DE2852544A1

DE2852544A1 - Stabilising sewage sludge from clarifying plants - by aerobic breakdown, controlling temperature and nitrite content via air supply

Info

Publication number: DE2852544A1
Application number: DE19782852544
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Menzel & Co GmbH
Current assignee: Menzel & Co GmbH
Priority date: 1978-12-05
Filing date: 1978-12-05
Publication date: 1980-06-12
Also published as: ES486255A1; DE2852544C2

Abstract

For the maintenance of a desired temp. in a mass of sewage sludge from a purificn. plant undergoing a process of stability and hygienising, in which the sludge is turned over continuously in a container or a series of containers, in the presence of atmospheric oxygen, the speed a which the air is fed into the container is regulated continuously. The speed of the throughput of air is infinitely variable, whilst alternatively control may be effected by an intermittent feed. The nitrite content of the mass of sludge is measured, and in the event of the overstepp-of a maximal concn., the feeding of air is suspended until a marked denitrification has taken place. Used to exploit the cheaper and quicker process for breaking down the sludge by aerobic bacteria, so as to ensure uniformity in the operation and costs which are economic.

Description

Verfahren zum Stabilisieren von Abwasserschlamm Process for stabilizing sewage sludge

aus Abwasserreinigungsanlagen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. from wastewater treatment plants The invention relates to a Method according to the preamble of claim 1.

Bei der Reinigung von Abwässern fällt sowohl bei der Vorklärung als auch im Nachklärbecken Schlamm an, der gewöhnlich einer anaeroben Faulung ausgesetzt wird. Die anaerobe Schlammfaulung ist jedoch sehr kostspielig und erfordert lange Behandlungszeiten. Außerdem wird kein hygienisierender Effekt erreicht. When cleaning wastewater, both primary treatment and also sludge in the secondary clarifier, which is usually subjected to anaerobic digestion will. However, the anaerobic sludge digestion is very costly and takes a long time Treatment times. In addition, no hygienizing effect is achieved.

Aus diesem Grunde ist das Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs f entwickelt worden, bei dem es sich also um einen aeroben Abbau organischer Substanzen des Schlamms handelt, der bei erhöhter Temperatur stattfindet, ohne daß Wärmeenergie von außen zugeführt wird. For this reason, the method is according to the preamble of the claim f, which is an aerobic breakdown of organic substances of Acts of sludge, which takes place at elevated temperature, without any thermal energy is supplied from the outside.

Und zwar wird der Schlamm durch Eigenerwärmung unabhängig von der Außentemperatur in einem Temperaturbereich von über 400C gehalten. In Folge dieser höheren Temperatur laufen die biochemischen Reaktionen schneller ab, was eine Verkürzung der Reaktionszeiten und somit eine Verringerung der Behältervolumen begründet. Auch die Investitionskosten gegenüber Faulbehältern liegen dadurch erheblich niedriger. Schließlich findet eine weitgehende Schlammentseuchung statt, so daß der nach diesem aeroben termophilen Verfahren gewonnene Schlamm bedenkenlos einer weiteren Verwertung zugeführt werden kann. In fact, the sludge becomes independent of the self-heating Outside temperature kept in a temperature range of over 400C. As a result of this The higher the temperature, the biochemical reactions run faster, which is a shortening the response times and thus a reduction in the container volume. Even the investment costs compared to digesters are therefore considerably lower. Finally, extensive sludge disinfection takes place, so that after this Sludge obtained from aerobic thermophilic processes can be reused without hesitation can be fed.

Ein Nachteil dieses Verfahrens liegt jedoch darin, daß die sich im Inneren der Behälteranordnung einstellende Temperatur relativ starken Schwankungen unterworfen ist. Dies gilt insbesondere bei der Zufuhr von Frischschlamm zur Behälteranordnung, bei der die Temperatur relativ schnell ansteigt, um dann ziemlich schnell wieder abzufallen. Schwankungen der Temperatur der in der Behälteranordnung befindlichen Masse sind jedoch grundsätzlich unerwünscht, da sie sich auf die biologischen Abbauvorgänge ungünstig auswirken. A disadvantage of this method, however, is that the Inside the container assembly adjusting temperature relatively strong fluctuations is subject. This applies in particular to the supply of fresh sludge to the container arrangement, where the temperature rises relatively quickly, and then again quite quickly to fall off. Fluctuations in the temperature of those located in the container assembly However, masses are fundamentally undesirable as they affect the biological degradation processes have an unfavorable effect.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, daß sich durch einen gleichmäßigeren Ablauf der Abbauvorgänge auszeichnet und wirtschaftlich arbeitet. The invention has for its object to provide a method according to the The preamble of claim 1 to create that through a more uniform The dismantling process is characterized and works economically.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst. This object is according to the invention with the in the characterizing part of claim 1 specified features solved.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Regelung der Luftsauerstoffzufuhr zur Aufrechterhaltung einer jeweils gewünschten Temperatur macht sich die Tatsache zu nutze, daß die biologischen Abbauvorgänge durch Veränderung der Sauerstoffzufuhr beeinflußbar sind, daß sie also bei erhöhter Sauerstoffzufuhr beschleunigt und bei gedrosselter Sauerstoffzufuhr gehemmt werden. Die Geschwindigkeit, mit der die Abbauvorgänge ablaufen, bestimmt aber die Temperatur, die durch den exothermen Ablauf dieser Vorgänge erreicht wird. Aus diesen Grunde läßt sich eine gewünschte Temperatur in der erfindungsgemäß vorgesehenen Weise sehr einfach und andererseits auch energiesparend im wesentlichen konstant halten. Eine gleichbleibende Temperatur wirkt sich aber auf die Kontinuität der Abbauvorgänge äußerst günstig aus, insbesondere auf die Aktivität der Bakterien, so daß definierbare Stabilisierungszeiten erzielt werden können. The regulation of the atmospheric oxygen supply provided according to the invention for maintaining a desired temperature in each case, the fact makes itself to take advantage of the biological degradation processes by changing the oxygen supply can be influenced so that it accelerates with increased oxygen supply and with reduced oxygen supply. The speed at which the breakdown processes expire, but determines the temperature caused by the exothermic course of these processes is achieved. For this reason, a desired temperature can be set according to the invention provided way very simple and on the other hand also essentially energy-saving keep constant. A constant temperature, however, affects the continuity the degradation processes are extremely beneficial, especially on the activity of the bacteria, so that definable stabilization times can be achieved.

Vorteilhaft wird die Luftsauerstoffzufuhr stufenlos geregelt. Auf diese Weise kann die jeweils gewünschte Temperatur sehr genau konstant gehalten werden. The air oxygen supply is advantageously regulated continuously. on in this way, the temperature desired in each case can be kept constant very precisely will.

In Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Regelung der Luftsauerstoffzufuhr durch intermittierende Zufuhr. In a further development of the invention, the supply of atmospheric oxygen is regulated by intermittent feeding.

Diese Art der Regelung hat den Vorteil, daß keine besonderen Maßnahmen zur Regelung der Leistung der die Luftsauerstoffzufuhr bewirkenden Einrichtungen erforderlich sind, da diese Einrichtungen lediglich ein- und ausgeschaltet werden müssen.This type of regulation has the advantage that no special measures are taken for regulating the performance of the devices causing the supply of atmospheric oxygen are required because these facilities are only switched on and off have to.

Bekanntlich werden bei den biologischen Abbauvorgängen Nitrit und Nitrat gebildet, von denen sich insbesondere das Nitrit hemmend auf den biologischen Abbau auswirkt. Bei zunehmendem Nitritgehalt werden dadurch die Abbauvorgänge so weit gehemmt, daß ein Temperaturrückgang zu verzeichnen ist, der auch durch erhöhte Sauerstoffzufuhr nicht kompensiert werden kann. It is known that nitrite and Nitrate is formed, of which in particular the nitrite is inhibitory on the biological Degradation affects. As the nitrite content increases, this is how the breakdown processes become largely inhibited that a decrease in temperature is to be recorded, which is also due to increased Oxygen supply cannot be compensated.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung wird daher zusätzlich der Nitritgehalt der Masse in der Behälteranordnung erfaßt und die Luftsauerstoffzufuhr bei Überschreiten einer maximalen Nitritkonzentration so lange ausgesetzt, bis eine merkliche Denitrifikation stattgefunden hat. Nach dem Ausschalten der Luftsauerstoffzufuhr sinkt zunächst der Gehalt an freiem Sauerstoff in der Flüssigkeit auf etwa Null, worauf die Bakterien das Nitrit und das Nitrat zu elementarem Stickstoff abbauen, der in Form von Gas entweicht. Letzterer Vorgang wird als Denitrifikation bezeichnet. Hat die Denitrifikation einen merklichen Grad erreicht, läßt sich mit der wieder einsetzenden Sauerstoffzufuhr die Temperatur der Masse der Behälter anordnung wieder auf den gewünschten Wert regeln. According to a particular embodiment of the invention, therefore, in addition the nitrite content of the mass in the container arrangement is detected and the supply of atmospheric oxygen if a maximum nitrite concentration is exceeded, exposed until a noticeable denitrification has taken place. After switching off the oxygen supply if the content of free oxygen in the liquid first drops to about zero, whereupon the bacteria break down the nitrite and nitrate into elemental nitrogen, which escapes in the form of gas. The latter process is known as denitrification. If the denitrification has reached a noticeable level, it can be used again the onset of oxygen supply the temperature of the mass of the container arrangement again adjust to the desired value.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen näher erläutert. The invention is explained below with reference to the description of exemplary embodiments explained in more detail.

In einer Abwasserreinigungsanlage wird das Abwasser zunächst durch eine Vorklärung mechanisch gereinigt und anschließend durch ein oder mehrere Belebungsbecken geleitet und belüftet. In den Belebungsbecken bildet sich Belebtschlamm, der im nachgeschalteten Nachklärbecken durch Sedimentation vom gereinigten Wasser abgetrennt wird. Dieser Belebtschlamm geht zum Teil als Rücklaufschlamm zurück in die Belebungsbecken, zum Teil als Uberschußschlamm in eine Schlammbehandlungsanlage, der auch der in der Vorklärung anfallende Schlamm zugeführt wird. Selbstverständlich gibt es auch Abwasserreinigungsanlagen, die keine Vorklärung aufweisen, so daß die Schlammbehandlungsanlage ausschließlich mit Überschußschlamm beschickt wird. In a wastewater treatment plant, the wastewater is first passed through a primary clarification is mechanically cleaned and then cleaned by one or more aeration tanks directed and ventilated. Activated sludge forms in the activated sludge tank downstream clarifier separated from the purified water by sedimentation will. This activated sludge is partly returned to the activated sludge as return sludge, partly as excess sludge in a sludge treatment plant, to which the sludge from the primary treatment is also fed. Of course There are also wastewater treatment plants that have no primary treatment, so that the Sludge treatment plant is only charged with excess sludge.

Die Schlammbehandlungsanlage weist eine Behälteranordnung aus einem oder mehreren wärmeisolierten Behältern auf, die durch ein Leitungssystem miteinander und mit der Abwasserreinigungsanlage verbunden sind. The sludge treatment plant has a container assembly of a or several thermally insulated containers that are connected to one another by a pipe system and connected to the wastewater treatment plant.

Jeder Behälter besitzt vorzugsweise an seinem unteren Pend mindestens ein Belüftungsaggregat, mit dessen Hilfe Luftsauerstoff in das Behälterinnere eingetragen wird. Durch diesen Luftsauerstoffeintrag wird zugleich die im Behälter befindliche Flüssigkeit umgewälzt. Each container preferably has at least one on its lower end a ventilation unit, with the help of which atmospheric oxygen is introduced into the interior of the container will. This entry of atmospheric oxygen also causes the in the container Liquid circulated.

Die durch die Sauerstoffzufuhr ermöglichten Abbauvorgänge verlaufen exotherm, so daß die in dem Behälter befindliche Masse erwärmt wird. Durch die Wärmeisolation der Behälter sowie eine auf dem Flüssigkeitsspiegel befindliche Schaumschicht wird die Wärmeabgabe nach außen reduziert, so daß die erhöhte Betriebstemperatur dem System erhalten bleibt. The degradation processes made possible by the supply of oxygen take place exothermic, so that the mass located in the container is heated. Through the thermal insulation the container as well as a layer of foam located on the liquid level the heat dissipation to the outside is reduced, so that the increased operating temperature dem System is preserved.

Die Temperatur der in der Behälteranordnung befindlichen Masse wird gemessen und in eine Regeleinrichtung eingegeben, die die Luftsauerstoffzufuhr in das Behälter innere in der Weise regelt, daß die Luftsauerstoffzufuhr mit zunehmender Temperatur gedrosselt wird. Auf diese Weise kann ein eingestellter Temperatur sollwert aufrechterhalten werden. The temperature of the mass located in the container arrangement is measured and entered into a control device that controls the oxygen supply in regulates the interior of the container in such a way that the oxygen supply increases with increasing Temperature is throttled. In this way a set temperature can be set be maintained.

Anstelle -der Drosselung bzw. Steigerung der Luftsauerstoffzufuhr in Abhängigkeit von Abweichungen der Temperatur von dem Sollwert kann die Regeleinrichtung auch in der Weise arbeiten, daß die Luftsauerstoffzufuhr beim Ansteigen der Temperatur ganz unterbunden und erst dann wieder aufgenommen wird, wenn ein unterer Temperaturwert unterschritten wird. Instead of throttling or increasing the oxygen supply as a function of deviations in the temperature from the setpoint value, the control device can even work in such a way that the atmospheric oxygen supply increases the temperature is completely prevented and only resumed when a the temperature falls below the lower value.

Wenn erkennbar wird, daß die Solltemperatur durch entsprechende Regelung der Luftsauerstoffzufuhr nicht mehr erreichbar ist, deutet dies auf einen zu hohen Nitrit-und Nitratgehalt der Masse in der Behälteranordnung hin. When it becomes apparent that the setpoint temperature has been reached by appropriate regulation the oxygen supply is no longer achievable, this indicates that it is too high Nitrite and nitrate content of the mass in the container arrangement.

Es kann dann beispielsweise eine Probe entnommen und der Nitritgehalt ermittelt werden. Ist dann ein oberer Grenzwert überschritten, wird die Luftsauerstoffzufuhr abgeschaltet und erst dann wieder aufgenommen, wenn eine merkliche Denitrifikation stattgefunden hat. Der Zeitpunkt des Wiedereinschaltens der Sauerstoffzufuhr kann durch Messung des Denitrifikationsgrads bzw. durch Abschätzung bestimmt werden.A sample can then be taken, for example, and the nitrite content be determined. If an upper limit value is then exceeded, the oxygen supply is reduced switched off and only resumed when there is noticeable denitrification has taken place. The time at which the oxygen supply is switched on again can can be determined by measuring the degree of denitrification or by estimating.

Claims

Patent claims @ Method for stabilizing and largely glygienizing of sewage sludge from sewage treatment plants, in which the sludge placed in a container assembly of one or more thermally insulated containers and is circulated and broken down by the supply of atmospheric oxygen, whereby by the biochemical degradation processes heat of combustion is released, which leads to self-heating of the sludge, characterized in that to maintain a each q the desired temperature of the mass in the container arrangement the supply of atmospheric oxygen is regulated.

2. The method according to claim 1, characterized in that the air oxygen supply is continuously regulated.

3. The method according to claim 1, characterized in that the regulation the air oxygen supply is carried out by intermittent supply

4th Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that additionally the nitrite content of the mass in the container arrangement is detected and the supply of atmospheric oxygen is exposed if a maximum nitrite concentration is exceeded for as long as until a noticeable denitrification has taken place.