DE10112934A1 - Verfahren zur Vermeidung und Beseitigung von Inkrustationen bei der Förderung und Ableitung von Flüssigkeiten - Google Patents
Verfahren zur Vermeidung und Beseitigung von Inkrustationen bei der Förderung und Ableitung von FlüssigkeitenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung und Beseitigung von Inkrustationen durch anorganische Ablagerungen bei laufendemn Betrieb der Anlagen bei der Förderung und Ableitung von Flüssigkeiten, beispielsweise von Trinkwasser, Brauchwasser und Abwasser, insbesondere von Faulschlammwasser, das bei der Klärschlammentwässerung anfällt. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Vermeidung und Beseitigung von Inkrustationen in Anlagen zur Förderung und Ableitung von Flüssigkeiten, insbesondere von Faulschlammwasser bei Veränderung der Zusammensetzung des Feststoffgehaltes im entwässerten Faulschlamm und Senkung des Verbrauches von Hilfsstoffen bei der Faulschlammentwässerung, anzugeben. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass in Fließrichtung vor der Faulschlammentwässerung Kohlendioxid bei gleichzeitiger Dosierung von Metallsalzlösungen und Veränderung der Zusammensetzung der Feststoffe im Faulschlammwasser entfernt und anschließend nach der Faulschlammentwässerung vor und nach den Stellen im System, an welchen Erhöhungen des pH-Wertes stattfinden, Säure bei laufendem Betrieb dosiert wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung und Beseitigung von Inkrustationen
durch anorganische Ablagerungen bei laufendem Betrieb der Anlagen bei der Förde
rung und Ableitung von Flüssigkeiten, beispielsweise von Trinkwasser-, Brauchwasser-
und Abwasser, insbesondere von Faulschlammwasser, das bei der Klärschlamment
wässerung anfällt.
Das Trinkwasser, Brauchwasser, Abwasser und die Schlammwässer aus Kläranlagen
stehen in der Regel mit dem in den Wässern gelöstem Kohlendioxid im Gleichgewicht.
Werden diese Wässer Druckschwankungen ausgesetzt, beispielsweise durch die Was
serentnahme, Pumpen, Veränderungen der Oberfläche und Entwässerung von Klär
schlämmen, entweicht Kohlendioxid unter Erhöhung des pH-Wertes. Durch das Ausga
sen von Kohlendioxid wird das Kohlensäuregleichgewicht gestört. Aus Hydrogenkarbo
nat wird unter Aufnahme eines Wasserstoffions Wasser und Kohlendioxid. Der Anstieg
des pH-Wertes wiederum bewirkt die Erhöhung der Konzentration von Anionen wie
Karbonationen, Hydrogenphosphationen, Phosphationen, da die Lage der entspre
chenden Säuregleichgewichte verändert wird. Stehen Metallionen, wie Kalziumionen,
Magnesiumionen, Eisenionen mit diesen Anionen im Fällungsgleichgewicht, sind Fäl
lungen der entsprechenden Karbonate und Phosphate möglich. Die Fällungsprodukte
kristallisieren bei Wässern mit geringem Schwebstoffgehalt oder Feststoffgehalt bevor
zugt an den Wandungen von Rohrleitungen, Pumpen sowie kleinen Behältern.
Fällungen werden bei konzentrierten Faulschlammwässern auch durch eine Verringe
rung der Ionenstärke nach Zusatz von Polyelektrolytlösung oder Betriebswasser indu
ziert. Die geringere Ionenstärke des Faulschlammwassers nach Zusatz der Polyelekt
rolytlösung bewirkt unter Umständen eine Erhöhung der wirksamen Konzentration von
Ionen, obwohl die Konzentrationen durch die Verdünnung leicht sinken. Auch das
Gleichgewicht von im Faulschlammwasser durch Komplexbildner gebundene Kalzium-
und Magnesiumionen wird gestört, so dass die wirksamen Konzentrationen steigen.
Die Bildungsgeschwindigkeit von Inkrustationen an Oberflächen ist neben der Höhe der
Änderung des pH-Wertes noch von anderen Faktoren, wie Scherkräfte an Oberflächen,
Feststoffgehalt der Flüssigkeit, Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit abhängig. Die
Maßnahmen gegen Inkrustationen werden in der Regel durch ihre Bildungsgeschwin
digkeit bestimmt.
Bekannte Maßnahmen gegen Inkrustationen sind mechanisches Entfernen nach Au
ßerbetriebnahme der Leitungen, mechanisches Entfernen bei laufendem Betrieb und
der Einsatz von verdünnten Säuren zum Auflösen der anorganischen Ablagerungen
nach Außerbetriebnahme (Sonderdruck Steve Williams Thames Water Utilities Ltd.
Spencer House, Manor Farm Road, Reading, RG 0JN: Adapting Strategies for avoiding
struvite Build-up in plants and transforming them into strategies for recovery, S. 1 bis 7).
Wird eine häufige Außerbetriebnahme notwendig, muss das Leitungssystem redundant
ausgeführt werden.
In Brauchwassersystemen und in Anlagen zur Förderung und Ableitung von Klär
schlammwässern, welche nach der Abtrennung der Feststoffe vom Klärschlamm anfal
len, ist der Einsatz verschiedenartiger chemischer Mittel, die Kalzium und Magnesium
chemisch binden und gleichzeitig von den sich bildenden Kristallen adsorbiert werden
und damit das Kristallwachstum hemmen, üblich. Dafür geeignet sind Natriumacrylat-
Acrylamid-Copolymere und andere Produkte, die Mischungen ähnlich wirkender Sub
stanzen darstellen, bekannt.
Diese Mittel können je nach Dosiermenge auf den Prozess der Klärschlammentwässe
rung einen Einfluss haben. Die Produkte oder deren Abbauprodukte werden vom
Schlamm adsorbiert. Die Wirkungen des bei der Klärschlammentwässerung
verwendeten Polyelektrolyts werden eingeschränkt, da die notwendige Adsorption des
Polyelektrolyts am Schlamm sterisch behindert wird.
Des Weiteren gelangen Produkte oder deren Abbauprodukte in den Schlammkreislauf
und binden Kalzium und Magnesium. Damit werden Fällungen von Magnesiumammo
niumphosphat, Kalziumphosphat und Kalziumkarbonat bereits im Faulturm verhindert.
Der für die Entwässerbarkeit des Faulschlamms notwendige anorganische Anteil höhe
rer Dichte als der organische Anteil wird vermindert. Um eine gleiche oder ähnliche
Entwässerbarkeit zu erreichen, muss dann mehr Polyelektrolyt eingesetzt werden.
Nachteilig hierbei ist, dass bei Anwendung dieser Mittel und bei Anwendung des Verfahrens
der biologischen Phosphatentfernung bei der Abwasserreinigung die Konzent
ration löslicher Phosphate im Faulschlammwasser erhöht wird.
Zur Verbesserung der Entwässerungsfähigkeit von Klärschlämmen sind verschiedene
Verfahren bekannt. Die meisten Verfahren beruhen auf den Einsatz von Metallsalzlö
sungen, meist Eisensalzlösungen, mit Kalk oder einer Kombination dieser Produkte mit
organischen Flockungshilfsmitteln (awt Abwassertechnik 1/1985 Daucher, H.-H., San
der, B. H. F.: Entwässerung von Klärschlämmen unter Verwendung von Polyelektrolyten,
S. 4 bis 8; Korrespondenz Abwasser; 6/1991 Wolf, P., Fuhrmann, L., Schmidt, C.-M.:
Versuche zur kombinierten Polymer-Kalk-Konditianierung vor der Faulschlamment
wässerung mit Kammerfilterpressen, S. 806 bis 810).
In der Veröffentlichung DE 40 25 063 A1 wird zur Verbesserung der Entwässerungsfä
higkeit von Schlämmen der Einsatz von Schichtsilikaten vorgeschlagen.
Nach der Schrift DE 196 29 723 C1 wird Klärschlamm mit Eisen-III-chlorid und Kalk
milch verrührt und anschließend vor Zugabe von Schichtsilikat mit Magnesiumsulfat bei
einem pH-Wert von mindestens 8 vermischt. Nach der Dosierung von Polyelektrolyt
wird der Schlamm bei einem pH-Wert von mindestens 8 in den Zentrifugen oder Pres
sen entwässert. Durch diese Verfahrensschritte soll die Entwässerungsfähigkeit des
Klärschlamms verbessert und der Schwermetallgehalt im Schlamm gesenkt werden.
Des Weiteren wird nach der DE 196 39 716 A1 Klärschlamm mit einer Eisen-II-salzlö
sung zusammen mit Säure und Wasserstoffperoxid vermischt. Der pH-Wert soll dabei
zwischen 2 und 6 betragen. Durch dieses Verfahren werden unerwünschte Gerüche
beseitigt und die Filtrierbarkeit der Schlämme verbessert.
In der Veröffentlichung DE 33 00 544 A1 wird Faulschlamm mit oxidierend wirkenden
Chemikalien, Wasserstoffperoxid, Peroxihydrate oder Permanganat, durch elektroche
mische Anhebung des Redoxpotentials sowie durch Begasung mit Luft oder reinem
Sauerstoff unter Zusatz von Ozon mit dem Ziel behandelt, die Entwässerungsfähigkeit
des Faulschlammes zu erhöhen.
Die bekannten Verfahren haben den Nachteil, dass Eisensalzlösungen und auch Kalk
verwendet werden. Der Zusatz dieser Stoffe erhöht nicht unerheblich den Schlamman
fall und damit die Entsorgungskosten. Der vorgeschlagene Einsatz von Säure, von
Wasserstoffperoxid und auch Ozon erhöht weiter die Kosten für die Dosieranlangen und
die Chemikalien.
Eine Veränderung des pH-Wertes wirkt auf die Entwässerungsfähigkeit der organischen
Matrix von Klärschlämmen. Niedrige pH-Werte, kleiner als 7, begünstigen die Entwäs
serungsfähigkeit. Hohe pH Werte, größer als 7,6, verschlechtern die Entwässerungsfä
higkeit. Durch den vermehrten Einsatz von anorganischen Chemikalien wie in der
DE 196 39 716 A1 vorgeschlagen, wird dieser Effekt kompensiert.
Die oxidative Behandlung mit Luft entsprechend der Schrift DE 33 00 544 A1 bewirkt
immer eine Erhöhung des pH Wertes, da gelöstes Kohlendioxid ausgestrippt wird. Wird
dabei die Dichte der anorganischen Matrix, durch Fällungen von schwerlöslichen Ver
bindungen aus dem Schlammwasser nur unwesentlich erhöht, kann die Entwässe
rungsfähigkeit sogar leicht schlechter werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Vermeidung und Beseitigung von In
krustationen in Anlagen zur Förderung und Ableitung von Flüssigkeiten, insbesondere
von Faulschlammwasser bei Veränderung der Zusammensetzung des Feststoffgehaltes
im entwässerten Faulschlamm und Senkung des Verbrauches von Hilfsstoffen bei der
Faulschlammentwässerung, anzugeben.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass in Fließrichtung vor der Faul
schlammentwässerung Kohlendioxid bei gleichzeitiger Dosierung von Metallsalzlösun
gen und Veränderung von Zusammensetzung der Feststoffe im Faulschlammwasser
entfernt wird.
Im Faulschlammwasser ist Hydrogenkarbonat in einer Konzentration von ungefähr
0,1 mol/l gelöst. Beim Zusatz von sauren Metallsalzlösungen wird der pH-Wert gesenkt.
Aus dem Hydrogenkarbonat wird entsprechend des pH-Wertes Kohlendioxid.
Die Entfernung des Kohlendioxids erfolgt unter Belüftung. Die Belüftung hat den Vorteil,
dass bei der bisher üblichen Kombination des Einsatzes saurer Eisenverbindungen mit
Kalk zur Verbesserung der Entwässerungsfähigkeit von Klärschlamm auf den Einsatz
von Kalk zur Anhebung des pH-Wertes verzichtet wird.
Die Belüftung erfolgt diskontinuierlich oder kontinuierlich in einem Behälter oder in Be
hälterkaskaden. Der Luftbedarf ist beim diskontinuierlichen Verfahren am niedrigsten,
da bei Beginn der Belüftung bei einem niedrigen pH-Wert die Kohlendioxidkonzentration
im Schlammwasser am höchsten ist. Der Gasaustausch zwischen Wasser und Luft findet
am Anfang, deshalb relativ schnell, statt. Von Nachteil ist die Emission von Schwe
felwasserstoff bei Beginn der Belüftung.
Bei einem kontinuierlichen Prozess in einem Behälter entspricht die Kohlendioxidkon
zentration im Zulauf der Kohlendioxidkonzentration vom Ablauf. Diese ist damit niedri
ger als bei einem diskontinuierlichen Prozess. Der Gasaustausch findet deshalb lang
samer statt. Die Folge ist ein höherer Luftbedarf. Emissionen von Schwefelwasserstoff
werden nicht gemessen. Der Nachteil des höheren Luftbedarfs wird bei der Belüftung in
Behälterkaskaden vermindert.
Als Metallsalzlösungen werden zwei- oder dreiwertige Eisensalze, Aluminiumsalze oder
Magnesiumsalze verwendet.
Nach der Faulschlammentwässerung wird anschließend vor oder nach den Stellen im
System, an welchen Erhöhungen des pH-Wertes stattfinden, bei laufendem Betrieb in
das Faulschlammwasser Säure dosiert.
Die dadurch erzielte Verminderung des pH-Wertes bewirkt, dass die Konzentration von
den an den Fällungsprozessen beteiligten Anionen wie Karbonationen, Hydro
genphosphationen, Phosphationen nicht ansteigt. Fällungen werden somit vermieden.
Bei geringfügig höherer Dosierung der Säure werden sogar vorhandene Inkrustationen
bei laufendem Betrieb der Anlage langsam aufgelöst.
Die notwendige Änderung des pH Wertes zur Vermeidung oder Auflösung von In
krustationen beträgt in den meisten Anwendungsfällen 0,05 bis 1,0 Einheiten des pH-
Wertes.
Bei der Dosierung wird für eine gute Vermischung der Säure mit den Wässern gesorgt.
Die notwendige Dosiermenge wird empirisch ermittelt, da eine Berechnung von Karbo
natgleichgewichten erst nach einer aufwendigen Analyse der Wässer möglich ist. Nur
bei kristallinen Fällungen, wie von Magnesiumammoniumphosphat im Faulschlamm
zentratwässern von Kläranlagen mit biologischer Phosphatentfernung, wird nach Ana
lyse der Konzentrationen von Magnesium, von ortho-Phosphat-Phosphor und von Am
moniumstickstoff bei unterschiedlichen Dosiermengen von Säure eine notwendige Do
siermenge mathematisch ermittelt.
Weitere Dosierstellen im Fließweg der Wässer sind notwendig, wenn nach längerer
Aufenthaltszeit in Zwischenspeichern Kohlendioxid erneut ausgast.
Die Einstellung des pH-Wertes bei der Belüftung durch Veränderung der Luftmenge
oder der Aufenthaltszeit hat Einfluss auf die Gesamtkosten der Kombination der Verfah
ren Belüftung und Dosierung von Säure in das Faulschlammwasser. Ein hoher pH-Wert
bei der Belüftung vermindert die Kosten bei der Säuredosierung, erhöht aber gleichzeitig
die Kosten bei der Belüftung und erhöht unter ungünstigen Umständen auch die
Kosten bei der Schlammentwässerung. Der optimale pH-Wert mit den niedrigsten Kos
ten wird deshalb empirisch ermittelt, da die Schlammeigenschaften bei der Entwässe
rung sowie die Höhe der Änderungen der pH-Werte bei der Schlammentwässerung und
bei der Förderung und Ableitung der Schlammwässer nur bedingt prognostizierbar sind.
Des Weiteren ist die pH-Werteinstellung von der Wertigkeit der Metallsalzlösungen ab
hängig. Bei dreiwertigen Metallsalzen liegt der pH-Wert im Bereich von 6,9 bis maximal
8 und bei zweiwertigen Metallsalzen liegt dieser im Bereich von 7,4 bis maximal 8.
Zur Erhöhung des pH Wertes durch Belüftung werden bei zu geringer
Hydrogenkarbonatkonzentration zusätzlich Karbonate und/oder Hydrogenkarbonate
dosiert.
Die Art und Menge der Säuredosierung ist abhängig von der Anwendung des erfin
dungsgemäßen Verfahrens in Bezug auf die Bestimmung der Flüssigkeiten, die sowohl
Faulschlammwasser-, Trink- und Brauchwasser sind.
Alternativ wird die Belüftung des Faulschlammes mit einem Verfahren der Druckent
spannung des Faulschlammes zur Senkung der Kosten bei der Belüftung kombiniert.
Das Verfahren der Druckentspannung weist jedoch einige Nachteile auf.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dadurch bestimmt,
dass die Verfahrensschritte vor oder nach der Faulschlammentwässerung auch
getrennt durchgeführt werden.
Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind, die Erhöhung der Dichte des anorga
nischen Anteils im Faulschlamm durch Fällungen aus dem Schlammwasser und oder
Umfällungen am Schlamm zur Verbesserung der Entwässerbarkeit des Faulschlam
mes, die Umsetzung löslicher und unlöslicher Sulfide im Schlammwasser und im Fest
stoff zu Schwefelverbindungen höherer Oxydationsstufe mit dem Ziel der Verminderung
der Emission von Schwefelwasserstoff aus dem entwässerten Schlamm und dem
Schlammwasser; die Umsetzung von Eisen-II-verbindungen im Schlammwasser und im
Schlamm zu Eisen-III-verbindungen mit dem Ziel der Senkung der Konzentration lösli
cher Phosphate im Schlammwasser und die Einstellung eines für die Entwässerbarkeit
des Faulschlammes optimalen pH Wertes durch Änderung der Luftmenge und oder der
Aufenthaltszeit.
Die Erfindung soll nachstehend anhand der folgenden Beispiele, die sich durch die
Herkunft des Faulschlammes unterscheiden, beschrieben werden:
Der Faulschlamm wird unter Zusatz einer Lösung von Eisensalzen belüftet. Der pH-
Wert beträgt vorzugsweise 6,9 bis 7,5. Bei Bildung von Magnesiumammoniumphosphat
wird der Schlamm unter Dosierung von 10 mol bis 15 mol löslicher Magnesiumverbin
dungen je m3 Faulschlamm belüftet. Der pH-Wert beträgt vorzugsweise 7,5 bis 8. Da
die Fällungsprozesse und Umfällungsprozesse zeitabhängige Reaktionen sind, wird der
Schlamm etwa 2 bis 4 Stunden lang belüftet.
Dadurch wird die Entwässerungsfähigkeit des Faulschlamms verbessert und die Emis
sion von Schwefelwasserstoff vermindert.
Der Faulschlamm wird gegebenenfalls unter Zusatz einer Lösung von Eisensalzen be
lüftet. Der pH-Wert beträgt vorzugsweise 6,9 bis 7,5. Die Belüftung bewirkt, dass Sulfide
zu Schwefelverbindungen höherer Oxydationsstufe umgesetzt werden. Gleichzeitig
werden Eisen-II-verbindungen zu Eisen-III-verbindungen oxidiert. Deshalb werden im
Schlammwasser gelöste Phosphate als Eisenphosphat gefällt. Wenn sich im Prozess
der Faulung amorphe Kalziumphosphate geringer Dichte bilden, werden diese somit zu
Kalziumkarbonat und Eisenphosphat umgefällt. Damit wird ebenfalls die Entwässe
rungsfähigkeit des Faulschlammes verbessert und die Emission von Schwefelwasser
stoff vermindert.
Die Phosphate sind im Faulschlamm als amorphe Kalziumphosphate und Magnesi
umammoniumphosphat gebunden. Dieser Faulschlamm ist schlecht entwässerbar, da
der Anteil amorpher Kalziumphosphate geringer Dichte überwiegt. Der Faulschlamm
wird deshalb unter Dosierung von ca. 10 mol bis 15 mol gelöster Magnesiumverbindun
gen je m3 Faulschlamm belüftet. Die sich dabei am Schlamm bildenden Magnesi
umammoniumphosphatkristalle besitzen eine höhere Dichte als amorphe Kalziumphos
phate. Bei Anwendung von Verfahren der Schwerkraftentwässerung wird deshalb die
Entwässerungsfähigkeit verbessert. Wegen der Drainagewirkung dieser Kristalle wird
auch die Entwässerungsfähigkeit bei Anwendung von Verfahren der Filtration verbes
sert. Zur Umfällung der Kalziumphosphate zu Kalziumkarbonat und Magnesiumammo
niumphosphat ist die Anwendung der angegebenen Mindestdosierung notwendig. Der
pH-Wert beträgt vorzugsweise 7,5 bis 8. Der Schlamm wird dabei etwa 4 bis 6 Stunden
belüftet.
Alternativ werden die Kalziumphosphate unter Belüftung auch mit Eisen- und Alumini
umverbindungen zu Metallphosphaten und Kalziumkarbonat umgefällt. Die Entwässe
rungsfähigkeit wird dabei aber erfahrungsgemäß nicht so gut verbessert, wie bei der
Umfällung zu Magnesiumammoniumsphosphat und Kalziumkarbonat. Von Vorteil ist bei
der Dosierung von gelösten Magnesiumverbindungen auch der geringere zusätzliche
Schlammanfall als bei Anwendung von Eisen- und Aluminiumverbindungen.
Die Emission von Schwefelwasserstoff wird vermindert.
Bei der Gewinnung von Phosphaten aus dem Schlammwasser von Kläranlagen mit bio
logischer Phosphatentfernung werden diese vor der Faulung aus dem Schlammwasser
des angefaulten Überschussschlammes nach Abtrennung der Feststoffe gefällt, da
dann die Kalziumverbindungen in der anorganischen Matrix des Faulschlammes wei
testgehend aus Kalziumkarbonat und nicht aus dem amorphen Kalziumphosphat gerin
ger Dichte bestehen. Zur Umfällung geringer Mengen von Kalziumphosphaten wird der
Faulschlamm vor der Entwässerung in bekannter Weise behandelt.
Wenn die Erhöhung des pH-Wertes des Schlammwassers des angefaulten
Überschusschlammes nach Dosierung von Magnesiumsalzlösungen zur Fällung der
Phosphate wegen der zu geringen Hydrogenkarbonatkonzentration durch Belüftung
nicht möglich ist, werden zusätzlich gelöste Karbonate oder Hydrogenkarbonate unter
Belüftung dosiert.
Nach Inbetriebnahme eines Klärwerkes mit biologischer Phosphatentfernung inkrustiert
eine Leitung für Faulschlammzentrat infolge eines Anstiegs des pH-Wertes um unge
fähr 0,02 bis 0,05 Einheiten des pH Wertes im Ansaugbereich einer Faulschlamm
zentratförderpumpe durch hartes kristallines Magnesiumammoniumphosphat so, dass
die Förderleistung der Pumpe innerhalb von ungefähr drei Wochen von 60 m3/h auf 15 m3/h
vermindert wird. In den Pumpensumpf der Pumpe wird eine Dosierung von
ungefähr 0,15 l 37,5%iger Schwefelsäure je m3 Faulschlammzentrat notwendig. Im
Zentratablauf der Faulschlammzentrifuge des gleichen Klärwerkes wird die Dosierung
von ungefähr 0,6 l 37,5%iger Schwefelsäure je m3 Faulschlammzentrat nötig, um In
krustationen von Magnesiumammoniumphosphat zu vermeiden. Eine Belüftung des
Faulschlammes wird nicht installiert.
Die Konzentration der gelösten Phosphate im Faulschlammwasser beträgt nach wie vor
etwa 150 mg/l,. Eine Erhöhung der Konzentration im Ergebnis der Säuredosierung wird
nicht festgestellt.
Nach Inbetriebnahme eines Klärwerkes mit biologischer Phosphatentfernung inkrustie
ren die Leitungen und Pumpen für die Faulschlamm- und Faulschlammzentratförde
rung. Zur Vermeidung dieser Inkrustationen werden organische Inkrustationshemmer
auf Basis von Polyacrylaten dosiert. Im Faulschlammwasser steigt die Konzentration
der gelösten Phosphate von 150 mg/l, auf Werte bis zu 300 mg/l, infolge der Bindung von
Kalzium und Magnesium durch die organischen Verbindungen. Bei der Faulschlamm
entwässerung in Zentrifugen wird 14 kg Wirksubstanz Polyelektrolyt je t Trockenrück
stand Faulschlamm dosiert, um einen entwässerten Faulschlamm von ungefähr 25%
bis 26% Trockenrückstand zu erhalten.
Nach der Installation einer Belüftungsanlage in einen vorhandenen Faulschlammbe
hälter zur Erhöhung des pH-Wertes mit dem Ziel der Verminderung des Bedarfs an or
ganischen Inkrustationshemmern wird die Entwässerungsfähigkeit nicht verbessert. Die
Umfällung der Kalziumphosphate zu Magnesiumammoniumphosphat und Kalziumkar
bonat bei Dosierung von 1 kg bis 1,5 kg Magnesiumchlorid als Lösung je m3 Faul
schlamm verringert den Bedarf an Polyelektrolyt bei der Faulschlammentwässerung in
der gleichen Zentrifuge auf einen Wert von 6,5 kg bis 7 kg je t Trockenrückstand Faul
schlamm. Der Trockenrückstand im entwässerten Faulschlamm steigt auf Werte von
28% bis 29%.
Ein Verzicht auf den Einsatz der organischen Inkrustationshemmer verbessert die Ent
wässerungsfähigkeit weiter, da aus den organischen Kalzium- und Magnesiumverbin
dungen anorganische Verbindungen höherer Dichte werden.
Claims (8)
1. Verfahren zur Vermeidung und Beseitigung von Inkrustationen bei der Förderung und
Ableitung von Flüssigkeiten, insbesondere Faulschlammwasser,
dadurch gekennzeichnet, dass
in Fließrichtung vor der Faulschlammentwässerung Kohlendioxid bei gleichzeitiger
Dosierung von Metallsalzlösungen und Veränderung der Zusammensetzung der
Feststoffe im Faulschlammwasser entfernt und anschließend nach der Faul
schlammentwässerung vor und nach den Stellen im System, an welchen Erhöhun
gen des pH-Wertes stattfinden, Säure bei laufendem Betrieb dosiert wird.
2. Verfahren nach dem Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Entfernung des Kohlendioxids unter Belüftung im Behälter oder in Behälterkas
kaden kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Metallsalzlösungen zwei- oder dreiwertige Eisensalze, Aluminiumsalze oder
Magnesiumsalze verwendet werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die pH Werteinstellung in Abhängigkeit von der Wertigkeit der Metallsalze sowie der
Luftmenge und des Aufenthaltszeitraumes im Behälter und in den Behälterkaskaden
durchgeführt wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei dreiwertigen Metallsalzen der pH-Wert im Bereich von 6, 9 bis maximal 8 und bei
zweiwertigen Metallsalzen der pH-Wert im Bereich von 7, 4 bis maximal 8 eingestellt
wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Erhöhung des pH-Wertes durch Belüftung bei zu geringer Hydrogenkarbonat
konzentration zusätzlich Karbonate und/oder Hydrogenkarbonate dosiert werden.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Aufenthaltszeitraum im Behälter oder in den Behälterkaskaden mindestens 30
Minuten beträgt.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verfahrensschritte vor oder nach der Faulschlammentwässerung getrennt durch
geführt werden.
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DE (1) | DE10112934B4 (de) |
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