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Verfahren zur Klärschlamm-Entwässerung.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klärschlamm-Entwässerung
durch Ausfiocken der Feststoffe und anschliessender Vakuum- oder Druckfiltration
unter Anwendung von Filtrierhilfsmitteln, mittels welchem eine wirtschaftliche Aufbereitung
insbesondere feststoffarmer Schlämme ermöglicht: wird.
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Ein erhebliches Problem bei der Abwasserbehandlung besteht in der
Beseitigung der im Laufe der Abwasserbehandlung aus dem Abwasser abzutrennenden
Feststoffe, welche in Form hoch wasserhaltiger Schlämme anfallen, wobei die Wassergehalte
von Frischschlamm über Belebtschlamm bis zum vaulschlamm ca, 99 % bis ca, 9o % betragen.
Für eine wirtschaftlicke Beseitigung dieser Schlämme ist in den meisten Fällen eine
Verminderung des Wassergehaltes zur Erniedrigung des Schlammvolumens erforderlich.
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Zur Reduzierung des Wassergehaltes bedient man sich der Eindickung,
der Entwässerun und der Trocknung. Der Wassergehalt des ausgefaulten Klärschiammes
aus kommunalen Abwässern lässt sich durch Eindickung bis auf etwa 85 - 90 %, durch
Entwässerung je nach dem angewandten Verfahren bis auf etwa 40 - 75 % und durch
Trocknung bis auf ca. 30 - 4a ffi und noch weiter reduzieren. Bei frischem, reinem
Belebr'schlamm aus biologischen Industriekläranlagen ist die durch Eindicken und
Entwässern erreichbare Reduzierung des Wassergehaltes wesentlich geringer.
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Es ist bekannt, dass man Faulschlamm mit den üblichen l?eststoffgehalten
zwiscEIen 4 und lo Gew, % soviel Torf beigibt, bis alle Flüssigkeit vom Torf anfgenommen
worden ist unci man
ein festes Endprodukt erhalt, das als Ilumus-dünger
in den Handel gebracht wird. Wenn auch Torf bis zum vierfachen seines Gewichtes
an Wasser aufnehmen kann, so benötigt man doch grosse Mengen an Torf, d.h. 25 Gew.
% des Wasseranteiles, um -den Faulschlamm zu entwässern. Es ist natürlich keine
echte Entwässerung, denn das gesamte Wasser des Schlammes ist immer noch im Endprodukt
enthalten.
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Klärschlamm wird deshalb im allgemeinen durch Vakuum- oder Druckfiltration
entwässert, um ein Produkt zu erhalten, welches dann zu Humus weiterverarbeitet
oder nach Trocknung der Verbrennung zugeführt werden kann.
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Vakuumfilter für die Klärschlammentwässerung werden in der Regel in
Form von Vakuumtrommelfiltern ausgeführt, bei denen sich der Schlamm auf der Oberfläche
des in eisen Trog eingetauchten, sich langsam um seine Achse drehenden Trommelfilters
abscheidet. Das durch die poröse Filterbespannung in das Innere der Filtertrommel
durchtretende Schlatimwasser geh-t in den Kläranlagenzulauf zurück. Der Schlamm
bildet auf der Filteroberfläche einen Filterkuchen, welcher bis zu 3 - 4 mm Stärke
erreichen muss, um durch Schaber abgestreift oder durch mit dem Filtertuch umlaufende
Schnüre abgehoben werden zu können. Bei den meisten Schlämmen muss deshalb die Filtrierbarkeit
durch Zusatz von Flockungsmitteln verbessert werden.
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Bei Klärschlamin aus mechanischen und biologischen Kläranlagen setzt
man Eisensalze und Kalk zu. Für die Filtration von Faulschlamm betragen die erforderlichen
Flockungsmittelmengen /3 ca. R - lo kg Eisenchlorid/m3 @@@@@@@@@@@@@@@@ Filtration
von frischem Belebtschlamm sind wesentlich höhere Kalkzusätze von 0,3 - 1,5 Gewichtsteilen
Kalkhydrat je Gewichtsteil Schlammtrockensubstanz erforderlich.
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Andere bekannte Verfahren arbeiten anstelle der Direktfiltration durch
das Filtergewebe mit einer Filterhilfsschieht, ile bei
der Entwässerung
von Abwas.erschlärnmen aus Holzmehl oder Aschetilchen besteht. Der sich auf der
Filterhilfsschicht anlagernde Schlamm wird zusammen mit dem obersten Teil dieser
Schicht durch Schälmesser abgehoben.
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Kammerfilterpressen haben durch den hohen Druck eine gute Entwässerungswirkung.
Schwer filtrierbaren Schlämmen, welche die heute meist aus Kunstfasern hergestellten
Filtertüche verstopfen könnten, müssen aber auch hier Filterhilfsmittel zugesetzt
werden. Eine Verstopfung der Filtertücher kann durch Vorfiltration von Asche zu
Bildung einer Filterhilfsschicht vermieden werden.
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Nachteilig fällt bei beiden Entwässerungsinethoden, insbesondere bei
Anwendung auf feststoffarme Schlämme, jedoch ins Gewicht, dass einmal grosse Mengen
an Flockungsmittel benötigt werden oder bei Verwendung von Asche als Filtrierhilfsschicht
schwer brennbare oder nur sehr beschränkt als IIumusdanger verwendbare Endprodukte
anfallen.
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Der Erfindung lag daher die Aufgabenstellung zugrunde, ein Verfahren
zur Klärschlammentwässerung durch Aus flocken der Feststoffe und anschliessender
Vakuum- oder Druckfiltration unter Verwendung von Filtrierhilfsmitteln anzugeben,
welches einerseits eine wirtschaftliche Aufbereitung feststoffarmer Schlämme bei
grosser Filterleistung und hoher Feststoffausbeute unter Zusatz relativ geringer
Mengen an Flockungsmitteln ermöglicht und andererseits zu verbrennbaren oder als
Humusdünger verwertbaren Endprodukten führt.
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Das Kennzeichnende der Erfindung wird darin gesehen, dass dem Klärschlamm
als Filtrierhilfsinittel bis zu lo Gew. qo, vorzugsweise 2,5 Gew. , Torf zugesetzt
wird.
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Man benötigt erfindungsgemäss eine wesentlich geringere Menge an Torf
und Flockungsmitteln als bei den bekannten Methoden, erhält aber trotzdem eine an
Bodenverbesserungsmittel konzentrierteres Produkt.
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Der kommunale Slärschlamm, welcher in Form von Frisch-, Belebt- oder
Faul schlamm vorliegen kann, wird zur Beseitigung der Kolloide geflockt. Gleichzeitig
mit, dem i?lockungsmittel setzt man Torf zu und entwässert den so vorbehandelten
Schlamm durch Vakuum- oder Druckfiltration.
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Der Filterkuchen wird dann entweder zu Humusdünger weiterverarbeitet,
indem man ihn pasteurisiert oder trocknet, um ihn keimfrei zu machen, oder er wird
verbrannt, wobei der Torf als nützlicher Brennstoff in die Wärmebilanz eingeht.
Die nützlichere Art der Verwertung des torfhaltigen Filterkuchens ist natürlich
der Einsatz in der Landwirtschaft, denn das nach dem erfindungsgemässen Verfahren
anfallende Endprodukt ist sowohl infolge des Klärschlammfeststoffanteiles wertvoller
als Torf einerseits als auch als Klärschlamm andererseits.
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Das erfindungsgemässe Verfahren bietet noch die Vorteile, dass es
auf die Entwässerung aller anfallenden Schlämme angewandt werden kann und dass die
Dosielnenge an Flockungsmitteln ohne Einbusse an Filterleistung verringert werden
kann. Ferner erhöht sich bei vorgewählter Flockungsmittelmenge durch Mitverwendung
von Torf die Filterleistung, ausgedrückt in kg reinem Schlammfeststoff/m²h.
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Die Filtration feststoffarmer Schlämme auf einem Vakuumtrommelfilter
wird überhaupt erst möglich durch einen dickeren Filterkuchen. Ein Originalfilterkuchen
ohne Torfzusatz wäre zu dünn, um durch Druckluft und Schaber abgenommen werden zu
können.
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In den folgenden Beispielen werden die genannten Vorteile an Hand
von Ergebnissen aus Vergleichsversuchen wiedergegeben.
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Beispiel 1: Ein Faulschlamm mit 4,5 % TS (Feststoffgehalt) wurde mit
10 kg/m3 Aluminiumchlorhydrat geflockt und durch Vakuumfiltration entwässert: Die
Filterkuchenstärke-betrug nur 2,5 bis 3 mm, welche für einen Betriebsfilter, dessen
Kuchenabnahme durch Druckluft und Schaber erfolgt, zu gering ist.
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Durch Zusatz von 25 kg/m3 Torf, bei sonst gleichen Bedingungen, erhöhte
sich die Kuchenstärke auf 5 mm, wobei die Filterleistung, bezogen auf den eigentlichen
Schlamm feststoff, sogar geringfügig zunahm.
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Beispiel 2: Ein Faulschlamm mit 4,5 % wurde mit lo kg/m3 Aluminiumchlorhydrat
und 20 kg/m3 Kalkhydrat geflockt und durch Vakuumfiltration entwässert: Die Filterkuchenstärke
betrug 5 mm, die Filterleistung 20,5 kg TS/m²h.
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Der gleiche Schlamm wurde dann mit 3 kg/m3 Aluminiumchlorhydrat und
10 kg/m3 Kalkhydrat sowie 25 kg/m3 Torf geflockt und durch Vakuumfiltration entwässert:
Die Kuchenstärke betrug 8,5 bis 9 mm, die Filterleistung 23,2 kg TS/m2h.
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Beispiel 3: Ein Faul schlamm mit 1o,2 dp TS wurde mit foo g/m3 eines
hochmolekularen organischen Flockungsmittels' z.fl. Polyäthylonimin, versetzt und
der Vakuumfiltration unterzogen.
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Es war ein guter Filtratabzug zu verzeichnen, aber es bildete sich
kein Filterkuchen auf dem Tuch aus.
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Der gleiche Schlamm wurde wie oben behandelt, Jedoch unter gleichzeitigem
Zusatz von 25 kg/m3 Torf: Die Kuchenstärke betrug 8,5 bis 9 mm, die Filterleistung
21,9 kg TS/m Beispiel 4: Ein Faulschlamm mit 4,5 % TS wurde mit loo gXm3 eines hochmolekularen
organischen Flockungsmittels, z.B. eines Polyaminocarbonsäureesters, versetzt und
der Vakuumfiltration unterzogen. Es war eine gute Flockenbildung zu beobachten,
aber es trat keineIIaftung am Filtertuch auf.
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Der gleiche Schlamm wurde wie oben unter Zusatz von 25 kg/m3 Torf
behandelt: Die Kuchenstärke betrug 9 bis 1o mm, die Filterleistung 24,5 kg TS/m2h.