 12, characterised in that a pressure roller (41), determining the layer height of the crushed material, is provided behind the distributing worm (40) in the conveying direction (16).

Inventors: BEIGL, JOSEF, DIPL.-ING., LICHTENEGGER, FRANZ
Applicants: SGP-VA ENERGIE- UND UMWELTTECHNIK GESELLSCHAFT M.B.H.
Application year: 1986
Main classification: B30B9
IPC codes: B30B9