DE1442395C - Verfahren zur Trennung von Dispersionen, insbesondere von Klärschlamm - Google Patents
Verfahren zur Trennung von Dispersionen, insbesondere von KlärschlammInfo
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Description
oder durch die Verwendung von Filterhilfsschichtmitteln verursacht.
Die Trennung Feststoffe/Wasser beim Klärschlamm
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 Schlammentwässerung 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 erträgliche
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
ίο 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 | kg/m3 | Verdünnung | Filtrationszeit in Minuten | 5 | 10 (ml F |
15 iltrat) |
30 | |
Beispiel | Faulschlamm aus einem | 0 | Schlamm zu Wasser |
0 | 2 | 2 | 5 | |
1 | Emscherbrunnen | 2,5 | 15 | 22 | 28 | 40 | ||
5,0 | — | 34 | 50 | 60 | 82 | |||
7,5 | — | 36 | 51 | 63 | 84 | |||
gemäß Erfindung | 5,0 | — | 105 | 150 | 172 | 182 | ||
2,5 | 1:1 | 98 | 146 | 169 | 185 | |||
Faulschlamm (beheizter Faulturm) | 0 | 1:1 | 0 | 4 | 6 | 10 | ||
2 | 2,5 | — | 36 | 50 | 60 | 86 | ||
5,0 | — | 48 | 68 | 84 | 92 | |||
7,5 | — | 60 | 85 | 100 | 130 | |||
gemäß Erfindung | 5,0 | — | 118 | 164 | 195 | 216 | ||
2,5 | 1:1 | 110 | 146 | 172 | 216 | |||
2,5 | 1:1 | 94 | 132 | 158 | 198 | |||
Faulschlamm (beheizter Faulturm) | 0 | 2:1 | 6 | 8 | 8 | 11 | ||
3 | 2,5 | — | 14 | 20 | 28 | 42 | ||
5,0 | — | 34 | 54 | 72 | 108 | |||
7,5 | — | 116 | 160 | 169 | 178 | |||
gemäß Erfindung | 5,0 | — | 152 | 188 | 198 | 206 | ||
Frischschlamm aus der Vorklärung | 0 | 4:1 | 0 | 6 | 8 | 10 | ||
4 | 2,5 | — | 20 | 32 | 40 | 58 | ||
5.0 | — | 36 | 52 | 66 | 95 | |||
7,5 | — | 50 | 72 | 88 | 120 | |||
gemäß Erfindung | 5,0 | — | 124 | 174 | 200 | 212 | ||
1:1 | ||||||||
Die Zusätze sind in allen Fällen auf die Menge des Originalschlammes berechnet.
Claims (5)
1. Verfahren zur Entwässerung von Schlamm-Dispersionen aus Kläranlagen durch Koagulierung
der Feststoffe und deren anschließende Trennung vom flüssigen Dispersionsmittel, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schlamm-Dispersionen unmittelbar vor der Koagulation mit Dispersionsmittel, vorzugsweise Wasser, verdünnt
werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verdünnung zugesetzte
Menge an Dispersionsmittel 10 bis 100°/ö des
iden vor. Bei dieser Breite der Teilchengröße führt z. B. das Schleudern nicht zu einem befriedigenden
Ergebnis, da die Kolloide, zumindest im technischen Maßstab, nicht abgetrennt werden können. Während
5 bei diesem Trennverfahren noch ein kontinuierlicher Betrieb, wenn auch nur mit einem Teilerfolg, möglich
ist, wären die Filtrationsverfahren praktisch gar nicht anwendbar, da sich die Filtermedien nach kurzer
Zeit verstopfen wurden, wenn man nicht beispielsweise ίο Precoatfilter verwendet.
Die Kolloidchemie hat Wege gezeigt, wie man Kolloide zur Koagulation bringen kann. Praktische
Anwendung hat in erster Linie die Flockung mit Metallsalzen, d. h. insbesondere mit mehrwertigen
Gewichts der Schlamm-Dispersion beträgt.
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
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°/0 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
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 Abwasser 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 Schlammdispersionen
nichts beigetragen.
Eine Arbeitsweise zur Verbesserung der Filtrierbarkeit 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
Fällbehandlung des Abwassers gewonnenen Schlamm vor dem Filtrieren schwefelsaure Tonerde zusetzt,
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
aufbereitung standen wohl bisher die verhältnismäßig
hohen Betriebskosten entgegen, während solche Verfahren sonst in der Technik weit verbreitet sind. Die
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