Die Erfindung betrifft Verfahren zur Zerkleinerung von insbesondere im Klärschlamm einer Kläranlage enthaltenen Mikroorganismen. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to methods for comminuting, in particular in sewage sludgeWastewater treatment plant contained microorganisms. The invention further relates to a deviceto carry out the procedure.
Verfahren der genannten Art sind erforderlich, um den vor allem in den Wintermonaten häufig auftretenden Schwimmschlamm zu zerkleinern und damit günstige Voraussetzungen für weitere mikrobakterielle Umwandlungsprozesse, beispielsweise einem nachfolgenden Faulungsprozeß, zu schaffen. Bei solchen Umwandlungsprozessen erweist sich insbesondere die Umschlingung der kugelförmigen Mikroorganismen durch fadenförmige Mikroorganismen und den dadurch entstehenden großen Komplexen als hinderlich, so daß hierzu zunächst die fadenförmige Struktur aufgelöst werden muß.Procedures of the type mentioned are necessary, especially in the winter monthscomminuting frequently occurring floating sludge and thus favorable conditionsfor further microbacterial conversion processes, for example a subsequent oneDigestion process to create. In such transformation processes it turns outin particular the wrapping of the spherical microorganisms by thread-likeMicroorganisms and the resulting large complexes as a hindrance, so thatto do this, the thread-like structure must first be dissolved.
In der Praxis sind hierzu beispielsweise Homogenisator-, Kugelmühlen- oder auch Ultraschallverfahren gebräuchlich. Gemeinsam haben die genannten Verfahren jedoch den Nachteil, daß sie entweder einen hohen Anschaffungs- und Instandhaltungsaufwand oder aber einen hohen Energiebedarf aufweisen. Die durch die Verfahren zur Zerkleinerung gewonnenen Vorteile im Hinblick auf den nachfolgenden Umwandlungsprozeß der Mikroorganismen führen aufgrund der genannten Nachteile zu einer geringen Wirrschaftlichkeit bei der Anwendung des Verfahrens. Weiterhin ist der Wirkungsgrad der Verfahren häufig vergleichsweise gering, so daß die nachfolgenden Umwandlungsprozesse in lediglich geringem Umfang günstig beeinflusst werden können.In practice, for example, homogenizers, ball mills orUltrasound process in use. However, the methods mentioned have in common theDisadvantage that they are either a high cost and maintenance orbut have a high energy requirement. The through the crushing processadvantages gained with regard to the subsequent conversion process ofBecause of the disadvantages mentioned, microorganisms lead to a low levelEfficiency in the application of the procedure. Furthermore, the efficiency of theProcesses are often comparatively small, so that the subsequent conversion processescan only be influenced to a small extent.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, durch das die Zerkleinerung der Mikroorganismen in wirtschaftlicher Weise durchgeführt werden kann. Dabei soll insbesondere der Wirkungsgrad des Verfahrens im Hinblick auf die Verbesserung des nachfolgenden Umwandlungsprozesses erhöht werden. Weiterhin soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen werden.It is therefore the object of the present invention, a method of the aforementionedTo create way by which the crushing of microorganisms in an economical mannercan be carried out. In particular, the efficiency of the process inWith a view to improving the subsequent conversion process.Furthermore, a device for performing the method is to be created.
Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst ein die Mikroorganismen enthaltendes Volumen, insbesondere des Klärschlammes, komprimiert und anschließend nach dem Erreichen eines vorbestimmten Druckes schlagartig entspannt wird. Durch das plötzliche und schlagartige Entspannen des Volumens wird die Zellstruktur bzw. die Verbindung der aneinander haftendenden Mikroorganismen zunächst unter dem Einfluß des hohen Kompressionsdruckes partiell aufgelöst bzw. getrennt. Die Umschlingung durch die fadenförmigen Mikroorganismen wird dabei gelöst und in die unerwünschten Komplexe in kleine Teilbestandteile zerlegt. Diese ursprünglich durch die fadenförmige Beschaffenheit miteinander zu größeren Gesamtkomplexen verbundenen Mikroorganismen bilden in ihren Teilbestandteilen somit erheblich günstigere Voraussetzung für die weitere Umwandlung. Dabei wird der Grad der Zerkleinerung durch die auftretende Druckdifferenz wesentlich bestimmt, so daß neben der Auflösung der Verbindung der Mikroorganismen untereinander zusätzlich auch die Zellstruktur einschließlich des Zellkernes der einzelnen Mikroorganismen gelöst werden kann.The first-mentioned object is achieved according to the invention in that a firstVolume containing microorganisms, in particular the sewage sludge, compressedand then suddenly relaxed after reaching a predetermined pressurebecomes. Due to the sudden and sudden relaxation of the volume, the cell structure becomesor the connection of the mutually adhering microorganisms first under theInfluence of the high compression pressure partially resolved or separated. The wrapthe thread-like microorganisms dissolve it and turn it into the unwantedComplexes broken down into small parts. This originally through the thread-likeCondition of microorganisms linked together to form larger overall complexesin their sub-components thus form a considerably more favorable prerequisite for the furtherConversion. The degree of shredding is determined by the pressure difference that occursessentially determined so that in addition to the dissolution of the connection of the microorganismsamong themselves also the cell structure including the cell nucleus of the individualMicroorganisms can be solved.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auch dadurch erreicht, daß komprimierte Volumen durch eine Düse gegen einen Prallkörper geleitet wird. Durch den Aufprall auf den Prallkörper entstehen hohe Zerreißkräfte, die zu einer weitgehenden Auflösung der Struktur der Mikroorganismen führen. Dieser Effekt wird durch die vorangehende Beschleunigung mittels der Düse und der dadurch wesentlich erhöhten kinetischen Energie zusätzlich verstärkt. Beim Austreten aus der Düse entstehen weiterhin Scherkräfte, durch welche die Auflösung der die Mikroorganismen verbindende fadenförmige Struktur zusätzlich verbessert wird.A particularly advantageous embodiment of the method according to the invention is alsothereby achieved that compressed volume through a nozzle against an impact bodyis directed. The impact on the impact body creates high tensile forces, which tooextensive dissolution of the structure of the microorganisms. This effect willdue to the preceding acceleration by means of the nozzle and thereby essentialincreased kinetic energy is additionally amplified. Arise when exiting the nozzlefurther shear forces, by which the dissolution of the microorganisms connectingfilamentary structure is additionally improved.
Dabei hat es sich in der Praxis als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn die Kompression des Volumens im Bereich zwischen 10-100 bar, insbesondere 70 bar, stufenlos durchgeführt wird. Hierdurch wird einerseits eine zuverlässige mechanische Zerkleinerung der Mikroorganismen erreicht, andererseits zugleich auch die Betriebskosten sowie der konstruktive Aufwand bei der Herstellung der Anlage vergleichsweise gering gehalten. Dabei kann sowohl auf erhöhte Sicherheitsvorkehrungen als auch auf regelmäßige Sicherheitsüberprüfung, wie sie bei nach dem Stand der Technik gebräuchlichen Anlagen in vergleichsweise kurzen zeitlichen Abständen erforderlich sind, verzichtet werden. Die so erreichbaren Ergebnisse sind selbst bei relativ geringem Kompressionsdruck im Hinblick auf ihre bestimmungsgemäße Wirkung mit bekannten Homogenisatorverfahren vergleichbar.It has proven particularly useful in practice if the compressionof the volume in the range between 10-100 bar, in particular 70 bar, carried out continuouslybecomes. On the one hand, this results in reliable mechanical comminution of theMicroorganisms achieved, on the other hand also the operating costs and theconstructive effort in the manufacture of the system kept comparatively low. therecan both on increased security measures as well as on regularSecurity check, such as that used in state of the art systems in comparatively short intervals are required. The soAchievable results are with regard to even at relatively low compression pressurestheir intended effect comparable to known homogenizer processes.
Besonders vorteilhaft ist auch eine Weiterbildung der Erfindung, bei der die Kompression durch die gemessene Viskosität des die Mikroorganismen enthaltenden Volumens bestimmt wird. Hierdurch wird der Wirkungsgrad der Anlage weiter erhöht, indem die für die jeweils vorherrschende Viskosität optimale Druckdifferenz eingestellt werden kann.A further development of the invention is particularly advantageous, in which the compressiondetermined by the measured viscosity of the volume containing the microorganismsbecomes. As a result, the efficiency of the system is further increased by the for eachprevailing viscosity optimal pressure difference can be set.
Die zweitgenannte Aufgabe, eine Vorrichtung zur Zerkleinerung von insbesondere im Klärschlamm einer Kläranlage enthaltenen Mikroorganismen mit einem zur Aufnahme eines die Mikroorganismen enthaltenden Volumens bestimmten Behälter zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Behälter eine Druckkammer mit einer verschließbaren Auslaßöffnung aufweist, durch die das komprimierte Volumen nach dem Erreichen eines vorbestimmten Druckes schlagartig austritt. Hierdurch werden die Zellen zunächst einem hohen Druck ausgesetzt und treten anschließend durch die Auslaßöffnung aus dem Druckbehälter aus. Dabei werden bereits durch die hohe und schlagartige Druckdifferenz die inneren Strukturen der Mikroorganismen bis hin zu den Zellwänden aufgelöst bzw. zerkleinert. Die so aufgelöste Umschlingung der Mikroorganismen der nur noch bruchstückhaft vorhandenen Bestandteile der Komplexe erleichtern den nachfolgenden Umwandlungsprozeß, insbesondere in einem Faulturm der Kläranlage. Die Zerkleinerung erfolgt dabei bis hin zur Desintegration, der Auflösung der Zellwände und dem Freilegen des Zellwassers, wodurch der nachfolgende Umwandlungsprozeß zusätzlich beschleunigt wird. Daher kann der Faulturm zugleich ein geringeres Volumen aufweisen, wodurch der hierfür erforderliche Aufwand verringert und die Wirtschaftlichkeit erhöht werden kann. Dabei wird zugleich die Gasausbeute gesteigert, die so zusätzlich zu einer wirtschaftlichen Durchführung beiträgt. Weiterhin können der Wartungs- und Instandhaltungsaufwand sowie die Herstellungskosten wesentlich reduziert werden, da die Vorrichtung aus problemlos verfügbaren Bauelementen aufgebaut ist. Der erforderliche Kompressionsdruck kann dabei problemlos an unterschiedliche Zusammensetzungen der in dem Volumen enthaltenden Mikroorganismen angepasst werden, um so unter wechselnden Bedingung einen optimalen Wirkungsgrad zu erreichen. Zum Befüllen der Vorrichtung wird das Volumen wahlweise durch die Auslaßöffnung oder durch eine zusätzliche Einlaßöffnung in die Druckkammer eingefüllt bzw. -gesaugt.The second task, a device for crushing especially inSewage sludge from a sewage treatment plant containing microorganisms for taking up athe volume containing microorganisms certain containers for carrying out theTo create the method is achieved in that the container is aHas pressure chamber with a closable outlet opening through whichcompressed volume suddenly after reaching a predetermined pressureexit. As a result, the cells are initially exposed to high pressure and kickthen through the outlet opening from the pressure vessel. Doing so alreadydue to the high and sudden pressure difference, the internal structures of the microorganismsdissolved or crushed down to the cell walls. The loosening of theMicroorganisms of the components of the complexes which are only present in fragmentsfacilitate the subsequent conversion process, especially in a digestion towerSewage treatment plant. The shredding takes place up to disintegration, the dissolution of theCell walls and exposing the cell water, making the subsequentConversion process is additionally accelerated. Therefore, the digester tower can at the same timehave a smaller volume, which reduces the effort required for this andthe economy can be increased. At the same time, the gas yield is increased,which also contributes to economic implementation. Furthermore, theMaintenance and repair costs as well as manufacturing costs are significantly reducedbe because the device is constructed from easily available components. Therequired compression pressure can easily be applied to differentAdjusted compositions of the microorganisms contained in the volumein order to achieve optimal efficiency under changing conditions.To fill the device, the volume is either through the outlet orfilled or sucked into the pressure chamber through an additional inlet opening.
Hierbei wird eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dann erreicht, wenn die Auslaßöffnung mit einer Düse versehen ist, um so die Mikroorganismen neben der plötzlichen Druckdifferenz zusätzlich auch einer hohen Beschleunigung auszusetzen. Hierdurch kommt es zu Scherkräften, die eine zusätzliche mechanische Zerkleinerung der Struktur der aneinander haftenden Mikroorganismen bewirkt. Dabei haben sich Austrittsgeschwindigkeiten von 250 m/s in der Praxis als zugleich wirtschaftlich und ausreichend wirkungsvoll erwiesen, um zu einer ausreichenden Auflösung der Struktur der Mikroorganismen zu kommen. Der Querschnitt der Düse beträgt dabei etwa 2 mm. Eine mögliche Verstopfung der Düse kann hierbei in einfacher Weise durch eine vorangehende Filterung vermieden werden, wobei durch eine chemische Vorbehandlung des zu komprimierenden Volumens eine weitere Verbesserung des Zerkleinerungsprozesses bewirkt werden kann.This then becomes a particularly advantageous embodiment of the present inventionreached when the outlet opening is provided with a nozzle, so the microorganisms in addition to the sudden pressure difference, also high accelerationto suspend. This leads to shear forces that require an additional mechanicalShredding of the structure of the mutually adhering microorganisms causes. thereexit speeds of 250 m / s have been found to be economical in practiceand proven to be sufficiently effective to sufficiently dissolve the structureof the microorganisms to come. The cross section of the nozzle is about 2 mm. APossible blockage of the nozzle can easily be caused by a previous oneFiltering can be avoided, with a chemical pretreatment of thecompressing volume a further improvement of the shredding processcan be effected.
Das zunächst komprimierte Volumen kann durch die Auslaßöffnung frei in die Umgebung austreten. Besonders zweckmäßig ist hingegen eine Abwandlung der vorliegenden Erfindung, bei der die Vorrichtung einen der Auslaßöffnung gegenüberliegenden Prallkörper aufweist. Auf diesen Prallkörper trifft der durch die Auslaßöffnung austretende Strahl auf und wird dort schlagartig abgebremst zw. abgelenkt. Durch die hierbei auftretenden Zerreißkräfte wird eine weitere Zerkleinerung der Struktur der Mikroorganismen erreicht. Der Prallkörper kann dabei zusätzlich mit einer Strukturierung oder Ausformung versehen sein, durch die eine erhöhte Krafteinleitung mit einem weiter verbesserten Wirkungsgrad der Vorrichtung erreicht werden kann.The initially compressed volume can flow freely into the environment through the outlet openingemerge. In contrast, a modification of the present is particularly expedientInvention, in which the device is a baffle opposite the outlet openinghaving. The jet emerging through the outlet opening strikes this impact bodyand is suddenly braked or distracted. By the occurring hereTearing forces further crush the structure of the microorganisms. TheImpact body can additionally be provided with a structure or shape,through the increased force transmission with a further improved efficiency of theDevice can be achieved.
Hierzu ist es auch besonders zweckmäßig, wenn der Prallkörper einen auf die Querschnittsfläche der Auslaßöffnung abgestimmten Vorsprung aufweist, welcher mit geringem Abstand zu der Auslaßöffung in unterschiedlichen Positionen fixierbar ist. Hierdurch ist der Abstand zwischen der Auslaßöffnung und dem Prallkörper in einfacher Weise auf die jeweiligen Eigenschaften des die Mikroorganismen enthaltenden Volumens einstellbar. Zugleich läßt sich dabei auch eine gewünschte Umlenkung des auftreffenden Strahles erreichen, wobei der Prallkörper sowohl im wesentlichen eine Orientierung senkrecht zu der Austrittsrichtung als auch zu dieser geneigt aufweisen kann.For this purpose, it is also particularly expedient if the impact body hits one on theCross-sectional area of the outlet opening has matched projection, which withsmall distance to the outlet opening can be fixed in different positions.As a result, the distance between the outlet opening and the impact body is easierWay to the respective properties of the volume containing the microorganismsadjustable. At the same time, a desired redirection of the incident can also be madeReach the beam, with the impact body both essentially orientingperpendicular to the exit direction and inclined to this.
Eine andere besonders wirkungsvolle Weiterbildung der Erfindung wird dadurch erreicht, daß der Vorsprung zur Begrenzung eines Ringspaltes in die Auslaßöffnung einführbar ist. Hierdurch läßt sich die Ausprägung und Richtung des Austrittsstrahles in der auf die Beschaffenheit des komprimierten Volumens abgestimmten Weise bestimmen. Dabei wird insbesondere die Austrittsgeschwindigkeit durch einen verringerten Ringspalt erhöht, wobei der Vorsprung zusätzlich auch konische oder abgestufte Abschnitte aufweisen kann, um so durch eine einfache Zustellbewegung des Prallkörpers die Geometrie des Ringspaltes zu verändern. Dabei treten zugleich auch erhöhte Scherspannungen auf, durch welche die gewünschte Strukturauflösung der Mikroorganismen unterstützt wird.Another particularly effective development of the invention is achieved bythat the projection can be inserted into the outlet opening to limit an annular gap.This allows the expression and direction of the exit jet in theDetermine the nature of the compressed volume in a coordinated manner. Doing soin particular the exit speed is increased by a reduced annular gap, whereinthe projection can also have conical or stepped sections, sothe geometry of the annular gap is closed by a simple infeed movement of the impact body change. At the same time, there are also increased shear stresses by which thedesired structural resolution of the microorganisms is supported.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung wird auch dadurch erreicht, daß der Prallkörper einen gegen die Auslaßöffnung anlegbaren Dichtungsabschnitt aufweist. Dieser Dichtungsabschnitt dient somit zugleich als Verschluß der Auslaßöffnung, wodurch zunächst in dem Druckbehälter der erforderliche Druck erzeugt und anschließend die Auslaßöffnung schlagartig freigegeben werden kann. Eine zusätzliche Einlaßöffnung bzw. Verschlussvorrichtung kann daher entfallen, wodurch der Herstellungsaufwand weiter reduziert werden kann.Another advantageous embodiment of the device is also achieved in that theImpact body has a sealing section which can be placed against the outlet opening. ThisSealing section thus also serves as a closure of the outlet opening, which initiallygenerates the required pressure in the pressure vessel and then the outlet openingcan be released suddenly. An additional inlet opening orClosure device can therefore be omitted, which further increases the manufacturing outlaycan be reduced.
Eine andere zweckmäßige Abwandlung wird auch erreicht, indem der Prallkörper mittels eines Federelementes gegenüber der Auslaßöffnung vorspannbar ist. Nach dem Überschreiten eines durch die Federkraft des Federelementes bestimmten Druckes wird so die Auslaßöffnung von dem Prallkörper freigegeben bzw. die auf den Prallkörper übertragene Energie vermindert, so daß eine Beschädigung der Vorrichtung ausgeschlossen werden kann. Der Prallkörper übernimmt dadurch zugleich die Funktion eines Überdruckventiles.Another expedient modification is also achieved by means of the impact bodya spring element can be biased towards the outlet opening. After thisExceeding a pressure determined by the spring force of the spring element is sothe outlet opening is released from the impact body or onto the impact bodytransmitted energy is reduced, so that damage to the devicecan be excluded. The impact body also takes over the functiona pressure relief valve.
Hierzu ist es auch besonders zweckmäßig, wenn das Federelement eine einstellbare Federkraft aufweist, um so eine einfache Anpassung an unterschiedliche gewünschte Druckkräfte im Inneren der Durckkammer zu erreichen. Dabei kann das Federelement auch zum selbsttätigen Öffnen der Auslaßöffnung verwendet werden, so daß eine zusätzliche Steuerung für die Vorrichtung entfallen kann und zugleich die für einen Prozeßzyklus erforderliche Dauer wesentlich verkürzt werden kann, da der Austritt des Volumens aus der Druckkammer unmittelbar nach dem Erreichen des erforderlichen Druckes ohne weitere Verzögerung erfolgt.For this purpose, it is also particularly expedient if the spring element is adjustableHas spring force so as to easily adapt to different desiredTo achieve pressure forces inside the pressure chamber. The spring element can alsobe used to automatically open the outlet opening, so that an additionalControl for the device can be omitted and at the same time for a process cyclerequired time can be shortened significantly, since the exit of the volume from thePressure chamber immediately after reaching the required pressure without furtherDelay occurs.
Eine andere vorteilhafte Abwandlung der Erfindung ist dadurch realisierbar, daß der Prallkörper als ein Rückschlagventil zum Verschließen der Auslaßöffnung ausgeführt ist. Die Auslaßöffnung wird dadurch mittels des als Rückschlagventil ausgeführten Prallkörpers automatisch verschlossen, sofern auslaßseitig ein unzulässig hoher Gegendruck auftritt. Weiterhin kann dadurch zum Befüllen der Druckkammer ein Unterdruck erzeugt werden, wobei das Rückschlagventil die Auslaßöffnung zuverlässig verschließt, um so das die Mikroorganismen enthaltende Volumen problemlos ansaugen zu können.Another advantageous modification of the invention can be realized in that theImpact body is designed as a check valve for closing the outlet opening. TheThe outlet opening is thereby by means of the impact body designed as a check valveautomatically closed if there is an impermissibly high back pressure on the outlet side.Furthermore, a negative pressure can be generated to fill the pressure chamber,wherein the check valve closes the outlet opening reliably, so that theTo be able to easily suck in microorganism-containing volumes.
Besonders praxisnah ist eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung, bei der die Auslaßöffnung in einen Auffangbehälter mündet. Hierdurch kann in einfacher Weise die Weiterleitung des Volumens zu einer nachfolgenden Station erfolgen, so daß eine weitgehende Automatisation realisierbar ist.Another embodiment of the present invention, in which theOutlet opens into a collecting container. This allows theThe volume is forwarded to a subsequent station, so that aextensive automation is feasible.
Dabei kann der Effekt der mechanischen Zerkleinerung der Mikroorganismen durch eine vorteilhafte Ausgestaltung zusätzlich verstärkt werden, wenn in dem Auffangbehälter gegenüber dem Umgebungsdruck der Vorrichtung ein Unterdruck, insbesondere ein Vakuum, einstellbar ist. Die hierdurch erreichbare Druckdifferenz ermöglicht eine weitgehende Auflösung der Zellstruktur, welche durch ein geeignetes Verhältnis von dem Kompressionsdruck gegenüber dem Unterdruck im Auffangbehälter auch zu einer Auflösung der Zellwände führt.The effect of mechanical comminution of the microorganisms by aadvantageous embodiment are additionally reinforced when in the collecting containera negative pressure, in particular a relative to the ambient pressure of the deviceVacuum, is adjustable. The pressure difference that can be achieved in this way enables oneextensive dissolution of the cell structure, which is determined by a suitable ratio of theCompression pressure compared to the negative pressure in the collecting container also to oneDisintegration of the cell walls leads.
Zur Erzeugung des erforderlichen Druckes in der Durckkammer können grundsätzlich beliebige Kompressoren oder Pumpen zum Einsatz kommen. Als besonders einfach erweist sich jedoch eine Ausführungsform, bei der die Druckkammer der Vorrichtung eine hydraulische Kolbenpumpe hat. Hierdurch läßt sich in dem relevanten Bereich zwischen 10 und 250 bar mühelos der gewünschte Druck einstellen. Dabei können mehrere Druckstufen der Vorrichtung mittels eines gemeinsamen Hydraulikelementes betrieben werden, welches bei Bedarf problemlos und vergleichsweise kostengünstig austauschbar ist.Basically, to generate the required pressure in the pressure chamberany compressors or pumps can be used. Has proven to be particularly easyHowever, there is an embodiment in which the pressure chamber of the devicehydraulic piston pump. As a result, between 10 and 10and set the desired pressure with ease. Several pressure levels can be usedthe device can be operated by means of a common hydraulic element, whichcan be easily and comparatively inexpensively replaced if required.
Die Erfindung läßt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt inThe invention allows various embodiments. To further clarify yourBasic principles are shown two of them in the drawing and are shown belowdescribed. This shows in
Fig. 1 eine Prinzipskizze eine erfindungsgemäßen Vorrichtung,Fig. 1 is a schematic diagram of a device according to the invention,
Fig. 2 einen Abschnitt der Vorrichtung mit einer Auslaßöffnung und einem Prallkörper.Fig. 2 shows a portion of the device with an outlet opening and an impact body.
Fig. 1 zeigt in einer Prinzipskizze den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung1 zur Zerkleinerung von Mikroorganismen, wie sie insbesondere im Klärschlamm enthalten sind. Die Vorrichtung1 hat hierzu einen Behälter2 mit einer Druckkammer3, in welche das die Mikroorganismen enthaltende Volumen einfüllbar ist. Nach dem Verschließen einer Auslaßöffnung4 der Druckkammer3 wird das eingefüllte Volumen zunächst mit einem vorbestimmten Druck komprimiert und tritt anschließend, nach dem schlagartigen Öffnen der Auslaßöffnung4, mit hoher Geschwindigkeit aus der Druckkammer3 aus. Dabei entstehen hohe Zerreiß- und Scherkräfte, die zu einer Auflösung der die Mikroorganismen verbindenden Strukturen sowie zu einer Zerstörung der Zellstruktur führen. Verstärkt wird dieser Effekt durch einen der Auslaßöffnung4 gegenüberliegend angeordneten Prallkörper5, auf den der austretende Strahl auftrifft, wobei zusätzliche mechanische Kräfte auf die Mikroorganismen wirken.Fig. 1 shows a schematic diagram of the structure of a device1 according to the invention for the comminution of microorganisms, such as they are contained in particular in sewage sludge. For this purpose, the device1 has a container2 with a pressure chamber3 , into which the volume containing the microorganisms can be filled. After closing an outlet opening4 of the pressure chamber3 , the filled volume is first compressed with a predetermined pressure and then, after the sudden opening of the outlet opening4 , emerges from the pressure chamber3 at high speed. This creates high tearing and shear forces, which lead to the dissolution of the structures connecting the microorganisms and to the destruction of the cell structure. This effect is intensified by a baffle5 arranged opposite the outlet opening4 , on which the emerging beam strikes, additional mechanical forces acting on the microorganisms.
Die genaue konstruktive Ausführung der Auslaßöffnung4 und des Prallkörpers5 wird anhand derFig. 2 näher beschrieben, die einen vergrößerten Abschnitt der Vorrichtung1 zeigt. Zu erkennen ist eine mittels eines Gewindeabschnittes6 in der Auslaßöffnung4 in verschiedenen Positionen fixierbare Düse7, durch die der Austrittsstrahl einstellbar ist. Der Auslaßöffnung4 gegenüberliegend angeordnet ist der Prallkörper5, der an seinem der Auslaßöffnung4 zugeneigten Ende einen Vorsprung8 aufweist. Dieser Vorsprung8 weist einen lediglich geringfügig kleineren Durchmesser auf als die Auslaßöffnung4 und ist in diese unter Ausbildung eines Ringspaltes einführbar, um so eine gezielte Beeinflussung des Austrittsstrahles zu ermöglichen. Der Prallkörper5 hat weiterhin einen konisch ausgeführten Dichtungsabschnitt9, welcher gegen die Auslaßöffnung4 anlegbar ist, um diese druckdicht zu verschließen. Hierzu ist ein den Vorsprung8 und den Dichtungsabschnitt9 tragender, beweglicher Dorn10 mittels eines Federelementes11 gegenüber der Auslaßöffnung4 vorspannbar, so daß diese automatisch beim Überschreiten eines maximalen zulässigen Druckes freigegeben wird. Der Prallkörper5 ist weiterhin mit einem Innengewinde12 versehen, um so die Auslaßöffnung4 druckdicht durch einen so gebildeten Auffangbehälter13 des Prallkörpers5 einzuschließen. Im Inneren dieses Auffangbehälters13 ist zusätzlich ein Unterdruck einstellbar, durch den eine weitere Steigerung des Wirkungsgrades erreicht werden kann. Das durch die Auslaßöffnung4 austretende Volumen wird dabei durch Kanäle14 in dem Prallkörper5 einem nachfolgenden, nicht dargestellten Verfahrensabschnitt zugeführt.The exact structural design of the outlet opening4 and the impact body5 is described in more detail with reference toFIG. 2, which shows an enlarged section of the device1 . A nozzle7 , which can be fixed in different positions by means of a threaded section6 in the outlet opening4 and through which the outlet jet can be adjusted, can be seen. Arranged opposite the outlet opening4 is the impact body5 , which has a projection8 at its end inclined towards the outlet opening4 . This projection8 has only a slightly smaller diameter than the outlet opening4 and can be inserted into it with the formation of an annular gap, in order to enable the exit jet to be influenced in a targeted manner. The impact body5 also has a conical sealing section9 , which can be placed against the outlet opening4 in order to close it in a pressure-tight manner. For this purpose, a movable mandrel10 carrying the projection8 and the sealing section9 can be pretensioned with respect to the outlet opening4 by means of a spring element11 , so that the latter is automatically released when a maximum permissible pressure is exceeded. The impact body5 is further provided with an internal thread12 so as to enclose the outlet opening4 in a pressure-tight manner through a collecting container13 of the impact body5 formed in this way. A vacuum can also be set in the interior of this collecting container13 , by means of which a further increase in efficiency can be achieved. The volume emerging through the outlet opening4 is fed through channels14 in the impact body5 to a subsequent process section, not shown.
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10019918ADE10019918A1 (en) | 2000-04-20 | 2000-04-20 | Method and device for comminuting microorganisms |
| AU65748/01AAU6574801A (en) | 2000-04-20 | 2001-04-19 | Method and device for comminuting micro-organisms |
| PCT/DE2001/001511WO2001081256A1 (en) | 2000-04-20 | 2001-04-19 | Method and device for comminuting micro-organisms |
| DE10191540TDE10191540D2 (en) | 2000-04-20 | 2001-04-19 | Method and device for comminuting microorganisms |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10019918ADE10019918A1 (en) | 2000-04-20 | 2000-04-20 | Method and device for comminuting microorganisms |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10019918A1true DE10019918A1 (en) | 2001-10-31 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE10019918AWithdrawnDE10019918A1 (en) | 2000-04-20 | 2000-04-20 | Method and device for comminuting microorganisms |
| DE10191540TExpired - Fee RelatedDE10191540D2 (en) | 2000-04-20 | 2001-04-19 | Method and device for comminuting microorganisms |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE10191540TExpired - Fee RelatedDE10191540D2 (en) | 2000-04-20 | 2001-04-19 | Method and device for comminuting microorganisms |
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU6574801A (en) |
| DE (2) | DE10019918A1 (en) |
| WO (1) | WO2001081256A1 (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10155161A1 (en)* | 2001-11-12 | 2003-05-22 | Emu Unterwasserpumpen Gmbh | Process and device for treating waste water, sewage sludge and organic substrates |
| DE10256918A1 (en)* | 2002-12-05 | 2004-07-15 | Herding Gmbh Filtertechnik | Process for the treatment of waste water with the formation of excess sludge and corresponding waste water treatment plant |
| WO2006010510A1 (en)* | 2004-07-26 | 2006-02-02 | Kolb Frank R | Hydrodynamic homogenization |
| EP1832557A1 (en)* | 2006-03-09 | 2007-09-12 | Linde Aktiengesellschaft | Sludge disintegrating apparatus having several adjustable sludge outlet openings |
| DE102007037187A1 (en)* | 2007-08-07 | 2009-02-12 | Lacuna Fondsverwaltungs Gmbh | Biogas production plant comprises unit for the decomposition of initial materials by impact energy, fermentation unit, unit for processing of fermentation remnant, and conveyor for conveying the initial material to the decomposition unit |
| DE102012224293A1 (en)* | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Device for applying a fluid with alternating pressure |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3346577A1 (en)* | 1983-12-23 | 1985-07-04 | Josef 4416 Everswinkel Roberg | Process for conditioning sewage sludge for dewatering |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0661560B2 (en)* | 1988-02-26 | 1994-08-17 | 宇部興産株式会社 | Treatment method of activated excess sludge |
| US5188741A (en)* | 1992-04-01 | 1993-02-23 | Texaco Inc. | Treatment of sewage sludge |
| US5785852A (en)* | 1995-04-06 | 1998-07-28 | Midwest Research Institute | Pretreatment of high solid microbial sludges |
| DE19715819C1 (en)* | 1997-04-16 | 1998-02-12 | Invent Gmbh | Destroying microorganisms in sewage sludge |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3346577A1 (en)* | 1983-12-23 | 1985-07-04 | Josef 4416 Everswinkel Roberg | Process for conditioning sewage sludge for dewatering |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10155161A1 (en)* | 2001-11-12 | 2003-05-22 | Emu Unterwasserpumpen Gmbh | Process and device for treating waste water, sewage sludge and organic substrates |
| US7056437B2 (en) | 2001-11-12 | 2006-06-06 | Emu Unterwasserpumpen Gmbh | Method and device for the treatment of effluent, sludge and organic substrates |
| DE10256918A1 (en)* | 2002-12-05 | 2004-07-15 | Herding Gmbh Filtertechnik | Process for the treatment of waste water with the formation of excess sludge and corresponding waste water treatment plant |
| WO2006010510A1 (en)* | 2004-07-26 | 2006-02-02 | Kolb Frank R | Hydrodynamic homogenization |
| EP1832557A1 (en)* | 2006-03-09 | 2007-09-12 | Linde Aktiengesellschaft | Sludge disintegrating apparatus having several adjustable sludge outlet openings |
| WO2007101522A1 (en)* | 2006-03-09 | 2007-09-13 | Linde Aktiengesellschaft | Apparatus comprising a plurality of adjustable sludge outlet openings |
| DE102007037187A1 (en)* | 2007-08-07 | 2009-02-12 | Lacuna Fondsverwaltungs Gmbh | Biogas production plant comprises unit for the decomposition of initial materials by impact energy, fermentation unit, unit for processing of fermentation remnant, and conveyor for conveying the initial material to the decomposition unit |
| DE102012224293A1 (en)* | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Device for applying a fluid with alternating pressure |
| DE102012224293B4 (en)* | 2012-12-21 | 2015-11-05 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Device for applying a fluid with alternating pressure |
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2001081256A1 (en) | 2001-11-01 |
| AU6574801A (en) | 2001-11-07 |
| DE10191540D2 (en) | 2002-09-19 |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1409414B1 (en) | Method and device for the treatment of effluent, sludge and organic substrates | |
| EP2018904B1 (en) | Device for mixing water and gas | |
| EP1544060A1 (en) | Gas generator | |
| DE10019918A1 (en) | Method and device for comminuting microorganisms | |
| DE202016003401U1 (en) | Pressure tester | |
| EP1658237B1 (en) | Method for the comminution of particulate organic substances in suspensions of microorganisms | |
| DE10343748B4 (en) | Process for comminuting particulate organic substances in suspensions of microorganisms | |
| WO2003082753A1 (en) | Method and device for destroying cellular structures in waste water and sludge in biological sewage works | |
| EP1293255A2 (en) | Method and device for separating impurities from suspensions by flotation | |
| CH636950A5 (en) | DEVICE FOR PRODUCING ICE PIECES. | |
| EP3541989B1 (en) | Method for separating fibers | |
| DE102008027283A1 (en) | Device for making dry ice pellets for cleaning surfaces, e.g. in precision engineering, comprises a carbon dioxide pressing cylinder with a compressed air-driven piston and a die connected to a jet nozzle | |
| EP1771385B1 (en) | Hydrodynamic homogenization | |
| DE3021083A1 (en) | Loose material disintegration process by high pressure - involves pressurising with subsequent sudden pressure reducing to above-atmospheric | |
| DE400307C (en) | Process and device for the production of fine powders down to colloidal fineness, mainly from metals | |
| DE10322349B4 (en) | Method and device for comminuting particles and their use | |
| DE102008022755A1 (en) | Gas generator for a vehicle occupant gas bag module, comprises an igniter, a compressed gas container, which contains a filling gas and has an outflow opening closed by a bursting membrane, and an elongated external housing | |
| DE687526C (en) | Device for securing vessels, containers or pipelines against destruction by internal overpressure | |
| EP3820821B1 (en) | Process for purifying waste water by flotation | |
| DE202024000402U1 (en) | Device for controlling water containing eggs, larvae and/or juvenile mussels of the quagga mussel by cavitation with a container | |
| DE336333C (en) | Device for electroosmotic drainage | |
| EP1993958A1 (en) | Apparatus comprising a plurality of adjustable sludge outlet openings | |
| EP2543642B1 (en) | Method for treating sewage sludge | |
| DE102022205716A1 (en) | Aluminum die-cast part with at least one cavity, in particular for a motor vehicle, and method for treating such an aluminum die-cast part | |
| DE402790C (en) | Process for grinding comminuted substances |
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8143 | Withdrawn due to claiming internal priority |