NO791271L - Fremgangsmaate til utvinning av desinfiserte faste stoffer fra kloakkslam - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte til utvinning av desinfiserte faste stoffer fra kloakkslam.

Description

Denne oppfinnelse angår en forbedret fremgangs-

måte til avvanning av kloakkslam. Nærmere angitt angår oppfinnelsen en slik fremgangsmåte hvor de utvuridne faste stoffer er egnet for direkte anvendelse som tilslagsmateriale til jord.

Flokkulering av vandige dispersjoner er en viktig operasjon. Slike vandige dispersjoner har to faser, hvorav den ene er en kontinuerlig ytre vandig fase uansett om den disper-gerte fase eller faser er . suspensjoner av fine partikler eller meget større partikler. Slike systemer innbefatter elvevann som inneholder små mengder av suspenderte faste stoffer, såvel som industrielle og kommunale avfallsmaterialer, såsom kloakkavfall, kloakkslam som skal avvannes, og industrielle produktdispersjo-

ner, såsom vaskevann fra fermenteringsprosesser for fremstilling av slike materialer som enzymer og lignende. Slike vandige dispersjoner har.en dispergert fase med en negativ ladning.

Ved flokkulering av vandige dispersjoner hvor den dis-pergerte fase har negative ladninger, har det tidligere vært van-lig å anvende materialer såsom alun, salter av treverdig jern og lignende, som omdannes til hydroksydene, eller å anvende orga-niske kationiske flokkuleringsmidler, som nøytraliserer den negative ladning. Kationiske flokkuleringsmidler, herunder polykvarternære forbindelser, finner utstrakt anvendelse.

De fysikalske egenskaper som er ansvarlige for effektiv ytelse av forskjellige flokkuleringsmidler, kan ikke forut-ses med nøyaktighet. Det er ingen god korrelasjon mellom egenskapsmodifikasjoner som resulterer i mer effektiv ytelse hos en flokkuleringsmiddeltype og de egenskapsmodifikasjoner som resulterer i mer effektiv ytelse hos en annen flokkuleringsmiddeltype. Skjønt noen fysikalske egenskaper er felles for visse effektive flokkuleringsmidler, synes virkningen av endringer i de enkelte • egenskaper ikke å være undersøkt i større utstrekning, .heller ikke fører resultatene av de begrensede undersøkelser som er ut-ført, til klare konklusjoner.

Avvanningen av kloakkslam er en spesielt vanskelig operasjon å utføre, og bare et begrenset antall av kationiske flokkuleringsmidler er blitt funnet å være effektive i denne operasjon. Egnede flokkuleringsmidler må i alminnelighet opp-vise en gunstig balanse mellom molekylvekt og ladningstetthet. Mange monomere materialer kan ikke, skjønt de har høy ladningstetthet, polymeriseres til tilstrekkelig høye molekylvekt-verdier til å være effektive ved avvanning av kloakkslam. Andre monomere materialer gir polymerer med høy molekylvekt', men gir ikke tilstrekkelig ladningsdensitet til å være effektive ved avvanning av kloakkslam. Selv ved'den rutinemessige behandling av kloakkslam er således utvalget av effektive flokkuleringsmidler for avvanning av slam meget begrenset.

En komplikasjon som ytterligere påvirker behandlingen av kloakkslam, er den måte man anvender de fra slammet utvundne:-faste stoffer på. En spesielt ønskelig anvendelsesmåte for slike faste stoffer er som jordtilsetning. For at slike stoffer skal kunne.anvendes som jordtilsetning, er det imidlertid nødvendig at de desinfiseres grundig. En hensiktsmessig metode til å desinfisere kloakkslammet er å tilsette tilstrekklig kalk til å gi høye pH-verdier på minst 12,0 eller høyere, vanligvis opp til ca. 12,5. Når kloakkslammet således er desinfisert under dannelse av faste stoffer som kan anvendes i jordtilsetninger, er det langt vanskeligere å avvanne på effektiv måte, og de fleste kationiske flokkuleringsmidler som kan anvendes for avvanning av kloakkslam ved pH-verdier i det konvensjonelle område, dvs.

ca. 7,0, kan ikke anvendes ved de høye pH-verdier.

Det foreligger således et behov for en fremgangsmåte til oppnåelse av desinfiserte faste stoffer fra kloakkslam hvilke kan anvendes som jordtilsetning, og hvor også en effektiv avvanning av kloakkslammet oppnås. En slik fremgangsmåte ville oppfylle et lenge følt behov og utgjøre et betydelig teknisk frem-skritt på området.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse til-veiebringes en fremgangsmåte til utvinning av desinfiserte faste stoffer som er egnet til bruk som jordtilsetning, fra kloakkslam, hvilken fremgangsmåte går ut på at man behandler kloakkslammet med en kalkmengde som er tilstrekkelig til å gi en pH på minst 12,0, tilsetter til det således behandlede slam en effektiv mengde av en. kopolymer som gjentatt inneholder enhetene

hvor x representerer en mol% i området ca. 3-60 og y representerer en mol% i området ca. 97-40, hvilken kopolymer har en standard-viskositet på minst ca. 1,5 centipoise, filtrerer det resulterende slam for fjerning av vann og anvender de således erholdte faste stoffer som jordtilsetning.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tilveiebringer desinfiserte faste stoffer som direkte kan anvendes som jordtilsetning, samtidig som det oppnås en effektiv hastighet ved avvanningen av kloakkslammet. Dette resultat er overraskende og høyst uventet i betraktning av at mange kommersielle kvarternære flokkuleringsmidler er ineffektive ved sådan behandling.

Ved utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir avvanningen av kloakkslammet utført i samsvar med konvensjonelle arbeidsmåter, bortsett fra tilsetningen av kalk og det angitte polykvarternære flokkuleringsmiddel. Kalk, kalsiumok-

syd, tilsettes til kloakkslammet i en mengde tilstrekkelig til å gi en pH på minst 12,0 og opptil ca. 12,5. Da man ønsker at de ut-vundne faste stoffer skal kunne anvendes som jordtilsetning direkte etter prosessbehandlingen, er det ønskelig at behandlingen med kalk er tilstrekkelig til å desinfisere kloakkslammet fullsten-dig. Typisk anvendes en kalkmengde på ca. 50 kg pr. tonn tørt kloakk-faststoff.

Det polykvarternære flokkuleringsmiddel som anvendes i henhold til den foreliggende fremgangsmåte, inneholder

gjentatt enhetene

hvor x er en mol% i området ca. 3-60, og y er en mol% i området ca. 97-40, hvor x fortrinnsvis er ca. 10 mol% og y ca. 90 mol%. Det foretrukne mol-forhold gir en kopolymer'' som både har den nødvendige høye molekylvekt og ladningsdensitet. Polymeren vil ha en molekylvekt tilsvarende en standard viskositet på minst ca. 1,5 centipoise, fortrinnsvis minst ca. 2,5 centipoise.

Slike viskositeter definerer polymerer med molekylvekter over

ca. 1 million, fortrinnsvis over 3 million.

De følgende eksempler, hvor alle deler og prosent-angivelser erpå vektbasis med mindre annet er sagt, vil ytterligere belyse oppfinnelsen.

Standard viskositet er viskositeten av en 0,10% kopolymeroppløsning i IN NaCl målt ved hjelp av et LVT Brookfield viskosimeter ved pH 5,5, 25°C og 60 omdreininger pr., minutt.

Eksempel 1.

I et større kommunalt kloakkbehandlingsanlegg i Colorado, U.S.A., ble kloakkmaterialet behandlet med kalk i en mengde på ca. 50 kg pr. tonn tørt kloakk-faststoff, hvilket re-sulterte i en pH i slammet på 11,0. For å filtrere kloakkslammet med en tilfredsstillende hastighet var det påkrevet med 1

kg pr. tonn tørt kloakk-faststoff av en kopolymer inneholdende 90 mol% akrylamid og 10 mol% 3-(metakrylamid) propyl-trimetyl-ammoniumklorid hvor polymeren hadde en standard viskositet på

ca. 3 cp. Effektiv filtrering ble oppnådd under dannelse av en filterkake av desinfisert kloskk-faststoff, som ble anvendt som jordtilsetning.

Sammenligningseksempel A.

Under anvendelse av fremgangsmåten i eksempel 1

ble en kopolymer av dimetylaminoetyl-metakrylat og akrylamid

i forholdet 90:10 anvendt i stedet for den i eksempel 1 an-

gitte polymer. Også denne polymer hadde en standard viskositet på ca. 3 cp. Effektiv filtrering kunne ikke oppnås under anvendelse av denne kopolymer til tross for at den gir effektiv filtrering av kloakkslam når kalk ikke anvendes.

Sammenligningseksempel B.

Fremgangsmåten i eksempel 1 ble igjen fulgt med unntagelse av at man i stedet for den der angitte polymer an-vendte en kopolymer av 67 mol% akrylamid og 33 mol% diallyl-dimetylammoniumklorid med en standard viskositet på ca. 3 cp.

For oppnålse av effektiv, filtrering måtte det anvendes en po-lymertilsetning på ca. 2,5 kg pr. tonn tørt slam-faststoff. Sammenlignet med den kopolymer som anvendes i henhold til oppfinnelsen, representerer dette over 200% økning i. polymermengden.

Eksempler 2- 6.

Kloakkslam fra et kommunalt kloakkanlegg i Connec-ticut, U.S.A., ble kalket i henhold til fremgangsmåten i eksempel 1, hvorved det erholdtes et slam med pH på 12,0. Slammet hadde en konsistens på 4%. Den polymer som ble anvendt, hadde den samme sammensetning som polymeren i eksempel 1 og en standard viskositet på 3,2 cp. Den ble anvendt i forskjellige doseringsmeng-der, og filtreringshastighetene ble bestemt som ml filtrat pr. minutt filtrering. Resultater og detaljer er gitt i tabell I.

Sammenligningseksempler C- G.

Fremgangsmåten i eksempler 2-6 ble igjen fulgt under anvendelse av en polymer av 90 mol% akrylamid og 10 mol% mét-akryloyloksyetyltrimetylammoniumklorid. Polymeren hadde en standard viskositet på 3,7 cp. Resultater og detaljer er gitt i tabell I.

Resultatene viser at polymerer ifølge oppfinnelsen

har den beste virkning.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte til utvinning av desinfiserte faste stoffer som er egnet til bruk som jordtilsetning, fra kloakkslam, karakterisert ved at man behandler kloakkslammet med en kalkmengde som er tilstrekkelig til å gi en pH på minst 12,0, tilsetter til det således behandlede slam en effektiv mengde av en kopolymer som gjentatt inneholder enehetene

hvor x representerer en mol% i området ca. 3-6 0, og y representerer en mol% i området ca. 97-40, hvilken kopolymer har en standard viskositet på minst ca. 1,5 cp, filtrerer det resulterende slam for fjerning av vann og anvender de således erholdte faste stoffer som jordtilsetning ("landfill").

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den mengde kalk som anvendes er tilstrekkelig til å gi en pH på 12,5.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at kopolymeren har en standard viskositet på minst ca. 2,5 cp.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at x representerer en mol% på ca. 10, og y representerer en mol% på ca. 90.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at kopolymeren har en standard viskositet på minst ca. 2,5 cp.