CS203446B1

CS203446B1 - Method of aerobic digestion with thermal pre-treatment of sludge and device for making the method

Info

Publication number: CS203446B1
Application number: CS536278A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Hvizdal
Original assignee: Zdenek Hvizdal
Priority date: 1978-08-17
Filing date: 1978-08-17
Publication date: 1981-03-31

Description

Vynález se týká způsobu anaerobního vyhrávání s tepelnou předúpravou kalu a zařízení k provádění tohoto způsobu.The invention relates to an anaerobic heating method with thermal sludge pretreatment and to an apparatus for carrying out the method.

V současné době se anaerobní vyhnívání s tepelnou předúpravou kalu realizuje v procesu, sestávajícím z postupně následujících zahušťování surového kalu, tepelné předúpravy kalu, vlastního anaerobního vyhnívání kalu, propírání a zahušťování vyhnilého kalu a odvodňování kalu. Přiváděný surový kal se vhodným způsobem zahušťuje a poté se vede na tepelnou předúpravu, kde je vystaven účinkům zvýšené teploty asi, do 180°C, neboť při vyšších teplotách předúpravy je následný proces anaerobního vyhnívání nestabilní. Při tepelné úpravě dochází k solubilizaci části pevných kalových látek, čímž se zlepšuje odvodnitelnost zbývající části suspendovaných látek. Zároveň se zvýšenou teplotou kal dokonale sterilizuje, čímž se z funkce vyřadí mikroorganismy, přiváděné s primárním a s přebytečným aktivovaným kalem, a z nichž se většina účastní na rozkladných procesech při anaerobním vyhnívání. Podíl aktivní biomasy ve vyhnívací hádrži se tím výrazně snižuje a tento nepříznivý účinek je nutno· kompenzovat delší dobou vyhnívání, čímž se zvětšuje potřebný užitečný obsah vyhnívací nádrže. Anaerobním vyhníváním se výrazně snižuje 203446 v kalových částicích a zvláště v kalové vodě obsah odbouratelných organických látek a kal se stabilizuje. Stabilizované látky však tvoří nosné médium pro mikroorganismy tvořící aktivní biomasu ve vyhnívacím procesu, která zhoršuje odvodnitelnost vyhnilého kalu.Currently, anaerobic digestion with thermal sludge pretreatment is carried out in a process consisting of successively following thickening of raw sludge, thermal sludge pretreatment, the actual anaerobic sludge digestion, washing and thickening of digested sludge and sludge dewatering. The incoming raw sludge is thickened in a suitable manner and then passed to a thermal pretreatment where it is exposed to an elevated temperature of up to about 180 ° C, since the subsequent anaerobic digestion process is unstable at higher pretreatment temperatures. The heat treatment solubilizes some of the sludge solids, thereby improving the drainability of the remaining part of the suspended solids. Simultaneously with the elevated temperature, the sludge is perfectly sterilized, eliminating the microorganisms introduced with the primary and excess activated sludge, most of which are involved in the degradation processes of anaerobic digestion. The proportion of active biomass in the digester is thus greatly reduced and this unfavorable effect must be compensated for by a longer digestion time, thereby increasing the necessary useful digester content. Anaerobic digestion significantly reduces 203446 in the sludge particles and especially in the sludge water, the degradable organic matter content and the sludge stabilizes. However, the stabilized substances form a carrier medium for the micro-organisms forming active biomass in the digestion process, which impairs the drainability of the digested sludge.

Další nevýhodou stávajícího procesu je možnost vzniku toxických látek, a to zvláště při používání vysokých teplot při tepelné predúpravě kalu, kdy je dosahována maximální solubilizace a nejlepší odvodnitelnost. Aby nebyla překročena hranice toxicity, je nutné pracovat s poměrně malými koncentracemi kalu, což má za následek zvětšení užitkových obsahů technologických zařízení.Another disadvantage of the present process is the possibility of the formation of toxic substances, especially when using high temperatures in the thermal pre-treatment of the sludge, which achieves maximum solubilization and the best drainage. In order not to exceed the toxicity limit, it is necessary to work with relatively low concentrations of sludge, which results in an increase in the utility contents of the technological equipment.

Uvedené nevýhody v podstatě odstraňuje vynález, kterým je způsob anaerobního vyhnívání s tepelnou předúpravou kalu, jehož proces sestává z postupně následujících zahušťování surového kalu, tepelné předúpravy kalu vlastního anaerobního· vyhnívání, propírání a zahušťování vyhnilého kalu a z odvodňování kalu a jeho podstata spočívá v tom, že část zahuštěného vyhnilého· kalu se recirkuluje zpět před tepelnou předúpravu kalu a část za tepelnou předúpravu kalu.In essence, the present invention is a process of anaerobic digestion with thermal sludge pretreatment, the process of which comprises successively the thickening of raw sludge, thermal sludge pretreatment of the actual anaerobic digestion, washing and thickening of the digested sludge and sludge dewatering. that part of the thickened digested sludge is recirculated back before the sludge heat pretreatment and part after the sludge heat pretreatment.

Dále je podstatou vynálezu, že ze sekun203446 dárrií zahušťovací jednotky jé vyvedeno recirkulační potrubí, jehož první větev je napojena před tepelnou předúpravu kalu a druhá větev za tepelnou předúpravu, přičemž první větev i druhá větev řecirkulačního potrubí jsou opatřeny uzavíracími armaturami;It is a further object of the present invention to provide a recirculation conduit having a first branch connected prior to the thermal pre-treatment of the sludge and a second branch downstream of the thermal pre-treatment, the first branch and the second branch of the recirculating pipe being provided with shut-off fittings;

Proti dosud užívaným způsobům anaerobního vyhnívání s tepelnou předúpravou kalu dosahuje se podle vynálezu vyššího účinku tím, . že recirkulovaná část vyhnilého kalu zvyšuje obsah aktivní biomasy ve vyhnívací nádrži až o 70 procent a přitom zvyšuje celkovou koncentraci kalu ve vyhnívací nádrži o více než 100 %, čímž se intenzlfikuje vyhnívací proces. Recirkulovaný kal snižuje také podíl aktivní biomasy v kalových látkách vedených po odvodnění, čímž se zlepší odvodnitelnost kalu, poněvadž se filtrační odpor snižuje asi o polovinu. Zahušťování vyhnilého kalu lze s výhodou spojit, s jeho částečným propíráním, čímž se z kalu odstraní až 70 °/o toxických látek. Ve vráceném vyhnilém kalu a tedy i ve vyhnívací nádrži se tak snižuje koncentrace případných inhibujících látek, čímž se vyhnívací proces urychluje. Dále lze v 1 m³ užitečného obsahu vyhnívací nádrže anaerobně stabilisovat asi o 50 °/o více organických látek, takže lze obsah nádrží při stejné účinnosti procesu zmenšit až o třetinu. Navržený způsob vyhnívání podle vynálezu umožňuje též provádět tepelnou předúpravu kalu i při teplotách nad 180 °C bez nepříznivého vlivu na stabilitu dalšího vyhnívacího procesu při zlepšení odvodňovacích vlastností vyhnilého kalu. .According to the invention, a higher effect is achieved over the methods of anaerobic digestion with thermal sludge pretreatment hitherto used. that the recirculated portion of the digested sludge increases the active biomass content of the digester by up to 70 percent while increasing the total sludge concentration in the digester by more than 100%, thereby intensifying the digester process. The recirculated sludge also reduces the proportion of active biomass in the sludge after the dewatering, thereby improving the sludge dewaterability, since the filter resistance decreases by about half. The thickening of the digested sludge can advantageously be combined with its partial washing, thereby removing up to 70% of the toxic substances from the sludge. In the returned digested sludge and thus also in the digester, the concentration of possible inhibitory substances is thereby reduced, thereby speeding up the digester process. Furthermore, in 1 m ^{3 of} useful digestion tank content, it is possible to anaerobically stabilize by about 50% / more organic matter, so that the tank contents can be reduced by up to a third with the same process efficiency. The proposed digestion method according to the invention also makes it possible to carry out thermal pretreatment of the sludge even at temperatures above 180 ° C without adversely affecting the stability of the further digestion process while improving the drainage properties of the digested sludge. .

Způsob anaerobního vyhnívání je schematicky znázorněn na připojeném výkrese, který představuje základní schéma zařízení pro provádění způsobu podle vynálezu.The method of anaerobic digestion is shown schematically in the attached drawing, which represents a basic diagram of an apparatus for carrying out the method according to the invention.

Podle vynálezu jsou ňa přívodním potrubí 1 postupně zapojeny primární zahušťovací jednotka 2, například sedimentační nebo flotační nádrž, tepelná předúprava 3, vyhnívací nádrž 4, sekundární zahušťovací jednotka 5 a odvodňovací jednotka 6, přičemž z primární zahušťovací jednotky 2, sekundární zahušťovací jednotky 5 a odvodňovací jednotky 6 jsou vyvedeny tři větve potrubí 7, 11, 12 kalové vody) Dále je mezi vyhnívací nádrží 4 a sekundární zahušťovací jednotkou 5 napojeno potrubí 8 propírací vody a ze sekundární zahušťovací jednotky 5 je vyvedeno recirkulaění potrubí 9, jehož první větev 91 je napojena před tepelnou předúpravu 3 kalu a druhá větev 92 za tepelnou předúpravu 3, přičemž jak první větev 91, tak druhá větev 92 jsou opatřeny uzavíracími armaturami 10.According to the invention, a primary thickening unit 2, for example a sedimentation or flotation tank, a thermal pretreatment 3, a digester 4, a secondary thickening unit 5 and a drainage unit 6, are successively connected to the supply line 1, from the primary thickening unit 2, the secondary thickening unit 5 and the drainage unit. Further, between the digester 4 and the secondary thickening unit 5, a washing water pipe 8 is connected and a recirculation of the piping 9, the first branch 91 of which is connected upstream of the secondary thickening unit 5, is led out of the secondary thickening unit. a thermal pre-treatment 3 of the sludge and a second branch 92 after the thermal pre-treatment 3, wherein both the first branch 91 and the second branch 92 are provided with shut-off fittings 10.

Při vyhnívacím· procesu se surový kal o koncentraci asi 4 % sušiny, popřípadě koncentrovaná odpadní voda s kalem, přivádí přívodním potrubím 1 do primární zahušťovací jednotky 2, kde se surový kal zahušťuje např. fíotací nebo sedimentací až na koncentraci 7 % sušiny. Oddělená kalová voda se odvádí potrubím 7 kalové vody a surový zahuštěný kal se, vede na tepelnou předúpravu 3, kde dochází k jeho sterilizaci a solubilizaci části organických kalových látek. Tepelně upravený kal se odvede do· vyhnívací nádrže 4, kde se podrobuje anaerobnímu vyhnívání, čímž se stabilizuje. Vyhnilý kal se odvádí do sekundární zahušťovací jednotky 5 při současném přidávání ředicí a propírací vody, čímž se v něm sníží koncentrace inhibujících látek. Ze sekundární zahušťovací jednotky 5, kde se kal zahustí až na 12 % sušiny, je potrubím 11 kalové vody odváděna kalová voda, polovina zahuštěného vyhnilého kalu do odvodňovacího zařízení 6 a polovina vyhnilého kalu. recirkulačním potrubím 9 zpět do procesu. Podíly vyhnilého kalu vedeného před tepelnou předúpravu 3 kalu a za tepelnou před: úpravu 3 jsou regulovány armaturami 10 podle toho, k jakému účelu má recirkulovaný kal sloužit. Při požadavku vyšší odvodnitelnostl kalu se vede větší část před tepelnou předúpravu 3 kalu a při vyšším· zatěžování vyhnívací nádrže 4 se vede více kalu až za tepelnou předúpravu 3. V krajním případě může být jedna z větvi 91, 92 zcela uzavřena. V odvodňovací jednotce 6, např. v odstředivce nebo kalolisu se dostává odvodněný kal jako finální produkt procesu a získaná kalová voda se odvádí potrubím 12 kalové vody.In the digestion process, the raw sludge at a concentration of about 4% dry matter, or concentrated waste water with sludge, is fed via a feed line 1 to the primary thickening unit 2, where the raw sludge is thickened, e.g. The separated sludge water is discharged through a sludge water line 7 and the crude thickened sludge is sent to a thermal pretreatment 3 where it is sterilized and solubilized by part of the organic sludge substances. The heat treated sludge is discharged to the digester 4 where it is subjected to anaerobic digestion, thereby stabilizing. The digested sludge is discharged to the secondary thickening unit 5 while adding dilution and washing water, thereby reducing the concentration of inhibitory substances therein. From the secondary thickening unit 5, where the sludge is thickened up to 12% of dry matter, sludge water, half of the thickened digested sludge is drained to the dewatering device 6 and half of the digested sludge. through the recirculation line 9 back into the process. The proportions of the digested sludge passed before the sludge pre-treatment 3 and after the pre-treatment 3 are regulated by the fittings 10, depending on the purpose of the recirculated sludge. If higher sludge dewaterability is required, a larger part is led before the thermal sludge pre-treatment 3 and at higher loading of the digester 4 more sludge is fed after the thermal pre-treatment 3. In the extreme case, one of the branches 91, 92 can be completely closed. In the dewatering unit 6, eg in a centrifuge or filter press, dewatered sludge is obtained as the final product of the process and the obtained sludge water is discharged through the sludge water line 12.

Nově navržené řešení je využitelné při likvidaci všech druhů kalů ,a koncentrovaných odpadních vod obsahujících kaly, u* nichž lže tepelnou úpravou dosáhnout solúbilizace části kalových látek. Jsou to zvláště přebytečný aktivovaný kal, směs přebytečného aktivovaného kalu a primárního· kalu a částečně i samotný primární kal. Dále mohou být tímto způsobem likvidovány např. koncentrované odpadní vody z výroby krmného droždí, obsahující v suspenzi část kvasinek, uniklých do odpadní vody při separaci, např. na odstředivkách.The newly proposed solution is useful in the disposal of all kinds of sludge, and concentrated wastewater containing sludge, in which the heat treatment can solubilize some sludge substances. These are in particular excess activated sludge, a mixture of excess activated sludge and primary sludge and partly also primary sludge itself. Furthermore, for example, concentrated waste water from the feed yeast production containing in suspension a portion of the yeast leaked into the waste water during separation, for example on centrifuges, can be disposed of in this way.

Claims

Subject

An anaerobic digestion method with thermal sludge pretreatment, the process comprising successively following thickening of the raw sludge, thermal sludge pretreatment, anaerobic digestion itself, washing and thickening of the digested sludge and sludge dewatering, characterized in that a part of the concentrated

The invention of the digested sludge is recycled back before the thermal sludge pretreatment and part after the thermal sludge pretreatment.

2. An apparatus for carrying out the method according to Claims 1 to 3, comprising a primary thickening unit, a thermal pretreatment, a digester, a wash water pipe, a secondary thickening unit and a drainage unit connected sequentially to the supply line, characterized in that the secondary thickening unit (5) a recirculation line (9) is provided, the first branch (91) of which is connected before the sludge thermal pretreatment (3) and the second branch (92) after the thermal pretreatment (3), the first branch (91) and the second branch (92) The recirculation pipes (9) are provided with shut-off fittings (10).