DD252817A1

DD252817A1 - PROCESS FOR PREPARING CLAUSE SLUDGE CONTAINING METAL SALTS

Info

Publication number: DD252817A1
Application number: DD29466986A
Authority: DD
Inventors: Volker Biering; Stephan Lachmann; Renate Redo; Beate Vogel
Original assignee: Raedel Kunstseidenwerk
Priority date: 1986-09-25
Filing date: 1986-09-25
Publication date: 1987-12-30

Abstract

Das Verfahren zur Aufbereitung von Klaerschlamm, der Metallsalze enthaelt, erlaubt durch einen speziellen Waschprozess, der direkt im Entwaesserungsprozess integriert bzw. diesem angeschlossen ist, die Herausloesung dieser durch ein saures Waschmedium und die Abtrennung der Loesung. Das die Metallionen enthaltende Waschmedium kann als Faellmittel und der aufbereitete Klaerschlamm zur Bodenverbesserung in der Land- und Forstwirtschaft eingesetzt werden.The process of treating sewage sludge containing metal salts, by means of a special washing process, integrated directly into the dewatering process or connected to it, allows the solution to be dissolved out by an acidic washing medium and the separation of the solution. The washing medium containing the metal ions can be used as a dropping agent and the processed Klaerschlamm for soil improvement in agriculture and forestry.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung dient der Aufbereitung und Konditionierung von komunalen bzw. industriellen Klärschlämmen.The invention serves the treatment and conditioning of municipal or industrial sewage sludge.

Es ist bekannt, daß in Klärschlammen, besonders industriellen Klärschlämmen, Schwermetallionen enthalten sind. Eine Rückgewinnung der Schwermetallionen, im speziellen Fall Zink, wird meist nicht betrieben, die anfallenden entwässerten Klärschlämme werden einer Schadstoffdeponie zugeführt.It is known that heavy metal ions are contained in sewage sludge, especially industrial sewage sludge. A recovery of heavy metal ions, in the specific case zinc, is usually not operated, the resulting dewatered sewage sludge are fed to a contaminant landfill.

ImWP 210162 wird eine Waschung mittels eines Gemisches von Waschflüssigkeit und gasförmigen Mediums, bei intervallmäßigen, alternierendem Durchsatz, im WP 138459 mit Wasser, im DE-OS 2302724 mit heißem, entionisierten Wasser und in derChim. i.technol.Toplivi masel 1973,10,12-14 mit ammoniakalischem Wasser beschrieben.ImWP 210162 is a washing by means of a mixture of washing liquid and gaseous medium at intervals, alternating throughput, in WP 138459 with water, in DE-OS 2302724 with hot, deionized water and in the Chim. i.technol.Toplivi masel 1973,10,12-14 described with ammoniacal water.

Ferner wird im WP 98614 eine mehrstufige Waschung dargestellt, bei der die Waschflüssigkeit stufenweise durch den Filterkuchen zirkuliert. Das erfordert einen erheblichen zusätzlichen technischen Aufwand für die Zwischenlagerung der jeweiligen Waschflüssigkeit mit unterschiedlichem Mutterlaugengehalt.Furthermore, in WP 98614 a multi-stage washing is shown in which the washing liquid is gradually circulated through the filter cake. This requires a considerable additional technical effort for the intermediate storage of the respective washing liquid with different mother liquor content.

In Klärschlämmen, besonders der Viskoseindustrie ist mit den beschriebenen Verfahren kein befriedigender Effekt zu erzielen, da in den stark organisch verunreinigten Klärschlämmen die Schwermetallionen nicht frei sondern in schwerlöslichen Komplexverbindungen bzw. adsorbiert vorliegen. Außerdem liegt der Verbrauch an Waschflüssigkeit und/oder die erforderliche Waschdauer bei den bekannten Verfahren relativ hoch.In sewage sludge, especially the viscose industry, no satisfactory effect can be achieved with the described processes, since in the highly organically contaminated sewage sludges the heavy metal ions are not present but are adsorbed in sparingly soluble complex compounds. In addition, the consumption of washing liquid and / or the required washing time is relatively high in the known methods.

Ferner ist noch aus dem Bereich der Lederindustrie das AP 209430 bzw. DE-OS 3301120 A1, das ein Verfahren zur Entgiftung und gegebenenfalls zur Verwertung von toxischen Schwermetallkomplexen und organische Stoffe enthaltenden Klärschlamm mittels Mineralsäure bzw. Mineralsäuregemisches beschreibt, bekannt.Furthermore, AP 209430 or DE-OS 3301120 A1, which describes a process for the detoxification and optionally for the utilization of toxic heavy metal complexes and organic substances containing sewage sludge by means of mineral acid or mineral acid mixture, is known from the leather industry.

Das Verfahren erzeugt metallsalzhaltige Niederschläge, die erst noch durch spezielle aufwendige Weiterverarbeitungen einer eventuellen Verwertung zugeführt werden können.The process produces metal salt-containing precipitates, which can be supplied to a possible recovery only by special elaborate further processing.

In der OS 2911399 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem die Schwermetalle der Schlammsuspension durch einen Komplexbildner in gelöste Metallkomplexe umgewandelt und mit der wäßrigen Phase entfernt werden. Die gelösten Metallverbindungen werden anschließend ausgeflockt und einer Verwertung bzw. Deponie zugeführt.In OS 2911399 a process is described in which the heavy metals of the sludge suspension are converted by a complexing agent into dissolved metal complexes and removed with the aqueous phase. The dissolved metal compounds are then flocculated and fed to a recovery or landfill.

Das Verfahren beseitigt zwar das Problem des Schwermetalles im Klärschlamm fast vollständig, aber nicht das Problem überhaupt, da der gefällte Niederschlag meist dann einer Sondermülldeponie zuzuführen ist.Although the method eliminates the problem of heavy metal in sewage sludge almost completely, but not the problem at all, since the precipitated precipitation is then usually a hazardous waste landfill supply.

Auch in DE-OS 3309772 A1 wird ein Verfahren beschrieben, das eine Laugung von Schlamm unterständigem Rühren mittels einer Chloridlösung beschreibt. Anschließend wird die fluide Phase abfiltriert bzw. zentrifugiert und die feste Phase mit geringer Schwermetallverunreinigung einer landwirtschaftlichen Nutzung zugeführt. Die Schwermetalle werden aus der fluiden Phase ausgefällt.Also in DE-OS 3309772 A1 a method is described which describes a leaching of sludge unterständigem stirring by means of a chloride solution. Subsequently, the fluid phase is filtered off or centrifuged and fed the solid phase with low heavy metal contamination for agricultural use. The heavy metals are precipitated from the fluid phase.

Für das Verfahren ist ein großer apparativer Aufwand erforderlich und auch die Betriebskosten steigen erheblich durch die Betreibung einer Elektrolyse zur Behandlung der Chloridlösung und einer Laugung bei erhöhter Temperatur.For the process, a large amount of equipment is required and also the operating costs increase significantly by the operation of an electrolysis for the treatment of the chloride solution and a leaching at elevated temperature.

Alle bisher bekannten Verfahren sind apparativ aufwendig und bringen keine vollständige Lösung des Problemes der Schwermetalle im Klärschlamm.All previously known methods are complex in terms of apparatus and do not provide a complete solution to the problem of heavy metals in sewage sludge.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, welches das Entfernen von auch niedrigen Schwermetallkonzentrationen verbunden mit der Rückgewinnung, der als Fällmittel eingesetzten Metallsalzlösung, sowie eine Verbesserung der Konditionierungseigenschaften bei vorwiegend organischen Klärschlämmen erlaubt, um einen anschließenden Einsatz zur Bodenverbesserung zu ermöglichen.The object of the invention is to develop a process which allows the removal of even low heavy metal concentrations associated with the recovery of the metal salt solution used as precipitant, as well as an improvement of the conditioning properties of predominantly organic sewage sludge, to allow a subsequent soil improvement.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch den Abschluß eines speziellen Waschprozesses an den Entfeuchtungsprozeß, die bei der Fällung rrjit Metallsalzen entstandenen Hydroxide sowie meist adsorptiv gebundenen Schwermetallionen aus den Klärschlämmen herauszulösen.The invention is based on the object by the conclusion of a special washing process to the dehumidification process, the eluted in the precipitation with metal salts resulting hydroxides and usually adsorptively bound heavy metal ions from the sewage sludge.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein mit Metallsalzen gefällter Klärschlamm, der neben einer hohen Konzentration an organischen Stoffen auch einen für den vorgesehenen Einsatz zur Bodenverbesserung zu hohen Anteil an Schwermetallen aufweist, mit einem sauren Medium, z. B. Schwefel- oder Salzsäure, gewaschen wird. Der Waschprozeß wird entweder direkt in den mechanischen Entfeuchtungsprozeß integriert oder durch einen sich daran anschließenden Dispergier- und nachgeschalteten nochmaligen Entfeuchtungsprozeß realisiert. In Abhängigkeit von der Metalllonenkonzentration der Klärschlämme wird das saure Medium mit einer Normalität größer als 0,25 und in einem Volumenverhältnis von entwässertem Klärschlamm zu sauren Medium größer als 1 zu 0,5 eingesetzt.According to the invention, this object is achieved in that a precipitated with metal salts sewage sludge, which in addition to a high concentration of organic substances also for the intended use for soil improvement to high proportion of heavy metals, with an acidic medium, eg. As sulfuric or hydrochloric acid is washed. The washing process is either integrated directly into the mechanical dehumidification process or realized by a subsequent subsequent dispersing and subsequent dehumidification process. Depending on the metal ion concentration of the sewage sludge, the acidic medium with a normality greater than 0.25 and in a volume ratio of dewatered sewage sludge to acidic medium greater than 1 to 0.5 is used.

Bei dem Waschprozeß werden durch das saure Medium die Hydroxide der für die Fällung eingesetzten Metallsalze sowie die meist adsorbierten Schwermetallverbindungen aus dem Klärschlamm herausgelöst und mit dem Filtrat bei der Entfeuchtung vom Schlamm abgetrennt.In the washing process, the hydroxides of the metal salts used for the precipitation and the most adsorbed heavy metal compounds are removed from the sewage sludge by the acidic medium and separated from the sludge with the filtrate during dehumidification.

Zur weiteren Absenkung der Schwermetallionenkonzentration wird der Filterkuchen vorzugsweise mit Wasser nachgewaschen.To further reduce the Schwermetallionenkonzentration the filter cake is preferably washed with water.

Das beim Entfeuchtungsprozeß nach der sauren Waschung anfallende Filtrat wird aufgrund der hohen Metallionenkonzentration wieder als Fällmittel bei der Abwasserreinigung eingesetzt.The obtained in the dehumidification process after the acid wash filtrate is used again as a precipitant in wastewater treatment due to the high metal ion concentration.

Durch Zugabe eines basischen Mediums, z. B. Kalk, wird bei Bedarf ein geforderter pH-Wert bei dem aufbereiteten Klärschlamm eingestellt.By addition of a basic medium, for. As lime, if necessary, a required pH value is set in the treated sewage sludge.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird gewährleistet, daß Schwermetalle nur noch in so geringen Mengen in dem Klärschlamm vorhanden sind, daß er in der Land- und Forstwirtschaft zur Bodenverbesserung einsetzbar ist. Sonderdeponien oder Verbrennungsanlagen sind für den Klärschlamm nicht mehr erforderlich.The inventive method ensures that heavy metals are present only in such small quantities in the sewage sludge that it can be used in agriculture and forestry for soil improvement. Special landfills or incinerators are no longer required for sewage sludge.

embodiments

1. Zur Anwendung kam ein mit Eisensalzen gefällter industrieller Klärschlamm, der einen hohen Anteil an Zelluloseverbindungen, eine Zinkkonzentration von 30,7g/kg TS, eine Eisenkonzentration von 40,2g/kg TS und eine Restfeuchte nach der !.mechanischen Entwässerung von 86Ma.-% hatte.1. An industrial sewage sludge precipitated with iron salts was used, which contained a high proportion of cellulose compounds, a zinc concentration of 30,7 g / kg DM, an iron concentration of 40,2 g / kg DM and a residual moisture content after mechanical maceration of 86Ma. -% would have.

Der Schlamm wurde auf einem Vakuumbandfilter hergestellt. Dieser Filter wurde für den Einsatz modifiziert, indem er zusätzlich mit 2 Waschzonen, an die sich jeweils eine Entwässerungszone anschloß, versehen worden war.The slurry was prepared on a vacuum belt filter. This filter was modified for use by adding 2 wash zones, each followed by a drainage zone.

In der 1 .Waschzone erfolgte eine Wäsche mit einer 1 normalen Schwefelsäure, wodurch der Filterkuchen eine kurzzeitige Feuchte von 95 Ma.-% erreicht. Nach dem Waschprozeß wird der Schlamm erneut bis 78 Ma.-% entwässert und anschließend mit dem doppelten Wasservolumen (bezüglich des benutzten Säurevolumens) in der 2. Waschzone nachgewaschen. Im Anschluß daran erfolgte die endgültige Entwässerung des Klärschlammes.In the 1 .Waschzone was a wash with a 1 normal sulfuric acid, whereby the filter cake reaches a short-term humidity of 95 Ma .-%. After the washing process, the sludge is again dewatered to 78% by mass and subsequently washed with twice the volume of water (in terms of the acid volume used) in the 2nd washing zone. This was followed by the final dewatering of the sewage sludge.

Infolge dieser Behandlung des Klärschlammes konnte bei gleichen Entwässerungsbedingungen die Restfeuchte auf 60 Ma.-% abgesenkt werden, da durch die Waschung die Hydroxidverbindungen aus dem Schlamm herausgelöst wurden.· Die bei der Waschung anfallenden sauren Flüssigkeitsmengen wurden separat gesammelt und als Fällmittel für Abwässer verwendet.As a result of this treatment of the sewage sludge, the residual moisture could be reduced to 60% by weight at the same dewatering conditions, since the washing removed the hydroxide compounds from the sludge.

Der erhaltene Klärschlamm enthielt folgende Restkonzentrationen: Zink 0,1 g/kg TS, Eisen 2,0g/kg TS. Die Restfeuchte betrugThe sewage sludge obtained contained the following residual concentrations: zinc 0.1 g / kg DM, iron 2.0 g / kg DM. The residual moisture was

2. Zur Anwendung kam gleichfalls ein mit Eisensalzen gefällter industrieller Klärschlamm, der einen hohen Anteil an Zelluloseverbindungen, eine Zinkkonzentration von 14,6g/kg TS, eine Eisenkonzentration von 29,5g/kg TS und eine Restfeuchte nach der mechanischen Entwässerung von 81 Ma.-% hatte.2. An industrial sewage sludge precipitated with iron salts was also used, containing a high proportion of cellulose compounds, a zinc concentration of 14.6 g / kg DM, an iron concentration of 29.5 g / kg DM and residual moisture after mechanical dewatering of 81 Ma. -% would have.

Dieser Schlamm wurde in einer 1 normalen Schwefelsäure bis zu einer Feuchte von 92,5 Ma.-% suspendiert und gewaschen. Nach dem Waschprozeß wurde er erneut mechanisch entwässert und mit dem doppelten Wasservolumen bezüglich des Säurevolumens nachgewaschen. . .This slurry was suspended in a normal sulfuric acid to a moisture content of 92.5 mass% and washed. After the washing process, it was again mechanically dewatered and washed with twice the volume of water with respect to the acid volume. , ,

Nach dieser Behandlung enthielt der Klärschlamm Zink mit einer Konzentration von 0,2 g/kg TS und Eisen mit einer Konzentration von 4g/kg TS. Die Restfeuchte konnte bei gleichen Entwässerungsbedingungen aufgrund der Herauslösung der Hydroxidverbindungen auf 65 Ma.-% abgesenkt werden.After this treatment, the sewage sludge contained zinc at a concentration of 0.2 g / kg DM and iron at a concentration of 4 g / kg DS. The residual moisture could be lowered at the same dewatering conditions due to the dissolution of the hydroxide to 65 wt .-%.

Claims

-1- 262 817 Claims:

1. A process for the treatment of sewage sludge containing metal salts, in particular of a precipitated with metal salts sewage sludge which also contains heavy metals in addition to organic substances, characterized in that the sewage sludge is washed with an acidic medium, that in dependence on the metal ion concentration of the sewage sludge a normality of greater than 0.25 and a volume ratio of dewatered sewage sludge to acidic medium greater than 1 to 0.5 is used, after the washing process, the metal ion-enriched filtrate is separated and reused in wastewater treatment as precipitant, while the washed sewage sludge for Soil improvement is used, wherein if necessary before this use a treatment with an alkaline medium is interposed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the washing process is integrated directly into the mechanical dehumidification process.

3. The method according to claim 1, characterized in that the washing process is realized after the dehumidification process in a subsequent dispersing process with subsequent re-dehumidifying process.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that sulfuric acid is used as the acidic medium.

5. The method according to claim 1 to 3, characterized in that hydrochloric acid is used as the acidic medium.

6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that lime is used as the alkaline medium.

7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that the freed of metal ions sewage sludge is used in agriculture and forestry for soil improvement.