DE1442395B - Verfahren zur Trennung von Dispersionen, insbesondere von Klärschlamm - Google Patents

Description

bekannte Verfahren liefert indessen in bezug auf Maßnahmen zur Verbesserung der Koagulation von im Schlamm enthaltenden Kolloidstoffen keine Lehre.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entwässerung von Schlamm-Dispersionen aus Kläranlagen durch Koagulierung der Feststoffe und deren anschließender Trennung vom Dispersionsmittel.

Es wurde nun gefunden, daß den durch die Peptisation bewirkten nachteiligen Erscheinungen entgegengewirkt werden kann, wenn die Schlamm-Dispersionen unmittelbar vor der Koagulation mit Dispersionsmittel, vorzugsweise Wasser, verdünnt werden, unter Verzicht auf Vorgänge, wie sie beim Waschen oder Dekantieren durchgeführt werden. Unter »Wasser« ist hier sowohl Frischwasser als auch der gereinigte Ablauf der Kläranlagen zu verstehen. Die zur Verdünnung zugesetzte Menge an Dispersionsmittel beträgt 10 bis 100 % des Gewichtes der Schlamm-Dispersion. Die natürliche Schlamm entwässerung läßt dabei mehr Spielraum als die maschinelle. Die sofort nach dem Verdünnen vorgenommene Koagulation mit chemischen Mitteln erfordert weniger Stoffaufwand als bei Flockung des unverdünnten Originalschlammes, beschleunigt den Trennvorgang und führt zu einem wasserärmeren Filtrationsprodukt. Ferner sind die koagulierten Bestandteile unempfindlicher gegenüber mechanischen Beanspruchungen, d. h., sie sind weniger thixotrop. Bei den maschinellen Filtrationsverfahren kann so trotz der durch den Wasserzusatz bedingten größeren Menge an zu filtrierendem Gut die Filterleistung, bezogen auf die eingesetzte Menge an Schlamm, erhöht werden. Der Filterkuchen selbst wird wasserärmer.

In einigen Fällen wird erst durch stärkere Verdünnung der Koagulationsmittelaufwand auf ertragliehe Werte herabgesetzt. Bei der maschinellen Entwässerung könnte sich die unter Umständen beträchtliche Vergrößerung der zu filtrierenden Trübemenge nachteilig auswirken. Nach einer anderen Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung geht man dann so vor, daß der nach der Verdünnung geflockte Schlamm durch Sedimentation wieder eingedickt und dann maschinell entwässert wird.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann noch ein anderes in Kläranlagen auftretendes Problem gelöst werden. In den Faulbehältern fällt neben dem Faulschlamm auch noch das Faul- oder Trübwasser an. Es wird im allgemeinen in den Einlauf der Kläranlage gegeben. Durch seinen noch verhältnismäßig, hohen Gehalt an Feststoffen von dem anaeroben Prozeß herstammend, ergibt sich auch eine zusätzliche Belastung in der Vorklärung und im biologischen Teil, in dem aerobe Vorgänge ablaufen. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das in den Faulbehältern neben dem Faulschlamm anfallende Faul- oder Trübwasser teilweise oder ganz als Verdünnungswasser benutzt. So können die gesamten Feststoffe des Faulschlammes in höherem Anteil als bisher aus dem Kläranlagenprozeß herausgenommen werden.

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann in Kläranlagen für alle anfallenden Schlammarten, wie Frischschlamm, Belebtschlamm, Faulschlamm, sowie auch für Zentrifugat in Kombination mit allen bekannten Flockungsmitteln mit gutem Erfolg benutzt werden. Als Flockungsmittel läßt sich besonders gut Aluminiumchlorhydrat verwenden.

Im folgenden sind als Beispiele Ergebnisse von Laboratoriumsversuchen nach der Büchner-Trichter-Methode tabellarisch zusammengestellt. Als Koagulationsmittel wurde eine handelsübliche Aluminium-Chlorhydrat-Lösung verwendet.

	Schlammart	ZjUSaLZ kg/m3	Verdünnung	Filtrationszeit in Minuten	5	0	10 (ml F	15 iltrat)	30
Beispiel	Faulschlamm aus einem	O	Schlamm zu Wasser	15	2	2	5
1	Emscherbrunnen	2,5	_	34	22	28	40
		5,0	—	36	50	60	82
		7,5	—	105	51	63	84
	gemäß Erfindung	5,0	—	98	150	172	182
		2,5	1:1	0	146	169	185
	Faulschlamm (beheizter Faulturm)	0	1:1	36	4	6	10
2		2,5	—	48	50	60	86
		5,0	—	60	68	84	92
		7,5	—	118	85	100	130
	gemäß Erfindung	5,0	—	110	164	195	216
		2,5	1:1	94	146	172	216
		2,5	1:1	6	132	158	198
	Faulschlamm (beheizter Faulturm)	0	2:1	14	8	8	11
3		2,5	—	34	20	28	42
		5,0	—	116	54	72	108
		7,5	—	152	160	169	178
	gemäß Erfindung	5,0	—	0	188	198	206
	Frischschlamm aus der Vorklärung	0	4:1	20	6	8	10
4		2,5	—	36	32	40	58
		5.0	—	50	52	66	95
		7,5	—	124	72	88	120
	gemäß Erfindung	5,0	—	174	200	212
		1:1

Die Zusätze sind in allen Fällen auf die Menge des Originalschlammes berechnet.

Claims (5)

1 2 Patentansprüche· '^en vor' ^e' dieser Breite der Teilchengröße führt z. B. das Schleudern nicht zu einem befriedigenden

1. Verfahren zur Entwässerung von Schlamm- Ergebnis, da die Kolloide, zumindest im technischen Dispersionen aus Kläranlagen durch Koagulierung Maßstab, nicht abgetrennt werden können. Während der Feststoffe und deren anschließende Trennung 5 bei diesem Trennverfahren noch ein kontinuierlicher vom flüssigen Dispersionsmittel, dadurch ge- Betrieb, wenn auch nur mit einem Teilerfolg, möglich kennzeichnet, daß die Schlamm-Disper- ist, wären die Filtrationsverfahren praktisch gar nicht sionen unmittelbar vor der Koagulation mit anwendbar, da sich die Filtermedien nach kurzer Dispersionsmittel, vorzugsweise Wasser, verdünnt Zeit verstopfen würden, wenn man nicht beispielsweise werden. io Precoatfilter verwendet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Die Kolloidchemie hat Wege gezeigt, wie man zeichnet, daß die zur Verdünnung zugesetzte Kolloide zur Koagulation bringen kann. Praktische Menge an Dispersionsmittel 10 bis 100% des Anwendung hat in erster Linie die Flockung mit Gewichts der Schlamm-Dispersion beträgt. Metallsalzen, d. h. insbesondere mit mehrwertigen

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 15 Ionen, gefunden. Bekannt ist die Flockung mit Eisengekennzeichnet, daß der nach der Verdünnung salzen und Kalkhydrat sowie auch mit Aluminiumgeflockte Schlamm durch Sedimentation wieder salzen, wie sie in den britischen Patentschriften 630 631 eingedickt und dann maschinell entwässert wird. und 777 041 beschrieben ist.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, da- Es hat sich gezeigt, daß der Schlamm kommunaler durch gekennzeichnet, daß das in den Faulbehältern 20 Kläranlagen im allgemeinen nur mit einem verhältnisneben dem Faulschlamm anfallende Faul- oder mäßig hohen Aufwand an Koagulationsmitteln zu Trübwasser teilweise oder ganz als Verdünnungs- entwässern ist, wenn man ihn in dem Zustand bewasser benutzt wird. handelt, wie er anfällt. Deshalb ging man stellenweise,

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, da- vor allem in USA und Großbritannien, dazu über, den durch gekennzeichnet, daß als Flockungsmittel 25 Schlamm vor der Koagulation zu waschen, d. h. eine Aluminiumchlorhydrat verwendet wird. ein- oder mehrmalige Dekantierung vorzunehmen.

Man entfernt so die kolloiden Bestandteile aus dem

Bie vielen Gemischen aus Feststoffen und Flüssig- Schlamm, hat sie aber damit grundsätzlich noch nicht keiten, die man als disperse Systeme ansprechen kann, beseitigt. Das Waschwasser muß wieder in den Einlauf sind die bekannten Trennverfahren nicht anwendbar 30 der Kläranlage gegeben werden, was letztlich mit einer bzw. sehr kostspielig. Ein solches disperses System zusätzlichen Belastung der biologischen Stufe verstellt z. B. der Klärschlamm kommunaler Kläranlagen bunden ist. Das Wasch- oder Dekantierverfahren erdar. Aus dem kommunalen Abwasser, einer Mischung fordert zudem besondere bauliche Maßnahmen, aus viel Wasser und wenig Feststoffen, lassen sich Bei dem bisherigen Bestreben, den Schlamm vor

die Schwebstoffe zwar durch Sedimentation abtrennen, 35 Zuführung zur Filtration möglichst weitgehend an jedoch fällt ein Schlamm an, der mit 95 bis 98% Feststoff anzureichern, muß mit einer Peptisation, Wasser noch einer weiteren Trennung bedarf. also einer Zunahme der kolloiden Bestandteile, ge-

Es ist bekannt, daß man diesen Schlamm mit Hilfe rechnet werden. Gleichzeitig tritt auch teilweise Gelder anaeroben Faulung in seiner Menge verringern bildung ein. Aus beiden Gründen wird der Koagukann, indem ein Teil der organischen Substanzen durch 40 lationsmittelaufwand höher. Die geflockten Schlamm-Mikroorganismen zu einfacheren Verbindungen unter, teilchen sind noch stark hydratisiert und besitzen teilim wesentlichen, Bildung von Methan und Kohlen- weise thixotrope Eigenschaften. Deswegen vermied dioxid abgebaut wird. Die verbleibenden Feststoffe man es auch bisher, den behandelten Schlamm starken sind weniger voluminös, so daß sich im dann vorlie- mechanischen Beanspruchungen auszusetzen, wie sie genden Faulschlamm der Feststoffgehalt je nach 45 z. B. beim Rühren oder Pumpen auftreten, örtlichen Verhältnissen durch weitere Sedimentation Aus der deutschen Auslegeschrift 1136 285 ist

auf etwa 6 bis 15% anreichern läßt. In den Kläranlagen ferner bekannt, alkalische, schwefelwasserstoffhaltige wird der Faulschlamm heute noch vorwiegend in Rohabwässer mit einem im Kreislauf geführten Teildränierten Trockenbesten weiter entwässert und ge- strom des gereinigten Abwassers zu vermischen, der trocknet (natürliches Verfahren), bis man ein stich- 50 mit Eisenbikarbonat als Flockungsmittel versetzt ist. festes Gut mit etwa 35 bis 40% Trockensubstanz er- Das Verfahren erzielt eine konstantbleibende Reinihält, das man der landwirtschaftlichen Verwertung zu- gungsreaktion durch Einstellung geeigneter Mengenführt oder anderweitig beseitigt. Es sind auch maschi- Verhältnisse zwischen Rohabwasser und Flockungsnelle Schlammentwässerungsverfahren bekannt, die mittel. Da Abwässer erst die Vorstufe zu den Schlammin der Hauptsache nach den Filtrationsprinzip arbei- 55 dispersionen darstellen, wird damit zum Problem der ten. Einer allgemeinen Verbreitung bei der Schlamm- Verbesserung der Entwässerung von Schlammdisperaufbereitung standen wohl bisher die verhältnismäßig sionen nichts beigetragen.

hohen Betriebskosten entgegen, während solche Ver- Eine Arbeitsweise zur Verbesserung der Filtrierfahren sonst in der Technik weit verbreitet sind. Die barkeit von Klärschlamm unter verringertem Aufwand hohen Betriebskosten werden vor allem durch die 60 an Fällchemikalien beschreibt die deutsche Patentunerläßliche chemische Vorbehandlung des Schlammes schrift 117 695. Sie besteht darin, daß man dem durch oder durch die Verwendung von Filterhilfsschicht- Fällbehandlung des Abwassers gewonnenen Schlamm mitteln verursacht. vor dem Filtrieren schwefelsaure Tonerde zusetzt,

Die Trennung Feststoffe/Wasser beim Klärschlamm die durch nachfolgende Zugabe von Ätzkalk neutralisowohl bei den natürlichen als auch den maschinellen 65 siert wird. Die erzielte Einsparung an Flockungsmittel Verfahren bietet deswegen Schwierigkeiten, weil das bei der Schlammflockung ist hier Ergebnis der durch System polydispers ist. Neben grobwahrnehmbaren die vorangegangene Abwasserbehandlung bewirkten Stoffen liegen alle Dispersionsgrade bis zu den Kollo- Herabsetzung der Kolloidmenge im Schlamm; das