DE3120280C2 - Verfahren zur Behandlung von Abwasserschlamm - Google Patents
Verfahren zur Behandlung von AbwasserschlammInfo
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Abstract
Das Verfahren besteht in einem Verdichten des Schlammes, einer Messung dessen pH-Wertes und einer Senkung dieses Wertes durch eine Schlammbearbeitung mit einem Koagulans, einer Erwärmung des Schlammes, dessen Bearbeitung mit einem Flockungsmittel, einer mechanischen Entwässerung und einer darauffolgenden Neutralisation. Dabei wird der pH-Wert soweit herabgesetzt, daß er dem isoelektrischen Schlammzustand entspricht und eine Erwärmung bis auf eine Temperatur von 65 bis 75 ° C durchgeführt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Abwasserschlamm durch Eindicken, anschließendes
kontrolliertes Senken des pH's mit einem Koagulans auf den isoelektrischen Punkt, anschließendes Erwärmen
auf 65 bis 75° C, anschließendes Bearbeiten mit einem Flockungsmittel sowie Neutralisation des Schlammes und
is mechanisches Entwässern.
Ein Verfahren dieser Art ist durch die Zeitschrift »Kommunalwirtschaft«, 1971, Nr. 9, Seite 332—337, bekannt
Dort wird die Durchführung der Denaturierung von Eiweißstoffen in Schlamm durch seine Erwärmung im
sauren Medium beschrieben.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art die reversible Redispergierung
der Eiweiße zu verhindern und damit den Denaturierungsefiekt zu vermindern. Dies wurde durch die erfindungsgemäß
vorgeschlagene Abfolge der Verfahrensstufen nach dem Patentanspruch gelöst
Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Denaturierung der Eiweißstoffe des Schlammes durch Erwärmung
bei einem pH, der dem isoelektrischen Zustand entspricht Danach wird der Schlamm ausgeflockt
mechanisch entwässert und erst jetzt neutralisiert
Beide Verfahren, das bekannte und das erfindungsgemäße, umfassen zwar dieselben Arbeitsgänge, das erfindungsgemäße
Verfahren gewährleistet jedoch eine wirksamere Schlammbehandlung durch eine andere Abfolge
der Verfahrensstufen.
Die Erfindung kann mit Erfolg bei der Bearbeitung der Schämme von häuslichen und städtischen Abwässern,
den Abwässern der Zellstoff- und Papierindustrie, der Heisch- und Milchproduktion und anderer Betriebe der
Nahrungsmittelindustrie verwendet werden.
Die Sm kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs enthaltenen Maßnahmen verleihen dem Gesamtverfahren
eine hohe Effektivität, senken den Verbrauch an verwendeten Reagenzien herab und vereinfachen das Verfahren.
Anhand der Zeichnung wird ein Beispiel nach der Erfindung näher erläutert Es zeigt
j5 F i g. I eine Abhängigkeit der Dauer einer Kapillarabsorption vom pH-Wert des Schlammes:
j5 F i g. I eine Abhängigkeit der Dauer einer Kapillarabsorption vom pH-Wert des Schlammes:
F i g. 2 eine Abhängigkeit der Änderung des pH-Wertes des Schlammes von der Menge eines Koagulans.
Erfindungsgemäß vermischt man Schlamm aus Absetzbecken mit Überschußschlamm und dickt das Gemisch in einem Schwerkrafteindicker mit einem Stabmischer ein. Man ermittelt den pH-Wert des eingerückten Schlammes. Dann stellt man mit Hilfe der in Fig. 1 und 2 dargestellten Diagramme den pH-Wert, der dem isoelektrisehen Schlammzustand entspricht, und die Menge eines Koagulans fest, die für eine Senkung des pH-Ausgangswertes bis auf einen Wert erforderlich ist, der dem i?oelektrischen Schlammzustand entspricht. Als Koagulans kann man Schwefelsäure, Metallsalze oder deren Mischung anwenden.
Erfindungsgemäß vermischt man Schlamm aus Absetzbecken mit Überschußschlamm und dickt das Gemisch in einem Schwerkrafteindicker mit einem Stabmischer ein. Man ermittelt den pH-Wert des eingerückten Schlammes. Dann stellt man mit Hilfe der in Fig. 1 und 2 dargestellten Diagramme den pH-Wert, der dem isoelektrisehen Schlammzustand entspricht, und die Menge eines Koagulans fest, die für eine Senkung des pH-Ausgangswertes bis auf einen Wert erforderlich ist, der dem i?oelektrischen Schlammzustand entspricht. Als Koagulans kann man Schwefelsäure, Metallsalze oder deren Mischung anwenden.
Die anhand von Fig.2 festgestellte Menge Koagulans gibt man dem Schlamm zu. Sobald ein pH-Wert des
Schlammes erreicht wird, der dessen isoelektrischem Zustand entspricht, erwärmt man den Schlamm mit Hilfe
eines Tauchgasbrenners oder eines Spiralwärmeaustauschers bis auf eine Temperatur von 65 bis 75° C. Dabei
findet eine starke Intensivierung des Prozesses einer Schlammkoagulation statt. Die Temperatur der Schlammerwärmung
hat man auf dem Versuchswege ermittelt Dann gibt man dem erwärmten Schlamm ein Flockungsmittel
zu. Danach entwässert man Schlamm mit einer Zentrifuge oder einem Preßfilter. Dem entwässerten
Schlamm gibt man Branntkalk bzw. Alkali zur Neutralisation und zusätzlichen Senkung der Schlammfeuchtigkeit
zu.
Nachstehend sind Beispiele von Versuchen angeführt. pür die Durchführung der Versuche wurden drei
gleiche Schlammportionen zubereitet. Dabei wurde in jeder Portion Schlamm aus den Absetzbecken in einem
Trockensubstanzgehalt von 0,6% bei einem Durchsatz von 18m3/h mit dem Überschußschlamm aus einer
Belebungsanlage in einem Trockensubstanzgehalt von 0,4% bei einem Durchsatz von 27 m3/h im Trockensub-
« Stanzverhältnis von 1:1 vermischt.
Eine Schlammportion wurde in einem Schwerkrafteindicker mit einem Stabmischer bis auf einen Trockensubw)
stanzgehalt von 4.5% eingedickt. Danach wurde der pH-Ausgangswert des Schlammes zu 6.95 ermittelt. Dann
wurde anhand von F i g. I der pH-Wert festgestellt, der dem isoelektrischen Schlammzustand entspricht. Dieser
Wen betrug J.O. Dann wurde anhand von F i g. 2 die Schwefelsäuremenge festgestellt, die für eine Senkung des
pH-Wertes von b.95 auf 3.0 erforderlich ist Diese Menge betrug 6.7% von der Schlammtrockensubsianz. Diese
Menge wurde dem eingedickten Schlamm zugegeben. Sobald der pH-Wert bis auf 3.0 gesunken war, wurde der
hs Schlamm mit Hilfe eines Tauchgasbrenners bis auf eine Temperatur von 70'C erwärmt. Dem erwärmten
Schlamm wurde ein kationisches Flockungsmittel in einer Menge von 0.15% der Schlammtrockensubstanz
/iigcgi-bcn. Danach wurde der Schlamm mit einer Zentrifuge entwässert. Der entwässerte Schlamm wies eine
von 72% auf. Beim Zentrifugieren des auf diese Weise bearbeiteten Schlammes wurden 98 bis 99'V,
Fester Schlammpartikel zurückgehalten. Der chemische Sauerstoffbedarf der ausgeschiedenen flüssigen Phase
betrug weniger als 1 g/l.
Der entwässerte Schlamm wurde mit Kalk zur Wiederherstellung des pH-Wertes vermischt.
Die Kalkmenge betrug 10% der Schlammtrockensubstanz.
Eine Schlammportion wurde wie im Beispiel 1 bis auf einen Trockensubstanzgchall von 4,5% eingedickt. Nach
dem Eindicken wurde der pH-Ausgangswert des Schlammes zu 6,95 ermittelt Dann wurde anhand von F i g. I
der pH-Wert festgestellt, der dem isoelektrischen Schlammzustand entspricht Dieser Wert betrug 3,0. Dann
wurde anhand von Fig.2 jene Menge eines Koagulans, und zwar einer Mischung aus Schwefelsäure und
Eisenchlorid festgestellt die für eine Senkung des pH-Wertes von 6,95 auf 3,0 erforderlich ist. Diese Menge
erwies sich gleich 3,0% bzw. 5,5% für Schwefelsäure und Eisenchlorid von der Schlammtrockensubstanz. Diese
Menge wurde dem eingedickten Schlamm zugegeben. Sobald der pH-Wert auf 3,0 gesunken war, wurde der
Schlamm wie im Beispie! 1 erwärmt Dem erwärmten Schlamm wurde Polyacrylamid, in einer Menge von
0,135% der Schlammtrockensubstanz zugegeben. Danach wurde der Schlamm mechanisch mit einer Zentrifuge
entwässert Der entwässerte Schlamm wies eine Feuchtigkeit von 70% auf. Beim Zentrifugieren des auf diese
Weise bearbeiteten Schlammes wurden 98 bis 99% fester Schlammpartikel zurückgehalten. Der chemische
Sauerstoffbedarf der ausgeschiedenen flüssigen Phase betrug weniger a!s 1 g/l.
Des weiteren wurde der entwässerte Schlamm wie im Beispiel 1 mit Kalk behandelt
Eine Schlammportion wurde wie im Beispiel 1 bis auf einen Trockensubstanzgehalt von 4,5% eingedickt Nacn
dem Eindicken wurde der pH-Ausgangswert des Schlammes zu 6,95 ermittelt Dann wurde anhand von F i g. 1
der pH-Wert festgestellt der dem isoelektrischen Schlammzustand entspricht. Dieser Wert betrug 3,0. Dann
wurde anhand von F i g. 2 die Menge Eisenchlorid festgestellt die für eine Senkung des pH-Wertes von 6,95 auf
3,0 erforderlich ist. Diese Menge betrug 10% der Schlammtrockensubstanz. Diese Eisenchloridmenge wurde
dem eingedickten Schlamm zugegeben. Sobald der pH-Wert auf 3,0 gesunken war, wurde der Schhmm wie im
Beispiel 1 erwärmt Dem erwärmten Schlamm wurde Polyacrylamid in einer Menge von 0,135% der Schlammtrockensubstanz
zugegeben. Danach wurde der Schlamm mechanisch mit einer Zentrifuge entwässert Der
entwässerte Schlamm wies eine Feuchtigkeit von 71 % auf. Beim Zentrifugieren des auf diese Weise bearbeiteten
Schlammes wurden 98 bis 99% fester SchJammpartikel zurückgehalten. Der chemische Sauerstoffbedarf der
ausgeschiedenen flüssigen Phase betrug weniger als 1 g/l. Des weiteren wurde der entwässerte Schlamm mit
Kaik wie im Beispiel 1 bearbeitet
Da verschiedene Schlämme verschiedene Eigenschaften haben, sind für jede Schlammart eigene Diagramme
aufzustellen.
Zwecks Übersichtlichkeit sind alle Versuchsergebnisse in der Tabelle 1 zusammengestellt.
AuBerden wurde der Einfluß der Erwärmungstemperatur auf die Effektivität der Schlammbearbeitung
untersucht Diese Daten beinhaltet die Tabelle 2. Wie aus der Tabelle 2 ersichtlich ist, weist der bis auf eine
Temperatur von 65 bis 75° C erwärmte Schlamm die höchste Konzentration auf.
Zur Veranschaulichung der weiter oben genannten Vorteile ist Tabelle 3 angeführt, worin die technischen
Betriebsdaten einer Abwasserreinigungsanlage mit einem Durchsatz von 1 500 000 m3/Tag enthalten sind, in der
das erfindungsgemäße Verfahren realisiert ist.
Kennwerte | Bearbeitungsverfahren | Beispiel 2 | Beispiel 3 |
das vorgeschlagene | Ü | 4 | |
Beispiel 1 | |||
I | 2 | 18 | 18 |
Schlamm aus primären Absetzbecken: | 0,6 | 0,6 | |
Durchsatz, mVh | 18 | ||
Konzentration, % | 0,6 | 27 | 27 |
überschüssiger Belebtschlamm: | 0,4 | 0,4 | |
Durchsatz, mVh | 27 | ||
Konzentration, % | 0,4 | 4,8 | 4,8 |
eingedicktes Schlammgemisch: | 4,5 | 4,5 | |
Durchsatz, m3/h | 4,8 | 30 | |
Konzentration, % | 4,5 | 3.5 | 10,0 |
Schwefelsäureverbrauch,% | 6,7 | 264 χ 1O3 | 264 χ IO3 |
Eisenchloridverbi auch, % | 0.135 | 0.135 | |
Wärmeverbrauch für Erwärmung, kcal/h | 264 χ IO3 | 70 | 71 |
Flockungsmittelverbrauch, % | 0,150 | ||
Feuchtiekeit des entwässerten Schlamms. % | 72 |
Tabelle I (Fortsetzung)
Kennwerte
das vorgeschlagene
2 3
zurückgehaltene feste Partikel, °/o chemischer Sauerstoffbedarf der Flüssigphase, g/1
ίο Kalkvcrbrauch, % Kuchenstruktur
98-99
98-99
98-99
10 | 10 | 10 |
lockere, | lockere, | lockere. |
nicht flüssige | nicht flüssige | nicht flüssige |
Kennwerte
das vorgeschlagene
Temperatur der Schlammerwärmung, ° C Dauer der Kapillarabsorption des erwärmten
Schlammes, s Konzentration des entwässerten Schlammes,
65 15,2
28,8
75 14.7
28,9
Kennwerte
das vorgeschlagene
2 3
Leistung der Reinigungsanlage, Tausend mVTag
Schlammenge (bezogen auf Trockensubstanz) t/Tag entwässerte Schlammenge, t/Tag
Flockungsmittelverbrauch, kg/Tag Schwefelsäureverbrauch, t/Tag
Eisenchloridverbrauch, t/Tag Erdgasverbrauch, für Schlammerwärmung, mVTag
Dampfverbrauch, t/Tag Kalkverbrauch, t/Tag
1500 | 1500 | 1500 |
300 | 300 | 300 |
1170 | 1120 | 1170 |
450 | 405 | 450 |
on ι | 9,0 | _ |
_ | 17,5 | 30,0 |
1800 | 1800 | 1800 |
30 | 30 | 30 |
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Behandlung von Abwasserschlamm durch Eindicken, anschließendes kontrolliertes Senken des pH's mit einem Koagulans auf den isoelektrischen Punkt, anschließendes Erwärmen auf 65 bis 75°C, anschließendes Bearbeiten mit einem Flockungsmittel sowie Neutralisation des Schlammes und mechanisches Entwässern, dadurch gekennzeichnet, daß man nach dem Ausflocken mechanisch entwässert und dann erst neutralisiert
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
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