DE2831384A1

DE2831384A1 - Filterhilfsmittel zur aufbereitung von suspensionen, insbesondere von kommunal-, industrie- und sonstigen schlaemmen fuer die nachfolgende entwaesserung

Info

Publication number: DE2831384A1
Application number: DE19782831384
Authority: DE
Inventors: Franz X Kneer
Original assignee: WEISS GEB KG; Weiss Gebr KG
Current assignee: Licencia-Holding Sa Luxemburg/luxembourg Lu
Priority date: 1978-07-17
Filing date: 1978-07-17
Publication date: 1980-01-31
Also published as: IT7924261A0; BE877725A; SE7808822L; DE2831384C2; GB2035113A; CA1149297A; CH643466A5; GB2035113B; SE439114B; FR2431319A1; FR2431319B1; NL7904945A; IT1122122B; US4595506A

Description

HEINZ H. PUSCHMANA' · PATENTANWAL^g3 <] Og /

D 8000 MÜNCHEN 22 · THCMAS-WIMMER-IUNG 14 TELEFONli- J/227887

Gebrüder Weiss K.G. München, 10.07.1978

Kupferwerkstraße P 54-7/78

634-0 Dillenburg'2 (Frohnhausen) Pu/rei

Filterhilfsmittel zur Aufbereitung von Suspensionen, insbesondere von Kommunal-, Industrie- und sonstigen Schlämmen für die nachfolgende Entwässerung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Filterhilfsmittel zur Aufbereitung von Suspensionen, insbesondere von Kommunal-, Industrie- und sonstigen Schlämmen für die nachfolgende Entwässerung.

Die Entwässerung von Schlämmen, insbesondere von Klärschlämmen, ist infolge der kleinen Korngrößen der Schlammpartikel, der Oberflächenspannung des Schlammwassers, der Viskosität, der hohen Kompressibilität und anderer Eigenschaften, die zu einem hohen spezifischen Filter-Widerstand der Schlämme führen, nur mit sogenannten Filterhilfsmitteln möglich. Bekannte Filterhilfsmittel sind Eisen- und Aluminium-Salze in Verbindung mit Kalkhydrat sowie neuerdings hochmolekulare wasserlösliche Polymere mit kationischem Charakter. Durch die dosierte Zugabe solcher Filterhilfsmittel und deren Mischung mit dem Schlamm vor seiner Entwässerung werden infolge Austausches von elektrischen Ladungen an suspendierte Schlammteilchen die Teilchenoberflächen entstabilisiert und zur Koagulation und Flockung befähigt; vgl. U. Möller, "Zur Technologie der Schlammentwässerung", Städtehygiene 3/1967, Seiten 54 bis 59-

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Die durch, den Einsatz von Polymeren gebildeten Flocken sind in ihrer Struktur sehr viel lockerer als die aus einer konventionellen Koagulation, so daß sich ein geringerer Endwassergehalt des maschinell entwässerten Schlammes einstellt. Sie sind jedoch sehr empfindlich gegen mechanische Beanspruchung, so daß nicht alle bekannten Entwässerungsverfahren ohne weiteres anwendbar sind. Wie ferner festgestellt wurde, wirkt sich eine längere Belüftung des Schlammes ebenfalls ungünstig auf die Flocken aus und führt zu deren Zerstörung. Da insbesondere Kommunalschlämme täglich in großer Menge anfallen, erhöhen solche Filterhilfsmittel die Betriebskosten von Kläranlagen erheblich. Schließlich belasten chemische Zuschlagstoffe den biologischen Haushalt, insbesondere dann, wenn der anfallende Klärschlamm als Kompost in den biologischen Kreislauf rückgeführt werden soll.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues, wohlfeiles Filterhilfsmittel für die Entwässerung von Suspensionen, insbesondere von Schlämmen, zu schaffen, das im wesentlichen aus biologisch-physikalisch v/irkenden Stoffen besteht, durch die zumindest die Teilchengröße und -dichte der in der Suspension gelösten Teilchen dauerhaft für die nachfolgende Filtration erhöht, die Viskosität der Suspension dagegen erniedrigt wird, sowie ein neues Verfahren zur Entwässerung von Suspensionen, insbesondere von Schlämmen unter Benutzung solcher Filterhilfsmittel zu schaffen.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als Filterhilfsmittel ein die Schlammpartikel und die Ballastflüssigkeit aufnehmendes Gemenge aus porösen organischen Stoffen hoher Flüssigkeits-Aufnahmefähigkeit ist, dessen Partikel wesentlich größer als die Schlammpartikel sind.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird als Filterhilfsmittel ein weit abgebauter, biologisch jedoch noch aktiver Kompost von faseriger Struktur und hoher Wasseraufnahmefä-

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higkeit verwendet, dessen Wassergehalt etwa 30 bis 50 Gewichtsprozent beträgt.

Ein Verfahren zur Entwässerung von Suspensionen, insbesondere von Schlämmen, unter Verwendung der genannten Filterhilfsmittel ist dadurch gekennzeichnet, daß auf das Siebband einer Siebbandpresse eine Schicht Filterhilfsmittel von ca. 2 bis '10 cm Stärke gleichmäßig locker aufgelegt wird, daß diese Schicht mit der zu entwässernden Suspension durch übersprühen mit dem Fünf- bis Zehnfachen der aufgebrachten Schicht getränkt und anschließend druckentwässert wird.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Verwendung von Kompost oder Weißtorf als biologisch unj^oder physikalisch wirkende Filterhilfsmittel weist eine Reihe von Vorteilen auf. Durch den auf das Siebband aufgelegten Kompost oder Weißtorf wird bei der dosierten Zugabe von Schlamm die Korngröße der Schlammpartijtel erheblich vergrößert, da diese bei der Flüssigkeitsaufnahme durch den Kompost oder Weißtorf mit in deren Kapillaren überführt werden. Wie bei einer Tiefenfiltration dringen also die Teilchen, die kleiner sind als die Porengröße der Kompost- oder Torfteilchen, in deren Kapillaren ein und lagern sich dort ab. Die Vikosität des Schlammes wird durch die faserige Struktur des Kompostes oder Weißtorfes erheblich vermindert. Da ferner mit dem Einbringen von Klärschlamm in eine Kompostschicht sofort biologische exotherme Uiasetzprozesse einsetzen, erhöht sich die Temperatur des Schlammes, was zu einer Verringerung der Oberflächenspannung des Schlammwassers führt. Kompost und Torf bleiben beim mechanischen Entwässerungsvorgang stabil. Die bei chemischen Flockungsmitteln beobachtete Rücklösung der Schlammpartikel bei der nachfolgenden mechanischen Entwässerung oder Belüftung tritt also nicht mehr ein. Selbst Industrieschlämme, die sich schwer

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oder nicht flocken lassen, können auf die erfindungsgemäße Art entwässert werden. Durch Zugabe von Kompost oder Torf wird weder der Rotteprozeß zur Überführung von beispielsweise Klärschlamm in Kompost, noch das vom Schlamm getrennte Ballastwasser chemisch belastet. Darüber hinaus wird der Kohlenstoffanteil im Filterkuchen erhöht, was sich bei einer späteren biologischen Verwertung, zum Beispiel durch Verrotten, positiv auf das Kohlenstoff-/ Stickstoff-Verhältnis auswirkt. Dies bringt den weiteren Vorteil, daß im Falle der Verrottung des unter Verwendung von Weißtorf als Filterhilfsmittel gewonnenen Filterkuchens in einer gesteuerten Rotte keinerlei Kohlenstoffträger, bei Verwendung von Kompost als Filterhilfsmittel dagegen kein Rotterückgut zum Zwecke der Beimpfung und Strukturverbesserung des entwässerten Schlammes zugegeben werden müssen. Die Zugabe solcher den Rotteprozeß ermöglichenden Zuschläge ist bereits in der Verfahrensstufe "Entwässerung" erfolgt. Es brauchen also für die nachfolgende Verfahrensstufe der Schlammbeseitigung nur noch Filterkuchen und Kohlenstoff träger dem Rotteprozeß zugeführt zu werden, was sich auf den einem Rotteprozeß stets vorgeschalteten Hischvorgang ebenfalls günstig auswirkt.

Durch das Filterhilfsmittel Kompost wird sowohl der Filterkuchen als auch das abfließende Filtrat mit Mikro-Organismen beimpft. Die über den Kompost in den Filterkuchen überführten Mikro-Organismen initiieren einen spontanen biologischen Abbauprozeß, also einen Rottestart. Da in diesem Stadium genügend Luftsauerstoff vorhanden ist, weist dieser Abbauprozeß aeroben Charakter auf, so daß keine unangenehmen Gerüche vorhanden sind. Der aufgebrachte Kompost absorbiert also weitgehend die aus den Schlämmen austretenden, mit unangenehmen Gerüchen behafteten Gase. Dies erweist sich bei der Zwischenlagerung oder beim Transport des entwässerten Schlammgutes als besonders vorteilhaft. Die ebenfalls mit dem Kompost in das Filtrat, also das Preß- oder Ballastwasser gelangenden Mikro-Organismen werden in aller Regel dem biologischen Klärprozeß wieder zugeführt und wirken sich dort ebenfalls als

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biologische Beimpfung aus, was den Klärprozeß günstig beeinflußt. Durch die durch das Filterhilfsmittel verbesserte Filtration wird auch der Anteil an kollodialen Teilchen im Filtrat erheblich verringert .

Darüber hinaus können solche Filterhilfsmittel am Orte der Kläranlage aus den anfallenden Schlämmen gewonnen werden, brauchen also nicht mehr von Dritten bezogen zu werden. Auch entfallen die bei chemischen Filterhilfsmitteln erforderlichen Mischvorrichtungen,und Rührwerke. Schließlich wirkt sich die bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Filterhilfsmittel bereits am Orte der Entwässerung erfolgende Geruchsbindung auch auf das Bedienungspersonal günstig aus.

Die Filterhilfsmittel und ihre Anwendung nach Art einer Anschwemm-Filtration sind nachfolgend in Verbindung mit einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Siebbandpresse beschrieben.

Auf das freie Teil A des umlaufenden Siebbandes 1 einer Siebbandpresse BP herkömmlicher Bauart wird eine aus Kompost oder Weißtorf bestehende Schicht Filterhilfsmittel von 2 bis 10 cm Stärke mittels einer vibrierenden, über die Breite des Siebbandes sich erstreckenden Schurre 2 locker aufgelegt. Das Filterhilfsmittel wird einem Behälter 3 entnommen. Die aufgelegte Schicht wird anschließend mit der aufzubereitenden Suspension, im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Form von kommunalem Klärschlamm, getränkt, und zwar mit etwa dem Fünf- bis Zehnfachen der aufgelegten Kompostmenge. Die Grenze der Tränkung ist durch den Umstand gegeben, daß das flüssige, etwa 93 bis 96 Gewichtsprozent Wasser enthaltende Gemenge nicht vom Siebband abläuft. Das Tränken erfolgt ebenfalls mit Hilfe einer sich über die Breite des Siebbandes erstreckenden Schurre 4-, die von einem Behälter 5 gespeist ist. Beiden Behältern ist noch eine nicht näher dargestellte Dosiervorrichtung 6, 7 zugeordnet, um die aufzugebenden Mengen von Filterhilfsmittel und Suspension bestimmen zu können. Beim Aufbringen

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der Suspension saugt sich das Filterhilfsmittel nach Art eines Schwammes voll. Dabei werden die mitgeführten Schlammpartikel in seine Kapillaren überführt und festgehalten. Die Schlammdispersion liegt also nicht mehr wie bisher direkt auf dem Siebband auf. Das auf diese V/eise aufgelegte Gemenge wird durch das Siebband 1 unter das Ireßband 8 transportiert und in bekannter Weise druckfiltriert. Das Filtrat läuft in einen Behälter 9» während der Filterkuchen in einen Behälter 10 überführt wird. Die mechanische Entwässerung erfolgt also in an sich bekannter Weise, wobei der Filtereffekt dos Siebbandes durch das Filterhilfsmittel bedeutend erhöht wird.

Falls es sich aurch die Art des zu entwässernden Schlammes notwendig erweist, Jcann auf die mit der Suspension getränkte Schicht eine v/eitere Schicht Filterhilfsmittel von ca. 1 bis 5 cm Stärke in der "beschriebenen V;eise aufgebracht werden, wobei als Filterhilfsmittel vorzugsweise Kompost oder handelsüblicher Veißtorf zu verstehen ist, deren Feuchtigkeitsgehalt so niedrig wie möglich gehalten ist. Ais Dosiervorrichtungen dienen beispielsweise Dosierschnecken.

Ausführungsbeispiel I

Kommunaler Klär schlamm, mit Iu bis 15 # eines natürlichen Kohlenstoff trägers vermischt, wird innerhalb eines geschlossenen Belüftungsreaktors, wie er beispielsweise in der DE-OS 25 4-1 O7O beschrieben ist, verrottet und nach seinem Austrag einer Nachrotte von ca. ein bis zwei Wochen bei Temperaturen von ca. 30 ^>is A-O⁰C unterworfen. Der auf diese Weise gewonnene, biologisch aktive, also stark mit rlikro-Organismen, Actinomyceten, Bakterien, Kleintieren u.a. besetzte Kompost ist ohne längere Zwischenlagerung sofort als Filterhilfsmittel zu verwenden.

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Ausführungsbeispiel II

Handelsübliclier Weißtorf ist mechanisch zu zerkleinern und zu egalisieren bis zu einer Korngröße gleich oder kleiner als Ί0 cm.

Sein Wassergehalt soll ca. 4-0 Gevixchtsprozent nicht übersteigen.

Der so behandelte Weißtorf ist sofort als Filterhilfsmittel zu verwenden.

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Leerseite

Claims

HEINZ H. PUSCHMANA · PATENTANWALT«« ~ «.««. D 8000 MÜNCHEN η · TH' 'MAS-WIMMER-KLNg 14 Ä O J I ν? Ο Η TELEFON!': »/227887 Gebrüder Weiss K.G. München, 10.07.1978 Kupferwerkstraße P 54-7/78 634-0 Dillenburg 2 (Frohnhausen) Pu/rei Pat e nt anspräche

1. Filterhilfsmittel zur Aufbereitung von Trüben und Suspensionen, insbesondere von Kummunal-, Industrie- und sonstigen Schlämmen für die nachfolgende Entwässerung, dadurch gekennzeichnet , daß es ein die Schlammpartikel und Ballastflüssigkeit aufnehmendes Gemenge aus porösen organischen Stoffen hoher Flüssigkeitsaufnahmefähiglceit ist, dessen Partikel wesentlich größer als die Schlammpartikel sind.

2. Filterhilfsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es ein weit abgebauter, biologisch jedoch noch aktiver Kompost von faseriger Struktur und hoher Wasseraufnahmefähigkeit ist, dessen Wassergehalt etwa 30 bis 50 Gevjichtsprozent beträgt.

3. Filterhilfsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es ein etwa 40 Gewichtsprozent Wassergehalt auf v/eisender handelsüblicher Weißtorf ist, der mechanisch in eine gleichmäßige Struktur mit einer durchschnittlichen Korngröße von ca.= 1o cm überführt worden ist.

4-. Verfahren zum Entwässern von Trüben und Suspensionen, insbesondere von Kommunal-, Industrie- und sonstigen Schlämmen mittels tJberdruckfiltration und unter Verwendung von Filterhilf smitteln gemäß den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß auf das Siebband einer Sieb-

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bandpresse eine Schicht Filterhilf smittel von ca. 2 bis 10 cm Stärke gleichmäßig locker aufgelegt wird, daß diese Schicht mit der zu entwässernden Suspension durch Übersprühen mit dem Fünf- bis Zehnfachen der aufgebrachten Schicht getränkt und anschließend druckentwässert wird.

5· Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf die mit der Suspension getränkte Schicht eine weitere, etwa 1 bis 5 cm Stärke aufweisende Schicht Filterhilfsmittel gleichmäßig aufgelegt wird.

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