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Verfahren zum Entwässern von Schlamm
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entwässern von Schlamm durch Filtrieren.
Insbesondere betrifft die Erfindung das Behandeln von Schlämmen, welche infolge ihrer Konsistenz durch die üblichen Zentrifugier- und Filtriermethoden nicht genügend entwässert werden können, was beispielsweise für Schlämme zutrifft, die bei der Reinigung von ver5ltem Industrieabwasser und insbesondere beim Entölen von Raffinerieabwasser durch Ausflocken erhalten werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich insbesondere für Schlämme, welche durch Abtrennen der Hauptmenge des Wassers in Absetzgefässen oder Eindickern erhalten werden können und welche immer noch zu viel Wasser enthalten, um sie behandeln, lagern, aufarbeiten oder (im Falle von Abfallschlamm) in wirtschaftlich und technisch annehmbarer und sicherer Weise verwerfen zu können. Unter Aufarbeiten wird hier ein Entwässern bis zu einem solchen Wassergehalt verstanden, bei dem der Schlamm beispielsweise verbrannt werden kann, gewünschtenfalls nach Zumischen von Kohle oder andern Brennstoffen.
Das Aufarbeiten von Schlämmen ist immer schwierig, wenn deren feste Bestandteile schmierige oder schleimige Konsistenz aufweisen. Entwässerungszentrifugen arbeiten mit solchen Schlämmen nicht zufriedenstellend, Filter werden verschmutzt und verstopft, wodurch die Entwässerung des Schlammes und die Filtration des Wassers ungenügend werden. Es sind Verfahren bekannt, bei welchen die Filtration durch ein Sandbett od. dgl. durch Heizen und gleichzeitiges mechanisches Bewegen der obersten Filterschicht und des Schlammes verbessert werden soll, wobei das mechanische Bewegen durch einen automatischen Schaber oder durch Druckluft erfolgen soll, die im oberen Teil des Filters in den Schlamm gepresst wird.
Solche mechanischen Schaber, die unter optimalen Bedingungen arbeiten, können jedoch bei den gebräuchlichsten Filtermaterialien, wie Textilien, Papier oder Keramik, nicht angewendet werden. Ausserdem ist es kaum möglich, in den häufig angewendeten Filterpressen Mittel für das Bewegen des Schlammes vorzusehen. In schwierigen Fällen wird durch blosses Erwärmen des Schlammes die Filtration nicht oder nur in unbedeutendem Masse verbessert.
Beim Aufarbeiten von Schlämmen aus öligem Industrieabwasser treten besondere Schwierigkeiten auf. In diesen Schlämmen sind die festen Teilchen mit feinen Oltropfen beladen. Dies vermindert nicht nur das spez. Gewicht der Schlammteilchen, wodurch das Absetzen des Schlammes verzögert und das Zentrifugieren erschwert wird, sondern macht die festen Schlammbestandteile schmierig, was das Filtrieren sehr schwierig macht. Wenn somit Raffinerieabwässer durch Ausflocken entölt werden, erhält man einen Schlamm, der den Absetzkessel und/oder den Eindicker mit einem Wassergehalt von etwa 95% verlässt und normalerweise mit den üblichen Verfahren nicht bis zu einem Wassergehalt aufgearbeitet werden kann, wo er (beispielsweise in einem Drehrohrofen) verbrennbar ist, was etwa unterhalb 60% Wassergehalt der Fall ist.
Die Reinigung von Öl, insbesondere emulgiertes Mineralöl enthaltendem Abwasser durch Ausflocken ist seit langem bekannt. Man verwendet hiezu Niederschläge, vorzugsweise von Hydroxyden wie Eisen- - nI-hydroxyd, um die Emulsion zu brechen und das Öl zu adsorbieren. Mit dieser Methode kann man stark ölhaltige Abwässer befriedigend entölen, üblicherweise bis zu einem Ölgehaltvon 10 ppm (Gewicht) oder weniger. Die allgemeine Anwendung dieser Methode wird jedoch durch das schwierige Abtrennen des ölhaltigen Hydroxydschlammes verhindert. Das Lagern in Gruben, wobei der Schlamm geschwemmt wird,
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ist nicht angezeigt, da dann das Grundwasser verseucht werden kann.
Wegen der grossen Menge der benötigten Chemikalien und der mühsamen und kostspieligen Arbeitsweise ist das Verfahren, bei welchem die Hydroxyde durch Zugabe von Säure wieder gelöst und das befreite Öl dann von der sauren wässerigen Phase abgetrennt wird, ungeeignet. Ein Verbrennen wäre vorteilhafter, doch müsste hiezu vorher ein starkes Entwässern vorgenommen werden. Es wurde festgestellt, dass Zentrifugen hiezu ungeeignet sind. Mit bekannten Filtern wird nur ein ungenügendes Entwässern erreicht, da die Filter rasch verstopft werden. Das Verstopfen erfolgt besonders rasch und ist dann besonders störend, wenn bei plötzlicher Zunahme des Öl- gehaltes des Wassers ein Schlamm mit einem besonders hohen Ölgehalt gebildet wird.
Das Aufheizen des Schlammes vor dem Filtrieren ergibt zugegebenermassen eine Verbesserung der Verhältnisse, ist jedoch nicht angezeigt, weil man dadurch keine Filterrückstände erhält, die man leicht transportieren und verbrennen kann.
Es wurde nun gefunden, dass man das unbefriedigende Entwässern solcher Schlämme überraschend und entscheidend verbessern kann, wenn man den Filterrückstand während des Filtriervorganges selbst in spezieller Weise mit Dampf oder andern heissen Gasen behandelt.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entwässern von Schlamm in einer Filtriervorrichtung, wobei der auf dem Filtriermedium sich absetzende Filtrationsrückstand mit stromabwärts des Filtriermediums zu- gesetztem Dampf und/oderandern heissen Gasen behandelt wird, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass während dieser Behandlung mit Dampf und/oder andern heissen Gasen die Zufuhr von Schlamm zu der Vorrichtung ununterbrochen fortgesetzt wird.-
Für ein aus zwei Stufen bestehendes Filtrationsverfahren ist es bekannt, in der ersten Verfahrensstufe das Filtriergut oberhalb des Filtriermediums einzudicken, indem man einen Luft- oder Dampfstrom von unten her unter solchem Druck durch das Filtriermedium bläst, dass die in der Flüssigkeit vorhandenen Feststoffe am Absetzen gehindert werden,
so dass noch kein Filtrationsrückstand entsteht. In der zweiten Verfahrensstufe wird dann die zuvor eingedickte Masse, z. B. unter Durchblasen von Dampf durch das Filtriermedium, in den festen Filterkuchen übergeführt, wobei aber die weitere Zufuhr von Filtriergut abgesperrt werden muss. Demgegenüber wird bei der Arbeitsweise eine zweite Verfahrensstufe nicht mehr benötigt und das Absetzen der Feststoffe schon während der Zufuhr des Filtriergutes bewirkt, was ausser der bereits erwähnten Beschränkung auf eine einzige Verfahrensstufe eine viel kürzere Verfahrensdauer und erhebliche Ersparnisse an Dampfkosten zur Folge hat.
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Entwässern von Schlämmen, die man beim Entölen von Mineralölraffinerieabwasser durch Ausflocken erhält.
Man kann das erfindungsgemässeverfahren mit Filtern durchführen, die mit einem Röhrensystem versehen sind, durch welches Dampf und/oder heisse Gase auf der Filtratseite des Filtermediums oder in dessen Nachbarschaft, vorzugsweise in den Filtratsammelraum, eingeführt werden können.
Vorzugsweise fügt man den Dampf oder das heisse Gas in solchen Mengen und bei solchen Temperaturen zu, dass der Filterrückstand eine Temperatur von wenigstens 60 C, vorzugsweise von 80 C, erreicht.
Während des Filtrieren wird der Filterrückstand zweckmässig dauernd mit Dampf oder einem andern heissen Gas behandelt.
An Hand der Zeichnung wird nachfolgend einausführungsbeispiel dererfindung sowie eine zur Durchführung geeignete Vorrichtung beschrieben.
Die Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch drei Filterrahmen 1 einer üblichen Filterpresse. Die Filterrahmen 1 haben in der Mitte eine runde Öffnung 2, durch die der zu filtrierende Schlamm in die unter Druck stehenden Filterzellen 3 eintritt. Über die Filterrahmen sind Filtertücher 4, beispielsweise aus Perlon, gespannt, von denen jedes in der Mitte eine der Öffnung 2 entsprechendeöffnung für den Eintritt des zu filtrierenden Materials aufweist. Die Tücher 4 sind um die Öffnungen 2 herum mit Klammern festgeschraubt. Das abgetrennte Filtrat fliesst durch eine Filtratsammelleitung 5 am Boden des Filters ab. Durch eine oben angeordnete Rohrleitung 6 wird während des Filtrierens dauernd Dampf eingeleitet. Viele übliche Filterpressen besitzen bereits eine solche Rohrleitung, welche aber als zusätzliche Filtratsammelleitung dient.
Falls eine solche Leitung 6 nicht bereits vorhanden ist, kann sie in einfacher Weise eingebaut werden. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, strömt der Dampf auf die Rückseite des Filtertuches, so dass das zu filtrierende Material auf dem Tuch unmittelbar geheizt wird. Der durch diese Anordnung erzielbare Erfolg überschreitet stark das Resultat, welches durch Vorwärmen des Schlammes zur Verbesserung des Entwässerns erzielbar ist, wie die nachfolgend beschriebenen Vergleichsversuche zeigen.
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Beispiel :
A) Schlammentwässerung in einer Filterpresse ohne Zugabe von Dampf, jedoch mit auf 70 - 900C vorgeheiztem Schlamm (Vergleich).
Zu filtrierendes Material : Eisen-llI-hydroxydschlamm aus der Reinigungvonveröltem Abwasser (Raffinerieabwasser) mit einem Wassergehalt von 96, 60% ; die restlichen 3, 4 o bestehen etwa zur Hälfte aus anorganischem Material und zur Hälfte aus Öl.
Filterpresse : Übliche Rahmenpresse mit 23 Rahmen, totale Filterfläche etwa 24 m. Filtertuch aus Perlon.
Filtrationsverlauf : Nach der Aufnahme von 2, 4 m3 Schlamm war der Filter verstopft und nahm kein Material mehr auf.
Filterrückstand : 370 kg mit einem Wassergehalt von 77, 90/0. Konsistenz halbflüssig.
B) Schlammentwässerung in einer Filterpresse unter Zugabe von Dampf und ohne Vorheizen des zu filtrierenden Materials (Ausführungsbeispiel der Erfindung).
Zu filtrierendes Material: Eisen-lII-hydroxydschlamm wie unter A) erwähnt, Wassergehalt 95, 5%.
Filterpresse : Gleiche Presse wie unter A) erwähnt, jedoch mit einer Dampfzufuhr wie in der Zeichnung dargestellt.
Dampfzugabe : Etwa 200 kg Dampf (12 ata, 200 C) pro ma Charge.
Filtrationsverlauf : Die Presse nahm 4,7 m3 Schlamm auf, was dem in der Presse verfügbaren Raum entspricht. Der Filterrückstand und das Filtrat hatten eine Temperatur von etwa 800C.
Filterrückstand : 410 kg mit einem Wassergehalt von 48, 80/0, Konsistenz fest, krümelig.
Die beschriebene Verbesserung beim Entwässern von Schlamm wurde durch zahlreiche Vergleichsversuche bestätigt. Wie ersichtlich, ist die Verbesserung nicht einem einfachen Heizen des Schlammes zu verdanken.
Abgesehen davon, dass man durch das erfindungsgemässe Verfahren einen Schlamm mit einem Wassergehalt von etwa 50% erhalten kann, ist es auch noch möglich, den Schlamm in fester Form zu erhalten, wodurch er leicht geschaufelt werden kann. Dieser Schlamm kann unmittelbar im Kesselhaus verfeuert werden.
Daneben kann das erfindungsgemässe Verfahren zu einem leichten Entölen des Filterrückstandes führen, wobei das Filtrat einen'etwas höheren Ölgehalt als sonst aufweist. Da jedoch dieses Öl in einfacher Weise abgetrennt und als Brennöl aus einem üblichen Ölabscheider zurückgewonnen werden kann, hat diese kleine Erhöhung des Ölgehaltes des Filtrats keine Bedeutung.
Schliesslich besteht ein besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens darin, dass die Filtration vollständig unabhängig davon verläuft, wie der Schlamm mit Öl beladen ist. Es wurde niemals ein Verstopfen des Filtermediums beobachtet, auch dann nicht, wenn das Abwasser einen extrem hohen Ölgehalt aufwies. Dies zeigt, dass das Verfahren besonders zuverlässig im Betrieb ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Entwässern von Schlamm in einer Filtriervorrichtung, wobei der auf dem Filtriermedium sich absetzende Filtrationsrückstand mit stromabwärts des Filtriermediums zugesetztem. Dampf. und/oder andern heissen Gasen behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während dieser Behandlung mit Dampf und/oder andern heissen Gasen die Zufuhr von Schlamm zu der Vorrichtung ununterbrochen fortgesetzt wird.