DE3630666A1 - Verfahren zur entwaesserung von klaerschlaemmen, insbesondere auf kammerfilterpressen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur Entwässerung von Klärschlämmen mit Hilfe orga­ nischer polymerer Flockungsmittel (Polyelektrolyte), die vorzugsweise durch Emulsionspolymerisation hergestellt wur­ den.

Zur Erzielung von optimalen Entwässerungsergebnissen wird eine erhebliche Menge der wäßrigen Phase des Schlammes bereits vor dem eigentlichen Entwässerungsprozeß nach Zugabe von Flockungsmittel durch Dekantieren abgeschieden. Der geflockte und eingedickte Schlamm kann anschließend in we­ sentlich kürzerer Zeit entwässert werden, wobei das Entwäs­ serungsverhalten durch eine Reaktivierungsflockung auf der Druckseite der Schlammförderpumpen noch zusätzlich verbessert wird.

Klärschlämme, insbesondere aus kommunalen Kläranlagen (Faul­ schlamm, Rohschlamm) enthalten in der Regel über 90% Wasser. Für eine wirtschaftliche Entsorgung - wie z. B. Deponierung oder Verbrennung - werden Klärschlämme mit geeigneten Ent­ wässerungsaggregaten entwässert. Der entwässerte Klärschlamm enthält in der Regel nur noch 75% bis 50% Wasser und wird als stichfest oder deponiefähig bezeichnet. Als Entwässerungs­ aggregate werden insbesondere Bandfilterpressen, Zentrifugen oder Kammerfilterpressen eingesetzt.

Um Klärschlämme entwässern zu können, müssen sie mit Ent­ wässerungshilfsmitteln konditioniert werden. Bei Zentrifugen und Bandfilterpressen werden dabei seit Jahrzehnten organi­ sche Polyelektrolyte als Flockungsmittel eingesetzt.

Bei der Entwässerung in Kammerfilterpressen wurden bisher insbesondere kostengünstige anorganische Zuschlagstoffe - Eisensalze und Kalk - verwendet. Dabei sind die erforder­ lichen Mengen jedoch so hoch, daß der Feststoffanteil im Filterkuchen nicht selten zu mehr als 50% aus Konditionie­ rungsstoffen besteht. Transport- und Deponiekosten werden dadurch erheblich erhöht. Seit einiger Zeit weiß man jedoch, daß auch organische Polyelektrolyte druckstabile Feststoff­ agglomerate bilden, die sich ähnlich wie in Zentrifugen und auf Bandfilterpressen auch in Kammerfilterpressen hervorra­ gend entwässern lassen.

Neben einer kostengünstigen Anwendung liegen die Vorteile der Konditionierung mit organischen Flockungsmitteln insbesondere darin, daß mit dem Filterkuchen keine zusätzlichen Balast­ stoffe entsorgt werden müssen, Investitionskosten minimiert und entwässerte Klärschlämme aus Kammerfilterpressen nun ebenfalls verbrannt werden können.

In der Regel wird der zu entwässernde Schlamm in Eindickern oder Bunkern gestapelt, von dort in das Kammerfilterpressen­ gebäude überführt und anschließend konditioniert und ent­ wässert. Beim herkömmlichen Konditionierungsverfahren mit anorganischen Zuschlagstoffen - wie Kalk und Eisensalzen - wird der Schlamm chargenweise in geeigneten Konditionie­ rungsbehältern gemischt und zur Entwässerung vorzugsweise mit Kolbenmembranpumpen in die Kammerfilterpresse gepumpt.

Bei der Konditionierung mit organischen Polymeren wurde bisher ähnlich gearbeitet, wobei die Flockungsmittelmenge proportional zur Feststofffracht dosiert wurde (DE-PS 33 46 834). Vorzugsweise wurde die Flockungsmittellösung dabei nach der Schlammpumpe auf die Druckseite dosiert. Dadurch sollte eine mechanische Zerstörung der Schlammflocken beim Durchgang der Beschickungspumpen vermieden werden. Die Problematik dieser Inline-Dosierung auf der Druckseite der Beschickungs­ pumpen besteht jedoch darin, daß bei den unterschiedlichen Fördermengen und Fließgeschwindigkeiten zwischen der Start­ phase einer Beschickung (z. B. 40 m³/h Schlamm) und der End- bzw. Hochdruckphase (z. B. 4 m³/h Schlamm) eine optimale Flockung und Vermischung außerordentlich schwierig ist. Da in der Regel die Flockungsmittellösung in sehr hoher Verdünnung zudosiert werden muß (0,1 bis 0,5%ige Lösung), wird die hydraulische Belastung der Kammerfilterpresse erhöht, und die Presszeiten bei der Polymerkonditionierung werden verlängert.

Man hat in einigen Fällen versucht, diese Nachteile durch eine Vorabscheidung von Wasser zu vermeiden, wobei bisher stets mechanische Entwässerungsaggregate (sog. Siebtrommeln) eingesetzt werden mußten, siehe DE-OS 29 20 350. Nachteilig am bekannten Verfahren ist, daß ein zusätzliches Aggregat und zusätzlicher Energieverbraucher aufgestellt werden muß.

Im Zuge der Erfindung hat sich gezeigt, daß der so geflockte und in dem zusätzlichen Entwässerungsaggregat mechanisch beanspruchte Schlamm wieder reaktiviert werden muß, um ihn anschließend wirksam entwässern zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Entwässern von Klärschlämmen anzugeben, mit dem die hydrauli­ sche Belastung bei der Druckfilteration verringert, die Enwässerungszeiten verkürzt und die Filterleistungen erhöht werden können, ohne daß zusätzliche Einrichtungen wie Vor­ entwässerungsmaschinen eingesetzt werden.

Dabei werden Filterkuchen mit hohen Feststoffgehalten ange­ strebt, die sich bei Benutzung von Kammerfilterpressen gut und selbständig von den Filtertüchern ablösen sollten.

Hierzu schlägt die Erfindung das im Anspruch 1 angegebene Verfahren mit bevorzugten Ausgestaltungen nach den Ansprüchen 2 bis 10 vor.

Nach dem Verfahren der Erfindung wird der geflockte Schlamm vor dem Aufgeben auf die Entwässerungsvorrichtung in einem Konditionierungsbehälter ohne mechanische Beanspruchung des Schlamms eingedickt, wobei gleichzeitig ein Teil des Schlamm­ wassers durch Dekantieren abgetrennt wird. Da der Klärschlamm nach der Flockung und Dekantierung von überschüssigem Wasser erheblich eingedickt ist, wird die hydraulische Belastung für die anschließende Druckfilteration, z. B. in der Kammerfilter­ presse deutlich verringert und dadurch eine Verkürzung der Entwässerungszeit erreicht.

In der Figur wird eine erfindungsgemäß bevorzugte Ausgestal­ tung einer Schlammentwässerung mit einer Kammerfilterpresse erläutert.

Stufe 1 erläutert die Herstellung der Flockungsmittellösung (vorzugsweise 0,2-1,5 gew.-%ig) durch Phaseninversion eines durch Emulsionspolymerisation hergestellten Polymers (Poly­ elektrolyt). Dies kann z. B. mit einem kontinuierlich arbei­ tenden Misch- und Dosiersystem wie Nalmat (erhältlich von Deutsche Nalco Chemie GmbH, siehe Firmenprospekt "Nalmat, Das Neue Nalco-Dosiersystem", F 20) oder Optimer (erhältlich von Deutsche Nalco-Chemie GmbH, siehe Firmenprospekt "Optimer IL, Ein Neues Dosiersystem", F 30) erreicht werden. Ziffer 1 bezeichnet die Pumpe, die Flockungsmittellösung zur Primär­ flockung befördert, und Ziffer 2 die Pumpe, die Flockungsmit­ tellösung zur Sekundärflockung befördert.

Stufe 2 zeigt die Dekantationsphase in einem der eigentlichen Entwässerung vorgeschalteten Behälter, wobei das Flockungsmit­ tel zur Primärflockung über die Pumpe 1 in den Zulauf zum Dekantierbehälter zudosiert wird. Der Flockungsmittelbedarf wird proportional zur Feststofffracht des Klärschlamms gere­ gelt, indem die Schlammdurchflußmenge (z. B. in m³/h) und der Schlammtrockensubstanzgehalt (in % TS=Trockensubstanz) mit Hilfe geeigneter Meßinstrumente gemessen wird. Der einge­ dickte Schlamm wird abgezogen und das freigesetzte Wasser wird gleichzeitig über einen geeigneten Ablauf dekantiert. Der Dekantierprozeß und die Schlammhöhe werden durch Trü­ bungs- und Niveaumeßgeräte wie z. B. eine Füllstandsonde ge­ steuert.

Der aus dem Dekantierbehälter mit Hilfe einer Hochdruckpumpe abgezogene eingedickte Schlamm wird in Stufe 3 vor Eintritt in die Kammerfilterpresse mit über Pumpe 2 zugeführtem Flockungs­ mittel versetzt und einer Sekundärflockung unterworfen und hierdurch reaktiviert. Der abgepreßte Schlammkuchen fällt infolge Hydrophobierung der Filtertücher selbständig ab und wird zur Deponie befördert. Hierdurch wird gleichzeitig ein Selbstreinigungseffekt erzielt, so daß ein langer kontinuier­ licher Betrieb gewährleistet ist.

Klärschlämme müssen vor der Entwässerung konditioniert wer­ den, wobei sich hierfür insbesondere polymere Flockungsmittel (Polyelektrolyte) eignen. Um eine gute Wasserabscheidung der Feststoffe zu erreichen, ist die sogenannte Totalflockung des Schlammes notwendig, d.h. es müssen sich große stabile Agglo­ merate bilden, die bei mechanischer Beanspruchung in erster Linie Wasser abscheiden und dabei nicht frühzeitig zerstört werden. Flockungsmittel sind nur in verdünnter Lösung wirksam und müssen intensiv mit dem zu entwässernden Schlamm ver­ mischt werden. Die Konzentration der zudosierten Flockungs­ mittellösung liegt in der Regel bei 0,1 bis 0,5 Gew.-%, d.h. für eine Flockung zur anschließenden Entwässerung wird zu­ sätzlich Wasser in den Schlamm eingetragen.

Zur Herstellung von wirksamen Flockungsmittellösungen wird vorzugsweise das in der DE-PS 21 54 081 beschriebene Verfah­ ren zur Invertierung von durch Emulsionspolymerisation herge­ stellten Polyelektrolyten in Wasser angewendet. Erfindungsge­ mäß werden Emulsionspolymere wie die polyelektrolytischen Nalco-Flüssigpolymere besonders bevorzugt verwendet. Bekannt­ lich werden durch Emulsionspolymerisation besonders hochmole­ kulare und wenig verzweigte Polymere mit einer engen Moleku­ largewichtsverteilung gewonnen.

Hochmolekulare Polyelektrolyte sind erst in verdünnter, wäßriger Lösung wirksam. Ein wesentlicher Vorteil der Flüssigpolymere liegt darin, daß die innere, bereits in Wasser gelöste Polyelektrolytphase durch Verdünnung bzw. "Umkehrung" der Emulsion sofort vollständig aktiv werden kann. Dieser Vorgang wird als Invertieren (Phaseninversion) bezeichnet. Physikalisch ist es eine Überführung der konzen­ trierten Wasser-in-Ölemulsion in eine verdünnte Öl-in-Wasser­ emulsion unter Mitwirkung eines hydrophilen Tensides. Beim Invertieren wird die äußere Kohlenwasserstoffphase emulgiert, so daß die innere, polymerhaltige Phase durch das Lösewasser verdünnt wird. Hierbei strecken sich die geknäulten Polymer­ ketten wie eine Feder und werden durch Hydratisierung aktiv.

Im Unterschied zur Anwendung von pulverförmigen Polymeren sind Flüssigpolymere durch Verdünnung mit Wasser schnell aktiv und benötigen keine lange Reifezeit.

Das Latex-Polymer wird zweckmäßigerweise in einem Mischaggre­ gat in Wasser invertiert und erreicht sehr schnell ein Höchstmaß an Flockungsmittelaktivität. In kürzester Zeit wird somit eine gebrauchsfertige Flockungsmittellösung herge­ stellt.

Für eine Totalflockung des Klärschlamms werden etwa 200 bis 600 g Flockungsmittel (Basis Emulsionspolymerisat) pro m³ Schlamm benötigt. Diese Flockungsmittelmenge muß mindestens auf etwa 1:200 (=0,5%ig), vorzugsweise jedoch auf etwa 1:500 (=0,2%ig) mit Wasser verdünnt werden. Pro m³ Schlamm werden somit nochmals 100 bis 250 Liter Wasser in Form der verdünn­ ten Flockungsmittellösung hinzugegeben, obwohl doch der Schlamm eigentlich entwässert werden soll.

Die Vermischung des Schlammes mit der verdünnten Flockungs­ mittellösung erfolgte bisher vorzugsweise in Mischreaktoren, Konditionierungsbehältern oder im Inline-Verfahren in den entsprechenden Rohrleitungen.

Im erfindungsgemäßen Verfahren entstehen durch kurzes und intensives Mischen des Schlammes mit der Flockungsmittel­ lösung große Feststoffagglomerate, die infolge ihrer Schwer­ kraft sehr schnell sedimentieren und sich ohne zusätzliche mechanische Beanspruchung eindicken. Überraschenderweise stellt sich dieser Effekt auch dann ein, wenn der Behälter relativ klein, die Klärfläche also niedrig und die Verweil­ zeiten sehr gering sind.

Beschickt man einen liegenden Behälter mit einem Volumen von etwa 20 m³, einem Durchmesser von ca. 2,5 m und einer Länge von ca. 4 m auf einer Stirnseite mit geflocktem Schlamm (Volumenstrom 50 bis 100 m³/h), so kann an der gegenüber­ liegenden Stirnseite des Behälters klares Wasser überlaufen und an der Unterseite des Behälters eingedickter Schlamm abgezogen werden. Um bei einem kontinuierlichen Betrieb, jedoch mit wechselnden Volumenströmen des abgezogenen Schlam­ mes eine optimale Wasserabscheidung aufrecht erhalten zu können, ist erfindungsgemäß mit Hilfe einer installierten Trübungsmessung an der Abflußseite des Dekantierbehälters der Abscheideerfolg kontrolliert worden. Die Trübungsmessung wurde so eingestellt, daß bei Schlammüberrissen ein Signal erfolgte, mit dem die Beschickung des Behälters unterbrochen wird. Erst beim Unterschreiten einer Min-Füllstand-Sonde im Behälter schaltet die Beschickung des Behälters wieder ein, der Behälter füllt sich wieder mit geflocktem Schlamm, der Schlamm sedimentiert auf dem noch vorhandenen und eingedick­ ten Schlamm und das klare Dekantat kann weiter überlaufen. Somit ist eine kontinuierliche Eindickung und Wasservorab­ scheidung (Dekantierung) gewährleistet. Durch diese Ver­ fahrensweise wird erreicht, daß sich der Schlamm z.B. von 5 auf mindestens 8,5% TS eindickt und zwischen 20 und 40% der Wassermenge zuzüglich der über die verdünnte Flockungsmittel­ lösung eingebrachten Wassermenge des zu entwässernden Schlam­ mes bereits vorher abtrennen.

Der technische Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahren liegt u.a. darin, daß für die Vorentwässerung in dem Dekantierbe­ hälter keine zusätzlichen Entwässerungsmaschinen - wie z. B. Siebtrommeln oder Zentrifugen - eingesetzt werden müssen. Der Dekantierbehälter dient gleichzeitig als idealer Misch- und Reifebehälter. Die geflockten Schlämme zeigen insbesondere dann ein optimales Entwässerungsverhalten, wenn eine Flocken­ reifezeit von mindestens 2 Minuten eingehalten wird. Bei einer Inline-Dosierung des Polymers in die Schlammleitung ist diese Reifezeit nicht möglich. Weiterhin hat der Dekantierbe­ hälter den Vorteil, daß Schwankungen in der Schlammzusammen­ setzung und der Flockungsmittelbeschickung aufgefangen werden können und sich nicht wie bei der Inline-Dosierung direkt auf das Entwässerungsergebnis auswirken.

Da die Flocken nicht mechanisch beansprucht werden, sind sie bereits im Dekantierbehälter optimal konditioniert.

Nach der Dekantierung und Eindickung mit Hilfe von polymeren Flockungsmitteln wird der Schlamm vorzugsweise mit Kolbenmem­ branpumpen, manchmal auch mit Exzenterschneckenpumpen der Entwässerungsvorrichtung, insbesondere einer Kammerfilter­ presse zugeführt. In der Kammerfilterpresse werden die Fest­ stoffe mit Hilfe geeigneter Filtertücher zurückgehalten und das Wasser als Filtrat freigesetzt. Dabei baut sich ein Filterkuchen auf, wobei in Abhängigkeit von der Beschickungs­ zeit der Filtrationsdruck bis auf etwa 15 bar ansteigt. Mit ansteigendem Druck wird automatisch weniger Schlamm gepumpt, so daß in der Endphase einer Charge nur noch 5% bis 10% des zu Beginn der Beschickung erreichten Volumenstromes gefördert wird. Durch die Pumpen wird der geflockte Schlamm, insbeson­ dere in der Hochdruckphase zusätzlich beansprucht, so daß sein Entwässerungsverhalten verschlechtert wird, weil die scherempfindlichen Feststoffagglomerate zerstört werden. Erfindungsgemäß ist nun gefunden worden, daß eine sehr gerin­ ge Flockungsmittelmenge ausreicht, um die Agglomerate wieder zu reaktivieren, wodurch das Entwässerungsverhalten zusätz­ lich erheblich verbessert wird. Als ideale Flockungsmittel­ dosiermenge hat sich ein Verhältnis von 75 bis 90 Teilen Flockungsmittel für die Primärflockung zur Dekantierung und 10 bis 25 Teilen Flockungsmittel als Sekundärflockung zur Reaktivierung herausgestellt. In der Hochdruckphase über 8 bar sollte die Flockungsmittelmenge, bezogen auf Feststoff für die Reaktivierungsflockung vorzugsweise doppelt so hoch liegen wie in der drucklosen Startphase.

Nach Beendigung des Filtrationsvorgangs wird die Presse ent­ spannt und geöffnet. Das Entwässerungsergebnis gilt als ideal, wenn die Filterkuchen fest und deponiefähig sind und sich ohne weitere manuelle Hilfe selbständig von den Filter­ tüchern lösen. Bei der anorganischen Schlammkonditionierung wird dies mit Kalk und Eisensalzen erreicht, wobei in der Regel hohe Einsatzmengen von Kalk die Festigkeit und das Ablöseverhalten der Filterkuchen verbessern. Allerdings werden dadurch erhebliche Mengen an zusätzlichen Feststoffen in den Filterkuchen eingetragen, die die anschließende Ent­ sorgung belasten.

Bei der Konditionierung mit Flockungsmittel treten deshalb Probleme auf, weil sich der Filterkuchen nicht homogen und fest ausbildet und beim Öffnen der Kammerfilterpresse diese Filterkuchen nur selten selbständig von den Filtertüchern abfallen. Dies ist u.a. oft auf eine unzureichende Mischung zwischen Flockungsmittellösung und Schlamm bei inline- Dosierung zurückzuführen. Oft kommt es auch zu Verklebungen an den Tüchern, die grundsätzlich mit der Natur der Flockungsmittel, insbesondere bei pulverförmigen Produkten, zusammenhängen.

Erfindungsgemäß ist gefunden worden, daß sich vorzugsweise emulsionsförmige Flockungsmittel für den Einsatz als Ent­ wässerungshilfsmittel in Kammerfilterpressen eignen. Über das Emulsionssystem werden zusätzlich hydrophobe Bestandteile (Weißöle) in den zu entwässernden Schlamm eingeführt, die einen positiven Effekt beim Ablöseverhalten der Kuchen aus­ üben. Mit zunehmender Anzahl der Chargen bildet sich ein hydrophober Film auf den Tüchern, der Verklebungen entgegen­ wirkt, so daß sich die Filterkuchen selbständig lösen und die Filtertücher sauber bleiben.

Die Erfindung hat bei der Entwässerung von Klärschlämmen in Kammerfilterpressen erhebliche Vorteile. Filterkuchen mit einem Feststoffgehalt von 40% werden ohne Einsatz von zusätz­ lichen Feststoffen erzielt, wobei sich die Filterkuchen selbständig von den Filtertüchern lösen. Weil die hydrauli­ sche Belastung der Kammerfilterpresse durch das vorherige Abdekantieren von überschüssigem Wasser reduziert wird, können die Chargenzeiten verringert und dadurch die Anlagen­ kapazitäten erhöht werden, ohne daß dadurch zusätzliche Betriebskosten entstehen.

Vergleichsbeispiel 1

Es wurde ein Faulschlamm einer Kläranlage auf einer Kammer­ filterpresse entwässert. Der Feststoffgehalt des Schlammes betrug 7%. Um einen deponiefähigen Filterkuchen zu erreichen, wurden, bezogen auf 1 Tonne Schlamm-Feststoff, 300 kg Weiß­ kalk (Kalkhydrat Ca(OH₂) und 20 kg Eisen-II-chlorid (FeCl₂) zur Konditionierung zugegeben.

Der Weißkalk wurde als ca. 10%ige wäßrige Kalkmilchsuspension und das Eisen-II-chlorid als 20%ige wäßrige Lösung zugegeben, so daß man über die Konditionierungsmittel pro m³ Schlamm etwa 250 Liter zusätzliches Wasser dem Schlamm zuführte. Der konditionierte Schlamm wurde direkt mit einer Kolbenmem­ branpumpe der Kammerfilterpresse zugepumpt. Nach einer Preß­ zeit von 120 Minuten wurde die Kammerfilterpresse geöffnet und entleert. Die Filterkuchen fielen selbständig ab und hatten einen durchschnittlichen Feststoffgehalt von 45%. Weil für die Schlammkonditionierung zusätzliche anorganische Feststoffe eingebracht werden, setzte sich der entwässerte Filterkuchen wie folgt zusammen:

55%Wasser 33,3%Klärschlamm-Feststoff 11,7%Konditionierungsmittel-Feststoff

Vergleichsbeispiel 2

Der in Vergleichsbeispiel 1 verwendete Faulschlamm wurde anstatt mit Kalkmilch und Eisensalz nur mit einer 0,3%igen Flockungsmittellösung konditioniert. Das Flockungsmittel war ein mittelkationisches Copolymerisat (Nalco-Flüssigpolymer KP-318; s. Nalco-Sonderdruck 5D, Dez. 85), das nach dem Verfah­ ren der Emulsionspolymerisation als Wasser-in-Öl-Emulsion hergestellt und durch Phaseninversion in eine Öl-in-Wasser- Lösung überführt worden ist. Die Flockungsmittellösung wurde inline auf die Saugseite der Kolbenmembranpumpe in Abhängig­ keit vom Schlammdurchfluß und TS-Gehalt (TS-frachtproportio­ nal) mit einer regelbaren Pumpe dosiert. Die Dosierrate betrug 9,6 kg Polymer pro Tonne TS. In Form der verdünnten Lösung wurden pro m³ Schlamm 225 Liter Wasser zusätzlich auf die Kammerfilterpresse gegeben.

Die Presse wurde nach 3 Stunden geöffnet, der Filterkuchen hatte nur einen Feststoffgehalt von 33%.

Vergleichsbeispiel 3

Der beschriebene Schlamm wurde wie in Vergleichsbeispiel 2 mit Polymerlösung konditioniert, wobei der Unterschied darin bestand, daß nicht auf der Saugseite der Kolbenmembranpumpe, sondern die Flockungsmittellösung auf der Druckseite zugege­ ben wurde. Das erzielte Resultat war ähnlich wie in Ver­ gleichsbeispiel 2 beschrieben.

Beispiel 1

Der beschriebene Schlamm wurde in Vergleichsbeispiel 1 kondi­ tioniert, jedoch mit dem Unterschied, daß statt Kalkmilch und Eisenchlorid nur eine 0,3%ige Flockungsmittellösung (Nalco KP-318) dosiert wurde. Diesmal wurde das Flockungsmittel im Unterschied zu den Vergleichsversuchen 2 und 3 jedoch unmit­ telbar vor dem Einlauf in den ansonsten für die Kalk-Eisen­ chlorid-Konditionierung vorgesehenen Behälter dosiert. Es bildeten sich spontan Feststoffagglomerate, die in dem Kon­ ditionierungsbehälter sehr schnell sedimentierten, so daß an dem Überlaufrohr des Behälters klares Wasser abgeschieden werden konnte. Der Behälter wurde so lange mit konditionier­ tem und geflocktem Schlamm beschickt, bis am Überlaufrohr statt klaren Wassers (Dekantat) geflockter Schaum ausgetragen wurde. Mit Hilfe einer Trübungsmessung wurde dies automatisch registriert und die Beschickungspumpe abgeschaltet. Durch diese Fahrweise wurde unterhalb des Behälters eine Schlamm­ dichte von durchschnittlich 13% Feststoffgehalt erziehlt. Dieser eingedickte Schlamm wurde mit der Kolbenmembranpumpe wie in den vorstehenden Versuchen auf die Kammerfilterpresse gefördert. Zusätzlich wurde eine geringe Menge an Flockungs­ mittellösung (100 ppm Polymer) auf die Druckseite umittelbar hinter der Kolbenmembranpumpe in die Rohrleitung dosiert. Dadurch wurde die für den Dekantierprozeß gebildete Flocke nach dem Durchgang durch die Kolbenmembranpumpe wieder reak­ tiviert.

Nach 60 Minuten war der Druck in der Kammerfilterpresse auf über 12 bar angestiegen, so daß die Filtrationszeit nach 80 Minuten beendet und die Presse geöffnet werden konnte. Die so gebildeten Filterkuchen klebten nicht an den Tüchern, fielen selbständig ab und hatten einen Feststoffgehalt von 40%, was u.a. auf die Hydrophobierung durch das Emulsionspolymer zurückgeführt werden kann.

Im Vergleich zu der Zusammensetzung des Filterkuchens aus dem Vergleichsversuch 1 ergibt sich folgendes Bild:

Im Vergleich zu Vergleichsbeispiel 1 war der Schlamm-(TS)- Trockensubstanz-Anteil im Filterkuchen deutlich höher, obwohl die Presszeit von 120 auf 80 Minuten reduziert wurde. Dieser Vorteil wurde dadurch erreicht, daß sich der Klärschlamm im Konditionierungsbehälter von 7% TS auf 13% TS eindicken konnte, wobei durch das Dekantierverfahren über 60% des Wassers bereits vor dem eigentlichen Entwässerungsaggregat - nämlich der Kammerfilterpresse - abgeschieden wurde. Eine Bilanz von Feststoff und Wasser zu den jeweiligen Verfahrens­ stufen ergibt folgendes Bild:

Verteilung von Wasser und Feststoff-TS

Beispiel 2

Hier wurde wie im Beispiel 1 verfahren, mit dem einzigen Unterschied, daß auf der Druckseite kein Flockungsmittel für die Flockungsreaktivierung zudosiert wurde.

Die Presse konnte erst nach 100 Minuten geöffnet werden. Die Filterkuchen hatten einen durchschnittlichen TS-Gehalt von 35%, wobei insbesondere die Mitte der Filterkuchen weich war und einen TS-Gehalt von nur 25% aufwies.

Die Resultate waren im Vergleich zu Beispiel 1 weniger günstig.

Vergleichsbeispiel 4

Hier wurde wie im Beispiel 1 verfahren, mit dem einzigen Unterschied, daß anstelle des beschriebenen Emulsionspolymers (Nalco KP-318) ein vergleichbares pulverförmiges Flockungs­ mittel eingesetzt wurde.

Hierbei zeigte es sich, daß die Filterkuchen im Vergleich zum Beispiel 1 aufgrund der fehlenden Hydrophobierung stärker klebten und die Filtertücher verschmutzt waren.

Claims (10)

1. Verfahren zum Entwässern von Klärschlämmen in einer Entwässerungsvorrichtung wie einer Kammerfilterpresse, Zen­ trifuge und dergl., wobei das Entwässerungsverhalten des Schlammes durch Zusatz von organischen polymeren Flockungs­ mitteln verbessert und in einem vorgeschalteten Schritt aus dem geflockten Schlamm bereits Wasser abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der geflockte Schlamm vor dem Aufgeben auf die Entwässerungsvorrichtung ohne mechanische Beanspruchung des Schlammes in einem Konditionierungsbehälter eingedickt und ein Teil des Schlammwassers durch Dekantieren abgetrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flockenreifung und Eindickung des Schlammes direkt im Dekantierbehälter erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem eingedickten Schlamm eine zusätzliche kleine Menge Flockungsmittel auf der Druckseite der Schlamm­ förderpumpe zugesetzt wird und hierdurch die geflockten Feststoffagglomerate reaktiviert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Flockungsmittelzugabe vor dem Dekantieren zur Flockungsmittelzugabe zwecks Reaktivierung im Bereich von 2:1 bis 25:1 und vorzugsweise im Bereich von 4:1 bis 10:1 gehalten wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der beiden Flockungsmittelzugaben in Abhängig­ keit vom Druck der Druckfiltration variiert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flockungsmittelmenge für die Reak­ tivierung in der End- bzw. Hochdruckphase auf etwa das 1,5- bis 3,5fache der in der drucklosen Startphase eingesetzten Menge eingestellt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickung des Dekantierbehälters und die Abtrennung des Dekantats über eine Trübungsmessung im Dekantierbehälter oder im Dekantatablaufrohr des Behälters gesteuert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm in einer Kammerfilterpresse entwässert wird und die Filtertücher der Presse hydrophobiert werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Flockungsmittel Polyelektrolyte zugesetzt werden, die durch Emulsionspolymerisation hergestellt worden sind, wobei der hydrophobe Anteil der Emulsion die Filtertücher der Kammerfilterpresse hydrophobiert und das Ablösen des Filter­ kuchens fördert.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Flockungsmittel eine Lösung einge­ setzt wird, die durch Phaseninversion eines Latexemulsions­ polymers hergestellt worden ist.