AT394848B - Verfahren zur entsorgung eines bei der abwasserreinigung anfallenden klaerschlammes - Google Patents
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Description
AT 394 848 B
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entsorgung eines bei der Abwasserreinigung anfallenden Klärschlamms, bei dem dem Klärschlamm Calciumverbindungen beigemischt werden und danach der Klärschlamm entwässert und verbrannt wird. In bekannten Abwasserreinigungsanlagen Men große Mengen an Klärschlämmen an, deren Trockensubstanz-Anteil in der Regel zwischen 4 und 6 Gew.-%, teilweise auch darunter liegt. Da der Klärschlamm so nicht handhabbar ist, werden ihm zur chemischen Schlammkonditionierung chemikalische Reagenzien, insbesondere anorganische Zusatzstoffe beigemischt. Diese haben die Aufgabe, feinste und kolloidale Trübstoffe zu koagulieren, zu flocken und zu dehydratisieren. Typische derartige Konditionierungsmittel sind beispielsweise Eisensälze sowie Caldumoxid und/oder Calciumhydroxid. Diese wirken als Gerüstbildner und fördern die anschließende mechanische Entwässerungsleistung, z. B. über Kammerfilterpressen. Durch diese mechanische Entwässerung wird ein stichfester, transportabler Filterkuchen erzeugt, der anschließend deponiert wird. Nachteilig dabei ist, daß hiefür erhebliche Deponievolumina zur Verfügung gestellt werden müssen. Außerdem verursachen die Stoffe zur Konditionierung (Feststoffbindung) des Klärschlamms zusätzliche, unerwünschte Kosten. Die DE-OS 3 523 677 beschreibt ein Verfahren zum Verbrennen u. a. von Schlamm aus städtischen und gewerblichen Kläranlagen in mehreren Stufen, wobei die Verbrennungsluft mit Hilfe eines Feststoffes als Wärmeübertragungsmedium vorerwärmt werden kann und weiters das Wärmeübertragungsmedium mineralische Feststoffe, z. B. Kalk oder Kalkstein, also natürliche Rohstoffe enthält, deren Komponenten Aktivitäten zur chemischen oder adsorptiven Bindung von bei der Abfallverbrennung freigesetzten Schadstoffen besitzen. Ähnliches zeigt die DE-OS 3 123 767, die ein Verfahren zur Hygienisierung von Carbonatationsschlämmen durch thermische Behandlung betrifft, insbesondere von Schlämmen, die bei der Reinigung von Rohsaft aus der Zuckergewinnung anfallen. Diesen Schlämmen werden heizwertreiche organische Stoffe enthaltende Abfälle beigemischt, wonach das Gemisch verbrannt wird. Dem Schlamm können noch weitere Additive zur Einbindung säurebildender Substanzen, wie basische Stoffe oder potentiell säurebindende Stoffe, zugesetzt werden. Gleichzeitig kann Calciumcarbonat und -phosphat im Schlamm zur Neutralisierung der anorganischen Säuren Chlorwasserstoff, Fluorwasserstoff und Schwefeldioxid dienen. Die US-PS 4 597 771 behandelt ein System, bei dem Kohle, Klärschlamm, Biomassen usw. gemeinsam vergast werden können. Den Vergasungsprodukten werden Calciumverbindungen beigemengt, wobei auch der Kalk vom Boden einer Verbrennungsanlage stammen kann. Gleichwohl handelt es sich nicht um ein Abfallprodukt, das bei der Trocken- oder Quasi-Trockenentschwefelung der Rauchgase eines Kraftwerkes anfallt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung einer Deponierung ein Verfahren zur Entsorgung eines bei der Abwasserreinigung anfallenden Klärschlamms zu schaffen, mit dem der Klärschlamm umweltverträglich konditioniert und entsorgt werden kann, bei dem der Einsatz von Naturstoffen verringert ist und das kostengünstig ist. Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß zur Beimischung der Calciumverbindungen dem Klärschlamm ein bei einer Trocken- oder Quasi-Trockenent-schwefelung der Rauchgase eines Kraftweikes anfallendes Abfallprodukt mit Anteilen an Calciumsulfat und/oder Calciumsulfit, Calciiimoxid und Flugasche zugeführt wird und daß die Entwässerung des auf diese Weise konditionierten Klärschlamms bis zu einem Mindest-Trockensubstanz-Gehalt von 30 Gew.-% erfolgt. Gemäß der Erfindung werden also die bisher zur Konditonierung von Klärschlamm verwendeten kalkhaltigen Mineralien aus natürlichen Rohstoffen durch ein Abfallprodukt mit Anteilen an Calciumsulfat und/oder Calciumsulfit, Calciumoxid und Flugasche ersetzt werden, welches bei der Trocken- oder Quasi-Trockentschwefelung der Rauchgase eines Kraftweikes anfällt. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich der bei der Abwasserreinigung anfallende Klärschlamm hervorragend als Brennstoff in einer Müllverbrennungsanlage eignet Auf diese Weise kann nicht nur der Klärschlamm unter Vermeidung einer Deponierung entsorgt werden, sondern zugleich auch zur Verringerung der SO2-Emission der Müllverbrennungsanlage ausgenutzt werden, u. zw. insbesondere aufgrund seines Gehaltes an Calciumhydroxid aus dem entsprechenden Koagulationsstoff. Der zugesetzte oder durch Kontakt mit Wasser gebildete Calciumhydroxid-Anteil im Klärschlamm führt nicht nur zum Vorteil der Bindung des SO2 aus den Verbrennungsgasen und damit zu einer SC^-Emissionsver- minderung, sondern auch dazu, daß der Calciumhydroxid-Anteil des Klärschlamms bzw. des Klärschlamm-Filterkuchens eine Einsparung an CaO bzw. Ca(OH)2 für die eigentliche Rauchgasentschwefelung ermöglicht, da die Rauchgase zum Zeitpunkt der eigentlichen Rauchgasentschwefelung bereits einen verminderten S02*Gehalt aufweisen. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Entwässerung auf einen Feststoffgehalt von mindestens 40 Gew.-%. Hiezu dienen zum einen Koagulations-/Flockungsmittel wie Kalkhydrat oder Eisenchlorid (FeClg), aber auch mechanische Entwässerungsaggregate. Bevorzugt wird, daß der Klärschlamm über eine Filterpresse zu einem Filterkuchen entwässert wird. Somit
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AT 394 848 B erhält man einen stichfesten und transportablen Filterkuchen, der teilweise zerbröselt werden kann.
Weiters kann der Klärschlamm in einem Kessel oder in einer Wirbelschichtfeuerung verbrannt werden.
Besonder Vorteile werden erreicht, wenn als Abfallprodukt ein bei der Direktentschwefelung der Rauchgase eines Heizkraftwerkes anfallender Reststoff verwendet wird. 5 Zum Beispiel bei der Direktentschwefelung der Rauchgase eines Heizkraftwerkes wird Calciumhydroxid oder Calciumkarbonat als Absorptionsmittel eingesetzt und das nach einer Entwässerung beziehungsweise Entsäuerung gebildete Calciumoxid bindet im Rauchgas vorhandenes SO2, das zu Calciumsulfit reagiert beziehungsweise nach Sauerstoffaufnahme zu Calciumsulfat oxidiert wird.
Als Abfallprodukt wird schließlich ein Reststoff abgezogen, der neben Calciumsulfat (Anhydrit) einen erheb-10 liehen Anteil an freiem CaO (aufgrund eines überstöchiometrischen Einsatzes des Absorptionsmittels) und Flugasche enthält. Eine typische Zusammensetzung des Endproduktes lautet dabei:
CaS04 circa 21 Gew.-%
CaO circa 39 Gew.-% 15 Flugasche circa 40 Gew.-% Während dieser Reststoff bisher in Silofahrzeugen abtransportiert und deponiert oder als Zuschlag bei der Baustoffherstellung verwendet wurde, schlägt die Erfindung in einer vorteilhaften Ausführungsform nunmehr vor, dieses Abfallprodukt dem Klärschlamm vor oder während der Konditionierung als Koagulationsstoff zuzumi-20 sehen.
Hiermit sind verschiedene wesentliche Vorteile verbunden, insbesondere: - Eine umweltbelastende Deponierung dieses Feststoffes wird vermieden. - Der freie Kalk bindet Wasser unter Bildung von Calciumhydroxid und ersetzt das Calciumhydroxid, was 25 sonst zur Schlammkonditionierung eingesetzt werden muß. - Das Calciumsulfat (Anhydrit) bindet ebenfalls Wasser unter Bildung von Calciumsulfathydraten, insbesondere Gips (Calciumsulfatdihydrat). - Auf diese Weise wird der Gehalt an Trockensubstanz schon vor der mechanischen Entwässerung deutlich erhöht und die beiden Komponenten wirken damit als eine Art Filterhilfsmittel. 30 - Einen ähnlichen Einfluß nimmt die Flugasche, die Wasser aufnimmt und gegebenenfalls teilhydratisiert - Auf diese Weise lassen sich ohne weiteres Trockensubstanz-Gehalte von 30 und mehr Gew.-% ohne weiteres erreichen. Hierdurch wird das Volumen des als Brennstoff verwendeten teilentwässerten Klärschlamms vermindert und der Heizwert erhöht. 35 Wie oben ausgeführt, kann das Abfallprodukt ein solches aus der Trockenentschwefelung, ebenso aber auch ein Produkt aus einer Sprühabsorption sein.
Durch diese vorteilhafte Ausführungsform dar Erfindung wird nicht nur der in einer Abwasserreinigungsanlage anfallende Klärschlamm entsorgt, sondern gleichzeitig auch der aus einer Entschwefelung eines Heizkraftwerkes anfallende Reststoff, wobei sich beide Maßnahmen - wie beschrieben - zusätzlich positiv ergänzen. 40 Vor allem das Calciumhydroxid kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren mehrfach genutzt werden, nämlich zunächst als Absoiptionsmittel im Heizkraftwerk, anschließend als Koagulationsmittel in der Abwasserreinigungsanlage und schließlich wieder als Absorptionsmittel in einer Müllverbrennungsanlage (einem Müll-heizkraftwerk).
Einer abschließenden Entsorgung muß danach nur noch das am Ende der Müllverbrennungsanlage anfallende 45 Fhigasche-/Reaktionsproduktgemisch zugeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, wobei Bezug auf die beiliegende Zeichnung genommen wird.
In einem Heizkraftwerk, das mit einer Kohle mit einem Schwefel-Gehalt von weniger als einem Prozent gefeuert wird, erfolgt eine Direkt-Trockenentschwefelung unter Einsatz von Calciumhydroxid auf an sich bekannte 50 Weise in einem Temperaturbereich zwischen 800 °C und 1.000 °C.
Das dabei gebildete Anhydrit (CaS04) und der aus dem Absorptionsmittel gebildete Kalk (CaO) werden gemeinsam mit der Flugasche in einem Elektrofilter abgeschieden und dann abgezogen.
An Stelle einer Deponierung, wie sie der Stand der Technik vorsieht, wird dieses Reststoffgemisch nun einem in einer Abwasserreinigungsanlage anfallenden Klärschlamm mit einem Trockensubstanz-Gehalt von typischer-55 weise 2 bis 6 Gew.-% in einer Konditioniereinrichtung (Mischeinrichtung) zugegeben. Wie die Zeichnung zeigt, wird in der Mischanlage Eisenchlorid als weiteres Koagulationsmittel eingestreut.
Hierbei nehmen sämtliche Zusatzstoffe Wasser aus dem Klärschlamm auf und die feinen, zum Teil kolloidalen Trübstoffe des Klärschlamms werden koaguliert
Der so schon zu einem erheblichen Teil von freiem Wasser befreite Klärschlamm wird anschließend in einer 60 Kammerfilterpresse mechanisch entwässert Während das Wasser abgezogen wird, wird der Filterkuchen zur Müllverbrennungsanlage transportiert. Der -3-
Claims (6)
- AT 394 848 B Filterkuchen ist dabei stichfest und - in Abhängigkeit von der Zusammensetzung und Menge der Koagulationsstoffe - bleibt er beim Transport als Filterkuchen erhalten oder zerbröselt. Im Ausführungsbeispiel beträgt der Feststoffanteil des Klärschlamms 45 Gew.-%. In den Kessel der Müllverbrennungsanlage wird neben dem Müll nun der teilentwässerte Klärschlamm als Brennstoff aufgegeben. Aufgrund seines erheblichen Feststoffanteiles besitzt der Klärschlamm einen günstigen Heizwert und dient - wie oben beschrieben - gleichzeitig zur Bindung von SO2 aus dem Verbrennungsgas. An die Kesselfeuerung schließt sich dann eine aus dem Stand der Technik bekannte Reaktorstufe an, in der unter Einsatz von weiterem Calciumhydroxid die Rauchgase weiter entschwefelt werden, wobei die hier eingesetzte Menge an Absorptionsmittel jedoch aufgrund der zuvor bereits erfolgten Teilentschwefelung vermindert ist An den Reaktor schließen sich Gewebefilter an, aus denen zum einen das gereinigte Rauchgas, zum anderen der aus Flugasche und verbliebenem Reaktionsprodukt bestehende Reststoff abgezogen werden, wobei nunmehr nur noch dieses eine Abfallprodukt entsorgt, zum Beispiel deponiert werden muß. Nachstehend sind zur Vervollständigung noch die Zusammensetzungen des hier eingesetzten Abfallproduktes aus der Direktentschwefelung sowie des dem Kessel der Müllverbrennungsanlage zugeführten Klärschlamms angegeben. Reststoff aus der Direktentschwefelung: 40 Gew.-% Flugasche, 39 Gew.-% CaO und 21 Gew.-% CaS04. Klärschlamm (Brennstoff): 10 Gew.-%, gegebenenfalls teilhydratisierte Flugasche, 13 Gew.-% Calciumhydroxid, 7 Gew.-% Calciumsulfathydrat (insbesondere Gips), sonstige Feststoffe 15 Gew.-%, Rest Wasser. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Entsorgung eines bei der Abwasserreinigung anfallenden Klärschlamms, bei dem dem Klärschlamm Calcium verbindungen beigemischt werden und danach der Klärschlamm entwässert und verbrannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beimischung der Calciumverbindungen dem Klärschlamm ein bei einer Trocken- oder Quasi-Trockenentschwefelung der Rauchgase eines Kraftwerkes anfallendes Abfallprodukt mit Anteilen an Calciumsulfat und/oder Calciumsulfit, Calciumoxid und Flugasche zugeführt wird und daß die Entwässerung des auf diese Weise konditionierten Klärschlamms bis zu einem Mindest-Trockensubstanz-Gehalt von 30 Gew.-% erfolgt.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwässerung auf einen Feststoffgehalt von mindestens 40 Gew.-% erfolgt
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Klärschlamm über eine Filterpresse zu einem Filterkuchen entwässert wird.
- 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Klärschlamm in einem Kessel verbrannt wird.
- 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Klärschlamm in einer Wirbelschichtfeuerung verbrannt wird.
- 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Abfallprodukt ein bei der Direktentschwefelung der Rauchgase eines Heizkraftwerkes anfallender Reststoff verwendet wird. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -4-
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