DE3120280C2 - Verfahren zur Behandlung von Abwasserschlamm - Google Patents

Verfahren zur Behandlung von Abwasserschlamm

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DE3120280C2 DE3120280A DE3120280A DE3120280C2 DE 3120280 C2 DE3120280 C2 DE 3120280C2 DE 3120280 A DE3120280 A DE 3120280A DE 3120280 A DE3120280 A DE 3120280A DE 3120280 C2 DE3120280 C2 DE 3120280C2
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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:
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.
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.
Beispiel 1
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.
Beispiel 2
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
Beispiel 3
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.
Tabelle 1
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
Bearbeitungsverfahren
das vorgeschlagene
Beispiel I Beispiel 2 Beispiel 3
2 3
zurückgehaltene feste Partikel, °/o chemischer Sauerstoffbedarf der Flüssigphase, g/1 ίο Kalkvcrbrauch, % Kuchenstruktur
Tabelle
98-99
98-99
98-99
10 10 10
lockere, lockere, lockere.
nicht flüssige nicht flüssige nicht flüssige
Kennwerte
Bearbeitungsverfahren
das vorgeschlagene
Beispiel 1 BeisDiel 2 Beispiel 3
Temperatur der Schlammerwärmung, ° C Dauer der Kapillarabsorption des erwärmten Schlammes, s Konzentration des entwässerten Schlammes,
Tabelle
65 15,2
28,8
75 14.7
28,9
Kennwerte
Bearbei?-ngsverf ahren
das vorgeschlagene
Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3
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)

  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
DE3120280A 1980-05-21 1981-05-21 Verfahren zur Behandlung von Abwasserschlamm Expired DE3120280C2 (de)

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