CH716314B1

CH716314B1 - Process for processing sewage sludge ash.

Info

Publication number: CH716314B1
Application number: CH00803/19A
Authority: CH
Inventors: Preisig Werner
Original assignee: Real Entsorgung Recycling Abwasser Luzern
Priority date: 2019-06-13
Filing date: 2019-06-13
Publication date: 2023-01-13
Also published as: CH716314A2; WO2020249410A1; EP3983106A1

Abstract

Bei einem Verfahren zum Verarbeiten von Klärschlamm-Asche (10) werden phosphorhaltige Verbindungen und Metalle darin durch Extraktion mit einer Mineralsäure gelöst und durch Filtration ein Filterkuchen gebildet und vom Filtrat abgetrennt. Als Mineralsäure für die Extraktion wird insbesondere Schwefelsäure (25) in einem bestimmten Verhältnis zur Klärschlamm-Asche (10) und in einer vorgegebenen Konzentration verwendet. Diese Extraktion erfolgt bei einer Reaktionstemperatur bei vorzugsweise 40 bis 75°C während einer Zeitdauer von vorzugsweise 30 bis 120 Minuten. Damit können bei optimiertem Ablauf die benötigte Schwefelsäure und andere Mittel im Verhältnis zu der Menge der zu verarbeiteten Klärschlamm-Asche auf ein Minimum reduziert und dabei verhältnismässig viel phosphorhaltige Säure gewonnen werden.In a method for processing sewage sludge ash (10), phosphorus-containing compounds and metals are dissolved therein by extraction with a mineral acid, and a filter cake is formed by filtration and separated from the filtrate. In particular, sulfuric acid (25) is used as mineral acid for the extraction in a specific ratio to the sewage sludge ash (10) and in a predetermined concentration. This extraction is carried out at a reaction temperature of preferably 40 to 75°C for a period of preferably 30 to 120 minutes. With an optimized process, the required sulfuric acid and other agents can be reduced to a minimum in relation to the amount of sewage sludge ash to be processed and a relatively large amount of phosphoric acid can be obtained.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verarbeiten von Klärschlamm-Asche, bei welchem phosphorhaltige Verbindungen und Metalle in der Klärschlamm-Asche durch Extraktion mit einer Mineralsäure gelöst und durch Filtration ein Filterkuchen gebildet und vom Filtrat abgetrennt wird. The invention relates to a method for processing sewage sludge ash, in which phosphorus-containing compounds and metals in the sewage sludge ash are dissolved by extraction with a mineral acid and a filter cake is formed by filtration and separated from the filtrate.

[0002] Es sind zur Zeit mehrere verschiedene ähnliche Verfahren bekannt, welche eine relativ metallarme Phosphorsäure erzeugen wollen. Diese Verfahren basieren auf einer nass-chemischen Extraktion des Phosphors mit Hilfe von Säuren. Eine wirksame umfangreiche nachfolgende Abreicherung der Phosphorsäure von den relevanten Schwermetallen kann aber nur mit relativ aufwändigen Zusatzverfahren wie Ionentauscher oder Solventextraktion realisiert werden. There are currently several different similar methods known which want to produce a relatively metal-poor phosphoric acid. These processes are based on wet-chemical extraction of the phosphorus using acids. However, an effective, extensive subsequent depletion of the phosphoric acid from the relevant heavy metals can only be achieved with relatively complex additional processes such as ion exchangers or solvent extraction.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verarbeiten insbesondere von Klärschlamm-Asche nach der eingangs erwähnten Gattung derart zu verbessern, dass mit diesem auf einfache und kostengünstige Weise phosphorhaltige Säure, um daraus primär Phosphatdünger herzustellen, gewonnen wird. The invention has for its object to improve a method for processing in particular sewage sludge ash according to the type mentioned in such a way that this is a simple and inexpensive way phosphoric acid to primarily produce phosphate fertilizer is obtained.

[0004] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. [0004] This object is achieved according to the invention by the features of claim 1.

[0005] Erfindungsgemäss wird als Mineralsäure für die Extraktion Schwefelsäure in einem bestimmten Verhältnis zur Klärschlamm-Asche und mit einer vorgegebenen Konzentration verwendet, und dabei erfolgt die Extraktion bei einer Reaktionstemperatur während einer Zeitdauer. According to the present invention, sulfuric acid is used as the mineral acid for the extraction in a specific ratio to the sludge ash and in a predetermined concentration, and the extraction is carried out at a reaction temperature for a period of time.

[0006] Mit diesem Verfahren nach der Erfindung können bei optimiertem Ablauf die benötigten Mineralsäuren und anderen Mittel im Verhältnis zu der Menge der zu verarbeiteten Klärschlamm-Asche auf ein Minimum reduziert und dabei verhältnismässig viel phosphorhaltige Säure gewonnen werden, mittels der primär Phosphat-Dünger hergestellt wird. Dies erfolgt, ohne dass Schwermetalle, wie Cadmium, übermässig mitgelöst werden. With this method according to the invention, the required mineral acids and other agents in relation to the amount of sewage sludge ash to be processed can be reduced to a minimum with an optimized process and a relatively large amount of phosphoric acid can be obtained by means of the primary phosphate fertilizer will. This takes place without heavy metals such as cadmium being excessively dissolved.

[0007] Ausserdem kann das erfindungsgemässe Verfahren mit einer hohen Flexibilität umgesetzt werden, d.h. die wichtigen Parameter, wie Asche-Säure-Verhältnis, Säurekonzentration, Nachbehandlung und Nachwäsche können sehr einfach und beliebig variiert werden. In addition, the process according to the invention can be implemented with great flexibility, i.e. the important parameters such as ash-acid ratio, acid concentration, post-treatment and post-wash can be varied very easily and as desired.

[0008] Sehr vorteilhaft wird eine zwei- oder mehrstufige Extraktion der Klärschlamm-Asche durchgeführt, bei welcher jeweils separate Rührgefässe verwendet werden, welche eine verbesserte Extraktion der Klärschlamm-Asche und eine Leistungssteigerung der Verarbeitung ermöglichen. A two-stage or multi-stage extraction of the sewage sludge ash is very advantageously carried out, in which separate stirring vessels are used in each case, which enable improved extraction of the sewage sludge ash and an increase in processing performance.

[0009] Zweckmässigerweise erfolgt eine ein- oder vorzugsweise mehrstufige Nachwäsche des in einem Filtrationsapparat erzeugten Frischkuchens, bei der mit Frischwasser und/oder verdünnter Mineralsäure die bei der Extraktion verwendete Mineralsäure, Restphosphorverbindungen und/oder Metalle geleacht oder abgereichert werden, so dass die gewünschten Grenzwerte von Schwermetallen in der gewonnenen Phosphorsäure erreicht werden. The fresh cake produced in a filtration apparatus is expediently washed in one or preferably more stages, in which the mineral acid, residual phosphorus compounds and/or metals used in the extraction are leached or depleted with fresh water and/or dilute mineral acid, so that the desired limit values of heavy metals in the phosphoric acid obtained can be achieved.

[0010] Die Erfindung sowie Vorteile derselben sind nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 ein Prinzipschema eines erfindungsgemässen Verfahrens mit einer Extraktion, nachfolgenden Filtrationen und Fällung der Klärschlamm-Asche; Fig. 2 ein Prinzipschema eines erfindungsgemässen Verfahrens mit einer mehrstufigen Extraktion, einer nachfolgenden Filtration und einer mehrstufigen Nachbehandlung der Klärschlamm-Asche; und Fig. 3 ein Prinzipschema eines erfindungsgemässen Verfahrens ähnlich wie dasjenige nach Fig. 2.The invention and advantages of the same are explained in more detail using exemplary embodiments with reference to the drawing. It shows: FIG. 1 a schematic diagram of a method according to the invention with an extraction, subsequent filtrations and precipitation of the sewage sludge ash; 2 shows a basic diagram of a method according to the invention with a multi-stage extraction, a subsequent filtration and a multi-stage post-treatment of the sewage sludge ash; and FIG. 3 shows a schematic diagram of a method according to the invention similar to that according to FIG.

[0011] Gemäss Fig. 1 sind in einen Behälter 11 Phosphorverbindungen und Metalle enthaltende Abfälle eingefüllt, bei denen es sich insbesondere um Klärschlamm-Asche 10 handelt. Es könnten aber auch tierische Mehle, wie Knochenmehl-Asche, oder Mischungen aus verschiedenen Abfällen verarbeitet werden, welche Phosphorverbindungen und Metalle aufweisen. 1 phosphorus compounds and metals containing waste are filled into a container 11, which is in particular sewage sludge ash 10. However, animal meals, such as bone meal ash, or mixtures of various wastes containing phosphorus compounds and metals could also be processed.

[0012] Bei dem Verfahren werden diese Klärschlamm-Asche 10 sowie eine Mineralsäure von einem Tank 16 dosiert in ein Rührgefäss 12 mit einem von einem Motor 18 darin angetriebenen Rührer 13 geleert. In the process, these sewage sludge ash 10 and a mineral acid are metered from a tank 16 emptied into a mixing vessel 12 with a stirrer 13 driven by a motor 18 therein.

[0013] Die Extraktion erfolgt bei einer Reaktionstemperatur bei vorzugsweise zwischen 40 bis 75°C während einer Zeitdauer von 30 bis 120 Minuten. So könnte beispielsweise bei einer Betriebstemperatur von 60° Celsius während 60 Minuten gerührt und entsprechend extrahiert werden. Vorteilhaft wird zuerst die Mineralsäure 15 in das Rührgefäss 12 gefüllt und auf die Betriebstemperatur erwärmt und anschliessend die Klärschlamm-Asche 10 beigemischt. The extraction is carried out at a reaction temperature preferably between 40 and 75°C for a period of 30 to 120 minutes. For example, it could be stirred for 60 minutes at an operating temperature of 60° Celsius and extracted accordingly. The mineral acid 15 is advantageously first filled into the mixing vessel 12 and heated to the operating temperature and then the sewage sludge ash 10 is mixed in.

[0014] Mit dieser Extraktion entsteht eine Suspension 14 in dem Rührgefäss 12 und es können damit die in der Klärschlamm-Asche 10 befindlichen Phosphorverbindungen aus der Asche ausgeschieden werden. With this extraction, a suspension 14 is formed in the mixing vessel 12 and the phosphorus compounds present in the sewage sludge ash 10 can thus be excreted from the ash.

[0015] Anschliessend wird diese Asche 10 vermischt mit der Säure 15 zu einem an sich bekannten Filtrationsapparat 20 befördert und durch Filtration ein Filterkuchen der getrockneten Asche 10' gebildet und vom Filtrat abgetrennt. Die getrocknete Asche 10' kann dann je nach Reinigungsgrad die Zement-Industrie gebracht oder in eine Deponie transportiert werden. Die Grenzwerte im Filterkuchen bzw. dieser getrockneten Asche sind ebenfalls normiert und müssen entsprechend eingehalten werden. This ash 10 is then mixed with the acid 15 and conveyed to a filtration apparatus 20 known per se, and a filter cake of the dried ash 10' is formed by filtration and separated from the filtrate. Depending on the degree of purification, the dried ash 10' can then be taken to the cement industry or transported to a landfill. The limit values in the filter cake or this dried ash are also standardized and must be complied with accordingly.

[0016] Das hauptsächlich aus der Mineralsäure 15 bestehende Filtrat wird in einen Fällungsbehälter 21 überführt und in diesem mit einem Fällungsmittel 24, zum Beispiel ein sulfidisches Mittel, wie TMT 15, und optional mit Mineralsäure, beispielsweise Schwefelsäure 25, wiederum durch einen von einem Motor 28 darin angetriebenen Rührer 23 vom Schwermetall gefällt. Diese Flüssigkeitsmischung 22 wird folglich zu einem weiteren Filtrationsapparat 26 befördert, bei dem insbesondere die Säure 15' ausgefiltert und ein Filterkuchen aus Gips und Restmetallen durch Filtrieren und gegebenenfalls durch Entwässern sowie Trocknen gebildet werden. Auch diese Filterkuchen werden in einem Behälter 27 gesammelt und können ebenso zu einer Inertstoff-Deponie transportiert und dort abgelagert werden. The filtrate, which mainly consists of the mineral acid 15, is transferred to a precipitation tank 21 and treated in this with a precipitating agent 24, for example a sulfidic agent such as TMT 15, and optionally with a mineral acid, for example sulfuric acid 25, again by a motor 28 driven stirrer 23 fell from the heavy metal. This liquid mixture 22 is consequently conveyed to a further filtration apparatus 26, in which in particular the acid 15' is filtered out and a filter cake of gypsum and residual metals is formed by filtration and optionally by dewatering and drying. These filter cakes are also collected in a container 27 and can also be transported to an inert material dump and deposited there.

[0017] Bei dieser gewonnenen Phosphorsäure 15' wird angestrebt, dass diese den allgemein gültigen Normenanforderungen (ChemRRV) insofern gerecht wird, als die aus der Klärschlamm-Asche von der Säure abgereicherten im Verhältnis zu den in ihr enthaltenen Schwermetallen prozentual am Meisten vorkommenden Kupfer Cu und Zink Zn, die teils in der gewonnenen Phosphorsäure 15' aufgenommen werden, unterhalb von bestimmten Grenzwerten liegen. In this recovered phosphoric acid 15 'is aimed at that this the generally applicable standard requirements (ChemRRV) insofar as the depleted from the sewage sludge ash of the acid in relation to the heavy metals contained in it percentage most occurring copper Cu and Zinc Zn, some of which are included in the recovered phosphoric acid 15', are below certain limit values.

[0018] Die in Fig. 2 zum Verarbeiten von insbesondere Klärschlamm-Asche 10 schematisch veranschaulichte Anlage ist ähnlich wie diejenige nach Fig. 1 ausgestaltet. Es sind daher nachfolgend nurmehr die Unterschiede erläutert. The system illustrated schematically in FIG. 2 for processing sewage sludge ash 10 in particular is configured similarly to that of FIG. Therefore, only the differences are explained below.

[0019] Bei dem Verfahren werden die Klärschlamm-Asche 10 sowie die Mineralsäure insbesondere Schwefelsäure 25 in einem Tank 16 dosiert in ein erstes Rührgefäss 32 mit einem von einem Motor M darin angetriebenen Rührer geleert. Die Schwefelsäure 25 in dem Tank 16 weist eine Konzentration von 96% auf, die dann im nachfolgenden Prozess verdünnt wird. In the process, the sewage sludge ash 10 and the mineral acid, in particular sulfuric acid 25, are metered into a tank 16 and emptied into a first mixing vessel 32 with a stirrer driven by a motor M therein. The sulfuric acid 25 in the tank 16 has a concentration of 96%, which is then diluted in the subsequent process.

[0020] Es wird erfindungsgemäss als Mineralsäure für die Extraktion Schwefelsäure 25 in einem bestimmten Verhältnis zur Klärschlamm-Asche 10 mit einer vorgegebenen Konzentration von beispielsweise 10% zugegeben, wobei in das Rührgefäss 32 zusätzlich eine Wasserleitung 36 führt, durch welche die Suspension verdünnt werden kann. According to the invention, sulfuric acid 25 is added as the mineral acid for the extraction in a specific ratio to the sewage sludge ash 10 with a predetermined concentration of, for example, 10%, with a water line 36 also leading into the mixing vessel 32, through which the suspension can be diluted .

[0021] Zudem ist eine zweistufige Extraktion vorgesehen, bei welcher die im ersten Rührgefäss 32 erzeugte Suspension in ein zweites Rührgefäss 32' mit je einem Rührer und Motor M geleitet wird. Dadurch kann ein besserer Wirkungsgrad und eine erhöhte Leistung als mit nur einer einstufigen Extraktion mit einem Rührgefäss erzielt werden. Selbstverständlich könnten noch mehr als zwei Stufen angewendet werden. In addition, a two-stage extraction is provided, in which the suspension produced in the first mixing vessel 32 is passed into a second mixing vessel 32', each with a stirrer and motor M. As a result, better efficiency and increased performance can be achieved than with just a single-stage extraction with a stirred vessel. Of course more than two stages could be used.

[0022] Die Extraktion erfolgt bei einer Reaktionstemperatur von vorzugsweise zwischen 40 bis 75°C während einer Zeitdauer von 30 bis 120 Minuten. So könnte beispielsweise bei einer Betriebstemperatur von 60° Celsius in jedem Rührgefäss 32, 32' während je 30 Minuten gerührt und entsprechend extrahiert werden. Die Schwefelsäure 25 wird zuerst in die beiden Rührgefässe gefüllt und auf die Betriebstemperatur erwärmt und anschliessend die Klärschlamm-Asche 10 beigemischt. The extraction takes place at a reaction temperature of preferably between 40 and 75°C for a period of 30 to 120 minutes. For example, at an operating temperature of 60° Celsius, each mixing vessel 32, 32' could be stirred for 30 minutes and extracted accordingly. The sulfuric acid 25 is first filled into the two mixing vessels and heated to the operating temperature and then the sewage sludge ash 10 is mixed in.

[0023] Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird Schwefelsäure als verdünnte Mineralsäure verwendet, bei der die Säure-Konzentration annähernd 10% beträgt und das Verhältnis von Säure zu Asche in den Rührgefässen 32, 32' jeweils ca. 2 : 1 (L : kg) beträgt. Diese Grössen können je nach der Zusammensetzung der Klärschlamm-Asche variieren und sie werden daher mit Vorteil den spezifischen Bedingungen bei einer jeweiligen Anlage angepasst. In the present embodiment, sulfuric acid is used as the diluted mineral acid, in which the acid concentration is approximately 10% and the ratio of acid to ash in the mixing vessels 32, 32' is approximately 2:1 (L:kg). These variables can vary depending on the composition of the sewage sludge ash and are therefore advantageously adapted to the specific conditions at a particular plant.

[0024] Die in den Rührgefässen 32, 32' zu einer Mischung verarbeitete Suspension 14 von Asche 10 und Säure 25 gegebenenfalls verdünnt mit Wasser wird anschliessend einer mehrstufigen Nachwäsche in einem Filtrationsapparat 35 unterzogen. Der aus der Suspension 14 erzeugte Frischkuchen wird dabei zuerst durch eine zwei- oder mehrstufige Nachwäsche 36 mit Frischwasser 37 bei dem Filtrationsapparat 35 gereinigt. The suspension 14 of ash 10 and acid 25 processed into a mixture in the mixing vessels 32, 32', optionally diluted with water, is then subjected to a multi-stage post-wash in a filtration apparatus 35. The fresh cake produced from the suspension 14 is first cleaned in the filtration apparatus 35 by a two-stage or multi-stage post-wash 36 with fresh water 37 .

[0025] Anschliessend wird in diesem Filtrationsapparat 35 eine erste Nachwäsche 38 mit einer stark verdünnten Mineralsäure, vorzugsweise Schwefelsäure 39, insbesondere zur Abreicherung der im Frischkuchen verbliebenen Restphosphorverbindungen und eine zweite Nachwäsche 40 ebenfalls mit verdünnter Mineralsäure, vorzugsweise ebenfalls Schwefelsäure 41, zwecks Abreicherung der im Frischkuchen verbliebenen Schwermetalle durchgeführt. Vorteilhaft wird der mehrmals gewaschene Kuchen zuletzt nochmals mit Wasser nachgewaschen, bevor er dann als getrocknete und filtrierte Asche 10' in einen Sammelbehälter 44 geschüttet und in eine entsprechende Inertstoff-Deponie transportiert werden kann. In this filtration apparatus 35, a first after-wash 38 is then carried out with a highly diluted mineral acid, preferably sulfuric acid 39, in particular to deplete the residual phosphorus compounds remaining in the fresh cake, and a second after-wash 40 likewise with diluted mineral acid, preferably likewise sulfuric acid 41, for the purpose of depleting the im Fresh cake carried out remaining heavy metals. Advantageously, the cake, which has been washed several times, is finally washed again with water before it can then be poured into a collection container 44 as dried and filtered ash 10' and transported to a corresponding inert material dump.

[0026] Aus dem Filtrationsapparat 35 wird Schwefelsäure 25' ausfiltriert und in einen Auffangtank 45 geleert. Von diesem kann die Säure durch ein Transportmittel 46 zur Verwertung weggeführt und/oder durch einen nicht näher erläuterten Verdampfungsprozess mittels eines Verdampfers 47 auf ca. 70% eingedickt und ausgehend von einer Absaugpumpe 49 durch eine Leitung 48 wieder zurück in den Auffangtank 45 geführt werden, um damit die Konzentration der Säure wunschgemäss zu verbessern. Sulfuric acid 25' is filtered out of the filtration apparatus 35 and emptied into a collection tank 45. From there, the acid can be carried away by a means of transport 46 for recycling and/or thickened to about 70% by means of an evaporator 47 in an unspecified evaporation process and, starting from a suction pump 49, fed back through a line 48 to the collection tank 45. in order to improve the concentration of the acid as desired.

[0027] Sowohl diese nach der ersten Nachwäsche 38 als Filtrat abgereicherten Restphosphorverbindungen 52 als auch die nach der zweiten Nachwäsche 40 anfallenden Schwermetalle 54 werden vom Filtrationsapparat 35 an jeweils eine Sammelstelle 51, 53 geleitet. Both these after the first post-wash 38 as a filtrate depleted residual phosphorus compounds 52 and after the second post-wash 40 resulting heavy metals 54 are directed from the filtration apparatus 35 to a collection point 51, 53 respectively.

[0028] Die in Fig. 3 zum Verarbeiten von insbesondere Klärschlamm-Asche 10 schematisch veranschaulichte Anlage ist ähnlich wie diejenige nach Fig. 2 aufgebaut. Es sind daher nachfolgend primär die Unterschiede erläutert. Es sind zu den gleichen Komponenten dieselben Bezugszeichen zugeordnet. The system illustrated schematically in FIG. 3 for processing sewage sludge ash 10 in particular is constructed similarly to that according to FIG. The differences are therefore primarily explained below. The same reference numbers are assigned to the same components.

[0029] Die Klärschlamm-Asche 10 wird von dem Behälter 11 sowie die Mineralsäure insbesondere Schwefelsäure 25 von dem Tank 16 dosiert in dieses erste Rührgefäss 32 mit angedeuteten Pumpen- und Rühr-Motoren M geleitet. Es ist ein zusätzlicher Tank 16' mit Schwefelsäure 25 darin bei einer Konzentration von 96% vorgesehen, der mit dem Tank 16 verbunden ist. Es wird dann im Tank 16 durch eine Wasserleitung 36 dosiert Frischwasser zugeführt, um die Schwefelsäure 25 auf einen vorgegeben Wert zu verdünnen. The sewage sludge ash 10 is metered from the container 11 and the mineral acid, in particular sulfuric acid 25 from the tank 16, into this first mixing vessel 32 with pumps and stirring motors M indicated. An additional tank 16' having sulfuric acid 25 therein at a concentration of 96%, connected to the tank 16, is provided. Fresh water is then metered into the tank 16 through a water line 36 in order to dilute the sulfuric acid 25 to a predetermined value.

[0030] Erfindungsgemäss wird als Mineralsäure für die Extraktion Schwefelsäure 25 in einem bestimmten Verhältnis zur Klärschlamm-Asche 10 mit einer vorgegebenen Konzentration von beispielsweise 10% zugegeben. Es ist ebenfalls eine zweistufige Extraktion vorgesehen, bei welcher die im ersten Rührgefäss 32 erzeugte Suspension in ein zweites Rührgefäss 32' mit je einem Rührer und Motor M geleitet wird. Es könnte noch ein drittes Rührgefäss für eine dreistufige Extraktion vorgesehen sein. According to the invention, sulfuric acid 25 is added as a mineral acid for the extraction in a specific ratio to the sewage sludge ash 10 with a predetermined concentration of, for example, 10%. A two-stage extraction is also provided, in which the suspension produced in the first mixing vessel 32 is passed into a second mixing vessel 32', each with a stirrer and motor M. A third mixing vessel could also be provided for a three-stage extraction.

[0031] Die mehrstufige Extraktion kann bei Reaktionstemperaturen und einer Reaktionsdauerdas Verhältnis von Säure zu Asche wie oben erläutert bei dem Verfahren nach Fig. 2 erfolgen. The multi-stage extraction can be carried out at reaction temperatures and a reaction time with the ratio of acid to ash as explained above in the process according to FIG.

[0032] Die in den Rührgefässen 32, 32' zu einer Mischung verarbeitete Suspension 14 von Asche 10 und Säure 25 wird zu dem Filtrationsapparat 35 geführt, der als Vakuumbandfilter ausgebildet sein kann. The suspension 14 of ash 10 and acid 25 processed into a mixture in the mixing vessels 32, 32' is fed to the filtration apparatus 35, which can be designed as a vacuum belt filter.

[0033] Mit dieser Bandförderung der Mischung wird zuerst eine Trocknung vorgenommen und dabei gewonnene Schwefelsäure ausgeschieden. Anschliessend wird erneut Schwefelsäure jedoch stark verdünnt mit durch eine Leitung 36' zugeführtes Wasser aus einem Behälter 55 in die getrocknete Mischung zwecks mehrstufiger Nachwäsche und Nachtrocknung unterzogen. Die Asche 10' wird dann in einen Sammelbehälter 44 geschüttet und zum Beispiel in eine entsprechende Inertstoff-Deponie transportiert. With this conveyor belt, the mixture is first dried and the sulfuric acid obtained is eliminated. Sulfuric acid is then again, however, heavily diluted with water fed through a line 36' from a container 55 into the dried mixture for the purpose of multi-stage post-washing and post-drying. The ash 10' is then poured into a collection container 44 and transported, for example, to an appropriate inert material dump.

[0034] Aus dem Filtrationsapparat 35 wird das Schwefelsäuregemisch 25' ausfiltriert und in zwei Auffangtanks 45 geleert. Dieses Schwefelsäuregemisch 25' wird teilweise durch eine Vakuumpumpe 66 oder dergleichen via eine Leitung 67 zu einer Reinigungseinrichtung 68 des Förderbandes 35' des Filtrationsapparates 35 und zu der extrahierten Mischung für die eine Nachwäsche 69 befördert. The sulfuric acid mixture 25' is filtered out of the filtration apparatus 35 and emptied into two collecting tanks 45. This sulfuric acid mixture 25' is partly conveyed by a vacuum pump 66 or the like via a line 67 to a cleaning device 68 of the conveyor belt 35' of the filtration apparatus 35 and to the extracted mixture for a post-wash 69.

[0035] Im Unterschied zu dem Verfahren nach Fig. 2 wird das Schwefelsäuregemisch 25' durch eine Leitung 61 in ein Silo 60 zur Sedimentierung seiner Bestandteile geführt. Es wird aus diesem Phosphorsäure H3PO4 in einen Auffangbehälter 63 gepumpt. In contrast to the method according to FIG. 2, the sulfuric acid mixture 25' is guided through a line 61 into a silo 60 for the sedimentation of its components. From this phosphoric acid H3PO4 it is pumped into a collection container 63 .

[0036] Von diesem kann die Säure zur Verwertung weggeführt und/oder durch einen nicht näher erläuterten Verdampfungsprozess eingedickt um damit die Konzentration der Säure wunschgemäss verbessert werden, wie dies in Fig. 2 veranschaulicht ist. From this, the acid can be carried away for utilization and/or thickened by an evaporation process, not explained in detail, in order to improve the concentration of the acid as desired, as illustrated in FIG.

[0037] Die gewonnene Phosphorsäure wird vom Auffangbehälter 63 via eine Leitung 64 zu einer Fällungseinheit 70 zwecks sulfidischer Fällung befördert. Diese Fällungseinheit 70 umfasst drei hintereinander geschaltete Rührbehälter 71, 72, 73 und einen nachfolgenden Filtrationsapparat 74. Es wird im ersten Rührbehälter 71 vorzugsweise Natriumhydroxid (NaOH) 71' zugeführt, um eine Neutralisation der Säure mit einem maximalen ph-Wert von 2 zu erhalten. Im mittleren Rührbehälter 72 wird ein Fällungsmittel 72', insbesondere ein sulfidisches Mittel, wie TMT 15, indes im dritten Rührbehälter 73 ein Filtrationshilfsmittel 73', wie zum Beispiel Kieselgur, zugeführt wird. Von diesem Rührbehälter 73 wird das gefällte Gemisch in den beispielsweise als Kerzenfilter ausgebildeten Filtrationsapparat 74 geleitet und in diesem werden Schwermetalle gefällt und durch einen Auslass 74' abgeschieden, währenddem die Säure durch eine Leitung 75 zurück in den Auffangbehälter 63 geleitet wird. The phosphoric acid obtained is conveyed from the collection container 63 via a line 64 to a precipitation unit 70 for the purpose of sulfidic precipitation. This precipitation unit 70 comprises three stirred tanks 71, 72, 73 connected in series and a downstream filtration apparatus 74. Sodium hydroxide (NaOH) 71′ is preferably supplied in the first stirred tank 71 in order to neutralize the acid with a maximum pH value of 2. A precipitating agent 72', in particular a sulphidic agent such as TMT 15, is fed into the central stirred tank 72, while a filtration aid 73', such as kieselguhr, is fed into the third stirred tank 73. The precipitated mixture is conducted from this stirred tank 73 into the filtration apparatus 74 designed, for example, as a candle filter, in which heavy metals are precipitated and separated through an outlet 74 ′, while the acid is conducted back through a line 75 into the collecting tank 63 .

[0038] Die Erfindung ist mit den obigen Ausführungsbeispielen ausreichend dargetan. Sie könnte aber selbstverständlich noch durch weitere Varianten ausgeführt sein. The invention is sufficiently demonstrated with the above embodiments. Of course, it could also be implemented by further variants.

[0039] So könnten für die Extraktion bzw. für das Fällen oder Nachwäsche nach Fig. 1 oder Fig. 2 als Mineralsäure Phosphorsäure und Schwefelsäure jeweils anteilsmässig und ebenso könnten für das Rühren von einem Motor M gedrehte Flügelräder oder auch andere Rühreinrichtungen verwendet werden. Thus, for the extraction or for the precipitation or after-washing according to FIG. 1 or FIG.

[0040] In den obigen Ausführungsbeispielen sind keine Steuerungs- und/oder Regelungsvorgänge mit Messungen und Auswertungen von den Phosphoranteilen, Säurenkonzentrationen, Säurenanteilen, Zusammensetzungen, Temperaturen etc. erläutert. Es versteht sich aber von selbst, dass für den Betrieb von Anlagen zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens solche Steuerungs- und/oder Regelungsvorgänge integriert sind, welche einen kontrollierten bzw. automatisierten Ablauf im Betrieb ohne Überwachung ermöglichen. In the above exemplary embodiments, no control and/or regulation processes with measurements and evaluations of the phosphorus content, acid concentrations, acid content, compositions, temperatures, etc. are explained. However, it goes without saying that for the operation of systems for carrying out the method according to the invention, such control and/or regulation processes are integrated which enable a controlled or automated process during operation without monitoring.

Claims

1. Method for processing sewage sludge ash, in which phosphorus-containing compounds and metals in the sewage sludge ash (10) are dissolved by extraction with a mineral acid and a filter cake is formed by filtration and separated from the filtrate, characterized in that in particular sulfuric acid (25) is used as the mineral acid for the extraction in a specific ratio to the sewage sludge ash (10) and in a predetermined concentration, and that the extraction takes place at a reaction temperature for a period of time, whereby phosphoric acid is obtained from the extraction.

2. The method according to claim 1, characterized in that a dilute mineral acid is used, in which the concentration of sulfuric acid (25) is between 5% and 10%.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the ratio of acid to ash during extraction is between 5 : 1 and 1 : 1 (L : kg) in each case.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the extraction of the sewage sludge ash (10) has two or more stages, in which the suspension produced in a first mixing vessel (32) is fed into a second mixing vessel (32').

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the filtrate produced from the extraction is transferred to a precipitation vessel (21) and heavy metal is precipitated there with a precipitating agent (24) and with mineral acid through a stirrer (23) and consequently the liquid mixture (22) is passed to a further filtration apparatus (26).

6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the phosphoric acid obtained from the extraction is conveyed to a precipitation unit (70) for the purpose of sulphidic precipitation of the heavy metals.

7. The method according to claim 6, characterized in that this precipitation unit (70) comprises stirred tanks (71, 72, 73) connected in series and a downstream filtration apparatus 74), sodium hydroxide (NaOH) being fed into the first stirred tank (71) in order to achieve neutralization of the acid with a maximum pH value , while a precipitating agent (72') is fed into the middle stirred tank (72) and a filtration aid (73') is fed into the third stirred tank (73).

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that after the single-stage or multi-stage extraction, a single-stage or multi-stage post-treatment of the filter cake produced takes place, in which the mineral acid (25'), residual phosphorus compounds (52) and/or metals (54) used in the extraction are leached with fresh water and/or diluted mineral acid or depleted and collected individually.