DE2249607A1

DE2249607A1 - Verfahren zum entwaessern von schlaemmen in einer gilterpresse

Info

Publication number: DE2249607A1
Application number: DE2249607A
Authority: DE
Inventors: Oswald Dr Ing Busse; Hugo Klesper
Original assignee: Passavant Werke AG and Co KG
Current assignee: Aqseptence Group GmbH
Priority date: 1972-10-10
Filing date: 1972-10-10
Publication date: 1974-04-25
Also published as: DE2249607B2

Description

Verfahren zum Entwässern von Schlämmen in# einer Filterpresse Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entwässern von Schlämmen, insbesondere Abwasserklärschlämmen, in einer Filterpresse, bei dem dem Schlamm vor der Zuführung zur Filterpresse ein Filterhilfsmittel, wie z.B. Asche, zugesetzt wird.
-Es ist bekannt, daß durch die Zugabe von anorganischen Filterhilfsmitteln die Entwässerbarkeit des Schlamms erheblich verbessert und die Leistung einer Entwässerungsvorrichtung gesteigert werden kann. Als derartige Filterhilfsmittel kommen z.B. Asche, insbesondere durch die Verbrennung des entwässerten Schlammes selbst gewonnene Asche, aber auch andere, allerdings in der Regel teurere anorganische Substanzen wie z.B. Kieselgur bzw. Diatomeenerde in Frage.
Die Wirkung eines solchen anorganischen körnigen Filterhilfsmittels beruht darauf, daß es bei der Filtration ein poröses Stützgerüst in dem Filterkuchen bildet, wodurch ein vorzeitiges Verstopfen der Filterflächen vermieden wird und der Filterkuchen selbst länger flüssigkeitsdurchlässig bleibt und vollständiger ausgepreßt werden kann. Um diese Wirkung zu erreichen, muß das Filterhilfsmittel dem Schlamm allerdings in erheblichen Mengen zugesetzt werden; z.B. bei Asche als Filterhilfsmittel sind Dosierungen von mehr als zwei Gewichtsanteilen Asche pro Gewichtsanteil Schlamm die Regel. Dies ist nicht nur wegen der für das Filterhilfsrnittel selbst anfallenden Kosten nachteilig, sondern auch deshalb, weil der entwässerte Schlamm zu einem sehr hohen Prozentsatz aus dem Filterhilfsmittel, also anorganischen Bestandteilen besteht und deshalb sein Heizwert gering ist, so daß zu seiner Verbrennung viel zusätzlicher Brennstoff benötigt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren der genannten Art dahingehend zu verbessern, daß mit wesentlich geringeren Mengen an Filterhilfsmittel eine mindestens gleiche, nach Möglichkeit aber eine bessere Entwässerungsleistung erzielt wird, als dies bisher möglich war.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Schlamm vor der Zuführung zur Filterpresse außerdem ein polyelektrolytisches Flockungsmittel zugesetzt wird.
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß bereits sehr geringe Mengen an Flockungsmittel ausreichen, um eine drastische Verringerung der zugesetzten Filterhilfsmittelmenge zu gestatten, wobei trotzdem die Entwässerungsleistung verbessert und der Feststoffgehalt des entwässerten Schlammes vergrößert wird. Sowohl durch diesen höheren Feststoffgehalt als auch vor allem durch die Verringerung des Anteils der anorganischen Ballaststoffe im Vergleich zu den organischen Schlammbestandteilen-ergibt sich auch eine erhebliche Verbesserung des Heizwertes des entwässerten Schlamms, so daß dieser mit einem geringeren Aufwand an Fremdbrennstoff verbrannt werden kann.
Flockungsmittel der hier in Frage kommenden Art sind an sich in der Klärtechnik bekannt, und zwar werden sie dem Abwasser zugesetzt, um die Schmutzstoffe zur Ausflockung anzuregen, damit sie große, leicht sedimentierende Flocken bilden. Es ist sogar bekannt, gleichzeitig mit derartigen Flokkungsmitteln auch einen anorganischen Ballaststoff, insbesondere Quarzsand, zuzuführen, der einerseits Anregungskeime für die Flockenbildung bietet und andererseits das spezifische Gewicht der Flocken vergrößert und deshalb insgesamt die vollständige Ausflockung der Schmutzstoffe unterstützt.
Die Bildung von in einer Flüssigkeit schwebenden Flocken und ihrer Sedimentation sind jedoch Vorgänge, die vom Auspressen eines Schlamms in einer Filterpresse grundlegend verschieden sind, und die Wirkungsweise eines Filterhilfsmittels, nämlich die Bildung eines den Filterkuchen porös haltenden StützgerU-stes, hat bei der Flockenbildung in einer Flüssigkeit keine Parallele. Es war deshalb nicht vorauszusehen, daß zwischen dieser die Entwässerbarkeit fördernden Wirkung eines anorganischen, gerüstbildenden Filterhilfsmittels und der Aktivität eines polyelektrolytischen Flockungsmittels irgendeine Wechselwirkung bestehen könnte, erst recht nicht, daß in Gegenwart des Flockungsmittels wesentlich geringere Mengen an Filterhilfsmittel genügen wUrden, um eine gleiche oder sogar verbesserte Entwässerungsleistung zu erzielen.
Vorzugsweise wird das Verfahren so durchgeführt, daß die Zugabe des polyelektrolytischen Flockungsmittels nach der Zugabe des Filterhilfsmittels erfolgt. Dadurch wird vermieden, daß die durch das Flockungsmittel eingeleiteten Flokkungs- bzw. Koagulierungsvorgänge durch den späteren Hinzutritt des körnigen Filterhilfsmittels beeinträchtigt werden.
Dies gilt vor allem dann, wenn, wie vielfach üblich, die Zumischung des Filterhilfsmittels zum Schlamm unter Erzeugung heftiger Turbulenz, z.B. durch Aufwirbeln in einem Mischgefäß und anschließend der Weiterförderung durch Druckluft, geschieht. Derartige Turbulenzen sind für die WirksaSkeit des Flockungsmittels abträglich.
Aus demselben Grunde ist es vorteilhaft, wenn die Zugabe des polyelektrolytischen Flockungsmittels zwischen den den Schlamm der Filterpresse zuführenden Förderorganen, z.B.
einer Kolbenmembranpumpe, und der Filterpresse selbst erfolgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet, wie erwähnt, eine starke Herabsetzung der benötigten Mengen an Filterhilfsmittel; wenn das Filterhilfsmittel Asche ist, insbesondere durch die Verbrennung des entwässerten Schlamms gewonnene Asche, so wird sie vorzugsweise in einem Verhältnis von 0,5 bis 2 Gewichtsanteilen, insbesondere 1 Gewichtsanteil, pro Gewichtsanteil Schlamm zugesetzt. Das Flockungsmittel selbst wird vorzugsweise in einer Menge von etwa 10 bis 200 g, insbesondere etwa 50 g pro m3 Schlamm verwendet.
Als Flockungsmittel kommen prinzipiell alle kationischen oder anionischen Polyelektrolyte, die eine hinreichend stabile Flockung ergeben, in Frage. In erster Linie geeignet sind Polyacrylamide (z.B. Polymethacrylamid), Polyacrylate (z.B. Methylacrylat, Methylmethacrylat, Sulfoalkylacrylat) sowie Methacrylnitril. Speziell für die'Schlammflockung geeignete Flockungsmittel sind im Handel in verschiedener Form erhältlich.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Vergleichbeispiels näher erläutert.
In einer üblichen Kammerfilterpresse mit 7,5 m3 Nutzinhalt wird ein Abwasserklärschlamm mit einem Feststoffgehalt von 5% entwässert. Es werden zwei Entwässerungschargen A und B miteinander verglichen. Der Charge A wird vor der Zuführung zur Filterpresse ein Filterhilfsmittel in Form von Asche, die aus der Verbrennung entwässerten Klärschlamms gewonnen wurde, zugesetzt, und zwar zwei Gewichtsanteile Asche pro Gewichtsanteil Schlamm. Bei der zweiten Filtrationscharge B wurde die Zumischung von Asche auf die Hälfte herabgesetzt und zusätzlich wurden pro m3 Schlamm 50 g eines polyelektrolytischen Flockungsmittels zugesetzt. Im übrigen waren die Filtrationsbedingungen (Förderleistung, Druck usw.) in beiden Fällen völlig gleich. Das Ergebnis des Vergleichs zeigt die nachstehende Tabelle.

Tabelle

Beispiel A Beispiel B

nur Asche Asche + Flockungsmittel

Mischungsverhältnis

Asche : Schlamm 2:1 1:1

Dichte des Filterkuchens 1,35 kg/l 1,25 kg/l

Feststoffgehalt des

Filterkuchens 55% 1 50%

Schlanimfe ststoffmenge

je Filtrationscharge 1,856 t 2,344 t

Heizwert 642 WE/kg 8{5 WE/kg

des Filterkuchens

Man erkennt aus der zweiten und dritten Zeile der Tabelle, daß die Herabsetzung des Aschezusatzes auf die Hälfte nur eine geringfügige Abnahme der Dichte des Entwässern ten Filterkuchens bzw. seines Feststoffgehaltes zur Folge hatte~. Bei nur wenig gesunkenem Feststoffgehalt ist aber die tatsächlich pro Filtrationscharge verarbeitete Schlammfeststoffmenge bei dem Beispiel kg wesentlich größer, da der verbleibende Feststoff ja zu einem wesentlich kleineren Teil aus Filterhilfsmittel und zu einem größeren Teil aus Schlammfeststoff besteht, als dies bei dem Beispiel A der Fall ist.

Die sich aus der vierten Zeile der Tabelle ergebende höhere Schlammfeststoffmenge je Filtrationscharge entspricht einer Mehrleistung von etwa 26%. Es kann also insgesamt mehr Schlamm verarbeitet werden, und außerdem hat der entwässerte Filterkuchen einen höheren Heizwert, wie sich aus der letzten Zeile der Tabelle ergibt (bei der Berechnung wurde ein Verhältnis von 70:30 der organischen und anorganischen Feststoffbestandteile des zugeführten Rohschlammes sowie ein Heizwert von 5000 WE/kg für die reine organische Substanz zugrunde gelegt, was ungefähr den aus der Erfahrung gewonnenen Durchschnittswerten entspricht). Der Heizwert des Schlammes nach Beispiel B ist somit um ca. 36% höher als der nach Beispiel A.
Hinzu kommt natürlich die Kosten- bzw. Aufwandersparnis, die sich aus dem Verbrauch von nur etwa der Hälfte des bisher verwendeten Filterhilfsmittels ergibt. Demgegenüber sind die Mehrkosten für die relativ kleinen Mengen an Flokkungsmittel gering.
Die beigefügte Zeichnung zeigt eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Verfahrens. Einer Filterpresse 1 wird der zu entwässernde Schlamm durch eine Leitung 2 zugeführt. Der Schlamm durchläuft zunächst eine Mischvorrichtung 3, in der er mit dem Filterhilfsmittel, z.B. Asche, das über eine Leitung 4 zugeführt wird, innig vermischt wird. Die den Schlamm und das Filterhilfsmittel enthaltende Suspension gelangt dann über ein Rückschlagventil 5 zu einer Förderpumpe 6, die die BeschiCkung der Filterpresse 1 bewirkt. Hinter der Pumpe 6 und vor einem weiteren Rückschlagventil 7 erfolgt die Zugabe des Flockungsmittels, das durch eine Leitung 8 zugeführt wird.
Diese Zugabe kann direkt in die Förderleitung erfolgen, oder es kann ein besonderes Mischgefäß vorgesehen sein.
Die durch die gestrichelte Leitung 9 angedeutete Zugabe des Flockungsmittels vor der Pumpe 6 oder auch eine Zugabe direkt in die Pumpe 6 sind möglich, aber weniger vorteilhaft, da der Schlamm durch die Pumpe 6 im allgemeinen stark verwirbelt wird, wodurch bereits gebildete Flocken wieder zerschlagen werden können.
In vielen Fällen wird man der Einfachheit halber sowohl das Filterhilfsmittel als auch das Flockungsmittel mit konstant bleibendem Gewichtsanteil zudosieren. Um Flockungsmittel zu sparen, kann man aber auch die Zugabe während einer Filtrationscharge mit zeitlich abnehmendem Anteil durchführen. Im fortgeschrittenen Stadium des Filtrationsvorgangs hat sich bereits ein aus Filterhilfsmittel und ausgeflocktem Schlamm bestehendes Stützgerüst aufgebaut, welches nunmehr auch die nicht oder nur teilweise ausgeflockten Schlammfeststoffe einwandfrei zurückhalten kann, ohne daß der Wasserdurchtritt hierdurch wesentlich beeinträchtigt wird.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum E##ntwässern von 'Schlämmen, insbesondere Abwässerklärschlämmen, in einer Filterpresse, bei dem dem Schlamm vor der Zuführung zur Filterpresse ein Filterhilfsmittel, wie z.B. Asche, zugesetzt wird, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß dem Schlamm vor der Zuführung zur Filterpresse außerdem ein polyelektrolytisches Flockungsmittel zugesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Zugabe des polyelektrolytischen Flockungsmittels nach der Zugabe des Filterhilfsmittels erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Zugabe des polyelektrolytischen Flockungsmittels zwischen den den Schlamm der Filterpresse zuführenden Förderorganen und der Filterpresse selbst erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Filterhilfsmittel, insbesondere durch Verbrennung des entwässerten Schlamms gewonnene Asche, in einem Gewichtsverhältnis von 0,5 bis 2 Gewichtsanteilen, insbesondere 1 Gewichtsanteil, pro Gewichtsanteil Schlamm zugesetzt wird.

5. Verfahren nach einem der Anspruche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Flockungsmittel mit einer Menge von etwa 10 bis 200 g, insbesondere ca. 50 g pro m³ Schlamm verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Flockungsmittel nur zu Anfang jeder Filtrationscharge oder mit einem während der Filtrationscharge abnehmenden Gewichtsanteil zudosiert wird.

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