DE2018294A1 - - Google Patents

Description

DR. MOLLEI-IOtI DIfL-PHYiOlMANITZ DIPL-CHiM. Dt. DlUFfL PINSTEIWALD DIPL-ING. ORXMKOW PATENTANWÄLTE

München, den 16. April 1970 Lo/Sv - N 1025

NATIONAL RESEARCH DEVELOPMENT CORPORATION Kingsgate House, 66-74· Victoria Street, London S.W.1, England

Verfahren zur Entwässerung von Faulschlamm

Priorität: Großbritannien vom 18. April 1969» Nr. 19905/69

Die Erfindung betrifft das Absetzen von Abwasserschlamm.

Beim Absetzen von Abwässern ist die erste Stufe nach der mechanischen Entfernung von grobem Material auf Rosten und Kies in Geröllbehältern eine primäre Sedimentation zur Herstellung einer Schlammkomponente, die "Rohschlamm¹¹ oder "primärer Schlamm" genannt wird^und einer überstehenden flüssigen Komponente, welche "Primär-AbIaufwasser" genannt wird und die weiter bearbeitet wird. Der Rohschlamm (Primärschlamm) wird dann unter anaeroben Bedingungen zur Entfernung von Krankheitserregern und zur Erzeugung eines annehmbareren Geruches im Schlamm vor dessen Absetzen faulen gelassen.Das primäre Ablaufwasser wird einer weiteren mikrobiologischen Behandlung unterzogen, um so weit wie möglich aufgelöstes und suspendiertes Material zu entfernen, ho daß die erhaltene Flüssigkeit als Ablaufwasser annehmbar Ist. Diese Behandlung schließt die Sorption und

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Oxydation auf biologischen-Filmen oder Schlämmen ein, welche den Lebensraum für die für das Verfahren notwendigen RLkro-Organismen bilden. Die Art der am üblichsten durchgeführten mikrobiologischen Behandlung ist derzeit diejenige, die »le "Belebtschlammverfahren" bekannt ist, obwohl eine ältere Arbeitsweise, die die Behandlung auf Sickerfiltern einschließt, noch in umfangreicher Benutzung ist. Das Belebtschlammverfah ren und das Sickerfilterverfahren ergeben Schlämme, die für gewöhnlich rückgeführt werden.

Die Erfindung betrifft das Problem des Absetzens von anaerobisch verfaultem Schlamm, d.h. Schlamm, der aus dem anaeroben Absetzen von Primärsehlamm stammt, dieser Ausdruck bedeutet in der Beschreibung einen Schlamm, der von einer primären Sediment at ions stufe herstammt; ferner schließt der Ausdruck ebenfalls Material ein, welches von dem primären Absetzbehälter, vermehrt mit rückgeführtem Schlamm stammt, der aus der primären Absetzflüssigkeit durch das Belebtschlammverfahren, das Sickerfilterverfahren oder auf beliebige andere Weise wiedergewonnen wurde.

Vor seiner Beseitigung ist es üblich, den anaerob verfaulten Schlamm absetzen zu lassen, um ihn zu entwässern, wodurch soweit als möglich das Volumen des Materials, welches zu der Ablagerungsstelle auf Land, auf der See, in Verbrennungsanlagen oder anderswo transportiert werden muß, reduziert wird. Daher "ist es erforderlich, den Entwässerungsprozeß mit einer hohen Wirksamkeit zu betreiben, wobei ein Schlamm mit hohem Gehalt an Feststoffen erzeugt wird. In den meisten Abwasseranlagen besitzt der Schlamm einen Feststoff gehalt von etwa 2,5 % unmittelbar nach dem Faulen und es ist wünschenswert, diese Zahl soweit als möglich zu steigern, während eine ausreichend fluide Konsistenz beibehalten

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wird, VM die anschließende Behandlung zu erleichtern, insbesondere wann dar Schlamm von Schiffen entladen werden muß.

Beim Arbeiten nach dia vorliegenden Arbeitswelsen braucht frisch gefaulter Schlamm viele Wochen, um zu entwässern, dies 1st folge dar Tatsache, daß das Fortsetzen des Faulens im Schlamm die Entwicklung von Gaa bewirkt, welche«die Schlammflocken in Suspension hält. Die Verwendung von Bakteriziden liefert nur eine teilweise Lösung für diese Schwierigkeit und hat keine Wirkung auf die Verminderung des Gases, welches%ereits in dem Schlamm als freie Bläschen oder hierin eingeschlossene Gastaschen vorliegt.

Es wurde nun gefunden, daß die zum Auftreten der Entwässerung erforderliche Zeitspanne ganz bedeutend herabgesetzt werden kann, indem der anaerob gefaulte Schlamm einer Belüftung untersogen wird.

Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Herabsetzung der Entwässerungseeit für einendurch anaeroben Aufschluß erhaltenen Schlamm aus einem primären Abwasserschlamm, bei dem der aufgeschlossene Schlamm einer Belüftung mit Luft oder einem anderen geeigneten, Sauerstoff enthaltendem Gas unterzogen wird.

So kann bei erfindungsgemäßen Vorgehen die Entwässerung in so niedrigen Zeitspannen wie 24 h bis zu einem Ausmaß erreicht werden, welche derzeit nach den vorliegenden Arbeitsweisen 3 - β Wochen erfordert. Das Verfahren ist bemerkenswert wirksam und es ist vollständig überraschend, daß trotz der heftigen Belüftung keine weitere Luft in den Schlamm eingeschlossen wird.

Die Dauer der Belüftung kann weitgehend variiert werden, jedoch werden hervorragende Ergebnisse in relativ wenigen Stun-

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den erhalten. Beispielsweise unterdrückt die Belüftung für etwa 4 h bei ausreichender Intensität die weitere Gasentwicklung in dem Schlamm für eine Zeitspanne von 1-2 Tagen und langer, und sie hat den zusätzlichen Vorteil, dafi ei· das in den Schlammflocken festgehaltene Gas verdrängt, so daß alles Gas entfernt und kein weiteres Gas gebildet wird. Nach der Beendigung der Belüftung kann die Gasbildung gegebenenfalls wieder beginnen, und daher ist die Abtrennung der überstehenden Flüssigkeit von dem Schlamm innerhalb beispielsweise 3 oder 4- Tagen oder in dieser Größenordnung empfehlenswert.

Ebenso wie die Herabsetzung der Entwässerungszeit ergibt das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin Schlämme mit hohen Peststoffgehalt, z.B. von 4 - 7 %. Daher stellt die Erfindung einen wesentlichen Fortschritt gegenüber der vorhandenen Praxis dar, indem die Transportkosten und die Größe der erforderlichen Entwässerungsanlage herabgesetzt werden, ebenso ermöglicht sie das Absetzen des Schlammes mit höherer Geschwindigkeit, als dies derzeit möglich ist, und daher reduziert sie die Geruchsbelästigung.

Die Belüftung kann mittels verteilter Luft erfolgen, z.B. können große oder feine Bläschen durch den Schlamm dispergiert werden, für gewöhnlich von einer tiefen Stelle in dem ihn enthaltenden Behälter. Vorzugsweise wird die Belüftung jedoch mittels einer mechanischen Einrichtung durchgeführt, welche an der oder wenig unterhalb der Oberfläche des Schlammes arbeitet und die Luft von der umgebenen Atmosphäre in den Schlamm hineinzieht. Das durch die letztgenannte Einrichtung erzielte Ausmaß der Belüftung variiert mit der Tiefe des Eindringens der Einrichtung in den Schlamm. Die besten Ergebniese wurden bis jetzt mit einem Oberflächenbelüfter vom Kreisel-Typ erzielt, z.B. dem von der

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Ames Crosta Mills Ltd. hergestellten "Simplex-Belüfter. ". Zur Verwendung in sehr tiefen Behältern ist es vorteilhaft, die Wirkung eines Kreiselbelüfters durch ein Steigrohr zu ergänzen. Mechanische Belüftung kann mittels fester oder schwimmender Einrichtungen erzielt werden. Schwimmende Einrichtungen sind deshalb geeignet, da sie leicht von Behälter zu Behälter abgenommen werden können.

Beispiele zur Durchführung des Verfahrens werden im folgenden gegeben, wobei verschiedene Methoden der Belüftung, der Dauer der Durchführung und der erhaltenen Ergebnisse wiedergegeben werden. Das Verfahren kann mit einer konventionellen Belüftungsausrüstung, wie sie beim Belebtschlammverfahren verwendet wird, durchgeführt werden.

BEISPIEL 1

Anaerobisch aufgeschlossener Schlamm wird in einem zylindrischen Behälter aus Beton von 6,1 m (20 ft.) Höhe und 1,8 m (6 ft.) Durchmesser eingefüllt, der mit einem Belüfter ausgerüstet ist, der aus keramischen Filterkerzen besteht, die derart angeordnet sind, daß sie sechs Arme, jeder in einen Winkel von 60° gegenüber dem benachbarten, bilden, und die von einer zentralen Kammer nach außen reichen, in welche Luft eingeführt wird. Die Porosität der Verteiler ist derart, daß sehr feine Bläschen erzeugt werden. Der Schlamm wird für variierende Zeitspannen von 6 bis 24 Stunden in Abhängigkeit von der Intensität der Belüftung belüftet und dann ohne Belüftung stehengelassen, während dieser Zeitspanne verdichtet er sich und sinkt auf den Boden, wobei eine übersteuende Flüssigkeit übrig bleibt, die praktisch frei von suspendierten Feststoffen ist. Typische Ergebnisse sind in der Tabelle I aufgeführt.

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TABELLE I

Versuch Nr.

Belüftungs-^! Feststoff- Feststoffgehalt dee dauer gehalt dee Schlammes in % nach (d)

(h) ursprüngl. · ' '■

Schlammes 12 3

1	24	2,3	•
2	24	3,4
3	24	4,0
4 ■	24	1,9
5	24	2,1
6	24	2,4
BEISPIEL 2

3,*

5,1

4,0 3,8 5,5

Gefaulter Schlamm wird in einen zylindrischen Betonbehälter von 12,2 m (40 ft.) Durchmesser und 3,2 m (10 ft. 6 inch) Arbeitstiefe, der mit einem zur Herstellung einer Grobblasenbelüftung eingerichteten Belüfter versehen ist, eingebracht. Das Unterteil des Behälters hat die Form eines umgekehrten, hohlen Kegels. Der Diffusor ist aus einer Reihe von Flußstahlrohren mit einem Durchmesser von 152 mm (6 inch) zusammengebaut, die von beiden Seiten eines Einzelrohres quer zum Durchmesser des Behälters reichen und sich auf dessen Seiten zu erstrecken. An der Unterseite des fiohres, längs der gesamten Länge, ist eine Reihe von Löchern mit einem Durchmesser von 3,2 mm (1/8 inch) gebohrt und sie sind regelmäßig in Abständen von 25,4 mm (1 inch) angeordnet, insgesamt 2056 Löcher. Eine Verbindung zur Zufuhr von Luft zu den Rohren ist vorgesehen. Das Volumen des Faulschlammes (annähernd 400 Tonnen) wird 24 h belüftet und dann wie in Beispiel 1 stehengelassen. Die typischen Ergebnisse sind in der Tabelle II wiedergegebea.

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BAD ORIGINAL

TABELLE II

Versuch Hr.

Belüftungs- Feststoff- Feststoff gehalt des Lchlamdauer gehalt des nes in % nach Td) (h) ursprüngl. '

Schlammes 1 2 5 ()

1	24	2,7
2	24	2,8
3	24	2,8
4	24	3,0
5	24	2,9
BSISPIBL 3

3,9

5,1

4,8 4,8 5,0

Das Verfahren wird wie in Beispiel 2 beschrieben durchgeführt. Die überstehende Flüssigkeit wird entfernt, und der Schlamm wird bis zu 24 h. wieder belüftet und dann absetzen gelassen. Typische Ergebnisse sind in Tabelle III wiedergegeben.

TABELLE III

Versuch Hr.

Feststoffgehalt des ursprüngl. Schlaues (%)

Schlammfest- Schlammfest« sto ff gehalt sto ffgehalt nach der ersten nach der zwei· Belüftung ten Belüftung

10

3,0

4,4

5,1

BEISPIEL 4

Faulschlamm wird in einem Betonbehälter nit kubischen Abmessungen, dessen Unterteil in Form eines umgekehrten Kegelstumpf ee /^jiner Pyramide geformt ist und der ein Arbeits- *

volumen von 400 Tonnen besitzt, belüftet. Der Behälter ist mit einem mechanischen Kreiselbelüfter mit einem Steigrohr ausgerüstet, um die Zirkulation innerhalb des Tanks zu fördern. Eine solche Einrichtung ist anhand eines Beispiels in der beiliegenden Zeichnung wiedergegeben, diese ist ein schematischer Senkrechtsdnitt durch die Einrichtung.

Der Behälter wird mittels der Bezugszahl 1 gekennzeichnet, und er ist mit einem Sumpf 2 ausgerüstet, durch welchen Schlamm mittels einer nicht wiedergegebenen Pumpe abgezogen wird. Die Oberfläche des Schlammes ist mit

3 gekennzeichnet und auf der Oberfläche 3 ist ein schwimmender Belüfter angebracht., .der einen von einem Motor 5 angetriebenen und auf einem Rahmen 6, der von Bojenbehältern gehiten wird, getragenen Kreisel 4 umfaßt. Der Kreisel 4 umfaßt eine Anzahl von Laufradflügeln, die so angeordnet sind, daß sie eine Außenlinie von allgemein konischer Form ausbilden. Der Kreisel 4 arbeitet innerhalb eines Außenkonus 8, der mit einer rohrförmigen Verlängerung 9 verbunden ist, diese bilden zusammen einen Steigrohrbelüfter. In der Wand des Behälters 1 ist ein Auslaßrohr 10 angebracht, dieses kann mit einer Pumpe verbunden werden oder so angeordnet werden, daß es in Folge einer Siphonwirkung arbeitet, um überstehende Flüssigkeit abzuziehen. Der Spiegel des abgesetzten Schlammes ist mit 11 angegeben.

Bei einer alternativen Ausführungsform (die nicht gezeigt ist), sind die Schwimmbehälter weggelassen, und der Kreisel

4 wird in einer festen Stellung in dem Behälter gehalten, in diesem Fall kann ein feststehendes und viel längeres Steigrohr angewandt werden.

Typische Ergebnisse beim Arbeiten mit einer Belüftungsweise, wie sie in den ""vorangegangenen Beispielen beschrieben wurde, sind in der Tabelle IV v/i ed ergebet en.

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8AD OBiGlNAL -

TABEHuE IV

Gesamt fest-. Belüftung^- Trennung überstehender Flüssig»

stoffgehalt dauer in · keit in Vol.%

des ursprüngl. Stunden
Schlammes

Absetzdauer (d)

1 2 3 4 5

2,2

13,8 20,0 22,5 24,5

2,5 2,5

keine Belüftung

kein Absetzen nach 6 d

2	,4	24	7	-	5	,5	-	»5	22,5	33,9	33	>9
2	,3	24	3	,6	22	,1	32,7	38,8		-
2	,4	24	-	26	,3	33,8	37,6	37	,6
2	,5	24	,0	25	30,1	36,3	38	,8

24

25,1 30,0 35,7 35,7

2,7	24 h mit Hantel	30,0	40,1	■43;	3	43,	7
2Λ		26,4	33,9			40,	2 ; . - ■
2,6	12 h mit Wantel	26,S	-	43,	2		- ~
2,7 -	11,	24,5	30,7	■■■ ■=			■ - .» ■
2,5	6 b mit |1ancel	(36h) 24,5	(6Qh) 33,2	(S Λ3,	4h:	) ·

i α ti it/

Bei einer weiteren Ausführungsform unter Verwendung von fein zerteilter Luft wurde ein dem gezeigten Behälter gleichartiger Behälter verwendet, jedoch besitzt die BelüftungeeinrieÄ-tung die in der Pig. 2,. welche eine Aufsicht ist, tiieidergagebene Form. Die Belüftungseinrichtung besteat au« einem gto·* tr al en, senkrechten Bohr 20, welches in einem kreuziorjtigeii Verbinder 21 eingreift, von welchem horizontale Rohre 22 ausragen, die Arme 23 im rechten Winkel hierau tragen, welche sich in Richtung der Behälterwand erstrecken« Die Bohre 22 und 23 sind mit Löchern 2A- auf ihrer nach unten liegenden Oberfläche versehen, durchweiche luft oder ein anderes geeignetes Gas in den Schlamm eingeleitet wird.

- Patentanspriiene

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1.) Verfahren zur Herabsetzung der Entwässerungeneit eines durch anaeroben Abbau aus eines primären Abwasserschlemm erhaltenen Schlammes, dadurch ge kennsei c h -n e t, daß der abgebaute Schlamm einer Belüftung mit luft oder einem anderen geeigneten, Sauerstoff enthaltenen Gas ausgesetzt wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenns e i c h η e t, daß die Belüftung mindestens 4 h durchgeführt wird, der Schlamm sich absetzen gelassen wird und dann hiernach innerhalb 3 oder 4 Tagen entwässert wird.

   5* Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennseichn e t, daß die Belüftung für eine Zeitspanne von 6 bis 24 Stunden durchgeführt wird. .

   4. Verfahren nach Anspruch 1, 21 oder 3, dadurch g e k en η -ζ eic h η e t, daß die Belüftung mittels verteilter luft durchgeführt vird.

   5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftung durch mechanische Mittel, die an der Oberfläche des Schlammes arbeiten, eingeleitet wird.

   6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch g e k e η η ζ ei cn -net. daß als Belüftungseinrichtung ein Belüfter vom Ireisel-Typ verwendet wird.

   7> Verfahren nach Ansprüche, dadurch g e k e η η ζ eic h -η e t, daß ein Belüfter verwendet wird, der ebenfalls ein Steigrohr umf&Qt.

   -OQ9β.4.3:/ T702

   8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ee kontinuierlich durchgeführt wird.

   9. Entwässerter Schlamm, hergestellt nach dem Verfahren eines der Ansprüche 1 bis 8.

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