DE3127623A1

DE3127623A1 - Verfahren zur bearbeitung von abwasserschlaemmen

Info

Publication number: DE3127623A1
Application number: DE19813127623
Authority: DE
Inventors: Petros Kolombosovi&ccaron; Avetisjan; Valerij Vital'evi&ccaron; Iva&scaron;&ccaron;enko; German Polienovi&ccaron; Medvedev; Marks Kadimovi&ccaron; Leningrad Sijangulov; Boris Viktorovi&ccaron; Vasil'ev
Original assignee: UPR VODOPROV KANALIZTR KHOZ VO
Current assignee: UPR VODOPROV KANALIZTR KHOZ VO
Priority date: 1980-12-12
Filing date: 1981-07-13
Publication date: 1982-09-16
Also published as: SE8104684L; FR2496084A1; JPH0122840B2; DE3127623C2; SU994445A1; FR2496084B1; JPS57102299A; SE456823B

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Abwasserreinigung, näinl ich Verfahren zur Bearbe it ung von ¹Ab w as ε ^r schlämmen.

Die Erfindung kann mit Erfolg bei der Bearbeitung der Sciiläuune von häuslichen und städtischen Abwassern, jenen der Zellstoff- und Papierkoinbinate, der fleisch- und Milchprodukt ion und anderer Betriebe der Nahrungsmittelindustrie ver-

- ' ι, . --"■ ' . " wendet werden. _t .

Im allgemeinen Falle besteht eine Bearbeitung der- Abroasserschläinme aus den folgenden Stufen: ein Verdichten, eine Stabilisierung, ein Konditionieren, eine Entwässerung und zui Schluß entweder eine Verwertung oder eine !Vernichtung der bearbeiteten Schlämme. ' ■ -

Die ^ütufe eines Schlammverdichtens stellt in _;der Regel einen unverrückbaren Teil eines beliebigen technologischen Öcuemas der ochlammbe arbeit ung dar. Am einfachsten und am wirtschaftlichsten ist dabei das Gravitationsverdichten des Schlammes. Eine Stabilisierung der Abwasserschlämme erfolgt mj dem Zweck, deren Verfaulen zu verhindern. Meistens bedient man sich zur Stabilisierung eines anaeroben Vergärens in Paulkammern.

Damit man Schlämme mit Erfolg entwässern kann, führt man deren Vorbehandlung, d.h. ein Konditionieren durch, dessen Zweck in einer Verbesserung der wasserabgebenden-Schlammeigenrchnften durch eine Änderung der Schlammstruktur und der Formen der Wasserbindung besteht. Zu den Verfahren des ^chlammkondit icmierens, die zur Zeit eine ausreichend breite AnnenduE finden, gehören eine Reagensbearbeitung· und eine Warme be hand Iv

BAD ORIGINAL

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der .Schlämme. Am verbreitesten ist ein Konditionieren, das durch eine Keagenzbearbeitunj; von Schlamm erfolgt..Für eine Reagenzbearbeitung bedient man sich anorganischer und organiscner Verbindungen, der Koagulanten and der Flockungsmittel. Als Ko'agulanten verwendet man am häufigsten Metallsalze (Eisen- und Aluminiums al ze) und sauere Re&i_;erizien(Säuren) · Isabel werden in Abhängigkeit von der Schlammzueamiiiensetsung und von anderen Bedingungen diese Reagenzien entweder gemeinsam oder einzeln verwendet» Unter den Flockungsmitteln unterscheidet man die kationischen, die nicht ionischen und die anionischen Flockungsmittel, man wendet auch Polyacrylamin an. Meistens wird ein Konditionieren durch eine aufeinanderfolgende Schlammbearbeitung mit Koagulanten und Flockungsmitteln durchgeführt ο

Eine darauffolgende Schlammentwässerung findet entweder unter natürlichen Bedingungen (auf Schlamintrockenbeeten oder in Schlammtrockenbecken) oder unter künstlichen Bedingungen (auf Vakuumfiltern, FiIterpressen, Zentrifugen, Vibrationsfiltern und Abscheidern) statt <>

Die Arbeitsschemata der ßchlammbearbeitung sind verschiedenartig und hängen von einer Mehrzahl der Faktoren ab, und zwar von den Schiammeigenschaften, der Schlammenge, den Klimabedindungen, den zur Verfügung stehenden Erdflächen usw.

Es ist zum Beispiel ein Verfahren zur Bearbeitung von AbwasserschlämmeiL unter Anwendung von organischen Flockungsmitteln bekannt (GBMS 1460318 und 1460319).

Bei diesem Verfahren zur Schlanmbearbeitung ist eine große Menge von Flockungsmitteln erforderlich und der entwässerte Schlamm weist eine hohe Feuchtigkeit auf, dadurch

·. - BAD ORIGiNAL

werden die Kosten für eine Schlammbearbeitiing und -verwer- '_: tuiiü in den Reinigungsanlagen gesteigert.

Mehr ausgereift ist ein Verfahren zur Bearbeitung von Abwasserschlämmen (DE-OS 2102970), das ein Verdichten des ^? Schlammes der .primären Absetzbecken und des Belebtschlammes, eine Erwärmung, eine Schlarambearbeitung mit_: organischen Flokkungsmitteln und eine darauffolgende mechanische Entwässerung einschließt. ' * . ·

In diesem Verfahren, wird der Verbrauch an organischen Flockungsmitteln im Vergleich mit dem vorstehend behandelten Verfahren infolge einer teilweisen Schlammkoagulation bei der Erwärmung ein wenig vermindert. Der Verbrauch an Flockungsmitteln bleibt aber ein großer. Dabei weist der Schlamm nach einer mechanischen Entwässerung auch eine,verhältnismäßig hoh<

feuchtigkeit auf. " · ?. '

Die Erfindung geht vom Verfahren zur Bearbeitung von Abwasser schlämmen aus, das nach der DE-OS 2317&73 bekannt ist. Dieses Verfahren scnließt eine aufeinanderfolgende Ausführung der folgenden Arbeitsgänge eint ein Verdichten des Schlammes, dessen Konditionieren und eine darauffolgende Schlammentwäs-· serung. Dabei führt man ein Konditionieren wie folgt durch: den verdichteten Schlamm erwärmt man bis auf eine Temperatur von 70 bis 10O⁰C, setzt dessen pH-Wert bis auf .3 bis 6 Einheiten durch die Bearbeitung mit einem Koagulaht herab, nei tralisiert den Schlamm und bearbeitet ihn dann mit einem Flockungsmittel.

Die Effektivität dieses Verfahrens ist ein wenig höher, als der vorstehend behandelten, der Verbrauch an Flockungs-

' ' BAD ORIGiIMAL

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mitteln wird ein wienie he rabies et/.t s ^w«s durch cine '/,iwin ich hohe Temperatur der Schläger wärmung und durch die Anwendung von Koagulanten zu erklären isto

Doch die .Effektivität dieses Verfahrens übersteigt jene der anderen Verfahren zur ^chlammbearbeitung nar geringfügig und der Verbrauch an Reagenzien, die zur Schlanuubearbeitung verwendet werden, ist ziemlich hoch» Dies ist dadurch zu. erklären, daß die Schlammkonzentration nach dem Verdichten verhältnismäßig niedrig (etwa 3₉2-3₅5 %) bleibt, was sich auf alle andeien Arbeitsgänge des Verfahrens negativ auswirkt, und zwar sind der Verbrauch an Reagenzien (den Xoagulanten und Flockungsmitteln), die zum Konditionieren verwendet werden, sowie die Feuchtigkeit das entwässerten üchlammes in diesem jfalle groB,' Dabei ist zu bemerken, daß das Gesagte sich auf alle anderen bekannten Verfahren zur Bearbeitung von Abwasserschlämmen bezieht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bearbeitung von Abwassers chi ämnien zu entwicklen, in dem ein Arbeitsgang vorhanden ist_s der eine Konzentrationssteigerung des verdichteten Schlammes mit sich bringt₉ infolgedessen die Effektivität des Verfahrens gesteigert und der Verbrauch an !Flockungsmitteln gesenkt werden, die zur ochlammbearbeitung verwendet werden«

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß beim Verfahren zur Bearbeitung von Abwassers chi aminen durch Verdichten des Schlammes, dessen "Konditionieren und darauffolgende Entwässerung erfind ungsgeniäß man vor einem ^ chi ammv er dicht en den -pH-Wert des Schlammes mißt und den Scnlaiom mit einem Koagulant la einer-Menge bearbeitet;, die eine Senkung des pH-V.'er-

• " · ',. - BAD ORIGINAL

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vriiiiiiCerii.-ein dieses neuen Arbeitsgänge lässt eine des Konsentrationsgrades der Schlämme im Laufe ihres Verdichtens erzielen. Dies steigert die Effektivität der darauffolgenden Arbeitsgänge der Bearbeitung und des ganzen Verfahrens und setzt den Verbrauch an Flockungsmitteln herab, die bei der Schlammbearbeitung verwendet werden.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren vermischt man einen Schlamm aus primären Absetzbecken mit einer Konzentration von 0,2 bis 1,0% mit überschüssigem.Belebtschlamm mit einer Konzentration von 0,3 bis 1,0%. Dann misst man den pH-Wert des Schlamms und bearbeitet diesen mit einem Koagulant in einer Menge, die zum Erzielen eines pH-Wertes des Schlamms von 2,5 bis 5_f0 Einheiten ausreicht. Danach führt man ein Schlammverdichten in einem Verdichter durch. Es ist zu bemerken, dass, wenn in der Stufe der Schlammbearbeitung nach einem Gravitationsverdichten der Arbeitsgang eines anaeroben Vergärens vorgesehen ist, man den pH-Wert des Schlammes bis auf 4jO bis 5>0 Einheiten herabsetzt.

Zur Senkung des pH-Wertes des Schlammes kann die Flüsrii',phafie vom entwässerten Schlamm (Filtrat bzw. Fugat), Schwefel n/iure, Salzsäure als handelsübliches Produkt oder Industrieabfall bzw. anorganische Salze mehrwertiger Metalle wie zum Beispiel Eisenchlorid, Eisensulfat usw. verwendet werden. Nachdem Schlamm verdichtet worden ist", führt man dessen Konditionieren durch. Dabei wird der verdichtete Schlamm zuerst mit einem Koagulant bearbeitet. Als Koagulant kann Schwefelsäure, Salzsäure oder anorganische Salze mehrwertiger Metalle wie zum Beispiel Eisen-chlorid, Eisensulfat usw. verwendet v/erden. Danach erwärmt

BAD ORiGINAL

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man den Schlamm bis auf eine Temperatur von 6$ bis 7> ^- -ie Temperatur der Schlammerwärmung hat man auf dem Versuch?we_r,e ermittelt. Danach bearbeitet man den erwärmten ochlanim mit einem. Flockungsmittel.

Bei dem auf diese Weise dureingeführten KanditionieL'en fin-

. det eine Verminderung des Wärmeverbrauchs um 12 bis 3>0# im Vergleich mit dem Verfahren statt, von dem die Erfindung ausgeht, weil der konditionierte Schlamm eine gesteigerte Konzentration aufweist. Derselben Ursache nach wird die erforderliche Menge des Flockungsmittels um 3 bis 10% gesenkt.

Nach dem Konditionieren führt man eine SchianmentWässerung durch. Dieser Arbeitsgang findet auf einer Filterpresse, in einer Zentrifuge oder auf Schlamiutrockenbeeten statt, wobei die vorstehend erwähnten Arbeitsgänge eine Steigerung der Kuchenkon ze nt χ at lon um 1,0 bis 2,0% ermöglichen» Jtfaohstehend .sind die konkreten Beispiele der Versuche

angeführt,die in Übereinstimmung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bearbeitung von Abwasserschlämiuen durchgeführt worden sind. Für diese Versuche hat man vier gleiche Schlammportionen zubereitet, die ein Gemisch aus dem primären Schlamm und dem Belebtschlamm dargestellt haben. Das Verhältnis dierser Komponenten hat 1:1 nacn der Schlammtrockensubstanz, die Konzentration hat 3 uig/1 betragen»

Beispiel 1

Itanhat den pH-Wert des -Schi amme s gemessen, er hat sich gleich'6j5 Einheiten erwies en ο Man hat die lüenge eines saueren Agens j doh. eines Koagulantes ermittelt, die für eine Senkung des pH-Wertes^: bis auf 2_S5 Einheiten erforderlich ist.

Sie hat sich gleich 65 kg/t Trockensubstanz des Schlaames erwiesen. Ale Koagulant hat man eich Schwefelsäure bedient. Eine Schlammportion hat man mit der angegebenen Menge Koagulant bearbeitet. Nach der Bearbeitung hat der pH-Wert der Portion 2,5 Einheiten betragen. Danach hat man die ScjxLajmnportion in einem Gravitationsverdichter-verdichtet. Nach dem Verdichten hat die Konzentration des'verdichteten Schlammes 5,8% betrage^·· Dann hat man ein Konditionieren des Schlammes durchgeführt. Zuerst hat man Schlamm mit dem Koagulant in einer Menge von 5 kg/t Trockensubstanz des Schlammes bearbeitet. Als Koagulant hat· man Schwefelsäure verwendet. DanacJ hat man Schlamm bis auf eine Temperatur von 70⁰C erwärmt. Dann hat man dem erwärmten Schlamm ein !flockungsmittel in einer Menge von 1,35 kg/t Trockensubstanz des Schlammes zugegeben. Den konditioniert en Schlamm hat man mit Hilfe einer Zentrifuge und eines V akuuiaf liters mechanisch entwässert. Nä< einer .Entwässerung des Schlammes mit einer Zentrifuge hat dessen .Feuchtigkeit 63»8% und nach einer Entwässerung mit einem Vakuumfilter hat sie 69% betragen, ·

Beispiel 2 '

iv.an hat den pH-Wert des Schlammes gemessen, er hat sich gleich 6,5 Einheiten erwiesen. Man hat die Menge eines Koagulantes ermittelt, die für eine Senkung des pH-Wertes bis auf 2»7 Einheiten erforderlich ist. Sie hat sich gleich 45 kg Trockensubstanz des Schlammes erwiesen. Als Koagulant hat mar Schwefelsäure verwendet. Eine S₀JaIammportion hat man mit der angegebenen Men^.e Koagulant bearbeitet. Nach der Bearbeitung Hat der pH-Wert der Portion 3,7 Einheiten betragen. Dann gil?t aan die Schlammportion in einen Gravitationsverdichter.Nach

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d-eza Verdichten hat die Konzentration des verdichteten I» cm ι lupines 5}2;-ώ betragen. Dann hat man ein Schlauuakonditionieren durchgeführt. Zuerst hat man Schlamm mit einem Koagulant in einer Menge von 25 kg/t Trockensubstanz des Schlamnes bearbeitet.'Als Eoagulant hat man Schwefelsäure verwendet. Danach hat man Schlamm bis auf eine Temperatur von 7O⁰C erwärmt. Dann nat man dem erwärmten Schlamm eine i.Ienge Flockungsmittel "von 1,41 kg/t Trockensubstanz des »^Jchlanifaes zugegeben. Den konditionierten Schlamm hat man mit einer Zentrifuge und mit einem Vakuumfilter mechanisch entwässert. Nach einer Entwässerung des Schlamms mit einer Zentrifuge hat dessen Feuchtigkeit 64,2% und nach einer Entwässerung mit einer Zentrifuge hat sie 79,7% betragen.

Beispiel 3

Man hat den pH-Wert des Schlammes gemessen, er hat sich gleich 6,5 Einheiten erwiesen. Man hat die Menge eines Koagulantes ermittelt, die für eine' Senkung des pH-Wertes bis auf 5,0 Einheiten erforderlioh ist. Sie hat sich fjleich 20 kg/t · Trockensubstanz des Schlammes erwiesen. Als Koagulant hat man Schwefelsäure verwendet. Eine Schlammportion hat man mit der angegebenen Menge Koagulant -bearbeitet. Nach der Bearbeitung hat der pH-Wert des Schlammes 5*0 Einheiten betragen. Dann hat man. die Sohlammportion in einem Gravitationsverdichter verdichtet. Wach dem Verdichten hat die Konzentration der verdichteten Schlammes 4,4% betragen. Dann hat man ein Schlammkonditionieren durchgeführt. Zuerst hat man Schlamm _mit einem Ivoaßulant in einer Menge von 50 kg/t Trocken?ubütanz, des Schlammes bearbeitet. Als Koagulant hat man Sclr.verel

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-· 10 —

verwendet. Danach hat man Schlamm bis auf eine Temperatur von '/0⁰C erwLumt. Da:m haL man dem erwärmten Schlamm eine Menge Flockungsmittels von 1,455 kg/t Trockensubstanz des Schlamme zugegeben. Den -konditionierten Schlamm hat man mit einer Zentrifuge" und mit einem Vakuumfilter mechanisch entwässert. Efach einer Entwässerung des Schlammes mit einer Zentrifuge hat de-ssen Feuchtigkeit 65% und nach einer Entwässerung mit einem Vakuumfilter _t hat sie 70,1% Jbejrragen. ": : .

Beispiel 4 . · -

Man hat den pH-Wert des Schlammes gemessen. Sr hat sich .',leich 6,5 Einheiten erwiesen. Diese Schlammportion hat man vor einem Verdichten mit keinem Koagulant wie in den vorstehenden Beispielen bearbeitet. Wach der Messung des pH-Wertes hat man die Schlammportion in einem Gravitationsverdichtei verdichtet. Nach dem Verdichten nat die Schlammkonzentration 4,0% betragen. Dann hat man ein Konditionieren des Schlammes durcngeführt. Zuerst hat man Schlamm mit einem Koagulant in einer ilienge.von 70 kg/t Trockensubstanz des Schlammes bearbeitet. Als Koagulant hat man Schwefelsäure verwendet. Danach" hat man Schlamm- bis auf eine Temperatur von 70⁰C erwärmt·. Dan hat man dem erwärmten Schlamm eine Menge Flockungsmittel von 1,50 kg/t Trockensubstanz des Schlammes zugegeben. Den konditionierten Schlamm hat man mit einer Zentrifuge und einem Vaku umfilter mechanisch bearbeitet. Nach einer Entwässerung des Schlamias mit einer Zentrifuge und mit einem Vakuumfilter mechanisch entwässert. Nach einer Entwässerung des Schlammes hat de.'-oen Feuchtigkeit 6u% und nach einer Entwässerung mit einem Vakuumfilter hat sie '/1% betragen.

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■.''' Zwecks Übersichtlichkeit sind alle Versuchserr.ebni^e nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in der Tabelle 1 zusammengestellt. . ; ' ·

Die Vorteile dieses Verfahrens sur Bearbeitung von Abw as s er schlämmen^ bestehen in einer Steigerung seiner Effektiv ität und einer Senkung des Verbrauchs an Flockungsmitteln, die zur Schlammbearbeitung verwendet werden. Zur Vc.r.-mrcfi.-iulichung dieser Vorteile ist die Tabelle 2 angeführt, in licreri die technischen Betriebskennwerte einer Reinigun{_-san'i ai.e hi it

) einer Leistung von 2000 Tausend m^/Ta£ enthalten sind.

Tabelle 1

Kennwerte	Kennws	,1	Besp	.2	Bsp. 3	Bsp. 4
	= rte	2	3		4	5
	erfindungsgemäßes Verfahren
1	Bsp,
unverdichtetes Schlamm		3	3 3,7		3 5,0	3 6,5
gemisch:
Konzentration, g/l pH-Wert
	2

Konzentration der Schwebestoffe in der Austrittsflüssigke it nach dem Verdichten des Schammes, mg/1 Konzentration des verdichteten Schlammes, %

60

85

105

5,8

5,2

4,4

4^0

Verbrauch an sausTem A-cens beim ^erdichten, kg/t .Trocken- ._ ν

substanz des iuchlainiiies Verbrauch an sauerem ■ '.

/ii.ens beim Konditlonieren des verdichteten iJciilammes, kg/t Trockensubstanz des Schlammes pH-Wert des verdichteten Schlammes 3,8 relativer Verbrauch an kVäi Schlammerwärmung,% Flockungsmittelverbrauch, ki,/t 1,35

Trockensubstanz des £jciila--.nies, Scjilarn::ifeuchti_s-keit, % mit Zentrifuge entwäg-20

4»9

1,41

i.i'hwebe st of !'konzentration in Flussi^phase nach der Entwässerung, '•■'lT/1

50

5>9

88

1,455

70

6,3

100

1,50

sert	ent-	63	,8	en	,2	65	,1	66
mit Vakuumfilter
wässert	69		' 69	,7	70	71

46

50

-50

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Tabelle 2

Nennwerte

erfindungsgemäßes Verfahren

Tausend la^/Tag

Schianimenge(bezogen auf Trockensubstanz) j t/Tag
entwässerte Schiammenge t/Tag Verbrauch an Flockungsmittel, kg/Tag

Verbrauch an Schwefelsäure,t/Tag Verbrauch an Erdgas zur Schlanuuer v

wärmimg,

Verbrauch an Kalk, t/Tag Stückzahl der Zentrifugen 20U0

40 10

d3Gyelbe Verfahren olme Bearbe itnng iait J,o,'i";u"Lyrjt vor dem Verd i eilten

400	400
1450
570	600
26,8	26,8

12

Claims

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SCHIFF ν. FÜNER STREHL S"CHU15E*I!-HO^F ^β F.-Z ΒΓ3?(^1 «Μ*/-US FINCK

U ABiAHlUFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 Ο16Ο, D-HOOO MÜNCHEN 95

ALSO PROhESSIONiL REPREStNTAIIVF-S BEFORE THt: EUROfELAN PATENT OFFICIr

Upravlenie vodoprovocLno-kanalizaeion-

nogo chozja^stva

lllfl.-INU. Il IRM HI HHHL

HIPL-CHtM IJf*. UWMil. A BCMUtItI HOI-f

dJIF*l INQ, OIUTfeH IHBINOHAUS

DR. INS. DIFTEH PINCK

TELEFON (OBB) AB2OB4

TELEX Β-03 0ΘΟ AUPfO D

TELEGRAMME AUROMARCPAT MÜNCHEN

DEA=22100

13« Juli 1981

Züä¹ BEARBEITUNG VOlT A-B".7ASbE3SCHUL.£AM

■ PAajBMTANSERUCH-

Verfahren, zux Bearbeitung von Abwasserscklänmen durch Verdichten des Schlammes, dessen Konditionieren und darauffolgende Sntwässerung, dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem Verdichten des Schlamms dessen pH-'.Vert mißt und den Schlamm mit einem Koaculant in einer Menge bearbeitet, die eine Herabsetzung des pH-Wertes des Schlammes bis auf 2,5 "bis 5,0 bewirkt» .

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