CH577434A5 - Water treatment using calcium carbonate granules as filter medium - for dewatering thin slurries - Google Patents

Description

  
 



   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten des Wassers und zur Reduktion des Volumens der nichtwässrigen Abfallprodukte von Abwasser, bei dem mindestens eine Behandlungsstufe eine Kalkentkarbonisierung umfasst.



   Bei der Anwendung einiger Wasserbehandlungsverfahren fallen ungelöste Abfall- und Nebenprodukte in Form von Dünnschlamm, z.B. sedimentiertem Schlamm   oderFilterrück-    spülwasser an. Der Feststoffgehalt dieses Dünnschlammes ist meist derart   gering (1    bis   5So),    dass eine weitere Entwässerung erforderlich ist. Dazu werden verschiedene Filterausführungen eingesetzt. In sogenannten Drainagebetten, in welchen der Dünnschlamm allein durch die Schwerkraft durch Filterschichten aus gekörntem Mateiral geführt wird, wird der Feststoffgehalt auf ca. 15% erhöht und in Filterapparaten, in welchen der Schlamm mittels Über- oder Unterdruck filtriert wird. steigt sein Feststoffgehalt auf 40 bis 60% an.



   Diese bekannten Verfahren weisen somit den Nachteil auf, dass der Feststoffgehalt des entwässerten Dünnschlammes immer noch relativ gering ist und infolgedessen bei der Wasserbehandlung enorme Mengen Dünnschlammes anfallen, welche in getrennten Anlagen weiter entwässert werden müssen. Diese Verfahren sind somit sehr kostspielig und erfordern auch einen relativ hohen Aufwand an Arbeitskräften.



   Das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Verfahren behebt diesen Nachteil dadurch, dass die Kalkentkarbonisierung ganz oder zum grössten Teil in einem Wirbelbettreaktor als sogenannte Schnellentkarbonisierung durchgeführt wird, und dass in dem Schüttungsleerraum des daraus anfallenden Hartkorns andere Abfallprodukte, oder dasselbe Abfallprodukt in aderer Form, eingelagert werden.



   Dabei ist es möglich, zunächst das in einem bestimmten Zeitraum angefallene Hartkorn portionsweise auf den wasserdurchlässigen Boden eines   Filterbehälters    zu leiten, anschliessend den in der gleichen Zeit angefallenen Dünnschlamm aufzubringen und schliesslich den Filterbehälter zu entleeren und neu zu beschicken.



   Das Verfahren kann aber auch unter Verwendung eines wasserdurchlässigen. endlosen Transportbandes kontinuierlich durchgeführt werden.



   Auf der beiliegenden Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Verfahrens veranschaulicht.



   Fig. 1 zeigt schematisch die Behandlung von Flusswasser, wobei die Volumenreduzierung der anfallenden Abfallprodukte diskontinuierlich erfolgt,
Fig. 2 zeigt eine ähnliche Anlage, jedoch mit kontinuierlicher Arbeitsweise und
Fig. 3 zeigt eine Variante der kontinuierlichen Volumenreduzierung bzw. Entwässerung der Abfallprodukte.



   Gemäss dem der Fig. 1 entsprechenden Verfahren wird das zu behandelnde Wasser zunächst durch eine Leitung a einem Sedimentationsbecken 1 zugeführt. Von hier aus gelangt das Wasser über eine Leitung b zu einem Wirbelbettreaktor 2. in welchem eine Schnellentkarbonisierung durchgeführt wird. worauf das Wasser über eine Leitung c in ein Kiesfilter 3 eingeleitet und nach dem Durchströmen desselben schliesslich durch eine Leitung d abgeführt wird.



   Der konstruktive Aufbau des Sedimentationsbeckens 1.



  des Wirbelbettreaktors 2 und des   Kiesfilters    3 kann als jedem Fachmann bekannt vorausgesetzt werden und es erscheint daher nicht notwendig. diese für das Verfahren an sich unwesentlichen Einzelheiten zu wiederholen. Im Hinblick auf den Wirbelbettreaktor 5 sei lediglich erwähnt. dass das Schnellentkarbonisierungsverfahren ein bekanntes Wasseraufbereitungsverfahren ist (siehe z.B. Geld, Kühlwasser, Vulkan-Verlag Dr. W. Classen. Essen. 1970, Seite 102). bei welchem als Abfallprodukt Calciumcarbonat in Form von fast Wasserfreien Kugeln mit einem Durchmesser zwischen 1 und 10 mm   (Hart.   



  korn! anfällt.



   Gemäss einem speziellen Ausführungsbeispiel dieses Verfahrens können bei der Behandlung von Rheinwasser beispielsweise pro 1000 m3 behandeltes   Wasser    ungefähr die folgenden Abfallprodukte anfallen:  - im   Sed#mentationsbecken    1:
2.500 kg Dünnschlamm 8 mit 50 kg Feststoffen  -   an    Wirbelbettreaktor2:
400 kg Hartkorn 5 mit 380 kg Feststoffen  - im Kiesfilter 3:
1.000 kg Dünnschlamm 9 mit 10 kg Feststoffen.



   Im Hinblick auf die Entwässerung des anfallenden Dünnschlammes wird zunächst das Hartkorn 5 aus dem Wirbelbettreaktor 2 über eine Leitung e in ein Schlammfilter 4 geführt, das einen für das Wasser durchlässigen, jedoch für das Hartkorn undurchlässigen Filterboden 6 aufweist. Auf diese durch das Hartkorn gebildete Filterschicht 7 wird nun über Leitungen fund g der im Sedimentationsbecken 1 bzw. im Kiesfilter 3 angefallene Dünnschlamm geleitet. Das Einleiten des Dünnschlamms durch die beiden Leitungen fund g kann entweder in zeitlicher Aufeinanderfolge oder gleichzeitig, eventuell auch nach Durchlauf eines Pufferbehälters und/oder eines Voreindickers erfolgen.



   Während der Filtration im Schlammfilter 4 sickert der Dünnschlamm unter Einwirkung der Schwerkraft durch die Zwischenräume des aus kugelförmigen Partikeln bestehenden Hartkorns, wobei ein Grossteil der Feststoffe in diesen Zwischenräumen zurückbleibt und das Wasser den Schlammfilter durch eine Ablaufleitung h verlässt.



   Wie die Erfahrung gezeigt hat, kann dabei der Dünnschlamm auf ca. 20% Feststoffgehalt entwässert werden, d.h.



     60 kg    Feststoffe aus dem insgesamt anfallenden Dünnschlamm sind noch an 240 kg Wasser gebunden und die Gesamt-Feststoffmenge von 440 kg ist in ca. 700 kg Abfallprodukt enthalten. Infolge des hohen Schüttgewichtes des Hartkorns sind dies ca. 500 Liter. Bei Behandlung desselben Wassers ohne die Schnellentkarbonisierungsstufe fallen je nach Filtrationsaufwand 1000 bis   10000    Liter Abfallprodukt an.



   Grundsätzlich könnte die Schnellentkarbonisierungsphase selbstverständlich auch weggelassen und das Hartkorn einem getrennt durchgeführten   Schnellentkarbonisierungspro.   



  zess entnommen werden. Doch ist es im Rahmen des beschriebenen Schlammentwässerungsverfahrens von besonderem Vorteil, wenn ein und dasselbe Wasser sowohl der Schnellentkarbonisierung unterworfen wird als auch einer Behandlung, in deren Verlauf der Dünnschlamm anfällt.



   Bei der beschriebenen Ausführungsform gemäss Fig. 1 muss der Schlammfilter 4 nach jeder Füllung wieder geleert werden. Im Gegensatz zu diesem intermittierend arbeitenden Verfahren ist in Fig 2 schematisch eine Anlage dargestellt, welche kontinuierlich arbeiten kann. Für die bezüglich Fig. 1 gleichgebliebenen Teile dieser Anlage wurden die bereits eingeführten Bezugszeichen beibehalten.



   Das im Wirbelbettreaktor 2 anfallende Hartkorn wird hier durch die Leitung e auf das obere Trum 10 eines endlosen Förderbandes 11 geleitet, das im Sinne des Pfeiles 12 angetrieben ist. Auch die mit 13 bezeichnete Hartkornschicht bewegt sich somit nach links. wobei an einer Stelle, die in der Bewegungsrichtung der Hartkornschicht stromabwärts liegt, der Dünnschlamm aus dem Sedimentationsbecken 1 und dem Kiesfilter 3 über eine gemeinsame Leitung i auf die Hartkornschicht aufgebracht wird. Der mit 14 bezeichnete Dünnschlamm wird während des Transportes auf dem wasserdurchlässigen Förderband 11 entwässert, wobei der   Entwässerungs.   



  grad sowohl durch die Länge des Transportbandes als auch durch dessen   Laufgeschviindigkeit    variiert werden kann. Die Porosität des Transportbandes 11 ist selbstverständlich so zu  wählen, dass das Band für Wasser durchlässig ist, die Partikel der Hartkornschicht jedoch zurückgehalten werden.



   Das mit Schlamm angereicherte Hartkorn kann bei 15 aufgefangen werden, während das anfallende Wasser im Sinne der Pfeile 16 nach unten abfliesst bzw. abtropft.



   Die Variante nach Fig. 3 ist insbesondere für die Fälle gedacht, bei welchen das einzulagernde Abfallprodukt nur wenig körniges Material enthält. Der im Sedimentationsbecken 1 anfallende Dünnschlamm 17a wird hierbei kontinuierlich einer Schwingförderrinne 18 zugeleitet, die in bekannter Weise durch einen Antrieb 19 im Sinne des Pfeiles 20 oszillierend angetrieben wird. Dem in Förderrichtung stetig abfallenden Dünnschlamm 17b wird das aus dem Wirbelbettreaktor 3 stammende Hartkorn 21 überlagert.



   Bei dieser Variante durchdringt das zunächst obenliegende Hartkorn 21 den Dünnschlamm unter dem Einfluss der Vibrationsbewegung und/oder der Schwerkraft, woraus die gewünschte Volumenreduzierung und eine zusätzliche Entwässerung resultiert.



   Die auf Grund der oszillierenden Bewegung der Schwingförderrinne wandernden Materialien 17b und 21 werden bei 22 entnommen, während das gegebenenfalls oberhalb der Hartkornschicht aus der Entwässerung des Dünnschlammes anfallende Wasser über eine Leitung 23   abfliessen    kann.



   Die beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens sind selbstverständlich nur als den Erfindungsgedanken veranschaulichende Beispiele aufzufassen, welche vom Fachmann in manningfaltiger Weise abgewandelt werden können.



   Das dem Schnellentkarbonisierungsprozess entstammende Hartkorn eignet sich in geradezu hervorragender Weise für die Filtrierung, da die dem Hartkorn eigene Kugelform ideale Filtermassenpartikel bei   maximalem    Durchgangsquerschnitt ergibt. Die Korngrösse kann dabei auf die Filtrierbarkeit des jeweiligen Dünnschlamms abgestimmt werden.



   Gegebenenfalls wäre es auch möglich, das Hartkorn im Hinblick auf das gewünschte Filtrationsergebnis mit anderen, granulatförmigen Materialien zu mischen. Den Grossteil der Filtermasse sollte jedoch stets das dem Schnellentkarbonisie   rungsverfahren    entnommene Hartkorn darstellen. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Verfahren zum Aufbereiten des Wassers und zur Reduktion des Volumens der nichtwässrigen Abfallprodukte von Abwasser, bei dem mindestens eine Behandlungsstufe eine Kalkentkarbonisierung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalkentkarbonisierung ganz oder zum grössten Teil in einem Wirbelbettreaktor als sogenannte Schnellentkarbonisierung durchgeführt wird, und dass in dem Schüttungsleerraum des daraus anfallenden Hartkorns andere Abfallprodukte, oder dasselbe Abfallprodukt in anderer Form, eingelagert werden.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Abfallprodukt mit dem Hartkorn gemischt wird.

   2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung in einer Förderschnecke erfolgt.

   3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst das in einem bestimmten Zeitraum angefallene Hartkorn portionsweise auf den wasserdurchlässigen Boden eines Filterbehälters geleitet, anschliessend der in der gleichen Zeit angefallene Dünnschlamm aufgebracht und schliesslich der Filterbehälter entleert und neu beschickt wird.

   4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Hartkorn kontinuierlich auf ein wasserdurchlässiges, jedoch für das Hartkorn undurchlässiges endloses Band geleitet und dass auch der Dünnschlamm kontinuierlich, an einer in der Bewegungsrichtung der Hartkornschicht stromabwärts liegenden Stelle, auf das Hartkorn aufgebracht wird.

   5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserbehandlung in zeitlicher Aufeinanderfolge eine Sedimentation, eine Schnellentkarbonisierung im Wirbelbettreaktor und eine Filtration im Kiesfilter umfasst und sowohl der bei der Sedimentation als auch der bei der Kiesfilter Behandlung anfallende Dünnschlamm auf das der Schnellentkarbonisierungsphase entnommene Hartkorn geleitet wird.

   6. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfallprodukte kontinuierlich einer Schwingförderrinne zugeleitet und von dem Hartkorn überlagert werden, wobei das gegebenenfalls anfallende Wasser separat abgeführt wird.