CH676976A5

CH676976A5 -

Info

Publication number: CH676976A5
Application number: CH3446/88A
Authority: CH
Inventors: Gerhard Kerber
Original assignee: Stadtwerke Wuerzburg Aktienges
Priority date: 1987-10-03
Filing date: 1988-09-15
Publication date: 1991-03-28
Also published as: ATA224188A; BE1001125A6; IT8822162A0; AT394848B; FR2621307A1; DE3733532A1; NL194794C; FR2621307B3; NL194794B; DE3733532C2; NL8802295A; IT1227266B

Description

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CH 676 976 A5

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entsorgung eines bei der Abwasserreinigung anfallenden Klärschlamms.

In bekannten Abwasserreinigungsanlagen fallen grosse Mengen an Klärschlamm an, deren Trockensubstanz-Anteil in der Regel zwischen 4 und 6 Gew.-% liegt, teilweise auch darunter. Da der Klärschlamm so nicht handhabbar ist, werden dem Klärschlamm zur chemischen Schiammkonditionierung 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 Eisensalz sowie Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid. Diese wirken als Gerüstbildner und fördern die anschliessende mechanische Entwässerungsleistung, z.B. über Kammerfilterpressen.

Durch die mechanische Entwässerung wird ein stichfester, transportabler Filterkuchen erzeugt, der anschliessend deponiert wird.

Nachteilig dabei ist, dass hierfür erhebliche Deponievolumina zur Verfügung gestellt werden müssen. Ausserdem sind die Stoffe zur Konditionierung (Feststoffbindüng) des Klärschlamms zusätzliche (unerwünschte) Kostenträger,

Es ist auch bereits bekannt, den bei der Abwasserreinigung anfallenden Klärschlamm nach erfolgter Konditionierung als Brennstoff in einer Müllverbrennungsanlage zu verwerten. Dabei wird der Klärschlamm unter Vermeidung einer Deponierung entsorgt und gleichzeitig auch zur S02-Emissions-minderung in der Müllverbrennungsanlage genutzt. Bei den zur Konditionierung des Klärschlamms verwendeten kalkhaltigen Materialien handelt es sich jedoch ausschliesslich um natürliche Rohstoffe.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung einer Deponierung ein Verfahren zur Entsorgung eines bei der Abwasserreinigung anfallenden Klärschlamms vorzuschlagen, bei dem der Klärschlamm nicht nur umweltverträglich entsorgt wird, sondern auch kostengünstig und umweltfreundlich unter Reduzierung des Einsatzes von Naturstoffen konditioniert wird.

Obige Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Entsorgung eines bei der Abwasserreinigung anfallenden Klärschlamms mit folgenden Merkmalen gelöst:

a) Dem Klärschlamm wird vor oder in einer Kondi-tioniereinrichtung ein bei einer Trocken- oder Qua-si-Trockenentschwefelung der Rauchgase eines Kraftwerkes anfallendes Abfallprodukt mit Anteilen an Caiciumsulfat und/oder Calciumsulfit, Calciumoxid und Flugasche beigemischt,

b) der so konditionierte Klärschlamm wird anschliessend bis zu einem Mindest-Trockensub-stanz-Gehaltvon 30 Gew.~% entwässert, und c) anschliessend als Brennstoff dem Brennaggregat einer Müllverbrennungsanlage zugeführt und dort verbrannt.

Vorteilhaft wird zur Konditionierung des Klärschlamms ein Abfallprodukt mit Anteilen an Caiciumsulfat und/oder Calciumsulfit, Calciumoxid und Flugasche verwendet, welches bei der Trocken- oder Quasi-Trockenentschwefelung der Rauchgase eines Kraftwerkes anfällt.

Während dieses Abfallprodukt bisher in Silofahrzeugen abtransportiert und deponiert oder als Zuschlag bei der Baustoffherstellung verwendet wurde, wird nun erfindungsgemäss dieses Abfallprodukt dem Klärschlamm vor oder in einer Konditioniereinrichtung als Koagulationsstoff beigemischt.

Hiermit sind verschiedene wesentliche Vorteile verbunden, insbesondere: Eine umweltbelastende Deponierung dieses Abfallstoffes wird vermieden.

Der freie Kalk bindet Wasser unter Bildung von Calciumhydroxid und ersetzt das Calciumhydroxid, was sonst zur Schiammkonditionierung eingesetzt werden muss.

Das Caiciumsulfat (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.

Einen ähnlichen Einfiuss nimmt die Flugasche, die Wasser aufnimmt und ggf. teilhydratisiert.

Auf diese Weise lässt sich ohne weiteres ein Mindest-Trockensubstanz-Gehalt von 30 Gew.-% erreichen. Hierdurch wird das Volumen des als Brennstoff verwendeten teilentwässerten Klärschlamms vermindert und der Heizwert erhöht.

Wie vorhergehend ausgeführt, kann das Abfallprodukt ein solches aus der Trockenentschwefelung, ebenso aber auch ein Produkt aus einer Sprühabsorption sein.

Durch die Erfindung wird somit nicht nur der in einer Abwasserreinigungsanlage anfallende Klärschlamm entsorgt, sondern gleichzeitig auch der aus einer Entschwefelung eines Heizkraftwerks anfallende Reststoff, wobei sich beide Massnahmen, wie beschrieben, zusätzlich positiv ergänzen.

Vor allem das Calciumhydroxid wird bei dem erfin-dungsgemässen Verfahren mehrfach genutzt, nämlich zunächst als Absorptionsmittel im Heizkraftwerk, anschliessend als Koagulationsmittel in der Abwasserreinigungsanlage und schliesslich wieder als Absorptionsmittel in einer Müllverbrennungsanlage.

Einer abschliessenden Entsorgung muss danach nur noch das am Ende der Müllverbrennungsanlage anfallende Flugasche-/Reaktionsproduktgemisch zugeführt werden.

Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Verfahrensführung gehen aus den Unteransprüchen hervor. So wird vorzugweise der Klärschlamm vor dem Einsatz im Brennaggregat auf einen Feststoffgehalt von mindestens 40 Gew.-% entwässert. Hierzu dienen auch die mechanischen Entwässerungsaggregate.

Vorzugsweise wird der Klärschlamm über eine Filterpresse zu einem Filterkuchen entwässert. Dieser Filterkuchen ist stichfest und transportabel.

Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsge-

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mässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Klärschlamm in einem Kessel verbrannt wird. Der Klärschlamm kann aber auch in einer Wirbelschichtfeuerung verbrannt werden.

Bei noch einer weiteren Ausgestaltung der erfin-dungsgemässen Verfahrensführung wird als Abfallprodukt ein bei der Direktentschwefelung der Rauchgase eines Heizkraftwerkes anfallender Reststoff eingesetzt.

Bei der Direktentschwefelung der Rauchgase eines Heizkraftwerkes wird Calciumhydroxid oder Calciumkarbonat als Absorptionsmittel eingesetzt und das nach einer Entwässerung bzw. Entsäuerung gebildete Calciumoxid bindet im Rauchgas vorhandenes SO2, das zu Calciumsulfit reagiert bzw. nach Sauerstoffaufnahme zu Caiciumsulfat oxidiert wird.

Das Abfallprodukt enthält neben Caiciumsulfat (Anhydrit) einen erheblichen Anteil an freiem CaO (aufgrund eines überstöchiometrischen Einsatzes des Absorptionsmittels) und Flugasche. Eine typische Zusammensetzung des Abfallprodukts lautet dabei:

CaSÖ4 circa 21 Gew.-%

CaO circa 39 Gew.-%

Flugasche circa 40 Gew.-%

Das erfindungsgemässe Verfahren wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels 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-Trockenent-schwefelung unter Einsatz von Calciumhydroxid auf an sich bekannte 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 Eiek-trofilter 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 typischerweise 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 Kammerfilterpresse mechanisch entwässert.

Während das Wasser abgezogen wird, wird der Filterkuchen zur Müllverbrennungsanlage transportiert. Der 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 Teil-entschwefeiung 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.-% Calciurnsulfathydrat (insbesondere Gips), sonstige Feststoffe 15 Gew.-%, Rest Wasser.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Entsorgung eines bei der Abwasserreinigung anfallenden Klärschlamms mit folgenden Merkmalen:

a) dem Klärschlamm wird vor oder in einer Konditioniereinrichtung ein bei einer. Trocken- oder Quasi-Trockenentschwefelung der Rauchgase eines Kraftwerkes anfallendes Abfallprodukt mit Anteilen an Catciumsulfat und/oder Calciumsulfit, Calciumoxid und Flugasche beigemischt,

b) der so konditionierte Klärschlamm wird anschliessend bis zu einem Mindest-Trockensub-stanz-Gehalt von 30 Gew.-% entwässert, und c) anschliessend als Brennstoff dem Brennaggregat einer Müllverbrennungsanlage zugeführt und dort verbrannt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Klärschlamm vor dem Einsatz im Brennaggregat auf einen Feststoffgehalt von mindestens 40 Gew.-% entwässert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Klärschlamm über eine Filterpresse zu einem Filterkuchen entwässert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—3, bei dem der Klärschlamm in einem Kessel verbrannt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—3, bei

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dem der Klärschlamm in einer Wirbelschichtfeuerung verbrannt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, bei dem als Abfallprodukt ein bei der Direktentschwefelung der Rauchgase eines Heizkraftwerkes anfallender Reststoff eingesetzt wird.

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