DD296472A5 - Verfahren zur entwaesserung von kommunalen und/oder industriellen klaerschlaemmen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entwaesserung von kommunalen und/oder industriellen Klaerschlaemmen, das dadurch gekennzeichnet ist, dasz die darin dispergierten Teilchen in Gegenwart von Faserstoffe-haltigen Klaerschlaemmen aus Zellstoffabriken und/oder Papierfabriken und durch Zusatz synthetischer, organischer Flockungsmittel geflockt werden, und die geflockten Teilchen unter Druck oder Vakuum auf einen Trockengehalt groeszer 40% entwaessert werden. Eine aschearme Entsorgung der Filterkuchen durch selbstgaengige Verbrennung ist moeglich.
Description
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schlammabtrennung und besseren Entwässerung desselben aus kommunalen und industriellen Abwässern.
Stand der Technik
Abwässer kommunaler und industrieller Herkunft enthalten Inhaltsstoffe verschiedenster Teilchengröße. Zur Rückführung des Wassers in den natürlichen bzw. Gebrauchswasserkreislauf müssen die Abwässer gereinigt, d.h. vor allem durch Flockung der in feiner Form dispergierten Teilchen geklärt werden.
Der dazu gehörige Stand der Technik ist, daß es durch Zusatz geeigneter anorganischer und/oder organischer Flockungsmittel gelingt, die stabilen wäßrigen Dispersionen unter Agglomeration der dispergierten Teilchen zu größeren und dann mechanisch besser abtrennbaren Feststoffen aufzuspalten. Die dabei z.B. als Filterkuchen anfallenden Feststoffe, die anschließend entsorgt werden müssen, beispielsweise durch Verbrennung, enthalten nur ca. 20 bis 30Gew.-% Trockensubstanz (TS).
Anorganische Flockungsmittel, die in der Praxis eingesetzt werden, sind vor allem Aluminium-und Eisensalze, insbesondere in Form der Sulfate und Chloride. Nachteile bringen diese Zusatzstoffe, weil sie als solche mit den vorwiegenderweise zu
verbrennenden Schlammstoffen so nicht entsorgt werden können und zudem den Wirkungsgrad der Entwässerungsaggregate negativ beeinflussen.
Als organische Flockungsmittel bzw. Flockungshilfsmittel, wie sie auch bezeichnet werden, werden vor allem wasserlösliche, synthetische Polymere auf Basis von Polyethyleniminen, Poly(meth)acrylamiden und Poly(meth)acrylaten mit nichtionischem, anionischem und kationischem Charakter verwendet.
Aus der DE-OS 3026187 ist ein Schlamm behänd Iu ngsverfahren bekannt, bei dem in den zu behandelnden Schlamm ein
Fasermaterial zusammen mit einem Koagulierungsmittel eingearbeitet wird. Als Fasermaterialien können hierzu sowohl solche anorganischer als auch organischer Natur, natürlicher oder künstlicher Herkunft, wie beispielsweise Wollfasern, Papiere,
Pulpen, Polyesterfasern u.a. eingesetzt werden. Dadurch wird eine rasche Entwässerung des Schlammes erreicht, und es
werden Filterkuchen mit vermindertem Wassergehalt, bis herunter zu ca. 67% Wasser, erhalten.
Die DE-OS 3642362 beschreibt ein Mittel zur Abtrennung dispergierter Teilchen aus Dispersionen, das dadurch erhalten wird, daß eine wäßrige „Lösung" auf Basis von Zellstoff, Holzschliff und/oder Altpapier mit einem Polyelektrolyten versetzt wird. Bei dessen Anwendung zum Entmischen von Dispersionen, z.B. bei der Klärung industrieller Abwässer, werden übliche
Filtrationsschwierigkeiten vermindert und die erhaltenen Filterkuchen lassen sich problemlos verbrennen.
Die Abwässer von Zellstoffabriken oder von Papierfabriken mit hohen Anteilen Fasern auf Cellulosebasis lassen sich mechanisch durch Sedimentation oder chemisch-mechanisch, d. h. durch Sedimentation in Gegenwart synthetischer Polyelektrolyte als
Flockungsmittel, relativ problemlos klären. Dabei anfallende, nichtentwässerte Schlämme enthalten 0,5 bis 10Gew.-%TS.
Solche nichtentwässerten Schlämme aus Papier und Zellstoffproduktionen lassen sich beispielsweise durch Druckfiltration auf über 40% TS entwässern (Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 17, Seiten 558-559 und 602-603).
Aufgabe und Lösung
Ein Hauptziel bei Abwässerklärungen ist weiterhin, nach dem Klärvorgang einen möglichst wasserarmen Schlamm, d. h. einen solchen mit über 40% Trockensubstanz (TS) zu erhalten, der aus Stoffen besteht, die sich leicht und möglichst rückstandslos
entsorgen lassen, was durch natürliche Vermoderung bei der Kompostierung oder der Humusbildung auf Äckern oder durch
Verbrennung zu erreichen ist.
Diese Aufgabe wird durch den Erfindungsvorschlag gelöst, Klärschlämme kommunaler oder industrieller Herkunft mit
faserhaltigen Klärschlämmen, wie sie produktionsbedingt in Zellstoffabriken und in Papierfabriken anfallen, zusammenzuführen und unter Verwendung synthetischer Polyelektrolyte die gemeinsame Entwässerung solcher Schlämme durchzuführen.
Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Entwässerung von kommunalen und/oder industriellen Klarschlammen dadurch gekennzeichnet, daß die darin dispergierten Teilchen in Gegenwart von faserstoffhaltigen Klarschlammen aus Zellstoffabriken und/oder Papierfabriken und durch Zusatz synthetischer organischer Flockungsmittel geflockt werden und diese geflockten Teilchen unter Druck oder Vakuum auf einen Trockengehalt großer 40% entwassert werden Das erfindungsgemaße Verfahren mit der kombinierten Wirkung der Inhaltsstoffe von verschiedenen Abwassern und deren Schlammen bei ihrer gemeinsamen Schlammentwasserung in Gegenwart von Polyelektrolyten weist gegenüber dem Stand der Technik deutliche Vorteile auf
- keine spezielle Herstellung einer spezifischen, cellulosefasernhaltigen Flockungsmittel Kombination
- Verwendung von natürliche fasernhaltige industriellen Schlammen vor ihrer Entwässerung und Entsorgung anstelle anorganischer Filterhilfsmittel
- Kommunale und/oder industrielle Klarschlamme lassen sich nach Zumischung der faserhaltigen Industneschlamme und Zusatz synthetischer Flockungshilfsmittel,ζ B auf Preßfiltern zu einem hohen Grade, d h zu Festprodukten mit >40% TS, entwässern
- Die Entwässerung laßt sich schneller als bisher durchfuhren, und die Flockungsmasse ist zu höherer Dichte komprimiert
- Die Filterkuchen haben infolge geringeren Wassergehalts höhere Heizwerte, und mit dem Fasergehalt wird deren selbstgangige Verbrennung möglich
- Die unter Druck bzw Vakuum entstehenden Filterkuchen lassen sich ohne Verklebung von Siebgeweben bzw von Filtergeweben losen
- Keine Verwendung von weiteren anorganischen Flockungsmitteln, wodurch eine weitere Elektrolytanreicherung des Filtratwassers vermieden und der Heizwert des anfallenden Filterkuchens nicht vermindert wird
Die Erfindung ist besonders wertvoll im Hinblick auf reduzierte Deponieflachen, da die Entsorgung durch Verbrennung ohne hohen Ascheruckstand, in der Regel durch selbstgangige Verbrennung möglich ist
Durchfuhrung der Erfindung
Die nichtentwasserten Schlamme aus der Zellstoff- und Papierproduktion fallen dort bei den mechanischen oder chemischmechanischen, aber auch bei den biologischen Abwasserklarungen an Sie werden je nach Trockensubstanzgehalt, der bei Werten zwischen 0,5 und 10Gew -% liegt, und der in überwiegender Menge aus ungelöster Fasersubstanz, insbesondere solcher aus Zellstoff besteht, als pumpbare, viskos-flussige Massen bis gelartige Massen erhalten Solche Schlamme, die weiter noch Abfallsubstanzen aus der Holz-, Stroh-oder Papieraufbereitung enthalten konnen, werden normalerweise auf Trockengehalte von 20 bis 60% entwassert und dann deponiert oder in der entwasserten Form als Rohstoffe anderen Verwendungen, ζ Β als Zusätze zu Ziegelsteinen oder als Füllstoffe in Kunststoff-Formteile, zugeführt Fur die Durchfuhrung des erfmdungsgemaßen Verfahrens hat es sich nicht als zweckmäßig erwiesen, entwasserte Schlamme aus der Zellstoff- oder Papierproduktion zu verwenden, da diese erst wieder mit einem erheblichen technischen Aufwand aus dem kompakten, grobformigen Zustand in den fur die erfindungsgemaße Anwendungsform vorteilhaften Zustand, nämlich in 0,5 bis ca 10Gew -% faserige Trockensubstanz enthaltende, nichtentwasserte Schlamme, gebracht werden mußten Die vorliegende Erfindung betrifft vorzugsweise die Schlammentwasserung aus kommunalen und industriellen Abwassern mit Hilfe von Schlammen aus Zellstoff- und Papierproduktion, so daß normalerweise letztere Schlamme als Hilfsstoffe und bevorzugt in geringerer Menge bei dem erfindungsgemaßen Verfahren eingesetzt werden und diese es sind, die von den Klaranlagen der Zellstoff- und Papierfabriken zu den zu behandelnden Schlammen in den entsprechenden Klaranlagen transportiert werden müssen In Ausnahmefallen konnen auch Klarschlamme normaler Herkunft zu den Anlagen der Zellstoff oder Papierfabriken gebracht werden
Kommunaler Klarschlamm, der etwa 0,2 bis ca 7%, d h etwa 2 bis etwa 70 kg/m3 Klarschlamm an Trockensubstanz enthalt, laßt sich infolge seines nohen Anteils an organischer Substanz mit hohem Wasserbindevermogen, wie dies ζ B die Schleimstoffe sind und die den spezifischen Filterwiderstand drastisch erhohen, schlecht entwässern Der Zusatz des faserhaltigen Schlammes bewirkt, daß die wasserpermeablen Fasern ein Strukturgerust mit guter Drainagewirkung bilden Die verwendete Fasermenge und damit die Menge des faserhaltigen Schlammes hangt von der Art und den Eigenschaften des zu behandelnden Schlammes und der Menge und Art des zu verwendenden Flockungsmittels ab Erfindungsgemaß werden auf 100 Teile Trockensubstanz in kommunalen und industriellen Klarschlammen 1 bis 100 Teile, insbesondere 5 bis 95 Teile und vor allem 10 bis 90 Teile faserhaltige Trockensubstanz in Form von ca 0,5- bis etwa 10%igem nicht entwässertem Schlamm aus der Papier- oder Zellstoffproduktion eingesetzt
Diese Verhaltnisse von kommunalen bzw industriellen Abwasserschlammen zu den faserhaltigen Klarschlammen aus Holz oder Strohzellstoff- und Papierfabriken zeigen, daß die Entwässerung und Entsorgung der faserhaltigen Schlamme in diesen Verarbeitungsbetrieben sich auf deren Abtransport zu übrigen Klaranlagen beschranken kann Als Flockungsmittel werden die sogenannten Flockungshilfsmittel, d h wasserlösliche, synthetische, organische Polymere, als Zusatz mitverwendet Durch Vermeidung des Zusatzes der anorganischen Flockungsmittel auf ζ B Aluminium-oder Eisensalz Basis wird der Heizwert der Filterkuchen nicht drastisch vermindert und keine Aufsalzung des Filtratwassers bewirkt Die Polymeren konnen neutraler, anionischer oder kationischer Natur sein Vorzugsweise werden synthetische kationische bei der erfindungsgemaßen Schtammentwasserung eingesetzt Als synthetische organische Flockungsmittel werden vor allem solche auf der Basis Acrylamid, Methacrylamid, Ν,Ν-Dimethylaminoethylmethacrylat, neutralisiert oder quaternisiert, N,N-Dimethylaminopropylacrylamid, quaternisiert, Acrylsäure, (Meth)acrylester, oder solche auf Basis von Ethylenoxid oder Ethylenimin als Homo-oder Copolymerisate verwendet (Ulimanns Encyklopadie der technischen Chemie, 4 Auflage, Band 11, Seiten 481-585 und Band 6, Seiten 441-442)
Die erfindungsgemaß benotigte Flockungshilfsmittelmenge liegt bei 2 bis etwa 70kg Trubstoffe pro Kubikmeter enthaltenden kommunalen- bzw industriellen Klarschlammen bei etwa 0,05 bis 5kg, vor allem bei 0,1 bis 2,5kg und insbesondere bei 0 2 bis 1,5 kg pro Tonne Trockensubstanz (TS)
Erfindungsgemaß vermischte und konditioniert Klarschlamme lassen sich dann problemlos auf herkömmlichen Filtern wie , den Preßfiltern, ζ B Kammerfilterpressen, Siebbandpressen, Membranfilterpressen oder den Vakuumfiltern, ζ Β Scheibenfilter oder Drehfilter, entwässern Bei dieser Schlammbehandlung werden Filterkuchenmassen mit Trockensubstanzgehalten von über 40 bis ca 50% erhalten
A. Kenndaten der eingesetzten Schlämme: Tabelle 1
| Tabelle 1 | Bezeichnung | pH | CST | TS | Glühver |
| Schlamm | lust·1 | ||||
| (see) | (%) | (%) | |||
| Nr. | Kommunaler Klärschlamm | 7,5 | 576 | 5,9 | 56,3 |
| 1 | Papierschlamm | 6,4 | 13,8 | 2,9 | 70,3 |
| 2 | Papierschlamm-Klärschlamm | ||||
| 3 | 1:1 (VoI) | 6,8 | 76,7 | 4,5 | 61,8 |
| Papierschlamm-Klärschlamm | |||||
| 4 | 2:1 (VoI) | 6,9 | 33,8 | 4,1 | 64,1 |
| 0C getrocknetem Schlamm. | |||||
| ♦'Von bei 120 | |||||
B. CST-Messungen nach Zusatz eines Flockungshilfsmittels (FHM): Tabelle Als FHM wurde ein gebräuchliches kationisches Methacrylamid-Trimethylammoniumethyl(meth)acrylat-chlorid-Copolymerisat (Rohafloc® KF760 der Röhm GmbH, Darmstadt) eingesetzt und als 0,1%ige wäßrige Lösung den Schlämmen zugesetzt. Die verwendeten Mengen an FHM sind in ppm, bezogen auf Gesamt-TS angegeben.
Die CST-Bestimmung erfolgte in Abhängigkeit von der zudosierten FHM-Menge und den Einwirkungszeiten (Rührzeiten; Rührgeschwindigkeit: 800Upm).
Schlamm Einwirkungszeit FHM-Dosierung CST
Nr. (see) (ppm) (see)
| 1 | „-Werte: Erhalten | 0 | nach manuellem Aufrühren. | 576,7*' |
| 2 | 30 | 0 | 200 | 13,8*' |
| 3 | 30 | 0 | 30 | 76,7*' |
| 4 | 30 | 0 | 120 | 33,8*' |
| *'CST | 30 | 100 | ||
| 1 | 60 | 200 | 52,2 | |
| 2 | 60 | 30 | 10,1 | |
| 3 | 60 | 120 | 12,9 | |
| 4 | 60 | 100 | 11,2 | |
| 1 | 79,9 | |||
| 2 | 11,3 | |||
| 3 | 21,0 | |||
| 4 | 13,5 | |||
1 120 200 101,5
2 120 30 12,0
3 120 120 28,6
4 120 100 20,8
Wie aus der Tabelle 2 hervorgeht, werden durch kombinierten Zusatz von Papierschlamm und Flockungshilfsmittel die CST-Werte und damit das Entwässerungsverhalten von kommunalem Klärschlamm erheblich verbessert.
C. Schlammentwässerungsmessungen: Tabelle3 Je 500ml Schlämme 1 bis 4 wurden mit einer 0,1 %igen Lösung des unter B. angegebenen FHM versetzt und nach lOmaligem Umschütten durch ein rundes Sieb mit einem Durchmesser von 12 cm und Maschenweite von 0,25 mm gegeben und die Menge Filtratwasser in Abhängigkeit von der FHM-Menge (angegeben in ppm bzw. auf TS) und der Zeit bestimmt.
| Tabelle 3 | FHM | Filtrat nach60sec |
| Schlamm | (ppm) | (ml) |
| Nr. | 300 | 220 |
| 1 | 360 | 280 |
| 100 | 260 | |
| 2 | 120 | 270 |
| 140 | 270 | |
| 120 | 210 | |
| 3 | 140 | 240 |
| 100 | 240 | |
| 4 | 120 | 250 |
| 140 | 270 | |
Die Ergebnisse nach Tabelle 3 zeigen, daß bei der kombinierten Klärung mit deutlich erniedrigten FHM-Zusätzen ein gutes Schlammentwässerungsverhalten erreicht wird.
Claims (4)
1. Verfahren zur Entwässerung von kommunalen und/oder industriellen Klärschlämmen, dadurch
gekennzeichnet, daß die darin dispergierten Teilchen in Gegenwart von faserstoffhaltigen
Klärschlämmen aus Zellstoffabriken und/oder Papierfabriken und durch Zusatz synthetischer,
organischer Flockungsmittel geflockt werden, und die geflockten Teilchen unter Druck oder Vakuum auf einen Trockengehalt größer 40% entwässert werden.
gekennzeichnet, daß die darin dispergierten Teilchen in Gegenwart von faserstoffhaltigen
Klärschlämmen aus Zellstoffabriken und/oder Papierfabriken und durch Zusatz synthetischer,
organischer Flockungsmittel geflockt werden, und die geflockten Teilchen unter Druck oder Vakuum auf einen Trockengehalt größer 40% entwässert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf 100 Teile Trockensubstanz in den
kommunalen und/oder industriellen Klärschlämmen 1 bis 100 Teile, insbesondere 5 bis 95 Teile
und vor allem 10 bis 90 Teile faserhaltige Trockensubstanz in Form eines 0,5- bis etwa 10%igen nicht entwässerten Schlamms aus der Papier- oder Zellstoffproduktion eingesetzt werden.
kommunalen und/oder industriellen Klärschlämmen 1 bis 100 Teile, insbesondere 5 bis 95 Teile
und vor allem 10 bis 90 Teile faserhaltige Trockensubstanz in Form eines 0,5- bis etwa 10%igen nicht entwässerten Schlamms aus der Papier- oder Zellstoffproduktion eingesetzt werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als synthetische, organische Flockungsmittel, Polymere in Mengen von 0,05 bis 5kg, vor allem in Mengen von 0,1 bis 2,5kg pro Tonne Trockensubstanz, bei kommunalen und/oder industriellen Klärschlämmen, die 2 bis 79 kg
Trübstoffe pro Kubikmeter enthalten, eingesetzt werden.
Trübstoffe pro Kubikmeter enthalten, eingesetzt werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als synthetisches,
organisches Flockungsmittel ein kationisches Polymer zugesetzt wird.
organisches Flockungsmittel ein kationisches Polymer zugesetzt wird.
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Family Applications (1)
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