DE69327093T2

DE69327093T2 - Vorrichtung und methode zur behandlung von klärschlamm

Info

Publication number: DE69327093T2
Application number: DE69327093T
Authority: DE
Inventors: S. Kew; Robert Kritzer; Bruce Soule
Original assignee: KADY INTERNATIONAL SCARBOROUGH
Current assignee: KADY INTERNATIONAL SCARBOROUGH
Priority date: 1992-02-18
Filing date: 1993-02-17
Publication date: 2000-07-20
Anticipated expiration: 2013-02-18
Also published as: DE69327093D1; ES2140453T3; US5282980A; CA2129845A1; DK0629142T3; EP0629142A4; EP0629142A1; PT629142E; GR3032675T3; EP0629142B1; CA2129845C; AU3721493A; ATE186855T1; WO1993015818A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Behandlung von flüssigem Klär- bzw. Abwasserschlamm nach seiner Erzeugung und Trennung von der Abwasserflüssigkeit und zusätzlich die Verarbeitung von Schlamm, der als Abfall von einem Sekundäroxidationsprozeß entfernt wurde. Die Erfindung ist anwendbar auf Abwasserschlämme, die durch eine Vielzahl unterschiedlicher Abwasserbehandlungen, wie z. B. in städtischen Wassersystemen, Papierherstellungsfabriken, Galvanikwerken, Automobilwerken, Textilbetrieben und Plastikherstellungsfabriken, erzeugt werden. Der Begriff "Abwasser" wird hier benutzt, um allgemein Abwasserflüssigkeiten (d. h. Wasser und andere Flüssigkeiten) mit festen Schlammverunreinigungen zu beschreiben.
Im allgemeinen wird Abwasser behandelt, um Verunreinigungen zu entfernen, die ansonsten die Wiederverwendung des Wassers in Trinkwassersystemen verhindern oder die Speicherwasser verunreinigen würden. Ähnlich werden andere Abfallflüssigkeiten behandelt, um Verunreinigungen zu entfernen, die eine Wiederverwendung der Flüssigkeiten in industriellen Verfahren verhindern könnten. Solche Verunreinigungen können Feststoffpartikel oder aufgelöste Säuren, metallische Salze und organische Alkohole sowie aufgelöste Geruchsgase enthalten. Im Fall von Feststoff- Verunreinigungen werden die Verunreinigungen als Schlamm aus der Flüssigkeit herausgetrennt. Eine Primärbehandlung von Abwasser beinhaltet häufig ein Abfließen des Abwassers in Pinen Primärklärtank. Das aufgeschwemmte Feststoffe enthaltende Wasser kann dann in dem Klärtank für eine Zeitdauer (Verweilzeit) verbleiben, die ausreicht, um ein Absetzen der Feststoffpartikel auf den Boden des Tanks als Schlamm zu erlauben. Dieser Klärschlamm wird regelmäßig oder fortlaufend vom Boden des Tanks entfernt.
Bei einer anderen Behandlungsart (d. h. einer Luft-Flotationsverdickung) werden Luftblasen in das Abwasser eingespritzt, bevor es in einen nachfolgenden Klärtank kommt, so daß sich die Luftblasen an die Feststoffpartikel anhängen können, um einen leichteren Partikelzustand vorzusehen. Im Klärtank sammeln sich die leichteren Partikel an der Flüssigkeitsoberfläche, wo sie durch eine Deckensammelvorrichtung des Riementyps als verdickter Schlamm abgeschöpft werden. Die schwereren Partikel setzen sich auf dem Boden des Tanks als zweiter separater Schlamm ab.
Schlämme können auch in einem Sekundär-Behandlungsverfahren als ein Nebenprodukt eines aeroben Sättigungsprozesses erzeugt werden, wobei eine Sättigungseinheit in Sättigungsbecken enthalten ist, um gashaltige Luft (Sauerstoff) mit den Partikeln in Kontakt zu bringen. Abwasser fließt in die Sättigungsbecken, wo es für eine bestimmte Verweilzeit verbleibt. Die Luft und eintretende Mikroorganismen werden durch Mikroorganismen in der Mischflüssigkeit in den Sättigungsbecken verarbeitet, um eine mikrobielle Ausflockung, d. h. einen aktivierten Schlamm, zu erzeugen. Die Mischflüssigkeit aus den Sättigungsbecken fließt dann in Sekundär-Klärtanks. Die Ausflockung sinkt auf den Boden der Sekundär-Klärtanks ab, wo sie regelmäßig oder kontinuierlich aus der Flüssigphase des vorgereinigten Wassers entfernt werden.
Ein weiteres Verfahren beinhaltet einen anaeroben Aufschluß, wobei das Abwasser in einem geschlossenen Tank plaziert wird. Das geschlossene System erlaubt, anaerobe biochemische Prozesse stattzufinden, wodurch einige der Säuren in dem Abwasser in Methangas und Kohlendioxid umgesetzt und Feststoffteilchen somit zerstört oder in eine Flüssig- und Gasform verändert werden. Eine Menge des Schlamms verbleibt als Nebenprodukt des Verfahrens. Typischerweise wird der Tank auf eine erhöhte Temperatur bei oder nahe 95º Fahrenheit erwärmt, um das Verfahren am laufen zu halten. Methangas wird durch eine Lüftung in der Decke des Tanks entfernt, und der Schlamm wird durch eine Ventilöffnung in der Tankwand entfernt.
Schlamm, der als Ergebnis irgendeiner der vorgenannten Abwasser-Behandlungen erzeugt wird, wird üblicherweise durch Veraschung, Landauffüllungs-Maßnahmen oder Ablagern im Meer entsorgt. In manchen Fällen wird der Schlamm in Dünger für die lanwirtschaftliche Nutzung umgesetzt. Ein allgemeines Problem bei der sparsamen Entsorgung von verschiedenen Abwasserschlämmen ist der hohe Wassergehalt des aus den Klärtanks entfernten Schlammes. Typischerweise hat der Schlamm einen Wassergehalt von etwa 90-95%, wobei nur 5-10% der Schlammmasse Festkörper sind. Diese Tatsache ist ein Hindernis für die sparsame Entsorgung des Schlammes, da sie die gesamte Schlammenge, die gehandhabt werden muß, vergrößert. Der hohe Wassergehalt macht auch die Handhabung des Schlammes irgendwie schwieriger, weil sein Volumen größer ist.
Um den Feststoffgehalt im Schlamm zu vergrößern, wurde der unverarbeitete, abgetrennte Schlamm verschiedenen Entwässerungsbehandlungen unterzogen, einschließlich Vakuumfiltration, Zentrifugieren, Druckfiltration und Trocknen auf Sandbänken. Jedoch waren diese nachträglichen Entwässerungsbehandlungen nur teilweise erfolgreich. Die aus solchen Entwässerungsbehandlungen resultierenden Schlämme besitzen nach wie vor nur einen relativ niedrigen Feststoffgehalt. Typischerweise beträgt der Feststoffgehalt eines sog. entwässerten Schlammes nur etwa 20-40%, wobei die verbleibenden 80% bis 60% Wasser sind.
Der hohe Wassergehalt eines sog. entwässerten Schlammes beruht auf der Tatsache, daß ein Großteil des Wassers in den Poren der Feststoffteilchen oder in engen Kanälen, die zwischen zusammengeklumpten Partikeln gebildet sind, enthalten ist. Jedes Partikel ist eine relativ poröse Zellenstruktur, die etwa wie ein Schwamm wirkt, um Wassermoleküle in der Partikelmasse zu absorbieren und zurückzuhalten. Herkömmliche Entwässerungsprozesse sind relativ uneffektiv beim Entziehen oder Extrahieren von Wasser aus den in solchen Feststoffpartikeln ausgebildeten Poren.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum mechanischen Abscheren und Wegbrechen von Feststoffteilchen und Mikrobenzellen die nachfolgend auch als Partikel bezeichnet werden, in einem flüssigen Abwasser- bzw. Klärschlamm. Durch Brechen der Partikel in Fragmente kleinerer Größe ist es möglich, die Poren oder Zellen in den Partikeln aufzubrechen, wodurch das Wasser, welches in den Poren der Partikel größerer Größe absorbiert gewesen ist, befreit wird.
Es wird vermutet, daß Schlammpartikel einem schnellen und starken Zerbrechen unterzogen werden können, das biologisches Zellmaterial in den Feststoffpartikeln in aufgelöste Zucker, Proteine und Kohlendioxid verflüchtigen lassen oder umsetzen kann (oder eine effizientere Zellumwandlung in nachfolgend aeroben oder anaeroben Prozessen erlauben). Der die zerbrochenen und fragmentierten Feststoffpartikel enthaltende Schlamm kann anschließend vor einer abschließenden Entwässerungsbehandlung einem aeroben und/oder anaeroben Aufschluß unterzogen werden.
Die sich ergebende Verringerung in der Konzentration von vollständig suspendierten Feststoffen und in den biochemischen Sauerstoffbedarf führt zu geringeren Mengen, die durch weitere Verarbeitung gehandhabt werden müssen. Somit gibt es weniger zu entwässerndes Feststoffmaterial, weniger zu lagern, weniger zur Entsorgung zu transportieren und weniger in Landauffüllungen, durch Landverstreuung oder durch Veraschung zu entsorgen.
Die Zerstörung von Zellstrukturen und das Aufbrechen von Feststoffteilchen ergibt einen Schlamm, der leichter mittels anaerober oder aerober Aufschlußsysteme aufzuschließen ist. Weil die Partikelgrößen verringert und die Zellen aufgebrochen sind, wodurch Zellplasma oder Zytoplasma für eine weitere Synthese verfügbar wird, bewirken die Aufschlußverfahren, daß ein größerer Teil des Schlammes metabolisiert wird als normalerweise metabolisiert werden kann.
Die Zerstörung von Partikelteilchen und Zelistrukturen ergibt einen Abwasserschlamm, der einfacher mittels einer herkömmlichen Entwässerungsausrüstung entwässert werden kann. Die Bindung zwischen Wassermolekülen und Feststoffteilchen und Zellen wird durch das Aufschlagen und das mechanische Abscheren aufgebrochen und, falls mit Veredelungschemikalien aufbereitet, gibt der Schlamm das Wasser leichter frei, was in einem trockeneren Schlamm resultiert als er normalerweise durch die gleiche Entwässerungsausrüstung erzeugt wird.
Die Zerstörung der Zelistrukturen und das Aufbrechen von Feststoffteilchen vor dem Recycling des Sekundärschlammes oder Abfallschlammes in entweder den Primärklärgefässen oder den Sättigungsbecken ergibt einen Kreislaufschlamm oder Abfallschlamm, der einfacher in nachfolgenden Verfahren für den aktivierten Schlamm synthetisiert werden kann. Die Zellmaterialien und Partikelteilchen liegen in einer Form vor, die feiner ist und mehr Zellprotoplasma der Synthese und Zerstörung darbietet. Dies resultiert in einer größeren Zerstörung von organischem Material in dem Verfahren für den aktivierten Schlamm.
Für ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird auf die nachfolgende detailierte Beschreibung verschiedener beispielhafter Ausführungsbeispiele in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen verwiesen. Darin zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt und teilweise schematisch, einer zur Ausführung der vorliegenden Erfindung geeigneten Vorrichtung;
Fig. 2 ein vergrößerter Querschnitt entlang Line 2-2 in Fig. 1 einer Rotor/Stator- Anordnung, die einen Teil der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung bildet;
Fig. 3 einen teilweisen Querschnitt eines Ausschnittes der in Fig. 2 dargestellten Rotor/ Stator-Anordnung;
Fig. 4 einen ausschnittweisen Querschnitt eines weiteren Ausschnittes der in Fig. 2 dargestellten Rotor/ Stator-Anordnung;
Fig. 5 einen ausschnittweisen Querschnitt einer Konstruktion, die eine Alternative zu der in Fig. 4 dargestellten bildet;
Fig. 6 eine schematische Ansicht eines Schlammpartikels in seinem Ausgangszustand und dann nach der Fragmentierung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 einen ausschnittweisen Querschnitt ähnlich dem von Fig. 3, der eine alternative Rotor/Stator-Anordnung zur Verwendung in einer abgewandelten Version der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung zeigt;
Fig. 8 eine teilweise im Schnitt dargestellte und teilweise schematische Ansicht ähnlich der von Fig. 1 einer weiteren zur Ausführung der vorliegenden Erfindung geeigneten Vorrichtung; und
Fig. 9 ein Flußdiagramm eines Abwasser-Verarbeitungssystems, das zur Ausführung der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist.
Bezugnehmend auf Fig. 1 ist ein aufrechter zylindrischer Schlammtank 10 gezeigt, der eine zylindrische Seitenwand 11, eine Bodenwand 13 und einen festen Deckel 15 aufweist. Der Tank 10 kann auch anders aufgebaut sein. Ein oberer Zugangsverschluß 17 ist gelenkartig mit dem festen Deckel 15 mittels eines Stangenscharniers verbunden. Die Bodenwand 13 weist eine kreisförmige Basisplatte 21 auf, die als Befestigungsvorrichtung für eine Rotor-Stator-Anordnung 23 dient.
Die Rotor-Stator-Anordnung 23 weist ein im wesentlichen röhrenförmiges Gehäuse 25 mit einem Flansch 27 auf, das mit der Basisplatte 21 verschraubt ist, wodurch die Rotor-Stator-Anordnung 23 als eine Einheit für eine spätere Installation in dem Tank 10 hergestellt werden kann. Eine senkrecht ausgerichtete Welle 29 erstreckt sich durch das Gehäuse 25 derart, daß der untere Endabschnitt der Welle 29 für eine Verbindung mit einem Antriebsmotor oder einer Antriebsriemenscheibe eines riemengetriebenen Systems (nicht gezeigt) hervorsteht.
In der Praxis wird ein Rotor 37 der Rotor-Stator-Anordung 23 mit einer Geschwindigkeit im Bereich von vorzugsweise etwa 5.000 bis etwa 11.000 Fuß pro Minute angetrieben. Eine Rotorgeschwindigkeit über 11.000 Fuß pro Minute wird im allgemeinen wegen Strömungs-Kavitationseffekten und Leistungsgrad-Überlegungen betreffend den Betrieb des Rotors 37, der durch die Welle 29 angetrieben wird, als unpraktisch angesehen.
Die Welle 29 ist durch ein oberes Lager 30 und ein unteres Lager 32 drehbar gehalten. Eine Dichtung 33 ist vorgesehen, um eine Undichtigkeit entlang der Oberfläche der Welle 29 zu verhindern. Die Welle 29 besitzt eine axiale Keilnut 31, die sich an ihr entlang erstreckt, so daß ein Stapel von ringförmigen Komponenten lösbar an der Welle 29 angebracht werden kann. Diese Komponenten umfassen einen unteren axialen Strömungspropeller 35 oder Abstandshalter, einen Schlamm-Entladungsrotor 37, einen Abstandshalter 39, einen oberen axialen Strömungspropeller 41 oder Abstandshalter und . einen weiteren Abstandshalter 43. Das obere Ende der Welle 29 ist mit einem Gewinde versehen, um eine Mutter 45 aufzunehmen, wodurch die gestapelten Komponenten lösbar an der Welle 29 angebracht sind. Wenn die Propeller 35 und 41 benutzt werden, sind ihre Schaufeln derart aufgebaut, daß der obere Propeller 41 einen nach unten strömenden Schlammstrom in den Rotor 37 erzeugt, während der untere Propeller 35 einen nach oben strömenden Schlammstrom in den Rotor 37 erzeugt.
Der Rotor 37 weist eine ringförmige Nabe 47 auf, die an der Welle 29 angebracht ist, eine unperforierte Rippenwand 49, die sich von der Nabe 47 in einer Ebene senkrecht zur Drehachse des Rotors 37 radial nach außen erstreckt, und eine in axialer Richtung verdickte umlaufende Einfassungswand 51, die an der Außenkante der Rippenwand 49 angeordnet ist, auf. Wie am besten in Fig. 3 zu sehen ist, erstreckt sich die Einfassungswand 51 axial in entgegengesetzte Richtungen von der Rippenwand 49, so daß flache Endkanten 53 und 55 der Einfassungswand 51 in gleichem Abstand zu der Ebene der Rippenwand 49 liegen.
Die Einfassungswand 51 hat eine Anzahl Schlitze 57, die sich durch sie an gleichmäßig beabstandeten Stellen entlang des Umfangs der Einfassungswand 51 erstrecken. Jeder der Schlitze 57 erstreckt sich vollständig durch die Einfassungswand 51 von ihrer Innenseite zu ihrer Außenseite, wodurch jeder Schlitz 57 als ein Schlammpartikel- Durchgang dient. Es gibt zwei Sätze von Schlitzen 57, nämlich einen oberen Satz, der über der Ebene der Rippenwand 49 angeordnet ist, und einen unteren Satz, der unter der Ebene der Rippenwand 49 angeordnet ist. Jeder Schlitz 57 des unteren Satzes erstreckt sich von der Ebene der Rippenwand 49 nach unten zur Endkante 55 der Einfassungswand 51. Jeder Schlitz 57 des oberen Satzes erstreckt sich von der Ebene der Rippenwand 49 nach oben zur Endkante 53 der Einfassungswand 51.
Insbesondere bezugnehmend auf Fig. 2 ist der Rotor 37 drehbar in einem ringförmigen zylindrischen Stator 59 positioniert, der zwei Sätze von Schlitzen 61 aufweist, die in gleichmäßigen Abständen um ihn herum angeordnet sind. Wie in den Fig. 2 und 3 zu sehen ist, ist die innere zylindrische Seitenfläche des Stators 59 nahe an der äußeren zylindrischen Seitenfläche des Rotors 37 angeordnet, wodurch von den Rotorschlitzen 57 abgegebene Schlammpartikel sofort in die Statorschlitze 61 geführt werden. Die Statorschlitze 61 sind absatzweise mit den Rotorschlitzen 57 ausgerichtet, wenn der Rotor 37 um seine Mittelachse dreht. Schlamm gelangt dadurch von den Rotorschlitzen 57 in die Statorschlitze 61, um in den ringförmigen Raum um den Stator 59 herum abgegeben zu werden. Es gibt zwei separate Abgabeströme, nämlich einen oberen Strom durch den oberen Satz der Statorschlitze 61 und einen unteren Strom durch den unteren Satz der Statorschlitze 61.
Wieder bezugnehmend auf Fig. 1, ist das allgemeine Strömungsmuster des Schlammes gezeigt, das in dem Tank 10 erzeugt wird. Wie man sehen kann, gibt es einen oberen ringförmigen Strömungspfad 62, der durch den oberen Satz der Rotorschlitze 57 erzeugt wird, und einen unteren ringförmigen Strömungspfad 64, der durch den unteren Satz der Rotorschlitze 57 erzeugt wird.
Bei Benutzung verstärken und beibehalten die Propeller 35 und 41 die jeweiligen Strömungspfade, wodurch der Schlamm fortlaufend von der Ringzone um den Stator 59 herum zurück in den Rotor 37 zurückgeführt wird. Die ringförmigen Strömungspfade bewirken, daß der an den jeweiligen Pfaden angrenzende Schlamm in den Rotor 37 gezogen wird, wodurch im wesentlichen der gesamte Schlamm in dem Tank 10 über eine Zeitdauer durch die Rotor-Stator-Anordnung 23 hindurchgeführt wird. Jedoch ist es auch denkbar, daß ein Ausführungsbeispiel ohne die Propeller von 30 und 41 aufgebaut sein kann.
Der Stator 59 kann in einer Vielzahl von unterschiedlich Wegen gehalten sein. Wie in Fig. 3 gezeigt, sitzt der Stator 59 auf einer unteren ringförmigen Kragenwand 63, die sich entlang der Unterkante der Einfassungswand 51 des Rotors 37 radial nach innen erstreckt. Die Kragenwand 63 ist angebracht oder sitzt auf zwei Armen 65, die sich von dem Gehäuse 25 nach oben erstrecken. Eine obere ringförmige Kragenwand 67 liegt über dem Stator 59 und der Oberkante der Einfassungswand 51 des Rotors 37. Bolzen bzw. Schrauben 69 erstrecken sich durch die Kragenwände 63 und 67 und den ringförmigen Stator 59, wodurch der Stator 59 in einer festen Position über der Bodenwand 13 des Tanks 10 gehalten wird.
Die Kragenwände 63 und 67 sind mit kleinen Freiräumen vom Rotor 37 an dem Stator derart befestigt, daß die Innenkanten 71 der Kragenwände 63 und 67 den hereinkommenden Schlamm in den ringförmigen Zwischenraum zwischen der Nabe 47 und der Einfassungswand 51 des Rotors 37 leiten. Im Rotor 37 dreht sich der Schlamm radial nach außen, um durch die Schlitze 57 zu passieren. Wenn die Propeller 35 und 41 verwendet werden, stellen sie einen Teil des Antriebs für die Schlammströmung bereit. Jedoch dienen die Oberflächen der Schlitze 57 des Rotors 37 auch als Flügelradflächen, wodurch der Schlamm durch die Schlitze 57 nach außen und in die Schlitze 61 des Stators 59 in Art einer Zentrifuge geschleudert wird. Bezugnehmend auf Fig. 4 ist die Schlammströmung durch die Schlitze 57 und 61 des Rotors 37 bzw. des Stators 59 gezeigt. Wie man sehen kann, hat der Schlamm sowohl eine radiale Strömungskomponente als auch eine Strömungskomponente in Umlaufrichtung, wenn er die Schlitze 57 des Rotors 37 passiert. Wenn der Schlamm die Schlitze 57 verläßt, bewirkt die Strömungskomponente in Umlaufrichtung, daß die Schlammpartikel die Wände der Schlitze 61 des Stators 59 in einem Winkel treffen, wodurch die Partikel eine Stoßkraft erfahren. Die Schlammpartikel prallen in einem Winkel zurück, um die gegenüberliegenden Wände der Schlitze 61 in einem schrägen Winkel zu treffen.
Abhängig von der radialen Dicke des Stators 59 können die Partikel wiederholt gegen die Wände der Schlitze 61 zurückprallen. Mit jedem solchen Stoß erfahren die Schlammpartikel eine zerstörende Fragmentierungskraft. Die Schlammpartikel erfahren auch gewisse Scherkräfte, wenn sie den ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Rotor 37 und dem Stator 59 im Laufe ihres Weges von den Schlitzen 57 des Rotors 37 in die Schlitze 61 des Stators 59 überqueren. Man nimmt jedoch an, daß die dominierende Fragmentierungskraft die in den Schlitzen 61 des Stators 59 erzeugte Stoßkraft ist.
Die Schlitze 57 und 61 haben vorzugsweise die gleiche Breite, wodurch ein von einem der Schlitze 57 ausgegebener Schlammstrom wenigstens teilweise durch den nächsten der Schlitze 61, die durch den Schlammstrom getroffen werden, aufgenommen wird. Die bevorzugte Schlitzbreite liegt in einem Bereich von etwa 3/32 Inches bis 3/8 Inches. Die radiale Dicke der Statorwand 59 beträgt vorzugsweise wenigstens 1 Inch, was ausreichend ist, um mehrfache Stöße der Schlammpartikel gegen die Wände der Schlitze 61 zu erzeugen. Die Wanddicke des Stators 59 kann jedoch vergrößert werden, falls erwünscht.
Wie in Fig. 4 gezeigt, sind die Schlitze 61 des Stators 59 radial ausgerichtet. Die Schlitze 61 können jedoch auch nichtradiale Ausrichtungen aufweisen, wie z. B. in Fig. 5 gezeigt, oder ähnlich wie die der Schlitze 57 sein.
Bezugnehmend auf Fig. 5 sind die Schlitze 61a mit einem Eingangsende mit einer Ausrichtung und einem Ausgangsende mit einer unterschiedlichen Ausrichtung versehen. Während die genauere Schlitzausrichtung nicht kritisch ist, wenn die Schlitze 61 und 61a des Stators 59 bezüglich der Schlitze 57 des Rotors 37 in einem Winkel stehen, wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, kann eine etwas größere Stoßkraft aufgrund des Auftreffwinkels auf die Wände der Schlitze 61 und 61a auftreten.
Vorzugsweise sind beide Sätze der Schlitze 57 und 61 gleichmäßig voneinander beabstandet, wie in Fig. 2 gezeigt. Jedoch kann der Abstand und/oder die Breite der Schlitze 57 des Rotors 37 von dem Abstand und/oder der Breite der Schlitze 61 des Stators 59 unterschiedlich sein. Der Schlitzabstand wird ausgewählt, um eine relativ große Lineargeschwindigkeit der Schlammpartikel 61 bei einer minimalen Rückströmung, einer minimalen Strömungsvariation oder minimalen Totpunkten im Strömungsmuster zu erzielen.
Bezugnehmend auf Fig. 6, ist ein Schlammpartikel P typischerweise eine poröse Zellmasse mit einer Vielzahl von inneren Poren oder Hohlräumen 73, die miteinander verbunden sein können oder auch nicht, wie links in Fig. 6 gezeigt. Die Schlammmasse ist mit Wasser gesättigt, so daß die Poren 73 mit Wasser gefüllt sind. Man nimmt an, daß die Fragmentierungskräfte eine gewisse Auftrennung im Schlammpartikel P entlang von Defektlinien, die von verschiedenen inneren Poren 73 erzeugt werden, erzeugen. Wenn der Partikel P in Fragmente F aufgebrochen wird, wie rechts in Fig. 6 gezeigt, werden die Zellen freigelegt oder geöffnet, so daß das Wasser aus dem Inneren der Zellen befreit wird. Das freigesetzte Wasser hat eine verringerte Bindung an die Schlammfragmente F, so daß das freigesetzte Wasser später einfacher von dem Schlammfragmenten F in einer Entwässerungsvorrichtung (nicht gezeigt) getrennt wird. Der Fragmentierungsprozeß befreit deshalb das gefangene Wasser aus dem Partikel P durch Aufbrechen der inneren Zellen, die als Wasserspeicherkammern dienen, und fördert gleichzeitig die Umsetzung der Schlammzellen in aufgelöste Zucker, Proteine und Kohlendioxide. Zusätzlich öffnet der Fragmentierungsprozeß das Innere der Zellen und legt das Protoplasma oder Cytoplasma frei, welches dann durch Enzyme in diesem Verfahren und/oder in nachfolgenden Verfahren aufgeschlossen werden kann.
Die Vorrichtung von Fig. 1 kann in verschiedenen Größen und Aufnahmevermögen konstruiert sein. Jedoch hat in einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der Tank 10 einen Durchmesser von etwa 60 Inches, und der Stator 59 hat einen Durchmesser von etwa 15 Inches. Das Verhältnis des Innendurchmessers des Tanks 10 zum Durchmessers des Stators 59 liegt vorzugsweise in einem Bereich von etwa 2 bis etwa 12 : 1, wodurch ein im wesentlichen ringförmiger Freiraum zwischen dem Stator 59 und der Seitenwand 11 des Tanks 10 für eine Rückzirkulierung des Schlammes entlang der ringförmigen Pfade 62 und 64 vorgesehen wird. Alternative Ausführungsbeispiele umfassen: die Verwendung von mehreren Rotor/Stator-Anordnungen; und Befestigen der Rotor/Stator-Anordnung oder -Anordnungen in waagrechter Ausrichtung oder von oben, anstatt von unten.
Nach wie vor bezugnehmend auf Fig. 1 weist ein System zur Zirkulation von Schlamm durch den Tank 10 einen Wärmetauscher 75 auf, der Schlamm von einem Klärtank, einem Sättigungstank oder einem anderen Koagulierungsmechanismus durch eine Leitung 77 empfängt. Der Schlamm wird in den Tank 10 durch einen Einlaß 79 eingeleitet, der in dem festen Deckel 15 angeordnet ist. Der in dem Tank 10 bearbeitete Schlamm wird durch einen Auslaß 81 nahe der Bodenwand 13 des Tanks 10 ausgelassen. Der behandelte Schlamm strömt durch eine Leitung 83, die ihn durch den Wärmetauscher 75 führt. Demzufolge kann der durch die Leitung 83 herausströmende Ausgangs-Schlamm mit dem hereinkommenden Schlamm, der durch die Leitung 77 strömt, Wärme austauschen. Weil der herauskommende Schlamm gewöhnlicherweise eine höhere Temperatur als der hereinkommende Schlamm hat, wird der Schlamm in der Leitung 83 als eine Vorwärmvorrichtung für den hereinkommenden Schlamm in der Leitung 77 dienen.
Die Leitung 83 transportiert den behandelten Schlamm zu einer Entwässerungseinheit 87, wo ein beträchtlicher Prozentsatz des nun freigesetzten Wassers von den Schlammpartikeln getrennt wird. Die Entwässerungsfunktion wird weiter verbessert, d. h. wird effektiver, weil das in den Mikrobenzellen im Schlamm gebundene Wasser zu einem großen Anteil aus den fragmentierten Schlammzellen freigesetzt ist. Die Entwässerungsvorrichtung muß deshalb nicht zum Extrahieren von Plasma aus dem Inneren der Schlammzellen ausgelegt sein. Da weiter einige der Schlammzellen in Zucker, Proteine und Kohlendioxid umgesetzt sind, existiert nun eine kleinere Menge an Feststoffen in dem aufzuschließendem Schlamm.
Verschiedene Arten von herkömmlichen Entwässerungsvorrichtungen können benutzt werden. Z. B. kann die Entwässerungsvorrichtung ein Sandbett mit einem Kiesboden zur Drainage aufweisen. Der Schlamm wird auf dem Sandbett zur Lufttrocknung der Partikel abgelagert, wobei das Wasser durch das Sandbett abtropft.
Eine Art von Entwässerungsvorrichtung umfaßt einen Durchgang des Schlammes durch ein poröses Medium unter einer Vakuumbetriebskraft. Das Medium kann auf einer Drehtrommel angeordnet sein, die einen mit dem Trommelinneren verbundenen Schlammeingang besitzt. Das Vakuum zieht Wasser durch das Filtermedium nach außen, wobei ein Filterkuchen von Schlamm an der Innenseite der Trommel zurückgelassen wird.
Druckfilterung kann ebenso verwendet werden, um Wasser aus dem Schlamm zu entfernen. Filterstoffe werden auf Rahmen gehalten, die in einer parallelen Anordnung angeordnet sind. Schlamm tritt unter Druck in Zwischenräume zwischen Rahmen in einer solchen Art und Weise ein, daß ein klares Filtrat durch die verschiedenen Stofftücher hindurchtritt, wobei der entwässerte Schlamm als Filterkuchen an den Stofftüchern gesammelt wird.
Zentrifugen-Trenntechniken können ebenso für die Entwässerung von Schlamm eingesetzt werden. Der Schlamm wird in einen Dreh-Mantel eingeführt, wo sich der Schlamm an der Innenseite des Vollmantels sammelt, wobei Wasser durch eine Öffnung in der Endwand des Vollmantels austritt. Schließlich kratzt eine Spiralschaufel den Filterkuchen von der Vollmantelfläche.
Ein weiteres Verfahren zur Schlammentwässerung weist einen Durchgang in eine Riemenfilterpresse auf. Zwei gegenüberliegenden bewegliche Riemen kommen nach und nach entlang einer Schlammbehandlungszone zusammen. Schlamm wird entlang der gegenüberliegenden Riemenseiten gepreßt und transportiert. Wasser tropft aus dem gepreßten Schlamm zur Drainage durch den untersten Riemen heraus.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung kann einfach in Verbindung mit irgendeinem der oben beschriebenen Entwässerungsmechanismus verwendet werden. In jedem Fall hat der Entwässerungsmechanismus eine größere Effektivität aufgrund des durch die Vorrichtung von Fig. 1 ausgeführten Fragmentierungsverfahrens. Das Ergebnis wird durch die Natur des hereinkommenden Schlammes beeinflußt sowie durch die Schlamm-Verweilzeit im Tank 10. Je länger die Verweilzeit ist, umso größer ist die erzielte Verbesserung bei der Feststoffzerstörung. In einem Fall, in dem die Verweilzeit im Tank 10 30 Minuten betrug, war die Feststoffkonzentration im entwässerten Schlamm um etwa 70% vergrößert. Den Term "Verweilzeit" erhält man etwas willkürlich durch Teilen des Tankschlammvolumens durch die Schlammvorschubrate durch den Tank 10. Wenn z. B. der Tank 10 ein Schlammvolumen von 750 Gallonen hat und die Schlammvorschubrate 25 Gallonen pro Minute beträgt, dann wird die Verweilzeit auf 30 Minuten berechnet. Eine optimale Verweilzeit muß für jeden Schlamm bestimmt werden, bevor die Tankgröße ausgewählt wird.
Die Schlammströmung durch den Tank 10 kann auf verschiedene Weise gesteuert werden. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein Strömungsmesser 87 in der Leitung 77 angeordnet, um die Strömungsrate zu messen. Ein elektronisches oder pneumatisches Signal wird einem motorisierten oder pneumatischen Schalter in einer Steuerung 89 für ein Strömungssteuerventil 91 zugeführt, wodurch die Strömung durch die Leitung 77 reguliert oder gesteuert wird. Die Schlammströmung kann ebenso als Funktion des Flüssigkeitspegels im Tank 10 oder der Strömungsrate durch die Meßvorrichtung 87 reguliert werden. Im Normalbetrieb wird der Flüssigkeitspegel relativ nahe am Deckel 15, beispielsweise am durch die Bezugsziffer 93 in Fig. 1 bezeichneten Pegel, sein. Der Tank 10 kann mittels eines Schlammauslaßventils regelmäßig entleert werden, um einen relativ ungestörten ringförmigen Strömungspfad 62, wie in Fig. 1 gezeigt, zu erzielen, kann eine flache Ablenkplatte 94 direkt über dem oberen Propeller 41 vorgesehen sein. Die Ablenkplatte ist - vorzugsweise waagrecht eingestellt, um die beste Schlammführungsposition zu erhalten. Die Ablenkplatte 94 ist an einer Stange 95 gehalten, die sich von einem an dem Zugangsverschluß 17 befestigten Luftzylinder 97 erstreckt. Die Ablenkplatte 94 kann entsprechend der Bedienung der Zylinders 97 angehoben oder abgesenkt werden.
Fig. 7 stellt zwei optionale Merkmale dar, die in der Rotor/Stator-Anordnung 23 eingebaut sein können, um gewisse zusätzliche Effekte zu erhalten. Wie in Fig. 7 gezeigt, ist jede Kragenwand 63 und 67 mit einer Anzahl von Flügeln 99 zur Parallelführung der Strömung ausgerüstet, welche sich zur Drehachse des Rotors 37 hin erstrecken. Insbesondere erstreckt sich jeder Parallelführungsflügel 99 entlang einer radialen Linie, die durch die Achse der Welle 29 läuft, wodurch der Schlamm eine im allgemeinen axiale Bewegung annimmt, wenn er in den Rotor 97 eintritt. Die Parallelführungsflügel 99 dienen der Beseitigung eines wesentlichen Anteils der Drehströmungskomponente, die durch die Propeller 35 und 41 erzeugt wird. Die Anzahl, die Größe und der Aufbau der Parallelführungsflügel 99 kann variiert werden. Beispielsweise können acht Flügel verwendet werden.
Der Hauptgrund für die Verwendung der Flügel 99 ist die Erhöhung der Schlammströmungsrate. Jeder betonte Wirbel im Strömungsmuster, während der Schlamm nahe der Rippenwand 99 positioniert ist, wird die Verweilzeit im Rotor 37 vergrößern, was in einer verringerten Schlammmassen-Strömungsrate durch den Rotor 37 resultiert. Eine hohe Schlammzirkulationsrate ist wünschenswert, weil größere Stoßfragmentierungskräfte in den Schlitzen 61 des Stators 59 entwickelt werden und auch weil der Schlamm dann eine größere Anzahl von Durchgängen durch den Stator 59 für eine gegebene Gesamtverweilzeit im Tank 10 hat.
Wie ebenfalls in Fig. 7 gezeigt, weist ein Sauerstoff oder Lufteinspritzsystem einen ringförmigen Durchgang 96 auf, der in jeder der Kragenwände 63 und 67 angeordnet ist. Ein Sauerstoff oder Luftzufuhrrohr 92 erstreckt sich zwischen jeder der Kragenwände 63 und 67 und der Seitenwand 11 des Tanks 10. Eine externe Pumpe (nicht gezeigt) kann auf dem Tank 10 befestigt werden, um Sauerstoff oder Luft durch jedes der Rohre 92 und in einen zugehörigen ringförmigen Durchgang 96 zu pumpen. Düsenartige Öffnungen 90 erstrecken sich von jedem der Durchgänge 96 zu den Innenseiten der Kragenwände 63 und 67, wodurch Sauerstoff oder Luft in den Schlamm abgegeben werden kann, wenn er in den Rotor 37 strömt. Die Sauerstoffzufuhr kann entweder reiner Sauerstoff oder in Luft enthaltener Sauerstoff sein.
Der Zweck für eine Einführung von Sauerstoff oder Luft in den Schlammstrom ist die Förderung einer Luftsättigung des Schlammes. Somit kann der Schlamm, wenn er sich in dem Tank 10 befindet, auch einer Luftsättigung für eine verbesserte Mikrobenaktivität der Schlammpartikel ausgesetzt werden. Der Sauerstoff oder die Luft wird den Schlammpartikeln unmittelbar vor ihrer Fragmentierung in den Schlitzen 61 des Stators 59 eingeführt. Theoretisch haben zum Zeitpunkt der Schlammpartikel- Fragmentierung die neu freigelegten, abgescherten Oberflächen der Partikel die Gelegenheit, direkt mit den Sauerstoffmolekülen in Kontakt zu kommen, wodurch der Pegel der Mikrobenaktivität erhöht wird. Der Sauerstoff muß nicht auf den Widerstand eines dicken Wasserfilms treffen, um die Partikeloberfläche zu erreichen. Auch werden die Sauerstoffmoleküle und die Schlammpartikel in heftiger Bewegung sein, so daß der Sauerstoff eine höhere Wahrscheinlichkeit zum Auftreffen auf und Eindringen in die Schlammfragmente hat.
Wenn die vorliegende Erfindung zusammen mit einem anaeroben Aufschlußverfahren, bei dem entweder Primärschlamm oder recycelter anaerober Schlamm behandelt wird, eingesetzt wird, kann der Tank 10 geschlossen werden, und er dient somit als ein Fortsatz des anaeroben Aufschlußtanks. Eine Entlüftungsöffnung 86, wie in Fig. 1 gezeigt, kann in dem festen Deckel 15 zum Zweck des Entfernens von Methangas, das während des anaeroben Aufschlußprozesses erzeugt wird, vorgesehen sein. Der anaerobe Aufschlußprozeß wird unterstützt durch Halten des Tankschlammes auf einer Temperatur von ungefähr 90º Fahrenheit bis 95º Fahrenheit. Eine Umhüllung bzw. ein Mantel 84 ist zusätzlich außen am Tank 10 vorgesehen, um eine Zirkulation einer Heiz- oder Kühlflüssigkeit um die Seitenwand 11 des Tanks 10 zu erlauben. Es wird weiter überlegt, daß die Strömung einer Flüssigkeit durch den Mantel 84 thermostatisch gesteuert werden kann, um eine gewünschten Schlammtemperatur im Tank 10 zu erzielen.
Fig. 8 stellt ein weiteres beispielhaftes Ausführungsbeispiel einer Rotor-Stator- Anordnung dar, die anstelle eines Tanks in einer Flüssigschlamm-Leitung verwendbar ist, um eine Fragmentierungsfunktion gemäß der vorliegenden Erfindung auszuführen. In diesem Ausführungsbeispiel tritt der Schlamm in einen Rotor 37a durch eine Mittelöffnung in einer Kragenwand 67a ein. Schlitze im Rotor 37a und in einem ihn umgebenden Stator 59a erzeugen die gewünschte Schlammpartikel- Fragmentierungstätigkeit, wie oben ausführlich erläutert. Der Rotor 37a kann direkt angetrieben oder über einen Riemen angetrieben sein. Wie gezeigt, ist eine Welle 29 direkt mit einem externen Antriebsmotor 103 verbunden. Der Stator 59a ist in einem spiralförmigen Gehäuse angeordnet.
Das Ausführungsbeispiel von Fig. 8 kann in einer Rohrleitung angeordnet sein, die sich von einer Schlammquelle zu einer Entwässerungseinheit erstreckt. Alternativ kann es in einer Zurückführungsleitung angeordnet sein, die mit einem Schlammspeichertank 106 verbunden ist, in welchem Fall der Schlamm fragmentiert und dann zum Speichertank 106 zurückgeführt wird. Eine getrennte Rohrleitung würde dann den Tank 106 mit einer Entwässerungsvorrichtung (nicht gezeigt) verbinden.
Sowohl das beispielhafte Ausführungsbeispiel von Fig. 1 auch als das beispielhafte Ausführungsbeispiel von Fig. 8 sind geeignet zur Verwendung in verschiedenen Stufen von anderen herkömmlichen Abwasser-Verarbeitungssystemen. Z. B. kann, wie in Fig. 9 gezeigt, der Tank 10 zwischen Primär-Klärgeräten und einer anaeroben Aufschlußvorrichtung zum Zwecke der Behandlung des in den Primär-Klärgeräten erzeugten Primärschlammes angeordnet sein. Ein ähnlicher Tank 10a kann in einer Rückführungslinie der anaeroben Aufschlußvorrichtung zum Zwecke der Behandlung von zurückgeführten anaeroben Schlamm angeordnet sein. Ein weiterer Tank 10b kann derart angeordnet sein, um aktivierten Abfallschlamm zu empfangen und zu behandeln, der von Sekundär-Klärgeräten zu den (Luft-)Sättigungsbecken geführt wird. Alternativ kann der aktivierte Abfallschlamm in einem weiteren Tank 10c auf seinem Weg zu einer aeroben Aufschlußvorrichtung behandelt werden, oder er kann in einem noch weiteren Tank 10d behandelt werden, bevor er mit dem Primärschlamm zusammengeführt und dann zu einer Eindickvorrichtung und schließlich zu einer Entwässerungsvorrichtung, einer Landauffüllung, einem Schlammteich oder einem Veraschungsofen geführt wird.
Als Ergebnis des in den Tanks 10, 10a, 10b, 10c ausgeführten Fragmentierungsprozesses wird die Zerstörung von Mikrobenzellen in den Sättigungsbecken und in den aeroben und anaeroben Aufschlußvorrichtungen verbessert. Insbesondere werden, wenn der Primärschlamm, der aktivierte Abfallschlamm und der rückgeführte anaerobe Schlamm einer weiteren Behandlung in den Sättigungsbecken oder in den aeroben oder anaeroben Aufschlußvorrichtungen unterzogen werden, die während der in den Tanks 10, 10a, 10b, 10c ausgeführten Fragmentierungsprozesse produzierten abgescherten Zellen einfacher aufgeschlossen, was in einer kleineren Menge von Trockenfeststoffen, die letztendlich abgegeben werden, resultiert. Der im Tank 10c ausgeführte Fragmentierungsprozeß verbessert die Funktionsfähigkeit der Entwässerungsvorrichtung, wie in Verbindung mit der Beschreibung von Fig. 6 erläutert.

Claims

1. Vorrichtung zur Behandlung von Abwasserschlamm, mit einem Trennmittel zur Trennung des Schlammes in mehrere getrennte Ströme, wobei das Trennmittel mehrere begrenzte Durchgänge enthält, die jeweils so bemessen und geformt sind, dass sie einen dazugehörigen Schlammstrom aufnehmen; einem Treibmittel zum Treiben jedes der Schlammströme durch einen und von einem dazugehörigen der Durchgänge, wodurch mehrere getriebene Schlammströme gebildet werden; und einem Schermittel zum mechanischen Abscheren von in den getriebenen Schlammströmen enthaltenen Festteilchen in einem solchen Ausmass, dass mindestens einige der Festteilchen in Fragmente kleinerer Grösse zerbrochen werden, wodurch in den Poren der fragmentierten Teilchen enthaltene Flüssigkeit freigegeben wird, wobei das Schermittel ein Aufprallmittel enthält, das gestattet, dass mindestens einige der in den getriebenen Schlammströmen enthaltenen Festteilchen darauf aufprallen, und wobei das Aufprallmittel mehrere Kontaktflächen enthält, die von den Durchgängen getrennt und in unmittelbarer Nähe dazu positioniert sind, wodurch jeder der getriebenen Schlammströme, unmittelbar nachdem er aus einem dazugehörigen der Durchgänge getrieben worden ist, auf mindestens eine der Kontaktflächen aufprallt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Schermittel die fragmentierten Teilchen in einem solchen Ausmass abschert, dass mikrobielle Zellen in den fragmentierten Teilchen zerrissen werden, wodurch Zellprotoplasma freigelegt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, die im weiteren einen ringförmigen Rotor umfasst, wobei der Rotor zur Drehung um eine Drehachse angebracht ist und eine mittlere, axial verlaufende Öffnung, eine die Öffnung begrenzende innere Umfangsfläche und eine einen Umfang des Rotors begrenzende äussere Umfangsfläche aufweist, wobei sich die Durchgänge durch den Rotor von seiner inneren Umfangsfläche zu seiner äusseren Umfangsfläche allgemein radial erstrecken.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Durchgänge eine erste Reihe von in dem Rotor ausgebildeten Schlitzen enthalten, wobei jeder Schlitz der ersten Schlitzreihe so bemessen und geformt ist, dass er bei Drehung des Rotors um die Achse einen dazugehörigen Schlammstrom in einer allgemein radialen Richtung bezüglich der Achse des Rotors abführt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, die im weiteren einen ringförmigen Stator umfasst, der sich umfangsmässig um den Rotor erstreckt und eine zweite Schlitzreihe enthält, wobei jeder Schlitz der zweiten Schlitzreihe mindestens eine der Kontaktflächen bildet und intermittierend mit jedem Schlitz der ersten Schlitzreihe in Verbindung steht, während sich der Rotor bezüglich des Stators dreht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Durchgänge eine dritte Schlitzreihe enthalten, die in dem Rotor unter der ersten Schlitzreihe ausgebildet ist, wobei jeder Schlitz der dritten Schlitzreihe so bemessen und geformt ist, dass er bei Drehung des Rotors um die Achse einen dazugehörigen Schlammstrom in einer allgemein radialen Richtung bezüglich der Achse des Rotors abführt, und bei der der Stator eine vierte Schlitzreihe enthält, die unter der zweiten Schlitzreihe positioniert ist, wobei jeder Schlitz der vierten Schlitzreihe intermittierend mit jedem Schlitz der dritten Schlitzreihe in Verbindung steht, während sich der Rotor bezüglich des Stators dreht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der das Treibmittel ein Drehmittel zum Drehen des Rotors um seine Achse umfasst.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der das Treibmittel im weiteren ein erstes Flügelrad, das über dem Rotor in axialer Ausrichtung auf die darin ausgebildete Öffnung positioniert ist, und ein zweites Flügelrad, das unter dem Rotor in axialer Ausrichtung auf die darin ausgebildete Öffnung positioniert ist, umfasst.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der jeder Schlitz der ersten und der dritten Schlitzreihe eine nichtradiale Ausrichtung bezüglich der Achse des Rotors aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der jeder Schlitz der zweiten und der vierten Schlitzreihe eine radiale Ausrichtung bezüglich der Achse des Rotors aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der jeder Schlitz der zweiten und der vierten Schlitzreihe eine nichtradiale Ausrichtung bezüglich der Achse des Rotors aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der jeder Schlitz der zweiten und der vierten Schlitzreihe ein Einlassende mit einer nichtradialen Ausrichtung bezüglich der Achse des Rotors und ein Auslassende mit einer anderen nichtradialen Ausrichtung bezüglich der Achse des Rotors enthält.

13. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der jeder Schlitz der ersten und der dritten Schlitzreihe eine erste Breite aufweist und bei der jeder Schlitz der zweiten und der vierten Schlitzreihe eine zweite Breite aufweist, die im wesentlichen gleich der ersten Breite ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der jeder Schlitz der ersten und der dritten Schlitzreihe eine erste Breite aufweist und bei der jeder Schlitz der zweiten und der vierten Schlitzreihe eine zweite Breite aufweist, die grösser ist als die erste Breite.

15. Vorrichtung nach Ansprach 6, bei der jeder Schlitz der ersten und der dritten Schlitzreihe eine erste Breite aufweist und bei der jeder Schlitz der zweiten und der vierten Schlitzreihe eine zweite Breite aufweist, die kleiner ist als die erste Breite.

16. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der jeder Schlitz der ersten Schlitzreihe eine nichtradiale Ausrichtung bezüglich der Achse des Rotors aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der jeder Schlitz der zweiten Schlitzreihe eine radiale Ausrichtung bezüglich der Achse des Rotors aufweist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der jeder Schlitz der zweiten Schlitzreihe eine nichtradiale Ausrichtung bezüglich der Achse des Rotors aufweist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, bei der jeder Schlitz der zweiten Schlitzreihe ein Einlassende mit einer nichtradialen Ausrichtung bezüglich der Achse des Rotors und ein Auslassende mit einer anderen nichtradialen Ausrichtung bezüglich der Achse des Rotors enthält.

20. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der jeder Schlitz der ersten Schlitzreihe eine erste Breite aufweist und bei der jeder Schlitz der zweiten Schlitzreihe eine zweite Breite aufweist, die im wesentlichen gleich der ersten Breite ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der jeder Schlitz der ersten Schlitzreihe eine erste Breite aufweist und bei der jeder Schlitz der zweiten Schlitzreihe eine zweite Breite aufweist, die grösser ist als die erste Breite.

22. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der jeder Schlitz der ersten Schlitzreihe eine erste Breite aufweist und bei der jeder Schlitz der zweiten Schlitzreihe eine zweite Breite aufweist, die kleiner ist als die erste Breite.

23. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der das Treibmittel ein Drehmittel zum Drehen des Rotors um seine Achse aufweist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, bei der das Treibmittel im weiteren mindestens ein Flügelrad aufweist, das von dem Rotor beabstandet und in axialer Ausrichtung auf die in dem Rotor ausgebildete Öffnung positioniert ist, wodurch das mindestens eine Flügelrad dem Rotor den Schlamm in einer allgemein axialen Richtung bezüglich der Rotorachse zuführt.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, die im weiteren ein Hinderungsmittel zur Verhinderung eines Wirbelns des Schlammes umfasst, während er dem Rotor durch das mindestens eine Flügelrad zugeführt wird.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, bei der das Hinderungsmittel mehrere ortsfeste Schaufeln enthält, die sich jeweils in einer allgemein radialen Richtung bezüglich der Achse des Rotors erstrecken.

27. Vorrichtung nach Anspruch 24, die im weiteren ein Belüftungsmittel zum Belüften des Schlammes umfasst, während er dem Rotor durch das mindestens eine Flügelrad zugeführt wird.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, bei der das Belüftungsmittel mit einer Sauerstoffquelle verbunden ist, wodurch der Schlamm mit Sauerstoff belüftet wird.

29. Vorrichtung nach Anspruch nach Anspruch 27, bei der das Belüftungsmittel mit einer Luftquelle verbunden ist, wodurch der Schlamm mit Luft belüftet wird.

30. Vorrichtung nach Anspruch 5, die im weiteren ein Zirkulationsmittel zur Zirkulierung des Schlammes von dem Stator zurück zu dem Rotor umfasst.

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, bei der das Zirkulationsmittel den Schlamm in einem toroidalen Strömungsweg zirkuliert.

32. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Rotor und der Stator in einem Aufnahmemittel zur Aufnahme des Schlammes angebracht sind.

33. Vorrichtung nach Anspruch 32, bei der das Aufnahmemittel einen Sammelbehälter umfasst.

34. Vorrichtung nach Anspruch 33, bei der der Sammelbehälter geschlossen ist und ein Heizmittel zum Erwärmen des in dem Sammelbehälter enthaltenen Schlammes und ein Entfernmittel zum Entfernen des durch den in dem Sammelbehälter enthaltenen Schlamm erzeugten Gases enthält.

35. Vorrichtung nach Anspruch 32, bei der das Aufnahmemittel eine Rohrleitung enthält.

36. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der jeder Schlitz der zweiten Schlitzreihe länglich ist und durch eine Wand begrenzt wird, deren Länge so gewählt ist, dass das wiederholte Aufprallen eines dazugehörigen der getriebenen Schlammströme darauf gestattet wird, wodurch die Anzahl auf dem Aufprallmittel aufprallender Festteilchen erhöht wird.

37. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der jeder Schlitz der zweiten Schlitzreihe länglich ist und durch eine Wand begrenzt wird, deren Länge so gewählt ist, dass das wiederholte Aufprallen, eines dazugehörigen der getriebenen Schlammströme darauf gestattet wird, wodurch zumindest einige der aufprallenden Teilchen mehrmaligem Aufprallen ausgesetzt werden.

38. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Trennmittel im weiteren ein Belüftungsmittel zum Belüften des Schlammes enthält.

39. Verfahren zur Behandlung von flüssigem Abwasserschlamm, mit den folgenden Schritten: Trennen des Schlammes in mehrere getrennte Ströme; derartiges Treiben jedes der getrennten Schlammströme, dass mehrere getriebene Schlammströme erzeugt werden; und mechanisches Abscheren von in den getriebenen Schlammströmen enthaltenen Festteilchen in einem solchen Ausmass, dass zumindest einige der Festteilchen in Fragmente kleinerer Grösse zerbrochen werden, wodurch in Poren der fragmentierten Teilchen enthaltene Flüssigkeit freigegeben wird.

40. Verfahren nach Anspruch 39, bei dem die fragmentierten Teilchen in einem solchen Ausmass abgeschert werden, dass mikrobielle Zellen in den fragmentierten Teilchen zerrissen werden, wodurch Zellprotoplasma freigelegt wird.

41. Verfahren nach Anspruch 39, bei dem die getriebenen Schlammströme während der Durchführung des Abscherschrittes auf mehrere Kontaktflächen aufprallen, wodurch mindestens einige der Festteilchen auf die Kontaktflächen aufprallen.

42. Verfahren nach Anspruch 41, bei dem die getriebenen Schlammströme wiederholt auf die Kontaktflächen aufprallen, wodurch die Anzahl Von darauf aufprallenden Festteilchen erhöht wird.

43. Verfahren nach Anspruch 42, bei dem die getriebenen Schlammströme oft genug auf die Kontaktflächen aufprallen, um zumindest einige der aufgeprallten Teilchen mehrfachem Aufprallen auszusetzen.

44. Verfahren nach Anspruch 43, bei dem die getriebenen Schlammströme durch einen Rotor getrieben werden, der zur Drehung um eine Drehachse angebracht ist.

45. Verfahren nach Anspruch 44, bei dem die mehreren getrennten Schlammströme durch eine in dem Rotor vorgesehene erste Schlitzreihe gebildet werden, wobei jeder Schlitz der ersten Schlitzreihe so bemessen und geformt ist, dass er einen dazugehörigen der getriebenen Schlammströme in einer allgemein radialen Richtung bezüglich der Achse des Rotors abführt.

46. Verfahren nach Anspruch 45, bei dem die Kontaktflächen in einem ringförmigen Stator vorgesehen sind, der sich umfangsmässig um den Rotor erstreckt und eine zweite Schlitzreihe enthält, wobei jeder Schlitz der zweiten Schlitzreihe intermittierend mit jedem Schlitz der ersten Schlitzreihe in Verbindung steht, während sich der Rotor bezüglich des Stators dreht.

47. Verfahren nach Anspruch 46, bei dem mindestens einige der in jedem der getriebenen Schlammströme enthaltenen Festteilchen auf den Stator aufprallen.

48. Verfahren nach Anspruch 47, bei dem mindestens einige der in jedem der getriebenen Schlammströme enthaltenen Festteilchen auf eine Wand mindestens eines Schlitzes der zweiten Schlitzreihe aufprallen.

49. Verfahren nach Anspruch 46, bei dem mindestens einige der in jedem der getriebenen Schlammströme enthaltenen Festteilchen wiederholt auf eine Wand mindestens eines Schlitzes der zweiten Schlitzreihe aufprallen.

50. Verfahren nach Anspruch 46, bei dem jeder Schlitz der ersten Schlitzreihe eine nichtradiale Ausrichtung bezüglich der Achse des Rotors aufweist.

51. Verfahren nach Anspruch 50, bei dem jeder Schlitz der zweiten Schlitzreihe eine radiale Ausrichtung bezüglich der Achse des Rotors aufweist.

52. Verfahren nach Anspruch 50, bei dem jeder Schlitz der zweiten Schlitzreihe eine nichtradiale Ausrichtung bezüglich der Achse des Rotors aufweist.

53. Verfahren nach Anspruch 52, bei dem jeder Schlitz der zweiten Schlitzreihe ein Einlassende mit einer nichtradialen Ausrichtung bezüglich der Achse des Rotors und ein Auslassende mit einer anderen nichtradialen Ausrichtung bezüglich der Achse des Rotors enthält.

54. Verfahren nach Anspruch 46, bei dem jeder Schlitz der ersten Schlitzreihe eine erste Breite aufweist und bei der jeder Schlitz der zweiten Schlitzreihe eine zweite Breite aufweist, die im wesentlichen gleich der ersten Breite ist.

55. Verfahren nach Anspruch 46, bei dem jeder Schlitz der ersten Schlitzreihe eine erste Breite aufweist und bei dem jeder Schlitz der zweiten Schlitzreihe eine zweite Breite aufweist, die grösser ist als die erste Breite.

56. Verfahren nach Anspruch 46, bei dem jeder Schlitz der ersten Schlitzreihe eine erste Breite aufweist und bei dem jeder Schlitz der zweiten Schlitzreihe eine zweite Breite aufweist, die kleiner ist als die erste Breite.

57. Verfahren nach Anspruch 46, das im weiteren den Schritt des Zuführens des Schlammes zu dem Rotor umfasst.

58. Verfahren nach Anspruch 57, bei dem der Schlamm dem Rotor in einer allgemein axialen Richtung bezüglich der Achse des Rotors zugeführt wird.

59. Verfahren nach Anspruch 58, bei dem ein Wirbeln des Schlammes verhindert wird, während er dem Rotor zugeführt wird.

60. Verfahren nach Anspruch 59, bei dem durch mehrere ortsfeste Schaufeln ein Wirbeln des Schlammes verhindert wird, wobei sich jede Schaufel in einer allgemein radialen Richtung bezüglich der Achse des Rotors erstreckt.

61. Verfahren nach Anspruch 57, das im weiteren den Schritt des Belüftens des Schlammes, während er dem Rotor zugeführt wird, umfasst.

62. Verfahren nach Anspruch 61, bei dem der Schlamm mit Sauerstoff belüftet wird.

63. Verfahren nach Anspruch 61, bei dem der Schlamm mit Luft belüftet wird.

64. Verfahren nach Anspruch 46, das im weiteren den Schritt des Zirkulierens des Schlammes von dem Stator zurück zum Rotor umfasst.

65. Verfahren nach Anspruch 64, bei dem der Schlamm in einem toroidalen Strömungsweg zirkuliert wird.

66. Verfahren nach Anspruch 46, bei dem der Abscherschritt in einem Behältnis für den Schlamm durchgeführt wird.

67. Verfahren nach Anspruch 66, bei dem das Behältnis einen Sammelbehälter umfasst.

68. Verfahren nach Anspruch 67, das im weiteren die Schritte des Erwärmens des in dem Sammelbehälter enthaltenen Schlammes und des Entfernens von durch den in dem Sammelbehälter enthaltenen Schlamm erzeugtem Gas umfasst.

69. Verfahren nach Anspruch 68, bei dem das Behältnis eine Rohrleitung enthält.

70. Verfahren nach Anspruch 39, das im weiteren den Schritt des Belüftens des Schlammes während des Abscherschrittes umfasst.

71. Verfahren nach Anspruch 39, bei dem es sich bei dem Schlamm um einen Primärschlamm handelt.

72. Verfahren nach Anspruch 71, bei dem der Primärschlamm durch eine Vorkläreinrichtung erzeugt wird.

73. Verfahren nach Anspruch 71, bei dem der Primärschlamm nach der Durchführung des Abscherschrittes zu einem anaerob arbeitenden Faulbehälter weitergeleitet wird.

74. Verfahren nach Anspruch 73, das im weiteren den Schritt des Entwässerns des Primärschlammes nach seinem Abführen aus dem anaerob arbeitenden Faulbehälter umfasst.

75. Verfahren nach Anspruch 39, bei dem es sich bei dem Schlamm um recyclierten anaeroben Schlamm handelt.

76. Verfahren nach Anspruch 75, bei dem der recyclierte anaerobe Schlamm durch einen anaerob arbeitenden Faulbehälter erzeugt wird.

77. Verfahren nach Anspruch 76, bei dem der recyclierte anaerobe Schlamm nach der Durchführung des Abscherschrittes in den anaerob arbeitenden Faulbehälter zurückgeführt wird.

78. Verfahren nach Anspruch 39, bei dem es sich bei dem Schlamm um Belebtabfallschlamm handelt.

79. Verfahren nach Anspruch 78, bei dem der Belebtabfallschlamm durch eine Nachkläreinrichtung erzeugt wird.

80. Verfahren nach Anspruch 78, bei dem der Belebtabfallschlamm nach der Durchführung des Abscherschrittes zu einem Belüftungsbecken weitergeleitet wird.

81. Verfahren nach Anspruch 78, das im weiteren den Schritt des Entwässerns des Belebtabfallschlammes nach der Durchführung des Abscherschrittes umfasst.

82. Verfahren nach Anspruch 78, bei dem der Belebtabfallschlamm nach der Durchführung des Abscherschrittes zu einem aerob arbeitenden Faulbehälter weitergeleitet wird.

83. Verfahren nach Anspruch 39, das im weiteren den Schritt des Entwässerns des Schlammes nach der Durchführung des Abscherschrittes umfasst.