DD155162A5

DD155162A5 - Verfahren zur modifizierung von schlaemmen

Info

Publication number: DD155162A5
Application number: DD80226028A
Authority: DD
Inventors: Uwe Biehl; Heinrich Deibig; Wolfram Krieger
Original assignee: Battelle Institut E V
Priority date: 1979-12-14
Filing date: 1980-12-12
Publication date: 1982-05-19
Also published as: JPS56115697A; DE2950333A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Modifizierung von Schlaemmen aus Klaeranlagen, wodurch landwirtschaftlich wertvolle Produkte gewonnen werden koennen. Gegenueber bekannten Verfahren zeichnet sich das erfindungsgemaesse Verfahren durch eine erhoehte Arbeitsgeschwindigkeit aus. Erfindungsgemaess wird der Schlamm mechanisch und/oder chemisch vorentwaessert und anschliessend unter Zugabe eines Harnstoff/Formaldehyd-Vorkondensates in Gegenwart eines Haertungsmittelsverschaeumt.

Description

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Verfahren zur Modifizierung von Schlämmen

Anwendungsgebiet der Brfindung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Modifizierung von Schlämmen aus Kläranlagen für kommunale und industrielle Abwasser. Das Verfahren läßt sich auf äLle Arten von Schlämmen anwenden, die in Kläranlagen in großen Mengen anfallen und deren Beseitigung beziehungsweise Deponierung erhebliche Schv/ierigkeiten bereitet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Die direkte Deponierung von Schlämmen stellt gegenwärtig die bevorzugte Art der Schlammbeseitigung dar. Die Deponien werden jedoch durch den hohen Schlammanfall überlastet und bilden durch Paulgasentwicklung, Beeinträchtigung des Grundwassers und der Akkumulation von pathogenen Keimen eine Quelle potentieller Gesundheitsgefährdung.

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Das Aufbringen von Schlämmen auf landwirtschaftliche Nutzflächen ist wegen des Schwermetallgehaltes der Schlämme sowie des Auftretens von pathogenen Keimen, Unkrautsamen, Wurmeiern usw. problematisch. Ferner kommen wegen der hohen Transportkosten nur Ländereien in unmittelbarer Umgebung der Klärwerke in Betracht, so daß sich leicht eine Überbeanspruchung dieser Landflächen ergibt. Die Prozeßführung einer Schlammkompostierung ist nur schwer beeinflußbar und erstreckt sich oft über mehrere Wochen. Das kompostierte Material ist oft nicht geruchsfrei, seuchenhygienisch bedenklich und enthält einen hohen Schwermetallgehalt.

Zur Reduzierung des Schlammvolumens, das insbesondere durch den hohen Wassergehalt bestimmt wird, kann der Schlamm nach üblichen Methoden getrocknet und verbrannt werden. Diese Maßnahmen erfordern jedoch einen großen Energieaufwand und belasten außerdem durch Rauch und Gasentwicklung die Umwelt.

,Ziel der Erfindung;

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Modifizierung von Schlamm anzugeben, wodurch eine schnelle Entwässerung erreicht und ein landwirtschaftlich wertvolles Nutzprodukt erhalten werden kann. Daneben sollte dieses Produkt bodenverbessernde Eigenschaften besitzen, eine langfristig düngende Wirkung haben, pflanzenverträglich und biologisch leicht abbaubar sein.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Es hat sich nun gezeigt, daß sich diese Aufgabe lesen läßt, wenn der Schlamm mechanisch und/oder chemisch vorentwässert und anschließend unter Zugabe eines Harnstoff/Formaldehyd -.Vorkondensates in Gegenwart eines Härtungsmittels verschäumt wird. Einige vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens sind in den Unteranspfüchen 2 bis 5 beschrieben.

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Das erfindungsgemäße Verfahren eigent sich insbesondere zur .Modifizierung von aerob oder anaerob ausgefaulten Schlämmen. Diese werden mechanisch, z.B. durch Pressen, Zentrifugieren usw., und/oder chemisch unter Verwendung von Flockungshilfsmitteln, insbesondere biologisch abbaubaren ionischen und nicht ionischen oberflächenaktiven Substanzen, bis zu einem Feststoffgehalt von 10 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 15 Gew.- %, vorentwässert. Die Flockungshilfsmittel werden in einer Menge von 0,01 bis 0,5 Gew.-% vorzugsweise 0,02 Gew.-% dem Schlamm zugegeben. Besonders geeignet sind hierfür zum Beispiel anionische und kationische Polyacrylamide und PoIyäthyleiiimine.

Der vorentwässerte Schlamm wird dann mit einem Harnstoff/ Formaldehyd-Vorkondensat in einer Menge von -10 bis 50 Gew.- %, bezogen auf das Gewicht des vorentwässerten Schlamms versetzt«. Durch Zugabe eines Härtungsmittels, vorzugsweise Schwefel- oder Phosphorsäure in einer Menge von 4 bis 16 Gew.-% (unverdünnte Säure) bezogen auf das Gewicht des vorentwässerten und mit dem Vorkondensat vermischten Schlamms härtet das Vorkondensat bei normalen Temperaturen aus. Durch Einrühren oder Einblasen von Luft oder geeigneten Gasen in das noch nicht ausgehärtete Gemisch wird dabei eine weitgehend offenzellige Schaumstruktur erzeugt. Zusätzlich wird bei der Zugabe der Säure das im Schlamm enthaltene Kohlendioxid freigesetzt, das ebenfalls eine aufschäumende Wirkung besitzt. Gegebenenfalls können auch geeignete Schaumbildner zugesetzt werden. Der Schaum wird dann in der Aussenluft oder bei Temperaturen bis zu 100 ⁰C getrocknet, wobei durch die offenporige Struktur das gesamte V/asser leicht entv/eicht. Das so erhaltene geschäumte Schlammprodukt kann dann zu lagerfähigen Blöcken, zu einem Pulver oder Granulat verarbeitet werden.

Durch den niedrigen pH-Wert während der Aushärtung, die · Bindung von Bakterienmassen an das Kunststoffharz'und das

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Freiwerden von Formaldehyd aus dem Torkondensat während der Aushärtung findet eine weitgehende Sterilisierung des Schlamms statt. Der Schwermetallgehalt der Schlammtrockenmasse wird, abhängig von der zugegebenen Menge an schwermetallfreiem Harnstoff/Formaldehyd-Harz, reduziert. Das erhaltene Schlammprodukt ist weitgehend geruchsfrei, trocknet aufgrund seiner offenporigen Struktur relativ schnell, wodurch eine Verringerung von Transportkosten erzielt wird. Es besitzt außerdem eine bodenverbessernde Wirkung. Das Harnstoff/Formaldehyd-Harz ist pflanzenverträglich und biologisch abbaubar. Der an das Harz fixierte Schlammanteil sorgt für eine langfristig düngende Wirkung. Diese Wirkung kann gesteigert werden, wenn vor Aushärtung und Aufschäumung dem Schlamm Komponenten mit Pflanzenwachstum fördernden Eigenschaften zugesetzt werden.

Ausführungsbeispiele;

Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

1 1 eines ausgefaulten Klärschlamms wird eingedickt. Nach Absaugen von 665 ml klarem Wasser werden in je 100 g des eingedickten Schlamms 30 g Harnstoff/Formaldehyd-Vorkondensat (Basopor 293) unter Rühren gelöst. Danach wird in einer Portion 10 ml 85-% E^BO. D© 100 g Dickschlamm zugegeben und aufgerührt. Es entsteht ein Schlammschaum, der nach Härtung und Trocknung eine gute mechanische Stabilität besitzt und z.B. zu lagerfähigen Blöcken verarbeitet werden kann.

Beispiel 2

3 1 ausgefaulter Klärschlamm v/erden unter langsamem Rühren nacheinander mit 9 ml einer l-%igen Lösung von anionischem Polyacrylamid (Bozefloc A 31) und 12 ml einer 12,5-%igen

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Lösung von kationischem Polyäthylenimin (Sedipur CF-400) versetzt. Dabei flockt der Paulschlamm aus. Nach dem Abdekantieren des klaren Schlammwassers besitzt der eingedickte Faulschlamm einen Trockengehalt von 16,44 %·

In je 100 g des eingedickten Paulschlamms werden 20 g Harnstoff /Pormaldehyd-Vorkond ensat (Basopor 293) unter Rühren gelöst. Danach werden 2 ml konz. Schwefelsäure pro 100 g Dickschlamm in einer Portion zugegeben und aufgerührt. Der Schlammschaum härtet innerhalb weniger Minuten aus. Er be-, sitzt nach Trocknung und Aushärtung eine relativ gute mechanische Stabilität und kann zu einem Pulver oder Granulat verarbeitet werden.

Beispiel 3

3 1 ausgefaulter Klärschlamm werden mit 15 ml einer 2,5-%igen Polyäthylenimin-Lösung (Sedipur CP-400) nach dem Verfahren des Beispiels 2 geflockt. Nach Abdekantieren des klaren Schlammwassers werden in dem eingedickten Faulschlamm 25 g Harnstoff/Formaldehyd-Vorkondensat (Basopor 293) je 100 g Dickschlamm unter Rühren gelöst. Danach werden in einer Portion 8 ml 25-^ige H₂SO. je 100 g Dickschlamm zugesetzt und aufgerührt. Es bildet sich mechanisch stabiler Schlammschaum, der wie in den vorangehenden Beispielen verarbeitet werden kann

Claims

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Erf indungsanspruch:

1. Verfahren zur Modifizierung von Schlämmen aus Kläranlagen für kommunale und industrielle Abwässer, gekennzeichnet dadurch, daß der Schlamm mechanisch und/oder chemisch vorentwässert und anschließend unter Zugabe eines Harnstoff/Formaldehyd-Vorkondensates in Gegenwart eines Härtungsmittels verschäumt wird.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Schlamm bis zu einem Peststoffgehalt von 10 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 15 Gew.-^, vorentwässert wird.
3. Verfahren nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß zur Vorentwässerung dem Schlamm 0,01 bis 0,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,02 Gew.-% biologisch abbaubare Plockungshilfsmittel zugegeben werden.
4. Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 2>, gekennzeichnet dadurch, daß die Harnstoff/Formaldehyd-Vorkondensate in einer Menge von 10 bis 50 Gew.-% bezogen auf den vorentwässerten Schlamm verwendet werden.
5. Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß als Härtungsmittel und Schaumbildner Säuren, vorzugsweise Schwefelsäure oder Phosphorsäure in einer Menge von 4 bis 16 Gew.-% (konz. .Säure) bezogen auf den vorentwässerten und mit dem Vorkondensat gemischten Schlamm verwendet werden.