Verfahren zum Reinigen von Abwässern und/oder zum Eindicken von Klärschlamm
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Abwässern und/oder zum Eindicken
des dabei anfallenden Klärschlammes unter Verwendung von synthetischen organischen
Flockungsmitteln.Process for cleaning sewage and / or for thickening sewage sludge
The invention relates to a method for cleaning waste water and / or for thickening it
of the resulting sewage sludge using synthetic organic
Flocculants.
Es ist vielfach bekannt, Abwasser oder Klärschlamm, der noch einen
hohen Wasseranteil besitzt, Filterhilfsmittel zuzusetzen, um das Ausfällen und Agglomerieren
der Fremdstoffe zu intensivieren. Diese Filterhilfsmittel lagern sich den in Form
feinstverteilter Feststoffflocken ausgefällten Fremdstoffen an und vergrößern diese
derart, daß die zur mechanischen Trennung von Wasser und Feststoffen vorgesehenen
Filteranlagen rationeller ausgenutzt werden können und gleichzeitig ein besserer
Reinigungsgrad erzielt wird. Früher verwendete man als Filterhilfsmittel meist anorganische
Mittel, wie Asche od. dgl., sowie natürlich vorkommende organische Verbindungen,
die jedoch zu schmierigen Schlämmen führen.It is well known that sewage or sewage sludge is another one
has a high water content, add filter aids to prevent precipitation and agglomeration
intensify the foreign matter. These filter aids are stored in the form
finely distributed solid flakes on precipitated foreign matter and enlarge them
such that those provided for the mechanical separation of water and solids
Filter systems can be used more efficiently and at the same time a better one
Degree of purification is achieved. In the past, inorganic filter aids were mostly used
Means such as ash or the like, as well as naturally occurring organic compounds,
which, however, lead to greasy sludge.
Die modernen synthetischen organischen Flokkungsmittel sind zumeist
carboxyl- und/oder amidgruppenhaltige Polymerisate, die auf Grund elektrostatischer
Vorgänge die feinverteilten, kleinen Schlammflocken rasch zu größeren Flocken zusammenschließen,
welche sich auf Grund ihres höheren spezifischen Gewichtes absetzen und einen Teil
des Wassers freigeben. Aber auch diese Schlämme haben immer noch einen so hohen
Wasseranteil, daß eine mechanische Trennung von Wasser und Feststoffen mit Hilfe
von Filteranlagen erfolgen muß, ehe an eine Weiterbehandlung des eingedickten Schlammes
- insbesondere einen Transport - zu denken ist. Auch die modernen Flockungsmittel
tragen demnach nur dazu bei, die für eine bestimmte Feststoffmenge erforderliche
Filterkapazität zu verringern; das umständliche, teure und zeitraubende Filtrieren
der Schlamm-Wasser-Gemische aber bleibt grundsätzlich bestehen.The modern synthetic organic flocculants are mostly
carboxyl and / or amide group-containing polymers, which due to electrostatic
Processes quickly combine the finely divided, small flakes of sludge into larger flakes,
which settle due to their higher specific weight and a part
release of the water. But even these sludges still have such a high level
Water content that a mechanical separation of water and solids with the help
must be done by filter systems before further treatment of the thickened sludge
- especially a transport - is to be considered. Even the modern flocculants
therefore only contribute to the amount required for a certain amount of solids
Reduce filter capacity; cumbersome, expensive and time-consuming filtration
the sludge-water mixture, however, remains in principle.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht demgegenüber darin,
in einem Zuge das Abwasser zu reinigen und den Schlamm einzudicken, derart, daß
die Filtration ganz und gar überflüssig wird. Das Abscheiden der Feststoffe vom
Wasser, ihre Sedimentation sowie die Zusammenballung und Verfestigung der sedimentierten
Feststoffteilchen sollen in kurzer Zeit vor sich gehen und das geklärte Wasser durch
bloße Dekantation abgezogen werden können.The object on which the invention is based is, on the other hand,
to purify the wastewater and thicken the sludge in one go, such that
there is no need for filtration at all. The separation of the solids from the
Water, its sedimentation and the agglomeration and solidification of the sedimented
Solid particles should pass in a short time and the clarified water through
mere decantation can be deducted.
Dies wird bei einem Verfahren der eingangs geschilderten Art erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß dem Abwasser oder dem bereits ausgefällten Klärschlamm Beschwerungsmittel,
die gleichzeitig als Bindemittel wirken, z. B. Zement oder Gips, und anschließend
erneut synthetische organische Flokkungsmittel zugesetzt werden. Die vorzugsweise
mineralischen Beschwerungsmittel erhöhen das spezifische Gewicht der bereits infolge
der ersten Flockungsmittelzufuhr vergrößerten Flocken weiter und steigern somit
ihre Absetzgeschwindigkeit: Ihre Wirkung als Bindemittel steigert in vorteilhafter
Weise den Zusammenhalt der Flocken. Die erfindungsgemäß vorgesehene zweite Flockungsmittelzufuhr
führt dann überraschenderweise zu einer plötzlichen Zusammenballung des durch Ausflockung
und Beschwerung abgesetzten, aber immer- noch flüssigen und leicht wieder aufwirbelbaren
Schlammes. Fast schlagartig schließen sich die Feststoffflocken, die immer noch
ein erhebliches Volumen einnehmen, zu wasserabweisenden Feststoffklumpen zusammen,
welche sich auf einfachste Weise vom Wasser trennen und wie jeder andere plastische
Festkörper handhaben lassen. Der entstehende Bodenkörper kann daher, so wie er anfällt,
gut manipuliert und beispielsweise auf Halde gelegt werden.This is carried out according to the invention in a method of the type described at the outset
achieved by adding weighting agents to the wastewater or the already precipitated sewage sludge,
which also act as binders, e.g. B. cement or plaster, and then
synthetic organic flocculants can be added again. The preferably
mineral weighting agents increase the specific weight of the already as a result
the first flocculant feed, the flakes further enlarged and thus increased
their settling rate: their effect as a binding agent increases in a more advantageous manner
Way the cohesion of the flakes. The second flocculant supply provided according to the invention
then surprisingly leads to a sudden agglomeration of the flocculation
and weight loss, but still fluid and easily resuscitated
Mud. The solid flakes that are still closing close almost suddenly
occupy a considerable volume, together to form water-repellent solid lumps,
which can be separated from the water in the simplest possible way and, like any other, plastic
Have solids handled. The resulting soil can therefore, as it occurs,
be manipulated well and, for example, put on heap.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht wegen des Fortfalls der
Filtration die Verwendung billiger, aber zu voluminösen Schlämmen führender Neutralisationsmittel,
wenn die im Wasser gelösten Fremdstoffe zunächst ausgefällt werden müssen. Man kann
beispielsweise zu Kalk zurückkehren, der schon früher im Falle sauren Abwassers
als Fallmittel verwendet wurde, heute aber im allgemeinen verpönt ist, weil die
dabei anfallenden großen Schlammengen eine entsprechende Filtrierkapazität erfordern.
Falls die Ausfällung der im Wasser gelösten Fremdstoffe in einem Zuge mit dem erfindungsgemäßen.Verfahren
vorgenommen wird, kann die Beschwerung bereits
im Rahmen der Neutralisation
erfolgen. Gegebenenfalls trägt das $eschwerungsmittel, z. B. Zement, zur Neutralisation
bei; während ein neutral reagierendes Beschwerungsmittel, wie Gips, dann bevorzugt
wird, wenn keine Änderung des pH-Wertes des Abwassers bzw. Schlammes erwünscht ist.
Letzteres dürfte vornehmlich dann zutreffen, wenn die Reinigung des Abwassers von
mitgeführten festen Schmutzteilchen beabsichtigt ist.The inventive method allows because of the omission of
Filtration the use of cheap neutralizing agents that lead to bulky sludge,
when the foreign substances dissolved in the water first have to be precipitated. One can
for example, return to lime, which was earlier in the case of acidic wastewater
was used as a fall arrest device, but is generally frowned upon today because the
the resulting large amounts of sludge require an appropriate filtering capacity.
If the foreign substances dissolved in the water are precipitated in one go with the method according to the invention
is made, the weighting can already be
as part of the neutralization
take place. If necessary, the weighting device, e.g. B. cement, for neutralization
at; while a neutral weighting agent such as plaster of paris is preferred
if no change in the pH value of the wastewater or sludge is desired.
The latter is likely to apply primarily when cleaning the wastewater from
entrained solid dirt particles is intended.
Als Flockungsmittel werden die bereits erwähnten, in der Literatur
vielfältig beschriebenen organischen Verbindungen verwendet, bei denen es sich um
synthetisch erzeugte, hochmolekulare Polymerisate handelt, die zumeist carboxyl-
und amidgruppenhaltig sind. Es hängt vom Einzelfall ab, ob für die erfindungsgemäß
vorgesehene erneute Zugabe von Flockungsmitteln dieselbe Substanz wie bei der ersten
Zugabe oder eine andere verwendet wird. Es können in jedem Falle auch Mischungen
der einzelnen Flockungsmittel angewendet werden. Von besonderem Vorteil ist, daß
die Menge des Flockungsmittels bei der zweiten Zugabe nur nach der Menge des bereits
von dekantiertem überschußwasser befreiten und somit schon weitgehend entwässerten
Schlammes bestimmt zu werden braucht; man kann auf diese Weise beträchtlich an teurem
Flockungsmittel sparen.The already mentioned in the literature are used as flocculants
variously described organic compounds used, which are
synthetically produced, high molecular weight polymers, most of which are carboxyl-
and contain amide groups. It depends on the individual case whether for the invention
If new flocculants are to be added, the same substance as in the first one
Addition or another is used. Mixtures can also be used in any case
of the individual flocculants are used. It is of particular advantage that
the amount of flocculant for the second addition only depends on the amount of the already
freed from decanted excess water and thus already largely dehydrated
Sludge needs to be determined; one can get considerably more expensive in this way
Save flocculants.
Die Flockungsmittel werden im übrigen vorzugsweise in Form einer wäßrigen
Lösung zudosiert, und zwar zweckmäßig in Abhängigkeit von der Feststoff-Trockensubstanz
des Schlammes. Beispiel Ein salzsaures Spülwasser aus einer Metallbeizerei mit den
hierunter wiedergegebenen Eigenschaften wurde auf die folgende Weise behandelt:
Spülwasser
pH-Wert ........................ 1,70
m-Azidität (mval/1) .............. 123
Eisen(11) (Fe, mg/1) .............. 281
Eitsen(IIn (Fe, mg/l) ............. 820
Chrom (Cr, mg/l) ................ 100
Nickel (Ni, mg/1) ................. 50
Chlorid (Cl, mg/1) ................ 4600
Fluorid (F, mg/l) ................ 253
Nitrat (NO., mg/1) ............... 12
Phosphat (P04, mg/1) ............. 0,8
Zunächst wurde das saure Spülwasser mit Kalkhydrat neutralisiert. Dem anfallenden
Neutralisationsschlamm wurde ein bekanntes hochmolekulares synthetisches Flockungsmittel,
das aus einem carboxylgruppenhaltigen Polymerisat bestand, in hoher Verdünnung zugegeben.
Dadurch bildeten sich große Flocken, die das Schlammvolumen schnell auf etwa 30%
des ursprünglichen Volumens verringerten; das überschußwasser wurde dekantiert.
Im zurückbleibenden Schlamm befanden sich die Flocken im restlichen Wasser in der
Schwebe, d. h., ihr spezifisches Gewicht war zu gering, als daß sie sich zu einem
Bodenkörper absetzten.In addition, the flocculants are preferably metered in in the form of an aqueous solution, expediently depending on the dry solids substance of the sludge. Example A hydrochloric acid rinsing water from a metal pickling plant with the properties given below was treated in the following way: Rinse water
pH value ........................ 1.70
m-acidity (mval / 1) .............. 123
Iron (11) (Fe, mg / 1) .............. 281
Eitsen (IIn (Fe, mg / l) ............. 820
Chromium (Cr, mg / l) ................ 100
Nickel (Ni, mg / 1) ................. 50
Chloride (Cl, mg / 1) ................ 4600
Fluoride (F, mg / l) ................ 253
Nitrate (NO., Mg / 1) ............... 12
Phosphate (P04, mg / 1) ............. 0.8
First, the acidic rinsing water was neutralized with hydrated lime. A known high molecular weight synthetic flocculant, which consisted of a polymer containing carboxyl groups, was added in high dilution to the neutralization sludge obtained. This resulted in the formation of large flocs which quickly reduced the volume of the sludge to about 30% of the original volume; the excess water was decanted. In the remaining sludge, the flakes were in suspension in the remaining water, that is, their specific gravity was too low for them to settle into a sediment.
Diesem Schlamm wurde daraufhin Zement als Beschwerungsmittel zugegeben,
worauf sich sein Volumen auf etwa 140/a des ursprünglichen Volumens verringerte
und ein weiterer Teil des Wassers dekantiert werden konnte. Dem restlichen Schlamm
wurde das vorgenannte Flockungsmittel, jedoch in höherer Konzentration, erneut zugegeben.
Das Flockungsmittel wurde von den Flocken rasch adsorbiert, und die Flocken schlossen
sich zu einem festen Bodenkörper zusammen. Bei leichtem Bewegen des Bodenkörpers,
beispielsweise durch Rollen, verfestigte sich dieser unter Abgabe von noch enthaltenem
Wasser zu einer stichfesten, wasserabweisenden und im Wasser unlöslichen kompakten
Masse.Cement was then added to this sludge as a weighting agent,
whereupon its volume decreased to about 140 / a of the original volume
and another part of the water could be decanted. The rest of the mud
the aforementioned flocculant was added again, but in a higher concentration.
The flocculant was rapidly adsorbed by the flakes and the flakes closed
together to form a solid body of soil. If you move the floor body slightly,
for example by rolling, this solidified with the release of what was still contained
Water to a solid, water-repellent and water-insoluble compact
Dimensions.
Die Analysen des nach dem vorgeschriebenen Verfestigungsverfahren
erhaltenen Schlammes und des dekantierten gereinigten Wassers, die im nachfolgenden
angegeben werden, lassen erkennen, daß das gereinigte Wasser den derzeitigen Vorschriften
entsprechend vorflutreif ist, und der anfallende Schlamm ohne weiteres auf Halde
gelegt werden kann:
Dekantiertes Wasser
pH-Wert ........................ 8,20
Gesamt Eisen (mg/1) ............. 0,17
Chrom (Cr, mg/l) ................ 0
Nickel (Ni, mg/1) ................. 0
Calciumchlorid (CaC12, mg/1) ...... 3515
Chlorid (Cl, mg/1) ................ 3300
Phosphat (P04 mg/1) ............. 0
Sulfat (S041 mg/') ................ 21
Calcium (Ca, mg/1) ............... 1269
Feststoffe (mg/1) ................. 75
Schlamm, feucht
pH-Wert ........................ 8,20
Gesamt-Eisen
(0% in Trockensubstanz) ........ 6;0
Chrom
(% in Trockensubstanz) ...... .. 0,07
Nickel
(% in Trockensubstanz) ........ 0,63
Fluorid
(°/o in Trockensubstanz) ........ 0,28
Trockensubstanz (%) ............. 85,3
The analyzes of the sludge obtained according to the prescribed solidification process and the decanted purified water, which are specified below, show that the purified water is ready for submersion in accordance with the current regulations, and that the sludge produced can be dumped without further ado: Decanted water
pH value ........................ 8.20
Total iron (mg / 1) ............. 0.17
Chromium (Cr, mg / l) ................ 0
Nickel (Ni, mg / 1) ................. 0
Calcium chloride (CaC12, mg / 1) ...... 3515
Chloride (Cl, mg / 1) ................ 3300
Phosphate (P04 mg / 1) ............. 0
Sulphate (S041 mg / ') ................ 21
Calcium (Ca, mg / 1) ............... 1269
Solids (mg / 1) ................. 75
Mud, damp
pH value ........................ 8.20
Total iron
(0% in dry matter) ........ 6; 0
chrome
(% in dry matter) ...... .. 0.07
nickel
(% in dry matter) ........ 0.63
fluoride
(° / o in dry matter) ........ 0.28
Dry matter (%) ............. 85.3