DE2452084A1 - Verfahren und vorrichtung zur abwasserschlammbehandlung - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur abwasserschlammbehandlungInfo
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Description
Patentanwälte
Dipl.-Ing. W. Beyer Dipl.-Wirtsch.-Ing. B. Jochem
Prankfurt am Main . Staufenstraße 36
In Sachen:
SYSTEM AB INFOTEKNIE
Bäckvägen 18
723 4-8 Västergls/Schweden
Verfahren und Vorrichtung zur Abwasserschlammbehandlung
Die Erfindung bezieht sich auf ein selbsttätig und kontinuierlich arbeitendes Verfahren und eine hierfür geeignete
Vorrichtung zur Umwandlung von in Abfallschlämmen
enthaltenen Schwermetallhydroxyden, die eine Gefährdung der Umwelt bedeuten und giftig sind. Sie fallen an in
Kläranlagen von Werkstätten , in denen unter Zuhilfenahme von Wasser Werkstückoberflächen gereinigt, gebeizt
oder in anderer Weise behandelt werden. Die im industriellen Abwasser enthaltenen Giftstoffe gelangten bisher
noch mit dem Abwasser in Seen und Flüsse, wenn sie nicht durch geeignete Kläranlagen der Gemeinden beseitigt wurden·
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In einigen Fällen wäre es jedoch direkt schädlich,
das industrielle Abwasser in die öffentlichen Kläranlagen einzuleiten. Dies gilt insbesondere dann, wenn
das Industrieabwasser Schwermetalle, wie z.B. Elei%
Kupfer, Chrom, Nickel, Kadmium, Zink usw. enthält.
Die Metalle kommen meistens zusammen mit Säuren vor und bilden dann verschiedene giftige Verbindungen.
Solche Verbindungen entstehen z.B. beim Abbeizen oder sonstigen Oberflächenbehandlungen von Werkstücken, bei
denen der nachfolgende Spülvorgang viel frisches Wasser braucht und stark verseuchtes Abwasser hinterlässt.
Wenn geeignete Einrichtungen zur Wiedergewinnung der Säuren und Metalle nichts zur Verfügung stehen, werden
in der Praxis die industriellen Behandlungsbäder ebenso wie das Spülwasser in die Abwässerkanäle entleert.
Den Industriebetrieben werden jedoch ständig strengere Auflagen zur Aufbereitung ihres Abwassers gemacht, bevor
dieses in die öffentlichen Kläranlagen, die Seen oder Flüsse abgeleitet wird.
Die bisher gebräuchlichen Verfahren sehen meistens die Neutralisierung der Säuren mit Hilfe basischer Zusätze
sowie außerdem die Zugabe von Flockungsmitteln vor, um die gelösten Metallhydroxide in Flocken auszufällen,
die sich entweder in Sedimentationsbecken absetzen oder in Flotationsanlagen auftreiben und abgenommen werden.
Nach dieser Behandlung ist das Wasser so harmlos, daß es in die öffentlichen Kläranlagen oder Gewässer geleitet
werden kann·
Der bei der vorstehend beschriebenen Abwasserbehandlung anfallende Hydroxydschlamm, der etwa 96 bis 98% Wasser
enthält, ist jedoch giftig und stellt?, wenn er abgelagert
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wird, eine Gefährdung für die Umwelt dar. Geeignete Verfahren
zur Umwandlung des Schlammes stehen z.Zt. nicht zur Verfugung, und deshalb haben die Industriebetriebe
größte Schwierigkeiten, Ihn zu beseitigen. Zu diesem
Zweck· wurden zentrale Deponien angelegt, zu denen der Schlamm mit Tankfahrzeugen transportiert wird. Uatürlich
stellt ein derartiger Transport beträchtlicher Mengen von Gift über öffentliche Straßen eine große Gefahr dar.
Es ist außerdem ein unbefriedigender Zustand, daß große Giftmengen an wenigen Plätzen konzentriert gelagert werden, denn die Gefahr vorffieckagen steigt mit der Menge
der akkamulierten Ablagerungen,die sich an diesen Stellen
nicht zerstören lassen.
Vom Standpunkt des Umweltschutzes "aus ware es zu begrüßen,
wenn derartige gefährliche Gifte und Abfälle bereits an
den Quellen neutralisiert wurden, so daß die sich dabei ergebenden harmlosen Endprodukte ohne Gefahr Bückgewinnungsanlagen
oder öffentlichen Deponien zugeführt werden könnten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Beseitigung
der Giftigkeit von Hydroxydschlämmen zu schaffen, und diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren
gelöst, bei welchem der Schlamm bis zum thixotropischen Zustand entwässert wird, dann zu einer dünnen Schicht oder
einem Film geformt wird und dann zu Metallhydroxydkörnern
oder -Schuppen getrocknet wird, die einem Röstvorgang unterworfen werden, bei dem Kristallwasser entfernt und
die Körner in Metalloxyde enthaltendes Pulver verwandelt werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher
erläutert.
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Gemäß Fig· 1 gliedert sich das vorgeschlagene Verfahren
in fünf Verfahrensstufen:
In der ersten Stufe, werden diejenigen festen und unlöslichen Partikel abgeschieden, welche mit im Metallhydroxydschlamm
enthalten aber so harmlos sind, daß sie mit anderem industriellen Abfall abgelagert werden können.
Normalerweise besteht ein Metallhydroxydschlamm aus kolloidalen Teilchen, die in Form dreidimensionaler
Flocken zusammenhängen. Im Schlamm enthalten sind aber auch andere Teilchen, die auf verschiedenen Wegen in
das Abwasser gelangt sind, z.B. unterschiedliche Arten von Schmutz, der über Sammelrinnen aufgefangen wurde.
In der zweiten Verfahrensstufe wird der Schlamm entwässert, und die Trockensubstanz, die zu Anfang in der ersten
Verfahrensstufe 2 bis 4- % ausmachte, vergrößert sich an-. teilsmäßig auf 7 his 15 Gewichtsprozent des eingedickten
Schlamms. Das Entwässern wird soweit getrieben daß der Schlamm in einen thixotrop!sehen Zustand kommt und darin
bleibt, was für die weiteren Verfahrensstufen wesentlich ist.
In der dritten Ve rf ahrens stufe wird der Schlamm so behandelt,
daß er eine Konsistenz erhält, die erlaubt, ihn in Form eines 1 bis 5wm starken Films auf ein Fördermittel
aufzubringen, welches den Schlamm dann durch die vierte Verfahrensstufe trägt, wo er so stark getrocknet wird,
daß Metallhydroxyd in Pulver-und/oder Granulatform erhalten wird, wobei die Korngröße in Abhängigkeit von
der Stärke des Films in der dritten Verfahrensstufe 0,3 bis 2 mm beträgt.
In der fünften Verfahrensstufe werden die Körner gesammelt und konzentriert, und gleichzeitig findet ein nachfolgendes
Sintern der Metalloxyde statt, um unter normalen Bedingun-
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gen harmlose Metalloxyde zu "bilden, die sich, nur schwer
lösen lassen. Sie werden in geeigneten Transportbehältern gesammelt, um auf Deponien abgelagert oder zur
Rückgewinnung von Metall verwendet zu werden, sofern dies möglich ist, denn es hängt von der Art der Metalle
und der Rentabilität.der Rückgewinningsverfahren ab.
Während des beschriebenen Verfahrens wird das Volumen
des umvB Itschädlichen Schlamms um ungefähr 98 % verringert.
Die Reststoffe sind für die Umwelt harmlose Oxyde. Aus diesem Grunde ist auch ;ihr Transport ungefährlich.
Sie können deshalb ohne weiteres in großen Behältnissen transportiert werden.
Der in der vierten und fünften Verfahrensstufe benutzte
Heißdampf kann über Wärmetauscher geleitet werden, und
das Kondensat kann zusammen mit dem in der zweiten Verfahrensstufe erhaltenen Wasser ■ zu einem Wasservorrat
geleitet oder wieder dem Verfahrensprozess zugeführt werden.
Eine zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens geeignete Vorrichtung ist in den Fig· 2 bis 4 dargestellt.
Die Vorrichtung besteht aus zwei größeren Einheiten, die zur Durchführung des Verfahrens mit einander verbunden sind,
wie Fig. 2 zeigt.
Die mit A bezeichnete und in Fig. 3 in vereinfachter
Schnittansicht dargestellte Einheit dient zur Durchführung der ersten beiden Verfahrensstufen. Die mit B bezeichnete,
in Pig. 4- im Schnitt dargestellte Einheit wird für die dritte bis fünfte Verfahrensstufe gebraucht.
Gemäß Fig. 3 gehört zur Vorrichtung eine mit 1 bezeichnete
Zuleitung für den Schlamm. Sie führt zu einem umlaufenden Separator 2 für feste und unlösliche Bestandteile, wozu
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auch, ein Sammelbehälter 3 für die letzteren und ein
Auffangtank 4· für den von diesen Feststoffen befreiten Schlamm gehören. Eine kombinierte !bohrvorrichtung und
Zentrifugalpumpe 5 ist im Tank LV angeordnet und mit
eines- der Schlammauführung dienenden Trog 6 verbunden,
der an seinem unteren Ende offen ist, damit überschüssiger
Schlamm, der nicht am nachfolgenden Förderorgan festgesaugt wurde, zum Auffangtank. A- zurückfließen kann. Der Trog 6
hat mit seinen Seitenwänden Berührung mit einem endlos
umlaufenden Filtertuch 8, welches über eine Yakuumtrommel
7 läuft» Die letztere hat einen in besonderer Weise gelochten Trommelmantel, damit das Tafcaraa gleichmäßig
auf das Filtertuch 8 verteilt wird9 welches zusammen mit
der Trommel 7 von einem steuerbaren Motor 17 über eine
Antriebsrolle 16 und eine Spannrolle 15 rotierend angetrieben
wird«, Die Trommel 7 ist durch Trennwände 20 in Segmente unterteil„ das aus dem Schlamm gesaugte Wasser
wird gesammelt und einem in der Mitte angeordneten Wasserabscheider 9 zugeführt, der über ein Saugrohr 14 an eine
Saugpumpe 13 angeschlossen ist una weiterhin eine Wasserauslaßleitung
10 hat, die auch als Manometer dient und zum
Wasserbehälter 11 führt, der mit einem Überlauf zu einer
Auslaßleitung 12 versehen ist, die das abgesaugte Wasser zu einem aufnehmenden Gewässer oder dem Wasservorrat für
das 7erfahren leitete In Verbindung mit der Trommel 7 und
dem Filtertuch S sind ein Abstreifer 18 für den eingedickten Schlamm und nachgeordnete Transportmittel 19 vorgesehen,
um -den Schlamm zum Yorrichtnngsteil B zu überführen· Der
gesamte maschinelle Teil ist in einem Gehäuse 38 eingeschlossen·
Gemäß Fig. 4- gehört zu der mit B bezeichneten Einheit ein
•Eingangs- Förderorgan. 19"für den von der Einheit A übernommenen
eingedickten Schlamme Dieses Förderorgan- ist mit
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einer Einrichtung 20 verbunden, "bestehend aus einem oder
mehreren rotierenden Zylindern mit Schlammbehältern,
in welchen der Schlamm homogenisert und in seiner Konsistenz so vorbereitet wird, daß er über eine Aufgabevorrichtung
39 in 'Form eines Films mit einer Dicke von 1 "bis 5 mm
auf der Unterseite eines Förderorgans 21 aufgetragen werden
kann, welches im Beispielfall die Form einer raumsparenden zylindrischen. Mantelfläche hat, jedoch, auch anders,
z.B. als über zwei Rollen laufendes Band oder Hatte, ausgebildet sein kann. Das Förderorgan 21 wird durch einen
steuerbaren Motor 31 angetrieben, welcher gleichzeitig auch die Vorrichtung 20 antreibt. Es ist eine Trocknungseinrichtung
22 vorgesehen, welche das Förderorgan 21 teilweise umschließt und im Beispielsfall mittels einer
Infrarot— Strahlenquelle arbeitet, statt derer, aber auch eine andere Heizeinrichtung vorgesehen sein kann.
Die Trocknungseinrichtung 22 en'det mit einem Strahlenschirm 40, der einen Abstreifer 23 enthält. Dieser ist mit einer
Sintereinrichtung verbunden, bestehend aus einem Sammel-
und Transportbehälter 25, in welchem die abgekratzten
Metallhydroxydkörner mittels eines Schiebers 28,'eines
Gestänges 29 und eines durch einen Motor 31 angetriebenen Exzenterrades 30 verdichtet und konzentriert werden, so
daß bei Erhitzung, im vorliegenden Fall mittels eines Infrarot- Strahlers 24·, ein wirkungsvoller Sintervorgang
stattfindet. Das Endprodukt sind Metalloxyde in Form von Körnern oder Puder.
Ein Sammeltrichter 26 schließt sich an den Behälter 25 an
und führt die fertigen Körner zu einem geeigneten Sammelgefäß
27. Mit der Trocknungseinrichtung 22 und der Heizeinrichtung 24 ist ein Auslaß für Dampf und Heißluft vorgesehen,
bestehent'aus einem Anschlußtrichter 32 mit Rohr
33 und einer Pumpe 34, die mit einem Kondensator/Wärmetauscher 35 und darüber mit einer Kondensatauslaßleitung
36, welche z.B. zu einem Gewässer führt, sowie weiterhin mit Leitungen 41 verbunden ist, die zu Einrichtungen fün-
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~ 8 reu, in welchen die enthaltene Wärme ausgenutzt wird.
Die zur Einheit B zusammengesetzten Teile der erfingungs·
gemäßen Vorrichtung sind in einem Gehäuse 57 installiert,
Patentansprüche
509827/0789
Claims (1)
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