DE4331322C2 - Verfahren zur Abtrennung unerwünschter Stoffe aus sich entmischendem Schlamm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung unerwünschter Stoffe, wie z. B. Ruß, Schwermetalle und organische Verunreinigungen, aus sich in Flüssigkeit und Feststoff entmischendem Schlamm , wie z. B. Klärschlamm oder Schlamm aus einer nassen Rauchgasentschwefelungsstufe und Gewinnung von Wertstoffen, wie z. B. Gips, Kieselsäure oder schwermetallfreiem Klär­ schlamm in suspendierter Form, bzw. einer einer Kläranlage zuführbaren Flüssigkeit.

Aus der DE-AS 14 42 386 bzw. 24 08 776 oder US-PS 5,062,963 sowie GB-PS 2,074,050 ist es bekannt, Schlämme durch Absetzen oder durch Zentri­ fugieren zu entwässern, wobei die überstehende Flüssigkeit relativ sauber ist. Die abgesetzten Schlämme beinhalten alle absetzbaren Stoffe, so daß die Weiterverarbeitung erschwert wird und ihnen oftmals Sondermüllstatus, insbesondere bei mit Schwermetall verunreinigten Schlämmen, zugeordnet werden muß. Bei der nassen Rauchgasreinigung nach ölgefeuerten Dampferzeugern ist bei Entschwefelungsanlagen die Schwefelkalkverbindung oftmals mit Ruß verunreinigt und dadurch nicht zu Gips weiterverarbeitbar. Bei Klärschlamm begrenzt der Schwermetallgehalt die Verwendung in der Landwirtschaft und ist auch bei der Verbrennung eine unerwünschte Beimischung. In der Ablauge von Zellstoffabriken, insbesondere bei der Verwertung von Einjahrespflanzen stört die Kieselsäure, die zur Verwertung in körniger Form ausgeschleust werden soll.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, den oben genannten Schwierigkeiten zu begegnen und ist dadurch gekennzeichnet, daß der sich absetzende Schlamm unter ständigem Rühren und Aufrechterhaltung einer dichten Suspension bei Einsatz von Spülwasser, welches mit der Suspension intensiv im Bereich einer oder mehrerer Mischstellen durch eine sich drehende Verteileinrichtung über den Querschnitt vermischt wird, eingedickt wird, und daß der Spülwasserstrom entgegen der Richtung des sich absetzenden Schlammes strömt, wobei sich langsam absetzende Stoffe kleinerer Dichte gegenüber grobkörnigen sich im Unterlauf rasch absetzenden Stoffen im Überlauf ausgetragen werden und im Unterlauf eine Suspension mit einer Mindestkorngröße und einer hohen Suspensionsdichte abgezogen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich beispielsweise zur Abtrennung von Ruß, Schwermetallen und/oder organischen Verunreinigungen aus sich in Flüssigkeit und Feststoff ent­ mischendem Schlamm, wobei letzterer wiederum beispielsweise Klärschlamm oder Schlamm aus einer nassen Rauchgas­ entschwefelungsstufe sein kann. Als Wertstoffe lassen sich in Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens beispiels­ weise Gips, Kieselsäure und/oder schwermetallfreier Klärschlamm in suspendierter Form gewinnen.

Weitere wesentliche Erfindungsmerkmale sind in den Unteransprüchen 2-6 angegeben.

Die Erfindung ist in den angeschlossenen Fig. 1 und 2 in Form eines Schaltbildes beispielsweise dargestellt.

Aus einer Schlammquelle 1, die als Kläranlage (Fig. 2) oder auch als Sumpf eines Wäschers (Fig. 2) einer nassen Rauchgasreinigungsanlage, ins­ besondere SO2 Absorptionsanlage nach einer Staubabscheidung ausgebildet ist, fällt unreiner Schlamm an, der in einem Hydrozyklon 2 eingedickt wird. Die dünne Fraktion wird in die Schlammquelle zurückgeführt (Wasserrücklauf oder Schlammrückführung) während die dichtere Fraktion über die Leitung 3 einem Absetzbehälter 4 zugeführt wird. Im Absetzbehälter 4 ist ein Rühr­ werk 5 vorgesehen, welches den Inhalt des Absetzbehälters in Bewegung hält, wobei sich im unteren Teil desselben die Suspension verdichtet und die Verunreinigungen aufschwimmen. Dieser Aufschwimmeffekt wird durch die Spül­ wasserzuführung 6 unterstützt, wodurch der Klassierungseffekt verbessert wird. Der Überlauf wird gesammelt und einem weiteren Hydrozyklon 7 zuge­ führt, in welchem der Überlauf verdickt und einen weiteren Absetzbehälter mit Rührwerk 5′ zugeführt wird. Die dünne Fraktion des Hydrozyklon kann beispielsweise als Spülwasser 6 bzw. 6′ verwendet oder in den Naßwäscher eingedüst werden. Auch im Absetzbehälter 8 bildet sich eine verunreinigte Flüssigkeit die entweder direkt in den Vorfluter oder über ein Absetz­ becken 9, insbesondere mit einem Flockungsmittel 10 versetzt, geleitet wird, so daß die Flüssigkeit von absetzbaren Stoffen gereinigt wird und als Brauchwasser Verwendung finden kann. Der abgesetzte Schlamm wird deponiert oder als Grundstoff für die Erzeugung von Schwermetallen oder als Zusatzbrennstoff (Ruß) verwendet. Der Ruß kommt aus Verbrennungsan­ lagen und läßt sich erst bei einer Naßwäsche des Rauchgases abscheiden.

Der in den Absetzbecken 4 bzw. 8 anfallende Schlamm ist relativ rein und kann als Wertstoff 11, beispielsweise für die Gipserzeugung oder bei Klär­ schlamm für landwirtschaftliche Zwecke genutzt werden. Wesentlich ist hierbei, daß der im Absetzbehälter 4 anfallende Schlamm reiner als jener im Absetz­ behälter 8 ist, so daß wenn die Reinheitstoleranzen überschritten werden der Schlamm aus dem Absetzbehälter 8 in den Absetzbehälter 4 rückgeführt (strichlierte Linie) oder einer Deponie 12 zugeführt werden kann. Auf jeden Fall wird erreicht, daß die Deponiemenge bedeutend reduziert wird.

Bei einem Schlamm entstehend bei einer absorptiven SO₂-Abscheidung mit Kalk aus Ver­ brennungsgasen, also bei einer Gipssuspension, insbesondere bei ölfgefeuerten Dampferzeugern, verbessert sich durch eine Rußabscheidung die Filtrierbarkeit, wodurch bei der anschließenden Trocknung der Feststoffe der Energieverbrauch infolge kleinerer Verdampfungsleistung verringert wird. Die erzeugten Gipspellets erreichen eine höhere Festigkeit, so daß das anschließende Handling (Zwischenlagerung, Transport) zu geringeren Staubverlusten führt.

Im Rahmen der Erfindung lassen sich auch Hydroxyde abtrennen, wodurch das gewonnene Salz bzw. der Schlamm reiner ist und der Absorptionsmittelverlust im als Absorber ausgebildeten Naßwäscher durch Rückführung der Hydroxyde geringer wird.

In Fig. 2 wird bei einer Schwarzlaugenentkieselung nach Abtrennung der zu entkieselnden Lauge in der Schlammquelle 1 der über die Leitung 3 anfallende Schlamm in einem Absetzbehälter 4 gerührt, wobei die feinen Kristalle mit den schlechteren Filtrationseigenschaften, hauptsächlich gelartige Kieselsäure und gefällte Lignolsulfate, aufschwimmen und in das Neutralisationsbecken 1′ mit dem höchsten pH-Wert rückgeführt werden, sich dort auflösen und die Keimzahlen erhöhen, wodurch die Silikatbildung mit gröberem Korndurchmesser in den Abscheidebecken 1′′, 1′′′ bei niedrigem pH-Wert positiv beeinflußt wird. Ferner kann ein Teil der gewonnenen grobkörnigen Kieselsäure in das Ab­ scheidebecken 1′′ zur Erhöhung des Kornwachstums eingebracht werden.

Claims (6)

1. Verfahren zur Abtrennung unerwünschter Stoffe aus sich in Flüssigkeit und Feststoff ent­ mischendem Schlamm sowie Gewinnung von Wertstoffen und einer einer Kläranlage zuführbaren Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der sich absetzende Schlamm unter ständigem Rühren und Aufrechterhaltung einer dichten Suspension bei Einsatz von Spülwasser, welches mit der Sus­ pension intensiv im Bereich einer oder mehrerer Mischstellen durch eine sich drehende Verteil­ einrichtung über den Querschnitt vermischt wird, eingedickt wird, und der Spülwasserstrom entgegen der Richtung des sich absetzenden Schlammes strömt, wobei sich langsam absetzende Stoffe kleinerer Dichte gegenüber grobkörnigen sich im Unterlauf rasch absetzenden Stoffen im Oberlauf ausgetragen werden und im Unterlauf eine Suspension mit einer Mindestkorngröße und einer hohen Suspensionsdichte abgezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß schon vor der Trennung der uner­ wünschten Stoffe aus dem Schlamm derselbe in einem Hydrozyklon eingedickt und der dünne Rücklaufschlamm in die Schlammquelle rückgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufschwimmende Fraktion in einem Hydrozyklon und/oder Absetzbecken eingedickt und die verarmte Flüssigkeit zumindest teilweise in den Prozeß rückgeführt wird, wobei das Waschwasser eines Bandfilters als Spülflüssigkeit verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Rauchgasreinigungs­ anlage die bei der Eindickung rückgewonnene Flüssigkeit in die als Absorber für SO₂ ausgebildete Schlammquelle rückgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Absorber eine Feststoff­ reinigung der Rauchgase durchgeführt wird.

6. Verfahren zur Trennung von kieselsäurehaltigem Schlamm aus Schwarzlaugen vor ihrer Ver­ brennung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Kieselsäure des Unterlaufes des Absetzbehälters in eine Fällungsstufe als Impfhilfsstoff für die Kristallisation und der Überlauf in oder vor die erste Neutralisationsstufe zur Auflösung der schlecht filtrierbaren Anteile geführt wird.