DE69112831T2 - Verfahren und vorrichtung für die schlammtrocknung. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren, mit dem Schlamm, der beispielsweise aus Abwasser stammt, vollständig oder teilweise durch Verdampfen entwässert wird, wobei der Schlamm unter Zufuhr von Hitze auf einem Wanderrost von einer Einlaß- zu einer Auslaßöffnung in einer Trockenkammer transportiert wird.
• Um die Natur zu schützen und Umweltschäden zu vermeiden, werden heute strenge Anforderungen an die Reinigung von Abwasser gestellt, das aus öffentlichen oder industriellen Reinigungsanlagen an einen Empfänger abgegeben wird. Ein wichtiger Teil der erforderlichen Reinigung besteht darin, das Abwasser durch relativ große Absetzbecken oder -behälter zu leiten, in denen das Abwasser dann so lange in ruhigem Zustand verbleibt, bis sich sein Verunreinigungsanteil absetzt, oder es, wie es heute verbreiteter ist, mechanischer Behandlung zu unterziehen, während derer der Schlamm beispielsweise durch Zentrifugieren in einem geeigneten Maß entwässert wird.
• In einigen Fällen kann der Schlamm, der im allgemeinen hauptsächlich aus organischen Materialien besteht, direkt auf landwirtschaftliche Flächen aufgetragen werden und hier beispielsweise als Dünger für die angebauten Pflanzen dienen, dies ist jedoch häufig nicht möglich, da der Schlamm einen Gehalt an Stoffen aufweisen kann, die für Tiere und Menschen schädlich sind, und es daher nicht annehmbar ist, diese über die betreffenden Kulturen in die Nahrungskette einzubeziehen.
• Dementsprechend sind Verfahren entwickelt worden, mit denen der Schlamm getrocknet wird und als Brennstoff oder Kompost eingesetzt werden kann. Für letzteren Zweck wird häufig eine zusätzliche Wärmebehandlung im Zusammenhang mit dem Trocknen eingesetzt, um den Schlamm im erforderlichen Maß von seinem Gehalt an schädlichen Substanzen zu befreien. In vielen Fällen wird mit dem Trocknen des Schlamms vorzugsweise direkt in dem feuchten und klebrigen Zustand begonnen, in dem der Schlamm der Trockenanlage zugeführt wird. Bei einem derartigen bekannten Verfahren wird der Schlamm dabei beispielsweise aus einem sich drehenden Rad im Gegenstrom zu einem heißen Luftstrom in mehr oder weniger fein verteilter Form ausgeworfen, so daß der Schlamm schnell zu einem Pulver und/oder körnigen Material trocknet. Dieses Verfahren ist außerordentlich effektiv, auf der anderen Seite jedoch unwirtschaftlich im Betrieb, da es notwendigerweise große Mengen an Luft erfordert, die zunächst erwärmt werden müssen und dann an die Atmosphäre abgegeben werden, wo die Luft an sich ohne ein vorhergehendes teures und aufwendiges Trenn- und Filtrierverfahren eine Quelle von Umweltverschmutzung darstellen kann, da sie leicht pulverisierten Schlamm vom Trockenverfahren mit sich führt.
• WO 88/02284 offenbart ein Verfahren zum Trocknen von Schlamm in einem Drehofen. In diesem Fall ist eine Strangpresse vor den Drehofen eingesetzt, wobei die Strangpresse den Schlamm mit einem separaten Bindemittel verknetet und Pellets aus der gekneteten Mischung herstellt, die dem Drehofen zugeführt werden und in eine massive, fast keramikartige Form gebrannt werden, die sich für die Entsorgung eignet. Jedoch kann das Verfahren nicht zur Herstellung von Pellets eingesetzt werden, die verbrannt oder kompostiert werden können.
• Des weiteren offenbart DE-Offenlegungsschrift 3 531 748 ein Verfahren, bei dem der Schlamm auf einem Förderband in einem Querofen (traverse kiln) getrocknet wird. Damit der Schlamm auf diese Weise behandelt werden kann, wird der feuchte Schlamm in einem geeigneten Verhältnis mit bereits getrocknetem Schlamm vermischt, um ein ausreichend lockeres und mürbes Material herzustellen, das auf dem Rost verteilt werden kann, ohne daran zu haften. Beim Trocknen schrumpft der Schlamm bereits von Anfang an erheblich und bildet dadurch ein Granulat mit einer dichten und kompakten Struktur, die die biologischen Prozesse behindert, die anschließend beim Kompostieren ablaufen sollen. Das Granulat kann auch nicht als Brennstoff eingesetzt werden, da das Enderzeugnis einen zu hohen Wassergehalt für diesen Zweck aufweist. Es ist hinzuzufügen, daß die Anlage relativ unwirtschaftlich arbeitet, da ein erheblicher Teil des bereits getrockneten Schlamms ständig zurückgeführt und mit neuem und feuchtem Schlamm vermischt werden muß.
• FR-A-2227230 offenbart ein Verfahren zum Trocknen von Schlamm mit Hochfrequenzwellen. Der Schlamm, der maximal 76% Wasser enthält, wird in Form einer Tafel, einer Platte oder eines Kuchens mit einer gleichbleibenden Tiefe zu einer Behandlungsstation transportiert. In der Behandlungsstation wird der Schlamm den Hochfrequenzwellen ausgesetzt, um den flüchtigen Bestandteil zu verdampfen und zu verbrennen, und um den Feststoffbestandteil ohne Verbrennung zu stabilisieren. Wenn der getrocknete Schlamm die Behandlungsstation verläßt, wird er zu einer Mahlvorrichtung geleitet, wo er zu Pulver oder Körnchen zerkleinert wird.
• Darüber hinaus offenbart WO 90/09967 eine Vorrichtung zum Entwässern von Abwasserschlamm, der beim Transport durch eine Vielzahl von Schneckenpressen relativ starken thermischen Einflüssen (thermal impacts) ausgesetzt wird. Bei diesem Transport wird der Schlamm ständig gedreht, wobei es zu Bewegung des Schlamms und der Schneckenpressen zueinander kommt, so daß das Material, das anfangs einen viskosen Zustand aufweist, Druckkräften ausgesetzt wird, die der Bildung von Gasporen und Kanälen entgegenwirken. Diese Vorrichtung kann daher Schlamm nicht in der Form von stabilen, relativ dünnwandigen Strängen entwässern, die sofort über den gesamten Querschnitt in einem solchen Maße erhitzt werden, daß der Wassergehalt des Schlamms zu sieden beginnt, und der entwässerte Schlamm so eine leichte und poröse Struktur erhält, wobei die schnelle Dampfabgabe durch die entstehenden Gaskanäle verhindert, daß der Schlamm an der Transporteinrichtung, beispielsweise einem Wanderrost, anbäckt, auf dem der Schlamm während des Transports unbeweglich aufliegt.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren des im Einführungsabschnitt aufgeführten Typs zu schaffen, das in der Lage ist, bei geringerem Strom- und Investitionsaufwand, effektiver und bei geringerer Umweltbelastung als bisher bekannt, feuchten und klebrigen Schlamm zu trocknen, der beispielsweise aus Abwasser stammt, und so diesen Schlamm in ein trockenes und gleichmäßig poröses Erzeugnis umzuwandeln, das einen wertvollen Brennstoff oder wertvollen Kompost bildet.
• Dies wird dadurch erreicht, daß das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß die Wärme in einer solchen Intensität zugeführt wird, daß das Wasser in dem Schlamm sofort zu sieden beginnt, und daß auf jeden Fall eine Zone vorzugsweise gesättigten Wasserdampf es in der unmittelbaren Umgebung des Schlamms entsteht. Dies führt dazu, daß der Wassergehalt des Schlamms entweder als Wasser oder als Dampf schnell an die Oberfläche ausgestoßen wird, so daß ein Netz von Poren und Kanälen in dem getrockneten Schlamm zurückbleibt, der so sein ursprüngliches Volumen beibehält oder dies sogar ausdehnt. Der Schlamm erhält dadurch eine Struktur, die sich außerordentlich gut für den Einsatz des Schlamms sowohl als Brennstoff als auch als Kompost eignet. Beim Trocknen besteht nicht die Gefahr, daß der Schlamm verbrannt oder angesengt wird, da die umgebende Dampfzone den gesamten Sauerstoff von dem Schlamm fernhält, wobei die schnelle Abgabe von Wasser und Dampf aus dem Schlamm verhindert, daß der Schlamm in der Trockenkainmer an der Transporteinrichtung anhaftet. Aufgrund der beschriebenen Bedingungen kann das Trocknen mit einer bisher nicht möglichen Geschwindigkeit und mittels einer Struktur erfolgen, die im Vergleich zu den bekannten Anlagen sehr kompakt und kostengünstig ist.
• Erfindungsgemäß kann der Schlamm vorteilhafterweise mittels einer Strangpresse in die Trockenkainmer transportiert werden, die darüber hinaus so beheizt werden kann, daß der Schlamm bereits eine Temperatur von bis zu 100ºC hat, wenn er auf das Förderband abgegeben wird. Der Wassergehalt des Schlamms beginnt somit sofort zu sieden, nachdem der Schlamm in die Trockenkammer eingetreten ist, so daß die oben erwähnten Vorteile bereits vom Beginn des Trockenverfahrens an erreicht werden. Dies ist besonders wichtig, um zu verhindern, daß der Schlamm zu Beginn an der Transporteinrichtung anhaftet oder anbäckt.
• Gemäß der Erfindung haben die Schlammstränge, die von der Strangpresse an die Transporteinrichtung abgegeben werden, im Querschnitt eine relativ große Umfangslänge von vorzugsweise wenigstens dem Dreifachen der kleinsten Querabmessung des Querschnitts, so daß der Wassergehalt schnell siedet und die Verdampfung gefördert wird. Besonders vorteilhaft ist es, jeden Strang mit Längsrippen zu versehen.
• Wenn der Schlamm mittels der erzeugten Hitze eines Verbrennungsverfahrens erwärmt wird, läßt sich erfindungsgemäß ein wirtschaftlicher Vorteil erreichen, wenn die Verbrennungsluft für dieses Verfahren zunächst durch die Trockenkammer geleitet wird, so daß die Temperatur und der Strom der Luft zusätzlich so gesteuert werden, daß gleichbleibend eine Zone vorzugsweise gesättigten Wasserdampfes um den Schlamm herum aufrechterhalten bleibt.
• Indem die Trockenkammer mit einem Kodensator verbunden wird und ihr Inhalt auf eine Temperatur unter 100ºC abgekühlt wird, ist es erfindungsgemäß vorteilhafterweise möglich, den erzeugten Dampf in der Trockenkammer abzuführen und den Wärmegehalt dieses Dampfes beispielsweise in einem Fernheizungssystem zu nutzen.
• Die Erfindung betrifft des weiteren eine Anlage, die der Ausführung des oben erwähnten Verfahrens dient, und die eine Trockenkammer mit einer Einlaßöffnung und einer Auslaßöffnung umfaßt, die an ihren entsprechenden Enden der Kammer angeordnet sind, sowie einen Endlos-Wanderrost, der in der Trockenkammer angeordnet ist und dem Transport des zu trocknenden Schlamms von einer Öffnung zur anderen in der Trockenkammer bei gleichzeitiger Zufuhr von Wärme von einer Wärmeabgabeeinrichtung dient.
• Diese Anlage ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß sie darüber hinaus eine Strangpresse umfaßt, die ein Mundstück aufweist, das relativ nahe über dem Zuführende des Wanderrostes angeordnet ist, sowie eine oder mehrere Wärmeabgabeeinrichtungen, die um die Strangpresse herum und/oder in ihrer Transporteinrichtung angeordnet sind, und die so eingerichtet sind, daß der Schlamm aus dem Mundstück der Strangpresse mit einer Temperatur austritt, die vorzugsweise zwischen 80 und 100ºC, insbesondere zwischen 95 und 100ºC liegt.
• Die Erfindung wird ausführlicher mit der folgenden Beschreibung von Ausführungen, die lediglich als Beispiel dienen, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, wobei:
• Fig. 1 schematisch eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen Anlage zeigt,
• Fig. 2 ein vergrößerter Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 ist, und
• Fig. 3 schematisch eine zweite erfindungsgemäße Ausführung zeigt.
• Fig. 1 zeigt schematisch eine Trockenanlage, die allgemein mit 1 bezeichnet ist. Die Trockenanlage besteht im wesentlichen aus einer Trockenkammer 2 mit einem Endlos-Wanderrost 3, der in der Richtung des Pfeils um zwei Rollen 4 und 5 herum läuft, wobei die erste Rolle 4 mittels eines Motors (nicht dargestellt) angetrieben wird, und die andere Rolle 5 mitläuft. Die Trockenanlage umfaßt des weiteren eine Strangpresse 6 mit einem Mundstück 7, das durch eine Einlaßöffnung 8 direkt oberhalb des Zuführendes des Wanderrostes 3 in die Trockenkammer 2 vorsteht. Das gegenüberliegende Ende der Trockenkammer ist mit einer Auslaßöffnung 9 versehen, die einen Austritt (sluice) 10 aufnimmt, dessen Bedeutung weiter unten beschrieben wird.
• Die Strangpresse 6, die wenigstens eine Förderschnecke 11 umfaßt, nimmt den Schlamm in einem Trichter 12 auf, dem der Schlamm aus dem Schlammbecken oder -behälter mittels einer Pumpe und/oder eines Transportsystems (nicht dargestellt) zugeführt wird, wobei der Schlamm dabei auf eine an sich bekannte Weise, die daher hier nicht ausführlicher erwähnt wird, wahlweise auf einen Feststoffgehalt von zwischen 15 und 40% entwässert wird. Die Förderschnecke 11 wird durch einen Motor 13 über ein Getriebe 14 angetrieben und ist bei der dargestellten Ausführung mit einem sich axial erstreckenden Hohlraum 15 versehen, der ein elektrisches Heizelement 16 aufnimmt, das mit einer Spannungsquelle 17 verbunden ist.
• Wenn die Anlage arbeitet, wird der feuchte Schlamm aus dem Trichter 12 mit der sich drehenden Förderschnecke 11 durch die Strangpresse zu dem Mundstück 7 weitertransportiert, wobei der Schlamm bei diesem Vorgang durch das Heizelement 16 auffast 100ºC erwärmt wird. Diese Erwärmung führt in Verbindung mit dem gleichzeitigen mechanischen Rühren, das die Förderschnecke mit dem Schlamm ausführt, dazu, daß der Schlamm geschmeidig wird und leicht zu transportieren und zu extrudieren ist, und daß der extrudierte Strang 18 über seinen gesamten Querschnitt genau die gleiche Temperatur aufweist, wenn er aus dem Mundstück 7 austritt.
• Anschließend gleitet der Strang 18 über eine wahlweise vorhandene Rutsche 19 nach unten auf den Wanderrost 3, der mit einer Geschwindigkeit läuft, die an die Extrusionsgeschwindigkeit angepaßt ist, so daß der Strang kontinuierlich auf das gegenüberliegende Ende des Förderbandes zu bewegt wird. Der extrudierte Strang 18 wird dabei mittels einer Vielzahl von elektrischen Heizelementen 20 erwärmt, die, wie das Heizelement 16, an die Spannungsquelle 17 angeschlossen sind. Heizelemente 20 sind, wie dargestellt, sowohl oberhalb als auch unterhalb des extrudierten Strangs 18 vorhanden, und die von den Heizelementen abgegebene Wärme ist am Anfang, wenn der Bedarf an Wärme zum Verdampfen des Wassergehaltes des Schlamms am größten ist, am intensivsten. Um Wärmeverlust an die Umgebung zu vermeiden, ist die Trockenkammer an der Außenseite mit einer wärmeisolierenden Ummantelung 21 versehen.
• Elektrische Heizelemente werden in diesem Fall zum Erwärmen des Schlamms sowohl in der Strangpresse als auch im Trockenofen eingesetzt, dies stellt jedoch natürlich nur ein Beispiel dar, da es möglich ist, statt dessen jede geeignete Wärmequelle zu nutzen, so beispielsweise die Abgase von einem Verbrennungsofen, oder Gas- oder Ölbrennern. In jedem Fall müssen jedoch die Wärmekapazitäten so eingestellt sein, daß die Temperatur des Schlamms in der Strangpresse fast den Siedepunkt erreicht, bevor der Schlamm das Mundstück verläßt, so daß danach der Wassergehalt in dem extrudierten Strang sofort über den gesamten Querschnitt des Strangs heftig zu sieden beginnt, und dieser Zustand aufrechterhalten wird, bis der Strang das andere Ende des Trockenofens erreicht hat.
• Mehrere bemerkenswerte Vorteile werden mit der oben erwähnten speziellen Kombination der Erwärmung des Schlamms von dem Augenblick an, in dem er der Strangpresse zugeführt wird, und bis er den Wanderrost in einem getrockneten Zustand verläßt, erreicht. Dadurch haftet der Schlamm nicht an dem Wanderrost und/oder backt an ihm an, wie dies sonst zu erwarten wäre, da sich das Wasser und der Dampf, die aufgrund des Siedens schnell an die Oberfläche des Schlamms ausgestoßen werden, als eine Schutzschicht zwischen der Schlammoberfläche und dem Rost absetzen. Ein weiterer erheblicher Vorteil besteht darin, daß der Schlamm nicht verbrannt oder angesengt wird, da das starke Sieden und Verdampfen eine Zone gesättigten Wasserdampfes bilden, die sich um den Strang von Schlamm herum absetzt und den gesamten Sauerstoff davon fernhält. Das starke Sieden entlang der gesamten Trockenzone in der Trockenkammer führt des weiteren dazu, daß das Wasser und der Dampf, die durch den Dampfdruck in dem Schlamm an die Oberfläche des Strangs ausgestoßen werden, ein fein verzweigtes Netz von Poren und Kanälen bilden, die in dem Fertigerzeugnis verbleiben, das dadurch leicht und porös ist und ausgezeichnete Eigenschaften sowohl als Brennstoff als auch als Kompost aufweist.
• Nach dem Passieren der Trockenzone verläßt der nunmehr trockene Strang den Wanderrost und während dieser Bewegung trifft der Strang auf eine geneigte Anschlagplatte 22 auf, die den relativ brüchigen Strang in geeignete Stücke 23 bricht. In einigen Fällen kann jedoch der Strang, beispielsweise aufgrund von thermischen Spannungen, bereits in bestimmtem Maße zerbrochen sein. Die Bruchstücke 23 fallen direkt in den Austritt 10, der eine Mühle 24 aufweist, die sich in Funktion in der Richtung des Pfeils dreht und so die Stücke 23 zusätzlich in Teilchen 24 zerkleinert, die durch eine untere Öffnung 26 in dem Austritt 10 fallen. Diese Teilchen 25 aus getrocknetem Schlamm können dann als Brennstoff, beispielsweise in einer Verbrennungsanlage, oder als Kompost verwendet werden, wenn der Schlamm frei von schädlichen Bestandteilen, wie beispielsweise Schwermetallen und giftigen Stoffen, ist.
• Beim Trocknen werden erhebliche Mengen an Dampf erzeugt, die anschließend über ein Abzugsrohr 27 mit einer Drosselklappe 28 zur Regulierung des Dampfdrucks in der eigentlichen Trockenkammer abgeführt werden. Der Dampf enthält eine erhebliche Menge an Energie, die über einen Wärmetauscher, beispielsweise in einem Fernheizungssystem, genutzt werden kann.
• Die in Fig. 1 dargestellte Ausführung weist einen sehr einfachen und kostengünstigen Aufbau auf, ist jedoch trotzdem außerordentlich effektiv. Die Energieströme, die aufgrund des Trocknens erzeugt werden, werden in dem dargestellten System nicht in einem geschlossenen Kreislauf zurückgeführt, sondern werden daraus abgegeben und in einem größeren System genutzt, das beispielsweise ein Fernheizungssystem sein kann, das mit Wärme von einer öffentlichen Verbrennungsanlage gespeist wird. Die Abgase daraus können als Wärmeenergiequelle für das Trockenverfahren genutzt werden, wobei die Abgase nach wie vor Wärme abgeben, und der daraus erzeugte Dampf zum Erwärmen des Wassers des Fernheizungssystems, und der getrocknete Schlamm als Brennstoff in der Verbrennungsanlage. Mit einer derartigen Kombination aus der dargestellten Trockenanlage und einem bereits existierenden größeren Energiesystem läßt sich eine ausgezeichnete Wirtschaftlichkeit des Betriebes bei relativ geringen Anf angskosten erreichen.
• Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines Teils des Wanderrostes 3 mit einer Vielzahl von extrudierten Strängen 18, die nahe beieinander angeordnet sind. Jeder dieser Stränge ist röhrenförmig und weist eine Unterseite 29 auf, mit der der Strang auf dem Rost aufliegt, sowie einen oberen Teil 30, der sich über dem Unterteil, beispielsweise in einer Zykloidform, krümmt, die gewährleistet, daß das Gewicht des Strangs nur Druckbelastung auf die in jedem Fall anfänglich sehr schwache Wand des oberen Abschnitts ausüben kann. Der obere Abschnitt 30 ist darüber hinaus, wie dargestellt, mit einer Vielzahl von Längsrippen 30a versehen, die die Fläche des extrudierten Strangs erheblich vergrößern, so daß die Verdampfung gefördert wird. Die gekrümmte Form des oberen Abschnitts führt des weiteren dazu, daß die Strahlungswärme von den Wärmequellen in der Trockenkammer im wesentlichen alle Abschnitte der Außenfläche des Strangs erreichen kann. In diesem Fall kann das Wasser darüber hinaus vorteilhaft von der Innenfläche des Strangs verdampfen, da der erzeugte Dampf durch einen Längsspalt 29a in der Unterseite 29 austreten kann.
• Natürlich stellt die Form des Strangquerschnitts, wie sie in Fig.2 dargestellt ist, lediglich ein Beispiel dar, da der Querschnitt jede beliebige andere geeignete Form innerhalb des Umfangs der Erfindung haben kann. So kann der Querschnitt vierseitig, oval, rund oder sternförmig sein, wie er auch wahlweise massiv oder hohl sein kann, und muß nicht mit Längsrippen versehen sein. In jedem Fall ist jedoch eine große Oberfläche in bezug auf die Querschnittsfläche wünschenswert.
• Fig. 3 zeigt schematisch eine zweite Ausführung der Trockenanlage, wobei Teile, die denen in Fig.1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die eigentliche Trockenanlage ist im wesentlichen auf die gleiche Weise wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben aufgebaut und arbeitet auf die gleiche Weise, in diesem Fall ist jedoch die Trockenanlage zusätzlich mit einem Wärmerückgewinnungssystem versehen, und die Primärwärme für den Trockenvorgang wird mit einem oder mehreren Gasbrennern 31 zugeführt, die mit einer Flamme 32 in einer separaten Verbrennungskammer 33 brennen, die mit einer Trennwand 34 von der Trockenkammer 2 getrennt ist, von der aus die Wärme der Gasflamme 32 indirekt als Strahlungswärme auf den extrudierten Strang 18 übertragen wird.
• Die Abgase von der Verbrennung des Gases in der Verbrennungskammer 33 werden aus selbiger abgesaugt und mittels eines Lüfters 36 über ein Abzugsrohr 35, in das ein Querwärmetauscher (cross heat exchanger) 37 eingesetzt ist, an die Atmosphäre abgeleitet. Die erforderliche Menge an Luft für den Verbrennungsprozeß wird gleichermaßen über diesen Querwärmetauscher 37, jedoch im Gegenstrom zu den heißen Abgasen, zugeführt, so daß die Wärmeenergie derselben zum Erwärmen der Verbrennungsluft genutzt wird. Diese wird, wie dargestellt, mittels eines Gebläses 39 eingeleitet und, wie erwähnt, durch den Querwärmetauscher 37 und von selbigem weiter über einen Luftkanal 40 in die Trockenkammer 2 geleitet. Diese Kammer nimmt eine Vielzahl von Prallplatten 41 auf, die so angeordnet sind, daß die heiße Verbrennungsluft zwischen den extrudierten Schlammsträngen 18 nach oben und nach unten strömt, bevor die Luft die Trockenkammer 2 über das Abzugsrohr 27 verläßt. Während dieses Hindurchtretens wird der Dampf, der durch das Verdampfen des Wassergehaltes des Schlamms erzeugt wird, von der Luft absorbiert und mitgeführt, wobei in diesem Zusammenhang zu bemerken ist, daß aufgrund des außerordentlich schnellen Verdampfungsvorgangs nach wie vor ein Dampfpolster in der Nähe der Oberfläche der Schlammstränge vorhanden ist, das den Sauerstoff der Luft von den Strängen fernhält, so daß diese nicht verbrannt oder angesengt werden. Ein Grund, der zu diesem vorteilhaften Umstand beiträgt, besteht darin, daß bereits vom Beginn des Verdampfungsvorgangs an ein Netz aus Poren und Kanälen erzeugt wird, das Wasser und Dampf auch am Ende des Verdampfungsvorgangs schnell zur Oberfläche befördert. Der Wärmegehalt in der vorgewärmten Verbrennungsluft trägt, wie ersichtlich ist, wirkungsvoll zum Erwärmen der Schlammstränge bei und fördert die Verdampfung des Wassergehalts derselben, während die Luftkonvektion Temperaturunterschiede zwischen Oberflächenabschnitten, die aufgrund ihrer Anordnung unterschiedliche Mengen an Strahlungswärme von der Trennwand 34 erhalten, ausgleicht.
• Nach dem Passieren der Trockenkammer 2 kann die Luft zusätzlich zu dem Wasserdampf andere Gase enthalten, die durch die Erwärmung der Schlammstränge freigesetzt werden. Die so gemischte Luft wird anschließend über das Abzugsrohr 27 zu einem Kondensator 42 geleitet, in dem die Luft auf eine Temperatur von knapp unter 100ºC abgekühlt wird, so daß der Wasserdampf kondensiert wird und ein geringfügiger Unterdruck in der Trockenkammer 2 entsteht, der gewährleistet, daß giftige oder übelriechende Gase aus dem Trockenverf ahren nicht durch mögliche undichte Stellen in der Trockenkammer an die Umgebung austreten.
• In dem dargestellten Fall wird die Luft mittels eines Wassernebels 43 gekühlt, der durch eine Zerstäuberdüse 44 ausgestoßen wird, der über eine Wasserleitung 47 unter Druck stehendes Wasser durch eine Pumpe 46 zugeführt wird, die das erforderliche Wasser aus einem Abwasserbecken 45 über eine Ansaugleitung 48 ansaugt. Das Kühlwasser wird dann zusammen mit dem kondensierten Wasserdampf mittels einer Pumpe zum Abwasserbecken 45 wiederum über eine Wasserleitung 51 zurückgeleitet, die einen Querwärmetauscher 50 aufnimmt. Ein Luftstrom von einem Lufteinlaß 53 wird darüber hinaus über den Querwärmetauscher 50 mittels eines Gebläses 52 im Gleichstrom mit dem warmen Kühl und Kondenswasser geleitet, das so seinen Wärmegehalt an die Luft abgibt, die in erwärmtem Zustand weiter über einen Luftkanal 54 zu einem Aufbewahrungs- und Trockensilo 55 geleitet wird, der den entstehenden getrockneten Schlamm in Teilchen 25 über eine Fördereinrichtung 56 von dem Austritt 10 aufnimmt. Die Wärme aus dem Kondenswasser wird somit zum Nachtrocknen des Schlamms genutzt, so daß das Enderzeugnis sehr trocken ist und sich insbesondere zum Einsatz als Brennstoff eignet.
• Nachdem der Dampfgehalt der Luft in dem Kondensator 42 kondensiert ist, wird die Luft über einen Luftkanal 58 zu einem Zyklon-Tropfenabscheider 57 mittels eines Gebläses 59 weitergeleitet, das in einen Luftkanal 60 eingesetzt ist, der mit dem oberen Teil des Zyklon-Tropfenabscheiders 57 verbunden ist. Wassertropfen, die durch den Luftstrom von dem Kondensator 42 möglicherweise mitgeführt worden sind, werden nunmehr in dem Zyklon-Tropfenabscheider 57 abgeschieden und werden über die Wasserleitung 51 und den Querwärmetauscher 50 zusammen mit dem Kühl und Kondenswasser zu dem Abwasserbecken 45 geleitet. Zusätzlich zu der Menge an Abwasser, die so in den obengenannten Kreislauf zurückgeführt wird, wird natürlich dem Abwasserbecken 45 kontinuierlich neues Abwasser aus dem Trockenverfahren zugeführt. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß dieses Abwasser so sauber ist, daß es ohne weiteres für einige unterschiedliche industrielle Zwecke und zum Bewässern von Feldern eingesetzt werden kann.
• So werden, wie ersichtlich ist, der Dampfgehalt der Luft in dem Kondensator 42 und, falls vorhanden, Wassertropfen in dem Zyklon-Tropfenabscheider 57 entfernt. Jedoch kann die Luft nach wie vor einen Gehalt an Kohlenwasserstoffen und anderen nicht kondensierbaren Gasen enthalten. Da die Luft schließlich mittels des Gebläses 59 dem Gasbrenner 31 als Verbrennungsluft zugeführt wird, werden diese Gase aufgrund ihrer hohen Temperaturen, die bei der Verbrennung auftreten, verbrannt. Die Luft ist dann vollständig von Kohlenwasserstoffen und übelriechenden Gasen gereinigt und kann ohne weiteres an die Atmosphäre abgegeben werden. Wenn gewünscht, können zusätzlich ein Katalysator und wahlweise ein Rußabscheider in das Abzugsrohr 35 eingesetzt werden, um zu gewährleisten, daß auch die strengsten Grenzwertanforderungen eingehalten werden.
• Oben wird darauf verwiesen, wie der Schlamm in der Strangpresse vorgewärmt wird, und die dadurch entstehenden Vorteile für das Gesamttrockenverfahren sind erläutert worden. Das grundlegende Merkmal besteht jedoch darin, daß der Schlamm der Trockenkammer mit einer relativ hohen Temperatur zugeführt wird, weshalb der Schlamm daher auch vorgewärmt werden kann, bevor er die Strangpresse erreicht, d.h. beispielsweise während des Transports zu selbiger. In diesem Fall ist die Strangpresse angemessen isoliert, um die Temperatur des vorgewärmten Schlamms auf einer gewünschten Stufe zu halten. Beim Vorwärmen ist es dann möglich, beispielsweise die Abgase zu nutzen, die von dem Querwärmetauscher 37 abgegeben werden, und die vorzugsweise mit einer Temperatur von über 100ºC abgegeben werden, um Ablagerungen korrodierender Kondensate zu vermeiden. Bei einer besonders einfachen und vorteilhaften Ausführung der Erfindung läßt man in diesem Zusammenhang die heißen Abgase direkt durch den Schlamm in Blasen nach oben aufsteigen, der so als normaler Nachfilter für die Abgase dient.
BEISPIEL
• Eine röhrenförmige Trockenkammer mit einer Länge von 3 m und einem Durchmesser von 0,6 m wurde in einem Versuch eingesetzt. Die obere Hälfte der röhrenförmigen Wand bildete eine Trennwand zu einer halbkreisförmigen Verbrennungskammer, die mittels eines Gasbrenners erwärmt wurde. Ein Förderband, das fast die gleiche Länge wie die Trockenkammer und eine Breite von 0,5 m aufwies, wurde in der Mitte der Trockenkammer angeordnet. Runde Schlammstränge wurden mit einer Strangpresse, die ein Mundstück mit 57 Düsen mit einem Durchmesser von 6,5 mm aufwies, gleichmäßig über die Breite des Bandes verteilt. Die Abgase von der Verbrennung wurden direkt aus dem Verbrennungskammerende, das sich am nächsten an der Strangpresse befand, an die Atmosphäre abgegeben, während der im Trockenverfahren erzeugte Wasserdampf am gegenüberliegenden Ende aus der Trockenkammer an die Atmosphäre abgesaugt wurde.
• Die extrudierte Menge an Schlamm betrug 0,8 kg pro Minute, und die Geschwindigkeit des Bandes wurde auf die Rate von 0,6 m pro Minute eingestellt, mit der der Schlamm aus dem Mundstück der Strangpresse austrat, so daß die gesamte Trockenzeit ungefähr 5 Minuten betrug. Die Temperatur in der Trockenkammer betrug 435ºC, und die Austrittstemperatur der Abgase aus der Verbrennungskammer betrug 550ºC. Nach dem Trocknen wurde der Schlamm über einen rotierenden Austritt aus der Trockenkammer entfernt, in dem die Schlammstränge in kleine tablettenförmige Stücke zerbrochen wurden, die einen Trockensubstanzgehalt von 90% aufwiesen. Dies reicht aus, wenn der getrocknete Schlamm beispielsweise zum Kompostieren verwendet werden soll, und wenn er als Brennstoff verwendet werden soll, kann zusätzliches Wasser ohne weiteres in dem erforderlichen Maß in einem Aufbewahrungs- und Trockensilo entfernt werden.
• Es erweist sich, daß die Versuchsanlage eine Kapazität von 48 kg feuchten Schlamms pro Stunde mit einer Verdampfungskapazität von 25,6 kg Wasser pro cm² des Förderbandes hat.
• Während des Trocknens war keine Form von Volumenverringerung zu verzeichnen und es stellte sich heraus, daß das entstehende getrocknete Erzeugnis eine leichte und poröse Struktur aufwies und trotz der hohen Temperatureinflüsse in der Trockenkammer in keiner Weise angekohlt oder angesengt war. Aufgrund der porösen Struktur konnte das getrocknete Schlammerzeugnis leicht biologisch in Kompost umgewandelt werden, wobei sich das Erzeugnis auch als ein ausgezeichneter Brennstoff erwies.
• Obwohl das Verfahren und die Anlage der Erfindung oben unter der Voraussetzung beschrieben worden sind, daß Abwasserschlamm zu trocknen ist, können das Verfahren und die Anlage genausogut und mit den gleichen Vorteilen zum Trocknen vieler anderer Arten von Schlamm eingesetzt werden, die beispielsweise bei industriellen Verfahren anfallen können.

Claims (11)

1. Verfahren zum vollständigen oder teilweisen Entwässern von Schlamm, der beispielsweise aus Abwasser stammt, wobei der Schlamm unter Zufuhr von Hitze auf einem Wanderrost von einer Einlaß- zu einer Auslaßöffnung in einer Trockenkammer transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm der Trockenkammer in einem oder mehreren Strängen zugeführt wird, und daß die Zufuhr von Wärme so intensiv ist, daß das Wasser in dem Schlamm sofort zu sieden beginnt, und eine Zone vorzugsweise gesättigten Wasserdampfes in jedem Fall in der unmittelbaren Umgebung des Schlamms erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm der Trockenkammer mittels einer Strangpresse zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 80 und 100ºC vorgewärmt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhalt in einem Kondensator, der mit der Trockenkammer verbunden ist, auf eine Temperatur unter 100ºC abgekühlt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die Erwärmung mittels der Wärme ausgeführt wird, die in einem Verbrennungsverfahren erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsluft für dieses Verfahren zunächst bei einer solchen Temperatur durch die Trockenkammer geleitet wird, daß eine Zone vorzugsweise gesättigten Wasserdampfes ständig um den Schlamm herum verbleibt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Strang im Querschnitt eine Umfangslänge hat, die wenigstens dreimal so groß ist wie seine kleinste Querabmessung.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Strang mit Längsrippen versehen ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung der Strangpresse erwärmt wird, oder daß der Schlamm der Strangpresse in einem vorgewärmten Zustand zugeführt wird.

9. Anlage zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1-8, die eine Trockenkammer mit einer Einlaß- und einer Auslaßöffnung umfaßt, die an ihren entsprechenden Enden der Kammer angeordnet sind, sowie einen Endlos-Wanderrost, der in der Trockenkammer angeordnet ist und dem Transport des zu trocknenden Schlamms von einer Öffnung zur anderen in der Trockenkammer bei gleichzeitiger Zufuhr von Wärme von einer oder mehreren Wärmeabgabeeinrichtungen dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage darüber hinaus eine Strangpresse umfaßt, die ein Mundstück aufweist, das relativ nahe über dem Zuführenden des Wanderrostes angeordnet ist, sowie eine oder mehrere Wärmeabgabeeinrichtungen, die um die Strangpresse herum und/oder in ihrer Transporteinrichtung angeordnet sind und die so eingerichtet sind, daß der Schlamm aus dem Mundstück der Strangpresse in einem vorgewärmten Zustand austritt.

10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Dampfkondensator umfaßt, der mit der Trockenkammer verbunden ist und eine Kühleinrichtung enthält, die die Temperatur in dem Kondensator unter 100ºC hält.

11. Anlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Austritt mit einer drehbaren Mühle umfaßt, der in der Auslaßöffnung der Trockenkammer angeordnet ist, um die getrockneten Schlammstränge in geeignete kleinere Stücke zu zerteilen und diese aus der Trockenkammer abzuleiten.