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Patent Searching and Data


Title:
PROCESS FOR DRYING SLUDGE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/083837
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a process for drying sludge having the following steps: a) applying a sludge having a dry matter content of 15% to 30% to a floor of a drying hall (10), or sludge already present, b) predrying the sludge in the drying hall (10), wherein the sludge is mixed, c) introducing at least a part of the predried sludge into a heated thermal dryer (12), wherein the sludge introduced in each case into the thermal dryer (12) is replaced in the drying hall (10), by carrying out the step a), by a sludge having a dry matter content of 15% to 30% which then likewise passes through step b), d) drying the sludge in the thermal dryer (12) to a dry matter content of 80% to 95%, wherein air (14) taking up moisture from the sludge flows over or through the sludge, wherein the air (14) is brought to a temperature in a range from 70°C to 160°C, or wherein, by heating the sludge, water vapour is liberated from the sludge, wherein the sludge, after achieving the dry matter content of 80% to 95%, is discharged from the thermal dryer (12), wherein the sludge discharged from the thermal dryer in each case is replaced by predried sludge by carrying out step c), which predried sludge then likewise passes through step d), e) passing the air (14) heated in step d), or the water vapour through a first region of a heat exchanger (17), through which ambient air (16) passes in a second region, wherein the air (14) heated in step d) or the water vapour releases heat to the ambient air (16), with condensation of the moisture present in the heated air or in the water vapour, wherein the heated air (14) or the water vapour is cooled to a temperature in the range from 10°C to 60°C, and the ambient air (16) is heated to a temperature at most 40 K above the ambient temperature and the former temperature is at most 50°C, and f) promoting the predrying according to step b) by introducing the ambient air (18) heated in step e) into the drying hall (10), in such a manner that the ambient air (16) flows onto or over the surface of the sludge applied to the floor of the drying hall (10).

Inventors:
BUX MARKUS (DE)
RITTERBUSCH STEFFEN (DE)
CONRAD TILO (DE)
Application Number:
PCT/EP2012/074950
Publication Date:
June 13, 2013
Filing Date:
December 10, 2012
Export Citation:
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Assignee:
TSP GMBH (DE)
International Classes:
C02F11/16; F26B3/28; F26B9/10; F26B23/00
Domestic Patent References:
WO2007147181A12007-12-27
WO2004046629A12004-06-03
WO2007147181A12007-12-27
Foreign References:
EP1621523A12006-02-01
DE19644465C22002-06-13
DE29825058U12004-08-12
DE102009033028A12011-01-05
US20050247245A12005-11-10
DE19644465C22002-06-13
DE102004051975B32006-04-13
Attorney, Agent or Firm:
EHNIS, Tobias et al. (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Trocknen von Schlamm mit folgenden Schrit¬ ten : a) Aufbringen eines einen Trockensubstanzgehalt von 15% bis 30% aufweisenden Schlamms auf einen Boden einer Trocknungs¬ halle (10) oder dort bereits vorhandenen Schlamm, b) Vortrocknen des Schlamms in der Trocknungshalle (10), wobei der Schlamm durchmischt wird, c) Einbringen zumindest eines Teils des vorgetrockneten Schlamms in einen beheizten thermischen Trockner (12), wobei der jeweils in den thermischen Trockner (12) eingebrachte Schlamm in der Trocknungshalle (10) durch Durchführung des Schritts a) durch einen einen Trockensubstanzgehalt von 15% bis 30% aufweisenden Schlamm ersetzt wird, der dann ebenfalls Schritt b) durchläuft, d) Trocknen des Schlamms im thermischen Trockner (12) bis zu einem Trockensubstanzgehalt von 80% bis 95%, wobei der Schlamm von Feuchtigkeit aus dem Schlamm aufnehmender Luft (14) überströmt oder durchströmt wird, wobei die Luft (14) auf eine Temperatur in einem Bereich von 70°C bis 160°C ge¬ bracht wird, oder wobei durch Erwärmen des Schlamms Wasser¬ dampf aus dem Schlamm freigesetzt wird, wobei der Schlamm nach Erreichen des Trockensubstanzgehalt von 80% bis 95% aus dem thermischen Trockner (12) ausgebracht wird, wobei der aus dem thermischen Trockner jeweils ausgebrachte Schlamm im thermischen Trockner (12) durch Durchführung des Schritts c) durch vorgetrockneten Schlamm ersetzt wird, der dann eben¬ falls Schritt d) durchläuft, e) Hindurchleiten der bei Schritt d) erwärmten Luft (14) oder des Wasserdampfs durch einen ersten Bereich eines Wärme¬ tauschers (17), der in einem zweiten Bereich von Umgebungs- luft (16) oder Wasser oder einem sonstigen flüssigen Medium durchströmt wird, wobei die bei Schritt d) erwärmte Luft (14) oder der Wasserdampf unter Kondensation der darin enthaltenen Feuchtigkeit Wärme an die Umgebungsluft (16) oder das Wasser oder das sonstige flüssige Medium abgibt, wobei die Luft (14) oder der Wasserdampf auf eine Temperatur im Bereich von 10 °C bis 60°C abgekühlt und die Umgebungsluft (16) oder das Wasser oder das sonstige flüssige Medium auf eine höchstens 40 K über der Umgebungstemperatur liegende Temperatur von höchs¬ tens 50 °C erwärmt wird und f) Fördern des Vortrocknens gemäß Schritt b) durch Einlei¬ ten der bei Schritt e) erwärmten Umgebungsluft (18) oder des Wassers oder des sonstigen flüssigen Mediums in die Trock¬ nungshalle (10), so dass die Umgebungsluft (16) auf oder über die Oberfläche des auf den Boden der Trocknungshalle (10) aufgebrachten Schlamms strömt oder das Wasser oder das sons¬ tige flüssige Medium durch mindestens eine Heizleitung im Bo¬ den der Trocknungshalle (10) strömt und dadurch den Boden er¬ wärmt , wobei eine Erhöhung oder Erniedrigung des Drucks der Luft (14), des Wasserdampfs oder der Umgebungsluft (16) beim ge¬ samten Verfahren ausschließlich dem Befördern der Luft (14), des Wasserdampfs oder der Umgebungsluft (16) dient.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Trocknungshalle (10) eine Vorrichtung zur Lufterwärmung mittels Sonnenstrah¬ lung, insbesondere einen als Luftkollektor ausgebildeten Son- nenkollektor, aufweist oder gewächshausartig ausgebildet ist und eine im Wesentlichen transparente Gebäudehülle aufweist, wobei das Vortrocknen des Schlamms unter Ausnutzung von in den Luftkollektor oder in die Trocknungshalle (10) einstrah- lender Sonnenstrahlung erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Umgebungs¬ luft (16) oder das Wasser oder das sonstige flüssige Medium bei Durchführung des Schritts e) auf eine Temperatur von we- niger als 50°C, insbesondere weniger als 40°C, insbesondere weniger als 35°C, insbesondere höchstens 30°C, erwärmt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Temperatur bei Durchführung des Schritts e) höchstens 30 K, insbesondere höchstens 20 K, insbesondere höchstens 10 K, über der Umgebungstemperatur liegt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein bei Durchführung des Schritts e) entstehendes Kondensat (20) eine Temperatur von höchstens 60°C, insbesondere höchs¬ tens 50°C, insbesondere höchstens 45°C, insbesondere höchs¬ tens 35°C, aufweist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schlamm bei Durchführung des Schritts c) und/oder des

Schritts d) auf einem, insbesondere luftdurchlässigen, För¬ derband bewegt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schlamm bei Durchführung des Schritts d) von oben nach unten von Luft (14) durchströmt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich bei dem Schlamm um, insbesondere mechanisch entwäs¬ serten, Klärschlamm handelt. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei der Kondensation gemäß Schritt e) entstehendes Kondensat (20) , insbesondere nach Absenken des pH-Werts des Kondensats durch Zusatz einer Säure, zum Erwärmen des Bodens der Trock¬ nungshalle (10) und/oder zum Befeuchten eines biologischen Filters (24) zur Reinigung von bei dem Verfahren entstehender Abluft (22) und/oder zum Befeuchten von Abluft (22) aus der Trocknungshalle (10) verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trocknungshalle (10) und der thermische Trockner (12) Be¬ standteile eines Gebäudes sind oder weniger als 20 m, insbe¬ sondere weniger als 10 m, voneinander beabstandet sind.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei den thermischen Trockner (12) direkt umgebende und vom ther¬ mischen Trockner (12) erwärmte weitere Luft (14) ebenfalls in die Trocknungshalle (10) eingeleitet wird, so dass diese auf oder über die Oberfläche des auf den Boden der Trocknungshal¬ le (10) aufgebrachten Schlamms strömt.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trocknungshalle (10) auch zur Annahme und Lagerung von einen Trockensubstanzgehalt von 15% bis 30% aufweisendem und/oder zur Lagerung von gemäß Schritt b) vorgetrocknetem Schlamm dient.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schlamm beim Vortrocknen auf eine Maximaltemperatur von weniger als 50 °C, insbesondere eine Maximaltemperatur von 20°C bis 40°C erwärmt wird.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schlamm bei Durchführung des Schritts b) bis zu einem

Trockensubstanzgehalt von 25% bis 70%, insbesondere 40% bis 60%, insbesondere 50% bis 60%, vorgetrocknet wird.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Luft (14) bei Durchführung des Schritts d) auf eine Tem¬ peratur in einem Bereich von 90°C bis 150°C, insbesondere 90°C bis 130°C, insbesondere 90°C bis 110°C, gebracht wird.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Luft (14) oder der Wasserdampf bei Durchführung des

Schritts e) auf eine Temperatur im Bereich von 10°C bis 50°C, insbesondere 10°C bis 40°C, abgekühlt wird.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Luft (14) oder der Wasserdampf bei Durchführung des

Schritts e) auf eine Temperatur im Bereich von 25°C bis 40°C abgekühlt und dann durch einen oder den biologischen Filter (24) geleitet wird. 18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach Durchführen des Schritts d) Umgebungsluft (16) zur Küh¬ lung des ausgebrachten Schlamms, insbesondere auf eine Tempe¬ ratur, die höchstens 25 K, insbesondere höchstens 20 K, über der Umgebungstemperatur liegt, verwendet wird und die dadurch erwärmte Umgebungsluft (18) ebenfalls in die Trocknungshalle (10) eingeleitet wird, so dass sie auf oder über die Oberflä¬ che des auf den Boden der Trocknungshalle (10) aufgebrachten Schlamms strömt.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Teil des gemäß Schritt d) ausgebrachten Schlamms zwischen den Schritten b) und c) mit gemäß Schritt b) vorgetrocknetem Schlamm vermischt wird.

20. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei aus einer, insbesondere in einer Turbine oder einem sonstigen Verbrennungsmotor, insbesondere in einem Blockheizkraftwerk (34), erfolgenden Verbrennung resultierendes Abgas (36) der Feuchtigkeit aufnehmenden Luft (14) gemäß Schritt d) zur Er¬ wärmung, insbesondere auf eine Temperatur von 110 °C bis 150°C, beigemischt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei ein zum Kühlen der Turbine oder dem sonstigen Verbrennungsmotor verwendetes Kühlmittel in einem weiteren Wärmetauscher (28) zur

Vorwärmung der Feuchtigkeit aufnehmenden Luft (14), insbeson¬ dere aus der Umgebung der Trocknungshalle (10) oder des ther¬ mischen Trockners (12), verwendet wird.

22. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfassend eine Trocknungshalle (10) mit einer Vorrichtung zum Durchmischen von auf dem Boden der Trocknungshalle aufge¬ brachtem Schlamm, einen beheizten thermischen Trockner (12) mit einer Bandfördereinrichtung zum kontinuierlichen Transport des Schlamms durch den thermischen Trockner (12), einen Wärmetauscher (17) mit einem ersten Bereich und einem zweiten Bereich, wobei ein Wärmeaustausch zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich erfolgen kann, eine erste Lei¬ tung, die den ersten Bereich dampf- oder luftleitend mit dem thermischen Trockner (12) verbindet, eine zweite Leitung, die den zweiten Bereich mit der Umgebung luftleitend verbindet und eine dritte Leitung, die den zweiten Bereich mit der Trocknungshalle (10) verbindet, und - mindestens eine Vorrichtung zur Förderung des Dampfs oder der Luft (14) und der Umgebungsluft (16) in der ersten, zweiten und dritten Leitung.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei die Vorrichtung wei- terhin ein Blockheizkraftwerk (34) und eine vierte Leitung zur direkten und indirekten Zuführung des aus dem Betrieb des Blockheizkraftwerks (34) resultierenden Abgases (36) zum thermischen Trockner (12) umfasst. 24. Vorrichtung nach Anspruch 23, wobei die Vorrichtung wei¬ terhin einen weiteren Wärmetauscher (28) umfasst, der mittels eines Kühlmittels des Blockheizkraftwerks (34) eine Erwärmung von aus der Umgebung der Trocknungshalle (10) oder des ther¬ mischen Trockners (12) angesaugter Luft (14) zur Zuführung zum thermischen Trockner (12) erlaubt.

Description:
Verfahren zum Trocknen von Schlamm

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von

Schlamm, insbesondere Klärschlamm.

Ein solches Verfahren ist aus der DE 196 44 465 C2 bekannt. Dabei wird dem zu trocknenden Trocknungsgut Wasser bzw. Was ¬ serdampf mit Hilfe eines Niederdrucks bzw. einer Vakuumbeauf schlagung entzogen und der entzogene Wasserdampf kondensiert Die dadurch freiwerdende Kondensationsenergie wird als rück ¬ gewonnene Energie einem Leitungskreislauf, in dem das zu trocknende Gut gefördert wird, als Wärmeenergie zugeführt. Die rückgewonnene Kondensationsenergie kann dabei zur Vor- und/oder Nachtrocknung verwendet werden. Es wird ein erster Trocknungsbereich zur Vortrocknung und zur Nachtrocknung ge ¬ nutzt und ein zweiter Trocknungsbereich zur Haupttrocknung und zur Nachtrocknung. Die Vortrocknung und die Haupttrock ¬ nung in den beiden Trocknungsbereichen laufen gleichzeitig ab. Dabei wird ein Wärmemedium zunächst durch den zweiten Trocknungsbereich und danach durch den ersten Trocknungsbe ¬ reich entgegen der Förderrichtung des zu trocknenden Guts ge führt. Die Kondensation des Wasserdampfs kann durch Kompri ¬ mierung begünstigt werden. Das ist konstruktiv aufwändig und verbraucht verhältnismäßig viel Energie. Durch den für die Trocknung im zweiten Trocknungsbereich zu erzeugenden Unter ¬ druck ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah ¬ rens nur mit relativ hohem konstruktiven Aufwand bereitzu ¬ stellen und eine kontinuierliche Durchführung der Haupttrock nung unter Aufrechterhaltung des Unterdrucks ist aufwändig. Das Erzeugen des Unterdrucks erfordert ebenfalls verhältnis ¬ mäßig viel Energie. Aus der WO 2007/147181 AI sind ein Verfahren und eine Anlagen zur thermischen Verarbeitung von Feuchtgut, insbesondere Klärschlamm, mit mehreren Trocknungsstufen bekannt. Dabei sind zumindest eine Hochtemperaturtrocknung und eine Nieder ¬ temperaturtrocknung vorgesehen, wobei die Abwärme der Hoch ¬ temperaturtrocknung zur Beheizung der Niedertemperaturtrock ¬ nung verwendet wird. Die Niedertemperaturtrocknung kann als Bandtrocknung ausgebildet sein. Die Abluftleitung des Hoch ¬ temperaturtrockners kann, gegebenenfalls über einen Wärmetau ¬ scher (17), beispielsweise einen Kondensator, mit der

Umluftleitung des Niedertemperaturtrockners verbunden sein. Durch die Zusammenschaltung zweier unterschiedlicher Trock ¬ nungsverfahren und die Anpassung der Betriebsparameter kann die Abwärme des Hochtemperaturverfahrens den Energiebedarf des Niedertemperaturverfahrens decken. Die Hochtemperatur ¬ trocknung kann als Wirbelschichttrocknung ausgebildet sein. Der Kondensator wird bei einer Temperatur zwischen 50 und 95°C betrieben, um ein sinnvolles Temperaturniveau für die Energieauskopplung zum Bandtrockner zu bieten.

Aus der DE 10 2004 051 975 B3 ist ein Verfahren zur Trocknung von Klärschlamm bekannt, bei dem der feuchte, zu trocknende Klärschlamm in eine Klärschlammtrocknungseinrichtung einge ¬ bracht wird. Dabei wird aus einer einer Wärmequelle, z. B. einer Biomassefeuerung, nachgeschalteten ORC-Anlage eine Nie ¬ dertemperatur-Abwärme mit einer Niedertemperatur von 50 bis 200°C ausgekoppelt und anschließend als Niedertemperatur- Wärmestrom der Klärschlammtrocknungseinrichtung für eine sol ¬ che Zeitdauer zugeführt, dass der Klärschlamm thermisch auf einen Trockensubstanz-Gehalt von wenigstens 50 % getrocknet wird. In der Klärschlammtrocknungseinrichtung kann wenigstens eine Wärmetauschereinrichtung vorgesehen sein, mittels der die Niedertemperatur-Abwärme des über die wenigstens eine Niedertemperatur-Vorlaufleitung zugeführten Niedertemperatur- Wärmestromes einen Luftstrom zur Erzeugung eines Warmluft ¬ stromes erhitzt. Der Warmluftström entzieht dem auf einem Trocknungsband gleichmäßig verteilten Klärschlamm dann die Feuchtigkeit. Die Trocknungsabluft aus der Klärschlammtrock ¬ nungseinrichtung, die in etwa eine Temperatur von 20°C bis 70 °C aufweist, kann dann wiederum der Biomassefeuerung zuge ¬ führt werden, was den Gesamtwirkungsgrad der Anlage erhöht. Die Trocknungsabluft kann über einen Wärmetauscher geführt werden, der weiterhin von Rauchgas durchströmt wird, wodurch die Trocknungsabluft auf ca. 50°C bis 100°C erwärmt wird.

Die Trocknungsabluft weist bei der angegebenen Temperatur von 20°C bis 70°C ein solch großes Volumen auf, dass nur ein ver ¬ hältnismäßig kleiner Anteil davon der Biomassefeuerung zuge ¬ führt werden kann, weil diese viel weniger Luft für die Ver ¬ brennung benötigt, als Trocknungsabluft entsteht. Ein großer Teil der in der Trocknungsabluft enthaltenen Energie geht bei diesem Verfahren verloren.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein alternati- ves, einfach durchzuführendes, wenig störanfälliges und ener- gieeffizientes Verfahren zum Trocknen von Schlamm sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung anzuge- ben .

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und ei ¬ ne Vorrichtung gemäß Anspruch 22 gelöst. Zweckmäßige Ausge ¬ staltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 21 sowie 23 und 24.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Trocknen von Schlamm mit folgenden Schritten vorgesehen : a) Aufbringen eines einen Trockensubstanzgehalt von 15% bis 30% aufweisenden Schlamms auf einen Boden einer Trocknungs ¬ halle oder dort bereits vorhandenen Schlamm,

Vortrocknen des Schlamms in der Trocknungshalle (10) der Schlamm, insbesondere stetig, durchmischt wird, c) Einbringen zumindest eines Teils des vorgetrockneten Schlamms in einen beheizten thermischen Trockner, wobei der jeweils in den thermischen Trockner eingebrachte Schlamm in der Trocknungshalle durch Durchführung des Schritts a) durch einen einen Trockensubstanzgehalt von 15% bis 30% aufweisen ¬ den Schlamm ersetzt wird, der dann ebenfalls Schritt b) durchläuft , d) Trocknen des Schlamms im thermischen Trockner bis zu ei ¬ nem Trockensubstanzgehalt von 80% bis 95%, wobei der Schlamm von Feuchtigkeit aus dem Schlamm aufnehmender Luft überströmt oder durchströmt wird, wobei die Luft auf eine Temperatur in einem Bereich von 70°C bis 160°C gebracht wird, oder wobei durch Erwärmen des Schlamms Wasserdampf aus dem Schlamm frei ¬ gesetzt wird, wobei der Schlamm nach Erreichen des Trocken ¬ substanzgehalt von 80% bis 95% aus dem thermischen Trockner ausgebracht wird, wobei der aus dem thermischen Trockner je ¬ weils ausgebrachte Schlamm im thermischen Trockner durch Durchführung des Schritts c) durch vorgetrockneten Schlamm ersetzt wird, der dann ebenfalls Schritt d) durchläuft, e) Hindurchleiten der bei Schritt d) erwärmten Luft oder des Wasserdampfs durch einen ersten Bereich eines Wärmetau ¬ schers, der in einem zweiten Bereich von Umgebungsluft oder Wasser oder einem sonstigen flüssigen Medium durchströmt wird, wobei die bei Schritt d) erwärmte Luft oder der Wasser ¬ dampf unter Kondensation der darin enthaltenen Feuchtigkeit Wärme an die Umgebungsluft oder das Wasser oder das sonstige flüssige Medium abgibt, wobei die erwärmte Luft oder der Was- serdampf auf eine Temperatur im Bereich von 10 °C bis 60 °C ab ¬ gekühlt und die Umgebungsluft oder das Wasser oder das sons ¬ tige flüssige Medium auf eine höchstens 40 K über der Umge ¬ bungstemperatur liegende Temperatur von höchstens 50°C er ¬ wärmt wird und f) Fördern des Vortrocknens gemäß Schritt b) durch Einlei ¬ ten der bei Schritt e) erwärmten Umgebungsluft oder des Was ¬ sers oder des sonstigen flüssigen Mediums in die Trocknungs ¬ halle, so dass die Umgebungsluft auf oder über die Oberfläche des auf den Boden der Trocknungshalle aufgebrachten Schlamms strömt oder das Wasser oder das sonstige flüssige Medium durch mindestens eine Heizleitung im Boden der Trocknungshal ¬ le strömt und dadurch den Boden erwärmt, wobei eine Erhöhung oder Erniedrigung des Drucks der Luft, des Wasserdampfs oder der Umgebungsluft beim gesamten Verfah ¬ ren ausschließlich dem Befördern der Luft, des Wasserdampfs oder der Umgebungsluft dient. Eine konstruktiv aufwändige Be ¬ reitstellung eines Niederdrucks bzw. einer Vakuumbeaufschla- gung, wie sie aus der DE 196 44 465 C2 bekannt ist, entfällt beim erfindungsgemäßen Verfahren.

Schlamm mit einem Trockensubstanzgehalt von 15% bis 30% kann beispielsweise durch mechanisches Entwässern von Schlamm mit einem niedrigeren Trockensubstanzgehalt erreicht werden. Das mechanische Entwässern kann entweder im Bereich oder in un ¬ mittelbarer Nähe der Trocknungshalle oder im Bereich oder in unmittelbarer Nähe eines Klärwerks erfolgen. Der Transport von bei einem Klärwerk entwässertem Klärschlamm zur Trock ¬ nungshalle kann z. B. mittels eines Lastkraftwagens erfolgen. Das mechanische Entwässern kann beispielsweise mittels einer Zentrifuge oder mittels Abpressen des Wassers vom Schlamm er- folgen.

Unter einer Trocknungshalle wird hier eine eingehauste Fläche verstanden, wobei die Fläche den Boden der Trocknungshalle bildet. Es kann sich bei der Trocknungshalle um eine klassi- sehe Halle handeln, die beispielsweise mit einem Radlader be ¬ fahren werden kann, oder auch um eine Fläche, die von einer niedrigeren, z.B. nur maximal 1,5 m hohen, Gebäudehülle ein ¬ gehaust ist. Bei dem thermischen Trockner handelt es sich um einen Trock ¬ ner, der durch Zuführen von Energie beheizt wird. Beispiels ¬ weise kann das Beheizen mittels der Abwärme eines Blockheiz ¬ kraftwerks, durch Verbrennen fossiler Brennstoffe oder mit ¬ tels Strom erfolgen. Der bei Schritt d) aus dem Schlamm frei- gesetzte Wasserdampf kann eine Temperatur von 100°C bis

160°C, insbesondere 100°C bis 150°C, insbesondere 100°C bis 140°C, insbesondere 100°C bis 135°C, insbesondere 100°C bis 130°C, aufweisen. Die Luft wird bei Schritt d) im thermischen Trockner im Allgemeinen in einem Kreislauf geführt. Von die- sem Kreislauf wird im thermischen Trockner bei Schritt e) ein Teil der erwärmten und durch den Schlamm befeuchteten Luft nach dem Überströmen oder durchströmen des Schlamms, bei ¬ spielsweise 10 bis 20% des zirkulierenden Luftvolumens, abge ¬ zweigt und durch, insbesondere vorgewärmte, Umgebungsluft er- setzt. Die abgezweigte Luft wird bei Schritt e) durch den ersten Bereich des Wärmetauschers geleitet. Nach und nach wird so zumindest weitgehend die gesamte bei Schritt d) er- wärmte Luft durch den ersten Bereich des Wärmetauschers ge ¬ leitet .

Ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass es mit verhältnismäßig geringem konstruktiven Aufwand einen ununterbrochenen Betrieb des thermischen Trock ¬ ners erlaubt und die mehrfache Nutzung eines verhältnismäßig hohen Anteils der für den thermischen Trockner eingesetzten Energie ermöglicht. Die Trocknung in der Trocknungshalle er ¬ folgt bei verhältnismäßig niedriger Temperatur. Diese Trock ¬ nung wird beim erfindungsgemäßen Verfahren bereits durch eine verhältnismäßig geringfügige Erwärmung der Umgebungsluft oder des Wassers oder des sonstigen flüssigen Mediums bei Schritt e) auf eine Temperatur von höchstens 50 °C, wobei die Tempera ¬ tur nur höchstens 40 K über der Umgebungstemperatur liegt, unterstützt. Die Umgebungstemperatur ist dabei im Allgemeinen die Temperatur in der Umgebung und die Umgebungsluft Luft aus der Umgebung der Trocknungshalle und eines den thermischen Trockner umgebenden Gebäudes. Als Umgebung kann ein Bereich von 0 m bis 100 m, insbesondere 0 m bis 50 m, Abstand von der Trocknungshalle oder dem den thermischen Trockner umgebenden Gebäude verstanden werden. Eine sinnvolle Durchführung des erfindungsmäßigen Verfahrens ist bei einer Umgebungstempera ¬ tur von -30°C bis +40°C, insbesondere -30°C bis +30°C, mög ¬ lich .

Durch die verhältnismäßig niedrige Temperatur von 10°C bis 60°C, auf welche die Luft oder der Wasserdampf aus dem ther ¬ mischen Trockner abgekühlt wird, wird trotz des niedrigen Temperaturniveaus eine verhältnismäßig große Menge an Konden ¬ sationsenergie auf die Umgebungsluft oder das Wasser oder das sonstige flüssige Medium übertragen. Dadurch wird eine hohe Wärmerückgewinnungsquote erreicht, die um so größer ist je niedriger die Temperatur der Umgebungsluft, des Wassers oder des sonstigen flüssigen Mediums ist. Daher ist die Durchfüh ¬ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Umgebungsluft im Winter besonders energieeffizient. Eine Nutzung der Kondensa ¬ tionsenergie der erwärmten Luft oder des Wasserdampfs aus dem thermischen Trockner findet bei dem aus der DE 10 2004 051 975 B3 bekannten Verfahren nicht statt. Soweit diese Trock ¬ nungsabluft über einen Wärmetauscher geführt wird, dient die ¬ ser dazu, die Trocknungsabluft auf 50 bis 100°C mittels Rauchgas zu erwärmen, aber nicht dazu, die Trocknungsabluft weiter abzukühlen. Durch die beim Abkühlen erfolgende Konden ¬ sation in der Luft oder im Wasserdampf erfolgt außerdem ein Abscheiden von aus dem thermischen Trockner mitgeführten Staub, so dass die Luft oder der Wasserdampf dann direkt ohne weitere Staubabschneidung einem Biofilter zugeführt werden kann, ohne dass dieser von Staub zugesetzt wird.

Die Kombination der thermischen Trocknung mit einer Vortrock ¬ nung auf einer verhältnismäßig großen Fläche in Form des Bo ¬ dens der Trocknungshalle bei einer Temperatur, die nur höchs ¬ tens 40 K über der Umgebungstemperatur liegt, ermöglicht eine sinnvolle Nutzung eines verhältnismäßig niedrigen Temperatur ¬ niveaus im Wärmetauscher. Der Wärmetauscher kann dadurch auch in einem niedrigen Temperaturbereich noch sinnvoll betrieben werden, indem ein Betrieb des aus der WO 2007/147181 AI be ¬ kannten Wärmetauschers nicht mehr sinnvoll ist, weil bei die ¬ sem Temperaturniveau eine bloße Niedertemperaturtrocknung oh ¬ ne Nutzung der verhältnismäßig großen Fläche nicht kostenef ¬ fizient ist. Durch die Kombination des thermischen Trockners mit einer Trocknung in einer Trockenhalle entsteht ein syner ¬ gistischer Effekt, der die Nutzung eines größeren Anteils der im thermischen Trockner eingesetzten Energie als das aus der WO 2007/147181 AI bekannte Verfahren ermöglicht, weil beim erfindungsgemäßen Verfahren die im thermischen Trockner er ¬ wärmte Luft auf ein niedrigeres Temperaturniveau abgekühlt wird. Durch die Kombination kann ein größerer Anteil der im thermischen Trockner eingesetzten Energie zur Trocknung ge ¬ nutzt werden, als bei anderen bekannten Verfahren.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich ebenso wie bei dem aus der DE 10 2004 051 975 B3 bekannten Verfahren um eine Niedertemperaturtrocknung, die jedoch im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren einen großen Anteil der im thermi ¬ schen Trockner eingesetzten Energie effizient für eine Vor ¬ trocknung nutzt. Es können bis zu etwa 70% der für den ther ¬ mischen Trockner eingesetzten Energie zur Unterstützung der Trocknung in der Trockenhalle genutzt werden. Der spezifische Energiebedarf für die Durchführung des erfindungsgemäßen Ver ¬ fahrens ist etwa 30 bis 70 % niedriger, als der spezifische Energiebedarf für die Durchführung eines klassischen thermi ¬ schen Trocknungsverfahrens.

Im Gegensatz zu dem aus der DE 196 44 465 C2 bekannten Ver ¬ fahren ist beim erfindungsgemäßen Verfahren weder der Aufbau eines Vakuums noch ein Verdichten zur Kondensation der Feuch ¬ tigkeit erforderlich. Beim erfindungsgemäßen Verfahren er ¬ folgt die Kondensation nur durch Abkühlung der Feuchtigkeit enthaltenden Luft oder des Wasserdampfs im Wärmetauscher, der dabei auch als Kondensator wirkt. Bei der den zweiten Bereich des Wärmetauschers durchströmenden Umgebungsluft handelt es sich um Luft von außerhalb der Trocknungshalle und außerhalb des thermischen Trockners. Durch dieses Verfahren kann sowohl die durch Kondensation freigesetzte Wärme als auch die sen ¬ sible Wärme der Feuchtigkeit enthaltenden Luft oder des Was ¬ serdampfs aus dem thermischen Trockner genutzt werden, ohne dass dazu ein hohes Temperaturniveau oder ein hoher apparati- ver Aufwand erforderlich ist. In Kombination mit der bei ver ¬ hältnismäßig niedriger Temperatur erfolgenden Trocknung in der Trocknungshalle, bei welcher der Schlamm eine verhältnis ¬ müßig große Oberfläche aufweist, reicht bereits eine Erwär ¬ mung der Umgebungsluft um wenige Grad Celsius aus, um eine Trocknungswirkung zu erreichen und die Energie sinnvoll nut ¬ zen zu können.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in einer teilweisen Selbstregulierung. Wenn beispielsweise der Trockensubstanzgehalt des gemäß Schritt b) vorgetrockne ¬ ten Schlamms sinkt, muss der nachgeschaltete thermische

Trockner mehr Wasser verdampfen und braucht mehr Energie. Da ¬ durch nimmt die bei Schritt d) den Schlamm im thermischen Trockner überströmende oder durchströmende Luft auch mehr Energie auf und gibt diese im Wärmetauscher ab. Dadurch wird die Umgebungsluft oder das Wasser oder sonstige flüssige Me ¬ dium im zweiten Bereich des Wärmetauschers um einen höheren Betrag erwärmt oder es wird eine größere Menge der Umgebungs ¬ luft oder des Wassers oder sonstigen flüssigen Mediums er ¬ wärmt. In beiden Fällen bewirkt dies ein Ansteigen des Tro- ckensubstangehalts des gemäß Schritt b) vorgetrockneten

Schlamms bis sich ein Gleichgewicht einstellt.

Mit besonders geringem technischen Aufwand kann die Energie aus dem thermischen Trockner genutzt werden, wenn die im thermischen Trockner erwärmte Luft oder der Wasserdampf Wärme an die Umgebungsluft abgibt. Ein weiterer Vorteil der Über ¬ tragung an Umgebungsluft besteht darin, dass bei sinkender Umgebungstemperatur, beispielsweise im Winter, die aus dem thermischen Trockner stammende erwärmte Luft oder der Wasser ¬ dampf im ersten Bereich des Wärmetauschers weiter abgekühlt wird als bei höherer Umgebungstemperatur, weil die Umgebungs- luft nur um wenige K über die Umgebungstemperatur erwärmt werden muss, um zum Fördern des Vortrocknens geeignet zu sein. Dadurch kann ein größerer Anteil der in der erwärmten Luft enthaltenen Feuchtigkeit im Wärmetauschen kondensiert und damit mehr Kondensationswärme genutzt werden. Dadurch steigt die Wärmerückgewinnungsquote.

Damit am Ende des Trocknungsvorgangs der gewünschte Trocken ¬ substanzgehalt erreicht wird, kann der Trockensubstanzgehalt des aus dem thermischen Trockner ausgebrachten Schlamms ge ¬ messen werden. Je nach Bedarf kann dann dem thermischen

Trockner mehr oder weniger Energie zugeführt werden. Falls der thermische Trockner als Bandtrockner ausgebildet ist, kann auch der Bandvorlauf reduziert werden, so dass der

Schlamm für eine längere Zeit in dem thermischen Trockner verbleibt, sofern dem Trockner nicht noch mehr Energie zuge ¬ führt werden kann und der gewünschte Trockensubstanzgehalt noch nicht erreicht ist. Sofern der thermische Trockner mit Abwärme, beispielsweise eines Blockheizkraftwerks, betrieben wird, kann notfalls auch eine zusätzliche Heizvorrichtung zur Abdeckung von Spitzenlasten zugeschaltet werden.

Die Kombination der Vortrocknung des Schlamms auf dem Boden der Trocknungshalle mit der Trocknung in einem herkömmlichen thermischen Trockner bietet auch im Hinblick auf einen stö ¬ rungsfreien und insbesondere automatisierten Betrieb große Vorteile. Wenn die zu trocknenden Schlämme in Form von Klär ¬ schlamm aus unterschiedlichen Kläranlagen stammen, können die Schlämme einen stark unterschiedlichen Trockensubstanzgehalt aufweisen. Der durch mechanische Entwässerung erreichbare Trockensubstanzgehalt ist ebenfalls unterschiedlich. Er hängt ab von der Schlammzusammensetzung, der Abwasserreinigungs ¬ technik, dem Verfahren zur mechanischen Entwässerung und der Temperatur, mit der Abwasser anfällt und eine Kläranlage be ¬ trieben wird. Je geringer diese Temperatur ist, desto

schlechter lässt sich der Schlamm im Allgemeinen entwässern, weil umso weniger organische Bestandteile des Abwassers in der Kläranlage umgesetzt werden, je niedriger die Temperatur ist .

Schlämme, die mit schwankenden Trockensubstanzgehalten anfal ¬ len, sind aus technischen und ökonomischen Gründen in einem herkömmlichen thermischen Trockner nur schwer zu handhaben.

Dazu müsste beim Betrieb jeweils der Eingangstrockensubstanz ¬ gehalt bestimmt und in Abhängigkeit davon die Parameter fest ¬ gelegt werden, mit der der thermische Trockner betrieben wird. Dies ist in der Praxis jedoch kaum oder nur mit hohem Aufwand, beispielsweise durch Bereitstellen einer Fachkraft, die subjektiv den Eingangstrockensubstanzgehalt abschätzt und den thermischen Trockner regelt, zu gewährleisten. Durch das Vortrocknen in der Trocknungshalle kann jedoch erreicht wer ¬ den, dass dem thermischen Trockner stets Schlamm mit relativ gleichbleibendem Trockensubstanzgehalt zugeführt wird. Im We ¬ sentlichen wird dies dadurch erreicht, dass die Trocknungs ¬ halle als Puffer wirkt, in dem durch das Durchmischen des Schlamms der Trockensubstanzgehalt des Schlamms

vergleichmäßigt wird. Dadurch kann mittels des erfindungsge- mäßen Verfahrens auch mit stark schwankendem Trockensubstanz ¬ gehalt in die Trocknungshalle eingebrachter Schlamm problem ¬ los gehandhabt werden, ohne dass dadurch Störungen auftreten, wie dies beispielsweise bei dem aus der WO 2007/147181 AI be ¬ kannten Verfahren anzunehmen ist. Durch die Vergleichmäßigung des Trockensubstanzgehalts beim Vortrocknen und der Möglich ¬ keit mit unterschiedlichen Eingangstrockensubstanzgehalten des Schlamms im Bereich von 15% bis 30% zu arbeiten, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ganzjährig witterungsunabhän- gig getrocknet und Schlamm mit einem Trockensubstanzgehalt von etwa 90% bereitgestellt werden.

Ein weiterer mit dem Vortrocknen auf dem Boden der Trock- nungshalle einhergehender Vorteil im Hinblick auf einen stö ¬ rungsfreien Betrieb besteht darin, dass sich beim Aufbringen des Schlamms auf dem Boden große Fremdkörper oder Störstoffe leicht erkennen und beseitigen lassen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das erfindungsgemäße Verfahren zentral für mehrere Kläranlagen durchgeführt wird und der zu trock ¬ nende Schlamm mit Lastkraftwagen zu der Trocknungshalle ge ¬ bracht wird, weil Fremdkörper oder Störstoffe auf den Lade ¬ flächen der Lastkraftwagen aus vorhergehenden Nutzungen immer wieder in den Schlamm geraten.

Die Zuverlässigkeit des Verfahrens kann dadurch gesteigert werden, dass der Schlamm durch die Vortrocknung soweit ge ¬ trocknet wird, dass er rieselfähig ist. Dadurch kann der Schlamm zwischen den Schritten b) und c) zur Absonderung von Fremdkörpern oder Störstoffen durch ein, insbesondere grobma ¬ schiges, Gitter gesiebt werden. Die Störanfälligkeit des Ver ¬ fahrens kann dadurch mit geringem Aufwand erheblich verrin ¬ gert werden. Das Aufbringen auf dem Boden kann beispielsweise mittels ei ¬ nes Radladers erfolgen. Um eine gute Zugänglichkeit, bei ¬ spielsweise zur Beseitigung von Fremdkörpern oder Störstof ¬ fen, zu erreichen, kann der Schlamm auf dem Boden in einer sehr dünnen Schicht, beispielsweise von 5 bis 20 cm Dicke aufgetragen werden. Ein häufig auftretendes Problem bei ther ¬ mischen Trocknern besteht darin, dass der Schlamm vor dem Trocknen im thermischen Trockner in einem Bunker zwischenge ¬ lagert wird, an dessen Boden sich eine Zuführeinrichtung zum Zuführen des Schlamms zum thermischen Trockner, beispielswei ¬ se in Form einer Förderschnecke oder eines Schubbodens, ange ¬ ordnet ist. Die Zuführeinrichtung kann durch Fremdkörper oder Störstoffe leicht blockiert und dadurch ein Stillstand der Anlage bewirkt werden. Im Fall eines Bunkers zur Zwischenla ¬ gerung des Schlamms ist dieser oft bis zu einer Höhe von 2 bis 3 Metern mit Schlamm gefüllt. Dieser Schlamm muss im Fal ¬ le eines Blockieren der Zuführeinrichtung aus dem Bunker aus ¬ gebaggert und zwischengelagert werden, um die Störung zu be- seifigen.

Selbst wenn die Störung nicht zu einer Blockade der Zuführ ¬ einrichtung führt, können die Fremdkörper oder Störstoffe den thermischen Trockner beschädigen. Insbesondere wenn der ther- mische Trockner als Bandtrockner ausgebildet ist, können scharfkantige Fremdkörper oder Störstoffe leicht zu einer Be ¬ schädigung des Förderbands führen. Durch die leichte Erkenn ¬ barkeit, gute Zugänglichkeit und leichte Entfernbarkeit von Störstoffen oder Fremdkörpern während des Vortrocknens in der Trocknungshalle wird dieser Nachteil beim erfindungsgemäßen Verfahren beseitigt. Im Gegensatz zu einem ausschließlich mittels einstrahlender Sonnenstrahlung betriebenen Trockner ist der Flächenbedarf für einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebenen Trockner erheblich geringer.

Bei üblichen thermischen Trocknern besteht eine Problematik darin, dass der Gesamtkohlenstoffgehalt der Abluft verhält ¬ nismäßig hoch ist und damit beispielsweise häufig gegen Vor ¬ schriften der Deutschen Bundesemissionsschut zverordnung ver- stoßen wird. Durch das Vortrocknen wird der Schlamm jedoch vor dem Eintritt in den thermischen Trockner in einen stabi ¬ len aeroben Zustand versetzt, wodurch die Ausgasung von Me ¬ than vermieden oder zumindest deutlich reduziert wird. Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Trocknungshalle eine Vorrichtung zur Lufterwärmung mittels Sonnenstrahlung, insbesondere einen als Luftkollektor ausgebildeten Sonnenkollektor, auf. Alternativ kann die

Trocknungshalle gewächshausartig ausgebildet sein und eine im Wesentlichen transparente Gebäudehülle aufweisen. Das Vor ¬ trocknen des Schlamms erfolgt dann unter Ausnutzung von in den Luftkollektor oder in die Trocknungshalle einstrahlender Sonnenstrahlung. Durch die Ausnutzung der Sonnenstrahlung wird die Trocknung in der Trocknungshalle weiter unterstützt. Dadurch ist das Fördern des Vortrocknens durch Einleiten der bei Schritt e) erwärmten Umgebungsluft gemäß Schritt f) mit einer noch geringeren Wärmezufuhr möglich als ohne Ausnutzung der einstrahlenden Sonnenstrahlung. Dadurch wird der ohnehin schon durch die Kombination des thermischen Trockners mit der Trocknungshalle bestehende Synergistische Effekt noch ver ¬ stärkt und der spezifische Energiebedarf weiter verringert. Das erfindungsgemäße Verfahren kann so ausgestaltet sein, dass die Umgebungsluft oder das Wasser oder das sonstige flüssige Medium bei Durchführung des Schritts e) auf eine Temperatur von weniger als 50°C, insbesondere weniger als 40°C, insbesondere weniger als 35°C, insbesondere höchstens 30°C, erwärmt wird. Bei Durchführung des Schritts e) kann die Temperatur höchstens 30 K, insbesondere höchstens 20 K, ins ¬ besondere höchstens 10 K, über der Umgebungstemperatur lie ¬ gen. Das bei Durchführung des Schritts e) entstehende Konden ¬ sat kann eine Temperatur von höchstens 60°C, insbesondere höchstens 50°C, insbesondere höchstens 45°C, insbesondere höchstens 35°C, aufweisen. Durch dieses niedrige Temperatur ¬ niveau des Kondensats und damit auch des Wärmetauschers bzw. des Kondensators ist eine gute Ausnutzung der bei der Konden- sation freiwerdenden Wärme gewährleistet. Je tiefer die Tem ¬ peratur des Wärmetauschers bzw. des Kondensators ist, desto mehr Kondensationswärme kann genutzt werden. Dieser Vorteil kommt insbesondere bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Umgebungsluft im Winter zur Geltung.

Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Schlamm bei Durchführung des Schritts c) und/oder des Schritts d) auf einem, insbesondere luftdurchlässigen, För ¬ derband bewegt. Bei dem thermischen Trockner handelt es sich dabei um einen sogenannten Bandtrockner. Das erleichtert ei ¬ nen vollständig automatisierten Betrieb. Beispielsweise kann durch die Geschwindigkeit, mit der das Förderband den Schlamm durch den thermischen Trockner bewegt, die Verweildauer des Schlamms im thermischen Trockner und damit der in dem thermi ¬ schen Trockner erreichbare Trockensubstanzgehalt reguliert werden .

Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver ¬ fahrens wird der Schlamm bei Durchführung des Schritts d) von oben nach unten von Luft durchströmt. Das Durchströmen des Schlamms ist effizienter als ein bloßes Überströmen des

Schlamms mit Luft. Ein Durchströmen von oben nach unten hat gegenüber einem Durchströmen von unten nach oben den Vorteil, dass dadurch keine Partikel des Schlamms herumgewirbelt wer ¬ den, weil lose Partikel dadurch allenfalls auf die Unterlage gedrückt werden. Wird der Schlamm dabei auf einem Förderband bewegt, weist das Förderband zur Gewährleistung der

Durchströmbarkeit kleine Öffnungen oder Poren auf.

Bei dem Schlamm kann es sich um, insbesondere mechanisch ent ¬ wässerten, Klärschlamm handeln. Bei der Kondensation gemäß Schritt e) entstehendes Kondensat kann zum Erwärmen des Bodens der Trocknungshalle verwendet werden. Dazu kann der Boden der Trocknungshalle von einer Flüssigkeitsleitung durchzogen sein, durch die das Kondensat geleitet wird. Alternativ oder zusätzlich kann das bei der Kondensation gemäß Schritt e) entstehende Kondensat zum Be ¬ feuchten eines biologischen Filters zur Reinigung von bei dem Verfahren entstehender Abluft und/oder zum Befeuchten von Ab ¬ luft aus der Trocknungshalle verwendet werden. Biologische Filter bestehen üblicherweise aus einem biologischen Träger ¬ material, auf dem Mikroorganismen leben. Damit das Trägerma ¬ terial nicht austrocknet, ist ein stetiges Befeuchten notwen ¬ dig. Durch das Verwenden des bei Schritt e) entstehenden Kon ¬ densats ist es möglich, das Verfahren so zu betreiben, dass kein oder nur sehr wenig Abwasser entsteht und gleichzeitig kein zusätzliches Wasser zur Befeuchtung des biologischen Filters notwendig ist. Ein abwasserfreies Verfahren ist ins ¬ besondere dann von Vorteil, wenn keine Kläranlage zur Aufnah ¬ me des Abwassers zur Verfügung steht. Das Befeuchten des bio- logischen Filters kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass dieser mit dem gemäß Schritt e) entstehenden Kondensat be ¬ sprüht wird. Um die in dem biologischen Filter lebenden Mik ¬ roorganismen oder beim Befeuchten der Abluft ein die Abluft kontaktierendes Material oder die Umwelt oder beim Erwärmen des Bodens der Trocknungshalle die Flüssigkeitsleitungen zu schonen, kann der pH-Wert des Kondensats durch Zusatz einer Säure zum Kondensat abgesenkt werden. Das Kondensat weist an ¬ sonsten, insbesondere durch darin enthaltene Ammoniumionen, häufig einen sehr hohen pH-Wert auf.

Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver ¬ fahrens sind die Trocknungshalle und der thermische Trockner Bestandteile eines Gebäudes oder weniger als 20 m, insbeson- dere weniger als 10 m, voneinander beabstandet. Dadurch las ¬ sen sich die thermischen Verluste zwischen Trocknungshalle und Trockner minimieren. Eine weitere Nutzung von beim Be ¬ trieb des thermischen Trockners anfallender Wärme ist dadurch möglich, dass den thermischen Trockner direkt umgebende und vom thermischen Trockner erwärmte weitere Luft, z. B. aus ei ¬ nem den thermischen Trockner umgebenden Gebäude, ebenfalls in die Trocknungshalle eingeleitet wird, so dass diese auf oder über die Oberfläche des auf den Boden der Trocknungshalle aufgebrachten Schlamms strömt. Da thermische Trockner stets die sie umgebende Luft erwärmen, kann so die ansonsten unge ¬ nutzt verlorengehende Wärme zur Trocknung des Schlamms ge ¬ nutzt werden. Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver ¬ fahrens dient die Trocknungshalle auch zur Annahme und Lage ¬ rung von einen Trockensubstanzgehalt von 15% bis 30% aufwei ¬ sendem und/oder zur Lagerung von gemäß Schritt b) vorgetrock ¬ netem Schlamm. Dabei kann es sich um Schlamm handeln, der, z. B. wegen unzureichender Kapazität des thermischen Trockners oder wegen Wartungsarbeiten am thermischen Trockner, nicht sofort in der Trocknungshalle vorgetrocknet oder im thermi ¬ schen Trockner getrocknet werden kann. Dadurch dient die Trocknungshalle als Puffer für den vom thermischen Trockner zu trocknenden Schlamm. Dies ist auch vorteilhaft, weil die

Kosteneffizienz des thermischen Trockners dann besonders groß ist, wenn dieser mit einer relativ gleichbleibenden Menge an Schlamm pro Zeiteinheit betrieben wird. Dies ist insbesondere bei einem Betrieb einer herkömmlichen thermischen Trocknungs- Vorrichtung, die von mehreren Kläranlagen mit Schlamm belie ¬ fert wird, ohne eine Zwischenlagerung kaum zu gewährleisten, weil der zu trocknende Schlamm meist nicht in gleichbleiben ¬ der Menge pro Zeiteinheit anfällt. Ursache dafür können lo- gistische Probleme, Feiertage und Störungen, z. B. beim Be ¬ trieb einer zuliefernden Kläranlage, sein. Außerdem kann eine Lagerung erforderlich sein, wenn Wartungsarbeiten am thermi ¬ schen Trockner durchzuführen sind. Zur Schlammannahme und - lagerung ist daher üblicherweise sowieso ein möglichst großer Lagerplatz oder Bunker erforderlich. Der durch die Trock ¬ nungshalle zusätzlich entstehende Platzbedarf ist daher ge ¬ ring, wenn die Trocknungshalle auch zur Annahme und Lagerung des Schlamms verwendet wird und dafür kein gesonderter Lager- platz vorgesehen wird. Häufig auftretende logistische Proble ¬ me bei der Schlammannahme können dadurch vermieden werden oh ¬ ne zusätzlich eine Schlammannahmeeinrichtung vorsehen zu müs ¬ sen . Das erfindungsgemäße Verfahren hat sich als besonders ener ¬ gieeffizient erwiesen, wenn der Schlamm beim Vortrocknen auf eine Maximaltemperatur von weniger als 50°C, insbesondere ei ¬ ne Maximaltemperatur von 20°C bis 40°C, erwärmt wird. Bei Durchführung des Schritts b) kann der Schlamm bis zu ei ¬ nem Trocknungssubstanzgehalt von 25% bis 70%, insbesondere 40% bis 60%, insbesondere 50% bis 60%, vorgetrocknet werden. Sofern der Schlamm nach dem Vortrocknen einen Trockensub ¬ stanzgehalt unter 50% aufweist, liegt dieser häufig in einer sogenannten Leimphase vor. Diese ist bei der thermischen Trocknung nur schwer zu handhaben, weil ein derartiger

Schlamm an ihn kontaktierenden Oberflächen, beispielsweise in Form des Bandes eines Bandtrockners, klebt. Um dies zu umge ¬ hen, wird Schlamm in der Leimphase häufig vor dem Einbringen in einen thermischen Trockner mit bereits getrocknetem

Schlamm mit einem höheren Trockensubstanzgehalt vermischt und erst dann in den thermischen Trockner einbracht. Je weiter der Trockensubstanzgehalt unterhalb von 50% liegt, desto grö- ßer ist die Menge von beizumischendem bereits getrocknetem Schlamm und desto größer ist damit auch die Menge an Schlamm, die mehrfach durch den thermischen Trockner geführt wird. Dies bewirkt zusätzliche Kosten und einen erhöhten Verschleiß der zu Durchführung des Verfahrens verwendeten Vorrichtung. Beim erfindungsgemäßen Verfahren und einer Vortrocknung des Schlamms bis zu einem Trockensubstanzgehalt von mindestens 30% muss wesentlich weniger getrockneter Schlamm zur Vermei ¬ dung der Leimphase beigemischt werden, als dies im Stand der Technik üblich ist. Dadurch verringert sich die Menge des mehrfach den thermischen Trockner passierenden Schlamms, der Energieaufwand für die Trocknung und der Verschleiß der zur Durchführung des Verfahrens eingesetzten Vorrichtung. Bei einer besonders energieeffizienten Durchführung des er ¬ findungsgemäßen Verfahrens wird die Luft bei Durchführung des Schritts d) auf eine Temperatur in einem Bereich von 90°C bis 150°C, insbesondere 90°C bis 130°C, insbesondere 90°C bis 110°C, gebracht. Bei Durchführung des Schritts e) kann die Luft oder der Wasserdampf auf eine Temperatur im Bereich von 10°C bis 50°C, insbesondere 10°C bis 40°C, abgekühlt werden. Je weiter die Luft oder der Wasserdampf abgekühlt wird, desto mehr Kondensationsenergie wird in Form von Wärme an die Umge ¬ bungsluft oder das Wasser oder das sonstige flüssige Medium abgegeben und desto mehr Energie wird zurückgewonnen.

Wenn die Luft oder der Wasserdampf bei Durchführung des

Schritts e) auf eine Temperatur im Bereich von 25°C bis 40°C abgekühlt wird, kann die Luft oder der Wasserdampf danach di- rekt durch einen bzw. den biologischen Filter geleitet wer ¬ den. Bei dieser Temperatur arbeitet der biologische Filter besonders effizient und die darin enthaltenen Mikroorganismen nehmen keinen Schaden. Eine weitere Steigerung der Energieeffizienz des erfindungs ¬ gemäßen Verfahrens ist möglich, indem nach Durchführung des Schritts d) Umgebungsluft zur Kühlung des ausgebrachten

Schlamms, insbesondere auf eine Temperatur, die höchstens 25 K, insbesondere höchstens 20 K, über der Umgebungstemperatur liegt, verwendet wird und die dadurch erwärmte Umgebungsluft ebenfalls in die Trocknungshalle eingeleitet wird, so dass die erwärmte Umgebungsluft auf oder über die Oberfläche des auf den Boden der Trocknungshalle aufgebrachten Schlamms strömt .

Weiterhin kann ein Teil des gemäß Schritt d) ausgebrachten Schlamms zwischen den Schritten b) und c) mit gemäß Schritt b) vorgetrocknetem Schlamm vermischt werden. Dadurch kann die Handhabung von Schlamm verbessert werden, der nach Durchfüh ¬ rung des Schritts b) einen Trocknungssubstanzgehalt von weni ¬ ger als 50% aufweist und dadurch sehr klebrig ist.

Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird aus einer, insbesondere in einer Turbine oder einem sonstigen Verbrennungsmotor, insbesondere in einem Blockheizkraftwerk, erfolgenden Verbrennung resultierendes Abgas der Feuchtigkeit aufnehmenden Luft gemäß Schritt d) zur Erwärmung, insbesonde ¬ re auf eine Temperatur von 110°C bis 150°C, beigemischt. Dies ermöglicht eine sehr effiziente Nutzung der ansonsten verlo ¬ rengehenden Wärmeenergie des Abgases. Auch ein zum Kühlen der Turbine oder dem sonstigen Verbrennungsmotor verwendetes Kühlmittel kann in einem weiteren Wärmetauscher zur

Vorwärmung der Feuchtigkeit aufnehmenden Luft, insbesondere aus der Umgebung der Trocknungshalle oder des thermischen Trockners, beispielsweise auf eine Temperatur von etwa 80°C, verwendet werden. Dies ermöglicht eine sehr effiziente Nut ¬ zung der Abwärme eines Blockheizkraftwerks.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durch- führung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, umfassend eine Trocknungshalle mit einer Vorrichtung zum, insbe ¬ sondere stetigen, Durchmischen von auf dem Boden der Trock ¬ nungshalle aufgebrachtem Schlamm, einen beheizten thermischen Trockner mit einer Bandför ¬ dereinrichtung zum kontinuierlichen Transport des Schlamms durch den thermischen Trockner, - einen Wärmetauscher mit einem ersten Bereich und einem zweiten Bereich, wobei ein Wärmeaustausch zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich erfolgen kann, eine erste Leitung, die den ersten Bereich dampf- oder luftleitend mit dem ther ¬ mischen Trockner verbindet, eine zweite Leitung, die den zweiten Bereich mit der Umgebung luftleitend verbindet und eine dritte Leitung, die den zweiten Bereich mit der Trock ¬ nungshalle verbindet, und mindestens eine Vorrichtung zur Förderung des Dampfs oder der Luft und der Umgebungsluft in der ersten, zweiten und dritten Leitung.

Die Trocknungshalle kann weiterhin eine Vorrichtung zur Luft ¬ erwärmung mittels Sonnenstrahlung, insbesondere einen als Luftkollektor ausgebildeten Sonnenkollektor, aufweisen oder gewächshausartig ausgebildet sein und eine im Wesentlichen transparente Gebäudehülle aufweisen. Das Vortrocknen des Schlamms kann dann unter Ausnutzung von in den Luftkollektor oder in die Trocknungshalle einstrahlender Sonnenstrahlung erfolgen .

Die Vorrichtung kann weiterhin ein Blockheizkraftwerk und ei- ne vierte Leitung zur direkten oder indirekten Zuführung des aus dem Betrieb des Blockheizkraftwerks resultierenden Abga ¬ ses zum thermischen Trockner umfassen. Weiterhin kann die Vorrichtung einen weiteren Wärmetauscher umfassen, der mit ¬ tels eines Kühlmittels des Blockheizkraftwerks eine Erwärmung von aus der Umgebung der Trocknungshalle oder des thermischen Trockners angesaugter Luft zur Zuführung zum thermischen Trockner erlaubt. Bei der Turbine oder dem sonstigen Verbren ¬ nungsmotor kann es sich um eine Gasturbine bzw. einen Gasmo ¬ tor handeln. Die von dem Gasmotor üblicherweise produzierten Rauchgase weisen eine Temperatur im Bereich von 410 °C bis

530 °C auf. Durch Beimischung zu der Feuchtigkeit aufnehmenden Luft kann die Luft auf eine Temperatur von 110°C bis 150°C durch das Rauchgas erhitzt werden. Wenn das beigemischte Rauchgas letztendlich die Trocknungshalle verlässt und dabei beispielsweise eine Temperatur von 50°C aufweist, sind im ge ¬ samten Verfahren etwa 90% der im Blockheizkraftwerk entste ¬ henden Abwärme verwertet worden. Der Abgasdruck am Gasmotor bzw. der Gasturbine wird vorzugweise so eingestellt, dass keine Vorrichtung zur Förderung des Abgases erforderlich ist.

Ein flüssiges Kühlmittel des Gasmotors kann in dem weiteren Wärmetauscher genutzt werden, um die Feuchtigkeit aufnehmende Luft auf eine Temperatur von beispielsweise etwa 80 °C aufzu ¬ wärmen .

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei ¬ spiels und einer Figur näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Trocknungsanlage mit einer gewächshausarti ¬ gen Trocknungshalle 10 mit einer im Wesentlichen transparen ¬ ten Gebäudehülle, einem thermischen Trockner 12 und einem mit Brennstoff 32, insbesondere Gas, und Umgebungsluft 16 betrie ¬ benen Blockheizkraftwerk 34. Zum Betrieb der Anlage wird zu ¬ nächst mechanisch entwässerter Schlamm auf den Boden der ge ¬ wächshausartigen Trocknungshalle 10 aufgebracht und dort un ¬ ter Ausnutzung von in die Trocknungshalle einstrahlender Son- nenstrahlung vorgetrocknet. Der vorgetrocknete Schlamm wird anschließend in den thermischen Trockner 12 eingebracht, wäh ¬ rend die dadurch freiwerdende Fläche auf dem Boden der Trock ¬ nungshalle wieder mit neuem Schlamm bedeckt wird. Im thermi ¬ schen Trockner 12 und zwischen dem thermischen Trockner 12 und der Mischvorrichtung 30 zirkuliert Feuchtigkeit aufneh ¬ mende Luft 14. Diese Luft wird zum einen durch Zumischen von im Blockheizkraftwerk 34 gebildeten Abgas 36 erwärmt. Gleich ¬ zeitig wird Umgebungsluft 16 im weiteren Wärmetauscher 28 von der Kühlflüssigkeit 38 des Blockheizkraftwerks vorgewärmt und die erwärmte Umgebungsluft 18 ebenfalls in der Mischvorrich ¬ tung 30 der Luft 14 beigemischt. Die derart erwärmte Luft 14 wird im thermischen Trockner durch den Schlamm geleitet. Von der zirkulierenden Luft 14 wird ein Teil abgezweigt und im Wärmetauscher 17 dazu genutzt, Umgebungsluft 16 vorzuwärmen, die dann als erwärmte Umgebungsluft 18 in die Trocknungshalle 10 und dort auf die Oberfläche des Schlamms geleitet wird. Nach Feuchtigkeitsaufnahme verlässt diese Luft als Abluft 22 die Trocknungshalle 10. Die Abluft 22 kann direkt oder durch den Filter 24 in die Umwelt abgegeben werden. Das im Wärme- tauscher 17 gebildete Kondensat 20 wird über eine Abwasser ¬ reinigungsvorrichtung 26 entsorgt. Zuvor kann ein Teil der in dem Kondensat 20 enthaltenen Wärme zur Erwärmung des Bodens der Trockenhalle 10 genutzt werden. Ein Teil des Kondensats kann zur Befeuchtung des Filters 24 verwendet werden, wenn dieser als biologischer Filter ausgebildet ist. Durch den Filter 24 wird die Abluft 22 geleitet, welche nach Abscheiden des Kondensats aus der Luft 14 verbleibt.

Das Abgas aus dem Blockheizkraftwerk kann eine Temperatur von 300°C bis 530°C aufweisen. Der Vorlauf der Kühlflüssigkeit 38 aus dem Blockheizkraftwerk 34 kann eine Temperatur von etwa 90°C und der Rücklauf der Kühlflüssigkeit 38 nach Durchlaufen des weiteren Wärmetauschers 28 eine Temperatur von etwa 70 °C aufweisen. Die Umgebungsluft 16 kann eine Temperatur zwischen -20°C und +35°C aufweisen. Nach Durchlaufen des weiteren Wär ¬ metauschers 28 kann sie auf eine Temperatur von etwa 60°C bis 80°C erwärmt sein. Im Wärmetauscher 17 erfolgt eine Erwärmung der Umgebungsluft 16 auf etwa 10°C bis 40°C. Das darin gebil ¬ dete Kondensat kann eine Temperatur zwischen 25°C und 45°C aufweisen. Die Abluft 22 kann eine Temperatur zwischen 25°C und 45°C aufweisen. Die Luft 14 aus der Mischvorrichtung 30, welche dem thermischen Trockner 12 zugeführt wird, kann eine Temperatur von etwa 110°C bis 150°C aufweisen. Die aus dem thermischen Trockner der Mischvorrichtung 30 wieder zugeführ ¬ te Luft 14 kann eine Temperatur von etwa 50°C bis 80°C auf ¬ weisen. Die den thermischen Trockner in Richtung des Wärme ¬ tauschers 17 verlassende Luft kann eine Temperatur von etwa 50°C bis 80°C aufweisen. Deren Luftfeuchtigkeit beträgt etwa 50 bis 70%. Die den Wärmetauscher 17 verlassende Abluft 22 weist eine Luftfeuchtigkeit von etwa 100% auf. Mit dem hier beschriebenen Verfahren ist ein energetischer Gesamtwirkungs ¬ grad bei Betrieb des Blockheizkraftwerks mit einem Gasmotor von über 80% möglich. 10 Trocknungshalle

12 thermischer Trockner

14 Luft

16 Umgebungsluft

17 Wärmetauscher

18 erwärmte Umgebungsluft

20 Kondensat

22 Abluft

24 Filter

26 Abwasserreinigungs orrichtung

28 weiterer Wärmetauscher

30 Mischvorrichtung

32 Brennstoff

34 Blockheizkraftwerk

36 Abgas

38 Kühlflüssigkeit