DE1658097A1 - Verfahren zur Entwaesserung von Klaer- und Industrieschlaemmen,insbesondere von Frisch- und Faulschlaemmen,unter Zugabe von Flockungsmitteln und Erwaermen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Entwässerung von Klär- und Industrieaohlämmeng Insbesondere von Frisch-und Paulachlämmeng unter Zugabe von Flockungsmitteln und Erwärmen. Beim heutigen Anfall von Klär- und Induatrieschlämmen wird deren Beseitigung immer schv;löriger. Nach der bisherigen Arbeitsweise wurde der Schlamm gefault und auf Trockenbeeten entwässert. Da diese Arbeitsweise viel Platz und. Zeit In An»apruch nimmtg wurden immer mehr mechanische-Entwäaserungsverfahren entwickelt.
• Beim Entwässern des-Schlammes durch Piltration oder ZentrifuZation bereiten die Kollolde große Schwierigkeiten, die außer durch Abdampfen des Wassers kaum zu zerstören sind. Es wurde beispielsweiae.versuchtg Schlamm zu sentritugieren. Dabei erreicht man aber nur Restwassergehalte von 80 %q wenn man die im Schlar eiithaltenen Restvassernenren auf die ursprüngliche Schlammtrockenaubstanz bezieht. Ferner wurde der Schlamm filtriert. Auch bei der Piltration erhält man nur geringe Entwässerunc"agrade und geringe Filterleistungen. Außerdem muß man fast In allen Fällen erhebliche Mengen an zusätzlichen Chemikalien dosieren. Der Restwässergehalte bezogen auf die ursprüngliche Schlammtrocken-. aubetansq liest nach der Entwässerung bei etwa 70 %. Es wäre mögliche den Schlamm.einzudampfen und so die Kolloide zu.serstören. Dieser Im Prinzip durchführbare ?rozeß. benötigt aber einen so hohen Energiebedarf# daß er In der Praxis nicht herangezogen wird. Yerner Ist bekannt gewordeng den Schlamm nach dem Zimmermann-Prozeß In Gegenwart von luft bei Drucken von 84 126 atü und Temperaturen von 26000 voll zu oxydieren. Auch diever Prozeß ist sehr aufwendig. - Bei einem anderen-Verfahren wird eineArbeitsweine gewählt, bei deijer Schlamm in *Jmen Reaktor mit C02-haltigen heißen Abgavon behandelt wird. Dabei wird der Schlamm auf Temperaturen bis 600c erwärmt. Durch gleichzeitige Zugabe von Kalk tritt eine chemische Reaktion ein, bei der die-Struktur der in Schlamm enthaltenen Kolloide weitgehend verändert wird, co daß der Schlamm danach zentrifugierbar und filtrierbar Ist. Weiter eind kombinierte Verfahren bekanntu bei denen die Entwässerung auf physikalischen Wege mit Piltern und Zentrifugen unter Zucatz von Cheullz-lien auf etwa 75 % Reutfeuchte durchZeführt wird und danach die weitere Entwäj3rerung durch Verdanpfen den V.aasoro, z. B. in einc= Schnackerr.iärmeau3tauscher, erfolgt. In einem anderen Verfahren wird Paul- oder Prischschlamm auf eine Temperatur über 175 00 erhitzt und 2 Stunden dabei belneuen. Mein Schlamm wird bei dieser Arbeitaweise keine luft zuZeführt und somit keine orCanlache Subatanz oxydiert. Durch Zerstörung der Kolloide bei diener Mehmdlung Ist eo möZlichl, die Schlt':-*=e ohne Chemikalienzu4#aba auf einen P#,entwasaer,",ahalt von 30 ;: zu entwäcaern. Bei dieaem und den anderen 'VZL=ebchandliLnZsverfahron hat sich aber gezeigt, daß der Gehalt an gelöater oreaniucä--er

  Substanz in abgetrennten Schla=waa»r sehr -erheblich zuni=t

  (rermanganatbedarf den Schlammwaseern 10 000 bis 30 000 vgli) uzd eine zuaätzliche.Aufweneung an Energie In der biologischen Reinigungentufe bei Rückführung dieser Wässer In die Kläranlage trforderlieh macht. Zu wurde nun überraschenderweine gefundeng daß die Entwässerbarkeit von Industrie- und Klärechlämmen, insbesondere von Prisch" und Paulschlämmen sehr erheblich verbessert werden kann, wenn der Schlamm nach der Zugabe von Flockungsmitteln In weniger als 15 Minuten auf Temperaturen von 50 0 bis 1000C erwärmt und danach sofort mechanisch entwässert wird. Die Erhitzung des Schlammen soll in möglichst kurzer Zeit durchgeführt worden. Es Ist zweckuäßig, die gesamte Erhitzung den Schlammen in 5 bis 10 Minuten durchzuführen. Der Schlamm wird in allgemeinen auf Temperaturen von 70 bis 95 00 erwärmt. Als Flockungsmittel können Eiseneulfaß Eisenehlorid# Aluminlumaalzog Abfallsäuren, Kalk und andere bekannte Flockungemittel einzeln oder in Kombinationen anZowendet worden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren liefert überraschenderweine auch der Zusatz von metallfreier Abfallsäure, beispielewelee von Schwefolaäure, gute Ergebnisse. Es können jedoch auch netallhaltigeg beispielsweise eisenhaltige Abfallsäuren, verwendet werden. Werden als Plockungsmittel Eisensalze und Kalk verwendet, dann wird der Xalkzusatz eo bemesseng daß der p11-Iiert kleiner als 10 Ist. Ira allgemeinen iat es jedoch zweckmäßig, soviel PlochunZemittol zuzunetzen, daß der pUdWort im Bereich zwischen 6 und 7 liegt. 20 ist vorteilhaft, bei der Zugabe von-Kalk: disen nach der Einmiachung der anderen Plockungemittel den zu behandelnden Schlamm zuzu-Der besondere Vorteil den erfindungsgeW#."#len Verfahrens liegt darin, daß in dem =fallenden Schla=daeaer nur ein geringer-Zuwachs an gelöster orannischer Substanzg, s. B. ausgedrückt als BSB 5 -Wert oder im Kali umpermantanatbedarf@ eintritt. Dadurch ist keine zusätzliche Aufbereitunz des anfallenden Schlammwassern notwendig. Es entfällt dadurch auch eine zusätzliche. Belastung der biologischen P..eini£=gastufe bei der Rückführung diesea Schlammwassern.- Da rinn bei dem erfindungegemäßen Verfahren nicht auf lange Verweilzeiten in der Wärmebehandlunesstufe anZewieaen ist, benötigt man auch keine großen Reaktioneräume-. Dan gesamte Schlammbehandluhgaverfahren wird dadurch wesentlich vereinfacht. Die für die Abtötung der Keime$ Iharmeier# Salmonellen und anderen schädlichen Stoffen notwendige Verweilzeit wird durch Ieagern den entwässerten heißen Sehlammes erreicht" so daß auch bei einer nicht vorgesehenen Verbrennung ein hygienisch einwandfreies Material als Endprodukt anfällt. Die rasche Ertiärmung den Schlamme kann z. B. durch Tauchbrennerg durch direkte Dampfeinleitung, oder durch Erwärmun& in hintereinanderreschalteten liärmeaustauschern erfolgen. Da bei der Anvonduna von Tauchbrennern oder bei der direkten Dampfeinleitung keine Wärmeau-stauschflächen vorh=den sind, sind auch keine Inknistationen tb&licht Bei der Anwendung von 1:ä=eauntauachern zur Erhitzung: des Schlammes worden diese mit hohen Geaohwindiifzeitor durchströmt, *o daß in den Wärzoaustauachern ebenso wie In don Rohrleitungen und In den Mehältern eine InkniatationsCafahr vermieden wird, die bei einer Behandlung den Schlamm mit Kalk allein oft eintreten würde. Die Erwärmung den Schlamms durch Tauchbrenner oder direkte Einleitung von »ampf bietet den Vorteil, die bei der Erwärmung eintretende Entgasung störungsfrei. von statten gehen zu lassen. Die Zu,-abe von Plockunesmitteln kann auch während der Erhitzung des Schlammen erfolgen. Als Plockuneamittel haben sich insbezondere Eiconverbindunzen bewährrt. Bei Zujabe von EisensalZen hat cich gezeigt, da3 dan dreiwertige Einenchlorid die besten Effekte gibt. Da2rin folgt das dreiwertiZe-B-isensulfate dann die zweiwertigen EinenverbindunSen. Auch Abfallsäuren mit oder ohne Gehalten an Flockungsmitteln führen zu guten Effekten. Es wurde ferner gefunden, daß ein kurzZeitiges Erwärmen im alkalischen Bereich, beispielsweise durch Zugabe von Kalk und Eicen oder

  on Kalk allein, eine gute EntwässeAarkeit des Schlamms hervor-

  , h

  ruft, wenn auch d"-durch eine etwas el.'..2Af%rganiciche Belastung

  den Schlammwassere hervorgerufen wird. Miese orraniäche Belastung den Schlam=wassers iat jedoch bei dieser Arbeitsweine immer noch sehr viel gerinaer als die bei den bekannten Schlammentwänetrungeverfahren, die mit einer län-eren Verweilzeit arbeiten.
• 4» Es wurde gefunden, daß die beste Fntwässerbarkeit der Schlümme' dann vorlieet, wenn die direkt nach der aueaaführt wird. Beim Abk*,Ä#hlen den ScILlammes nach Zer ErwUrninig tritt wieder eine Verschlechterung der Entwässerbarkelt aln. Auch hinsichtlich übler Gerüche, die bei anderen Verfahren auftroteng bietet das erfindungeremäße Verfahren Vortelleg weil dabei nur eine Veränderunir .", jedoch kein In LösumSgehen der organischen Substanz eintritt. Wegen der kurzen Verweilzoit belia Erhitzen und weiGen den Arbeitenn bei pE-Verten kleiner als 10, vorzugsweise zwischen 6 und 7, gerinnen die Eiweißverbindungeng aber eine achleimartige Strukturg die erst durch längeren Erhitzen eintritt, bleibt auageuchlocaen, so daß für die naebfolgende Entwässerung keine zusätzlichen Chemikalien erforderlich sind. Auch die rasche Veratopfung der PiltertUcher durch Außkristallicationen und das Zuwachsen von'Rohrleitpungen und Pumpen durch Inkrustationen wird vermieden. Die dürch die erfindunZogemäße Behandlung erhaltenen schlämme weiaen-nicht nur eine bessere MitwUsserbarkeit hinsichtlich einer Piltration auf@ sondern auch eine bessere Zentrifu-ierbarL-eitp so daß diesen Verfahren als Voro-tufe, vor jede behrannte l#Utwäcaerungseinrichtung genehaltet werden kann, Zwischen Erhitz*mCD-etufe und atwäcaerungo3tute coll keine Pampo geachaltot vorden, sondern die Zuführung soll in freieu Gefälle vorgenomnen vordeng weil sonst die Entwäsoerbarkeit wieder verachlechtert wird. Das erfindunosgemäße Verrahren wird anhand der beiden Piguren näher erläutert. Sie zeigen Fließechema-ta von AnlaGen zur Durchführt= den erfinduni;o-emüßen Verfahrens.
• t» U Be# der in Pisnir sehematisch dargestellten Anlage wird der nuf einer Kläranlage anfallende Schla= (raul- oder PriDchechin-#-2) über Leitung 1 In einen ?ufferbehälter 2 j;ei-;ebenv um den ungeetörten Betrieb der vor- und, naobgeschalteten Einrichtun-en zu gewährleisten. Aus dem Pufferbehälter wird der Schlamm mit der Pumpe 4 über Leitung 3 entnommen und über Leitung 5 dem Wärmeauatauscher 6 zugel'Ulw-i';v wo er mit dem heißeng abgecchiedenen Schlammwasser aus der UntwässerungseInrIchtung erwK=t wird. Vom Wärmeauatauscher gelangt der Schlamm direkt Über Leitung 7 in den Reaktionsbehälter 8, In dem er mit Chenikalieng vorzugsweise mit oxydierten Eiseneulfat oder anderen EinenVerbindunzen, über Leitung 20 behandelt'und auf die für die Entwäseerung erforderliche Temperatur durch Zugabe von Wärmcezferi;:Le über leitung, 19 in " kur.-er Zeit, vorzuZ,.-weine weniger alo 5 Ilinuten, nacherhitzt wird. Der co behandelte Schinmm- fließt dann Uber Leitung 9 der Entwässerungseinrichtuna 10 zu,%o er entwässert wird. Das erhaltene Endprodukt eteht dann über Leitung 11 der weiteren Vein-.,enduna, wie z. 13. Verbrennen, laGerung auf lialdog Abtransport Im M%11 u.a*Zlep zur VOrfU,"IMZ:. Das beim Entwässern anfallende abjeschiedene Schlarziianzer wird über leiiu-nZ 12 in den'V-,Irmeaui3tauseller 6 zum Vorerw-I#Zr.,".en dea Schlazmes zurtieL.,f-eführt und fließt über leitunzen-13 und 14 In die Yaäranlage zurUck. Der im Reaktionsbehälter 8 und In der EntwäcaerumZeeinrichtun.- 10 anfallende BrUden wird über die Leitunaen 15 und 16 einer'Strah]Lelnrlchtur." 17 zuceführt. Dort wird der BrUden niederZeschlaoen imd gelanZt mit den Strahlwaauer zusaMma Uber die Leitungen 18 und 14 In die Kläranle.ge zurUck. Eine,Alter=tlve den Verfahrene besteht daring, daß die Chezikallen-n.ii;abe und die Erwäraung in einer Stufe, x. B. mit einen 2auchbrennor# durchgeführt wird. Dabel tkii#d folgender Verfahrennweg eingehalten (ß-.7iche Pleur 2)" Der auj# Uer Kläranlage anfallende Paul- oder Priechschla= vird Uber lAlt",inj 1 einem Wler 2 =geführt und mit einer P=pe 4 Uber leituns 3 dem Pufter entnommen und den Reaktionsbehälter 6 Leitung 5 zurpführt. In den Reaktionebehälter 6 wird dan YI inebesondere Eisezwalze, Über Ireitung 16 eingetragen. Die für die Erwärmung erforderlich» EnerZie wird über leitunZ 17 zuf"0£Uhrt. Das so erwärmte I:aterial j;clanjt Ubor leituns 7 einrichtung, 8 und wird &la cnl.w.1Isser'tes Produkt über leitung 9 abgefext. Das bei der nntwünaerun,9", anfallende Schlaravasser wird Über die leitun,4,en 10 und 11 in die Xläraula-o z=Uclcc.ozeben. to Die beim Erhitzen und.beim Entwässern anSallenden Brüden werden Uber IaitunZ 13 und 12 dem Strahler 14 zu-efUhrt@ dort niedergeschlaSen und über leitunG 15 und 11 mir =äranlage zurUckGeführte Anb=d der nachfolGenden Beiopiele werden die Vorteile den erfinaungsgemäßen verfahrenn Aufgezeistt Sin raulechlama mit einem Ittetatoffeobalt von 50 £A und ein ein Uliumpo==Zamat'badert In eL"4-blt=wanver von 132 rdl wurde 30 YLi=teu i=S- au£ 9500 'Orbität, Mai der nachtoiseAden Viltration betr*3 die Pilterleistur.3 300 1/=2h. eor ir2.21un. pozianZamt'b*Nwt irt Bebla=tiltrat lag 'bei 30 000 OKAO - 201a2101 2 Veraelbe 7,aulachlazu wie Im Beispiel 1 wurde* 1=,er-halb von 5 Mmuten auf 1000C erbitzte Bel der nachfolgenden Ylltratlon Ize 4le Zilterleistung bei weniger al» 50 1/0be

  jelbe Paulvehlam wie In Belepiel 1 wurde mit 20 gA Einen.

  aultat ohne Erwärmen behaudelt und tiltriert. Die Pilterleisturig lag bei wemlger &la 50 1/041 Der Kallumpe=an,-anatbedart im Schlarmfilt#.-,at laZ bol 300 ,Derselbe Paulechlamm wie in Beispiel 1 wurde mit 10-&ll Eigenohlorid und 10 C/1 Xalk ohne Erwlirmmg bebmdel«t umd filtriert. »le Pilterleistung Ic& bei 440 I/Mehe Der Kali=pe=angvuiatbedert In Behlamtdiltrat lag bei 240 Mdl, Demeelbcn Paulachlam wie In den VoihergehendOn BeißPiOleu wUrdu erfindtuiSager-413 20 C/1 Einensulfat zugefügt und der Scbl=m imachließend lnnerlmlb von 5 Ilinuteri auf 950C erwärmt. Die IP:LlterleiatunS lag bei 830.112h. Der eli=pe=an£=-atbedart lag bei 500 c&"1, Unäelben taulz,-.hlwm wie in den vorherGehenden Meleptelen wurden* =eh dem Verft..bmr,-10 aJI 1;:Luemohlerid und

  10 &'fl Ul zugegeben =4-- üer &##raa=

  5 Minuten auf 950C erwärmt und danach filtriert. Die 711terleistung wurie zu 2200 I/m21& gemeauen, Der be"r;t in Piltrat lag bei 2000 mel« Meiaviel 7 Prischeobimm mit einem 7estato:traehalt von 50 S/1 Und eine's zaliumpermanganatbedart In Schla=waaner Ton 500 mdl wt#-"GJ mit 20 &.11 Eineneulrat ohne Erwarmung behandelt. Die 7:Llterleintung lag bei 200 1/Jh. Der Kaiumpe-. manzanatbedarf lag bei 600 05/1. Dereelbe Schlamm wie In Beiapiel 7 wurde. imerhalb von 5 llinuten auf 95 00 erwärmt und anachließend £iltriert. Die Pilterleistunep betrug weniger ale 50 1/Jh. Der Xaliumpormmgmatbedart lag bei 2500 Mdlie Beiaviel Meraelbe Schlamm wie in den Beispielen 7 und 8 wurde nach dem erfindunGei;em#tßen Verfahren mit 20 di Eine-,uml:rat versetzt und innerhalb von.5 länuten auf 9500 erwärmt und en eblioß=d filtriert. Die Vilterleistung lag bei 3300 Ma2h. Der Uliumpe=an.-m,anatbada:rg in Piltrat laS bei 900 b-ZAO

Claims (6)

1. Pa r, -0 rü 0 he 1, Verfahren zur uL3, :#nduatriez.,chlZU=eng, inebesondere von 7rIsch. und 11-Uter ZutI£Coe von .-1#IP"#2#,1-,un.gsmitteln =C, rmfzi=er.?. daß der Uhlamm 2iach de- Zugabe den In -,?t-niger als 15 Minuten auf Temperaturen von 50 bis 100 00 erwärmt iu-id eE..,74k&ch sofort entwässert wird.
2. 2, Verfahren nach Anopruch.19-dadurch j;ekenn-"eielmoty daß der Schlcmm in weniger als 10 Ilinuten er%-Yä=t wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 unVoder 29 dadurch gekennzeielmet. daß der SelJamm In 5 bis 10 Ilinuten erwärmt wird, 4.
4. Verfahren nach einem oder mehreran der Ansprüche 1 biß 39 dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm auf 70 bis 950C erwärmt wird.
5. Verfahren nach einem oder,mel=ören der AneprUche 1 bin 4@ dadurch geke=.-eichnetg daß als lPloeLimv>,smlttel Eisen culfati, Einenehlorid# Aluuiniursalzep metalltreie oder notallhaltiGe Abfalls,',.zureg Xalk oder dergleichen bzw* Kombinationen derselben verwendet worden. #..
6. Terfahren =eh Anspruch % dadurch gekennseiebnetu da$ der Xaltusatz co benennen wird# daß der p11-Vert kleiner als 10 Ist. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Anaprüche 1 bis 69 dadurch gelzennteichnetg daß soviel PlockanZemittel zugeaetzt wird#'daß der pR-Vert 6 bis 7 beträgt. 6. Verfahren nach einen oder mehreren der AmprUcht 1 bis 7# dadurch geke=zeich»t. daß bei Zugabe von Kak diesen6sch den Rinn-l-ochen der anderen Komponenten zugesetzt wird.