DE1459497A1

DE1459497A1 - Verfahren zur Schlammbehandlung mit kohlensaeurehaltigen Gasen

Info

Publication number: DE1459497A1
Application number: DE19631459497
Authority: DE
Inventors: Artur Fischer; Thomas Dr Guenter; Sontheimer Dr Heinrich; Friedrich Knaup
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1963-07-10
Filing date: 1963-07-10
Publication date: 1969-04-17

Description

Yerfabren zur Schlanundlucd mit

kohlensäurehaltigen Gasen

gei der leintgmn von Abwässern fallen Schläurs an, denen achadlose

F3eseitiguug in der Regel drircb eine Entwasser uin zu einem stichfesten

' Gut eingeleitet werden muß" Man verwendet dazu Trockenbeete, Zentrifugen,

Filter, Siebeinrichtungen usw. nie M#aitwässerungseigenschaften von Schlkminen

lassen sich durch Zusatz ron Chemikalien, die eine Flockung bewirken,

verbessern. Der NachteU einer derartigen Arb4ftsweiae liegt bbi don hohen

Cbemikulienkösten und des nachteilig= eonatgen Eigenschaften riss auf diese

Weine entwässerten Gutes, wie z. B. hohe Alkalität und hoher Eisengehalt:

Es sind deshalb VErfalu; en ßntw#Ärkel: worden, bei denen die bei der Ver-

brennung entstehende Asche zur V erbesner-s:g der Entwässerbarkeit ver-

wendet wird. Man benötigt dann aber eine Verbrennungseinrichtung und eine

Ascbekreislauffmrung.

Es ist nun aus vier Zuckerindustrie bekannt. die bei der Extraktion anfallenden

SUte durch Kalkzusatz und anschlierencua Behandlung mit kohlensäurehaltigen;

Gasen von den Nichtxuckerstoften zu befreien und dabei gleichzeitig durch

entsprechende verfalu-enstechnische Maßnahmen ciia Bildung des bei dieser

Behandlung entstehenden Kalziumkarbonates so- zu lenken, dass ein gut filtrierbarer Schlamm entsteht. Diese Arbeitsweise mit Kalk und kohlensäurehaltigen Gasen hat sich bei der Schlammbehandlung bisher .nicht erfolgreich anwenden lassen. Zwar verwendet man als Zusatz zur Verbesserung der Entwässerungseigenschaften in sehr vielen Fällen Kalk, doch setzt man dann in der Regel noch andere Flockungsmittel, wie Eisensalze zu. Schlämme unterscheiden sich in übrigen von den erwähnten Zuckerlösungen ebenso wie von den konzentrierten Abwässern, zu deren Behandlung man bisher schon Kalk und Kohlendioxid verwendet hat, vor allem dadurch, dass sie im Gegensatz zu diesen praktisch nur Feststoffe enthalten, während bei Zuckersäften und Abwässern die Feststoffe im wesentlichen erst bei der Behandlung mit Kalk entstehen. Es kann ferner angenommen werden, dass die an die Kalkzugabe anschliessende Neutralisation mit Rauchgasen deshalb zur Durchführung gekommen ist, weil dadurch die für die Weiterbehandlung unerwünschte Alkalität beseitigt wurde. Es wurde nunmehr überraschenderweise gefunden, dass die Entwässerungsfähigkeit von überwiegend organischen Schlämmen durch eine Behandlung mit Kalk und kohlensäurehaltigen Gasen ganz wesentlich verbessert werden kann, wenn die folgenden Bedingungen eingehalten werden.

Der Schlamm wird mit dem gesamten oder mit einem Teil des zur Anwendung kommenden Kalkes einer Vorreaktion unterworfen, die mindestens 5 - 'f o , vorzugsweise aber 2o - 3o Minuten . dauern soll. Dabei ist für eine intensive Durchmischung von Schlamm und Kalk Sorge zu tragen.

Die Neutralisation mit den kohlensäurehaltigen Gasen muß in der End-

neutralisationsstufe so langsam erfolgen, daß.der pD -Wert nie mater 1ß,

vorzugsweise nie unter 11 sinkt.

Die NeutraUsatioa darf nicht vollständig durchgeführt werden, sondern es muß

vorliegen. Während

auch am Ende der Nentralfsaiion noch freies Ca(011) J

der Neutralisation durchiarf die Filtrationsfäfsigkeft des Ego behandelten

Schlammes ein Ontinium, dessen Lage abhängig ist von der Aienge an zuge-

setztem Kalk und vorm der Art des Schlammes. In dem Bereich dieser

optimalen Filterleistung wird die Reaktion abgebrochen. Während des eigentli-

chen `Neutlisationsvergang-s laufen zwei Reaktionen nebeneinander ab. In

dem Maße wie Kalriumkarbonat aus denn ge15sten Kalziumhydrox@d gebildet

wird, geht weiteres Kallziumhydroxyd in Löstmg und dieses setzt sich dann

mit dem Kohlendioxyd zu weiterem Kalzaumk.rbonat um und bindet dabei .

die Kollolde, die dIe Filtration erschweren. Dia Umsetzung muß beendet

werden, so lange noch freies Kalziumhydroiyd in Lösung ist und die Neutrali-

sation sollte vorzugsweise afl gesteuert werden, daß die Lösungsgeschwindig-

keit nicht wesentlich kleiner wird els die Neutt alisationsgeschwindieit.

Es wurde ferner beobachtet. daß die rrrtwässserung ehZen Schlammes bei

dieser Arbeitsweise noch weiter , z ehewert werden tann, wenn die Vorreaktion

und auch die Neutralisation bei hIliieren Tei.iperatvren durchgeführt wird.

Dadurch lassen sich auch die fteaUlonszeitc:n weben der höheren lteaktions-

geschwiiidigkelten ganz wesentlich,r@dtert

Eine sehr einfache Methode zur Durchfülxrimg dieser Arbeitsweise ergibt

sich, wenn eine Verbrennungsanlage für den Schlamm oder für Müll oder

für beiden gemeinsam besteht. Man kann dann die Rauchg'asreinigung mit

der Schlammbehandlung kombinieren, indem der Schlauun selbst oder das

Zenirifugat einer Pekantierzentrifuge zur Rauchgaswäsche verwendet wird.

Dabei tritt eine Erwärmung den Schlammes bzw. des Zentrifugates ein, und

gleichzeitig -wird das Rauchgas gereinigt. -Zu nam so vorbohandelten Schlaxarn

wird Kalk dosiert, .und nach der Vorreaktionszeit von ca. 30 Minuten kann dann .

mit dem gleichen Rauchgas die Neutralisation erfolgen, wobei der Neutralisa-

tionsgrad durch die Menge des dafür verwendeten Rauchgases leicht gesteuert

werden kann.

Es ist auch raüglich, dtn Kalk dem Schlamm direkt zuzugeben und danach die

RaucLgaswäsche, die Tempergturerhöhung des Schlammes und die Neutralisatior

in einer Stufe durchzuführen. Dadurch wird eine Vereinfachung der. Anlage

erreicht. hie Regelung des heutralisationsgradee kann dabei entweder durch

die Kalkzugabe oder auch mit den dafür bekannten MöglichkeAurch Steue-

rung der Kohlendioydausnutzung erreicht werden, z. 13. durch die Änderung

der Eintauchtiefe der Gaseinleitung im Reaktionsiinhälter oder durch die

Änderung der Verwellzeit usw. ALch mit Hilfe eines an sich bekannten

Rührers zur Zerteilung den kohlen-üoxydhaltIgen Gases läßt sich durch

Änderung der Tourenzahl die Kohlendioxydausnutzung in weiten Grenzen

steuern.

Es wurde ferner gefunden, daß sich der Neulralisationsgrad sehr vorteilhaft mit .

Hilfe der elektrischen Leitfähigkeit steuern lUt. Dazu wird die LeitfälAgkeit des

Schlammes vor der Kalkzugabe aber gegebenenfalls nach Erhöhung der Temperatur

gemessen und ein zweiten Mal in der Reaktionszone selbst. Die optimale Ent-

wässerungsfähigkeit wird erfindungcgemä.ß dann erreicht, wzmn die Leitfähigkeit

nach der Keutralisation mindee.ens genau so groß, vorzugsweise aber etwas höher

ist als im unbehandelten SchUnim. Man regelt also deu Neutralisationsgrad in der

Weise, daß man das Verhältnis zwischen der elaktrischem Leitfähigkeit im Roh-

Schlamm und derjenigen im fertig behandelten Sc larnm vorzugsweise zwischen

lip 05 und. 1, :, hält. Auf diese Weise läßt sich dann sehr einfach ein vollaütomatischei

Betrieb erreichen, Diese Art der Regelung ist unabhängig von der schwankenden

Leitfähigkeit des Rohschlammes.

Es wurde ferner gefunden, daß sich bei gier erfindungsgemäßen Arbeitsweise auch

die Asche auß einer Schlaxn.mverbrennung besonders vorteilhaft mit verwenden läßt.

Ei inmai f:.&thält die Asche fast immer Kalziumoayd bzw. Kalziumhydroxyd, dass sich.

für die Reaktion in dergleichen Vr eise zum Einsatz- bringen läßt wie zusätzlich

dosierter Kalk. Zum anderen wirkt sich die Fähigkeit dieser !'tische zur Stützgerüst-

bildung auch bei dieser Arbeitawei3a filtrationsverbessernd aus. Die sonst meist

aufwendige Aschedösierung kann hier Q*ventuell entiallen, da es möglich ist, die im

Rauchgas befindliche Asche sau verwenden, deren Menge sich mit an sich bekannten.

Methoden leicht einstellen, iäßt. Durch die Wäsche wird dann die Asche in den .

Schlamm eingetragen.

Man kann diesen Ascheeintrag auch mit einer Klassierung der Asche, beispielsweiß;

durch Windsichtung verbinden. Vor allein die feinen Asscheteilchen enthalten-nänlicl

wesentlich mehr aktiven Kalk.und lassen deshalb bei dieser Arbeitsweise gute:

Resultate erreichen. .

Eine erfolgreiche Arbeitsweise kann man auch lxs der Weise durchführen" daß man

in einer einzigen Stufe Kalkbehandlung, Erwärmung fand Neutralisation durchführt.

Das kann in der Weise geschehen, daß das noch staubhaltige Rauchgas in einer ge-

eigneten Apparatur mit dem Schlamm gewaschen wird. Dabei wird die kalkhaltige

Asche ausgewaschen, vier Kalk geht in Lösung und wira gleichzeitig mit der Kohlen-

säure des Rauchgases neutralisiert. Eine zusätzliche Y-äeLandiur_gsstufe ist nicht

'erforderlich.

Es hat sich ferner gezeigt. daß nian Kalk bzw. Arche einsparen kann. wenn. nian

in als sich bekannter Weise den Schlamm mittels einer Teilentwässerungseinrichtung

wie..: B. einer Dekantierzentrifuge von einem großen Teil der Fes@stoffe befreit

und nur das als Zentr ifugat verbleibende Schiaminwa, ser in ei findungsgemäßer

Weise behandelt. Durch den geringeren Feststoffgehalt wird dabei, obwohl es sich

um die feinen Feststoffe handelt. oft schon mit geringeren Mengen IWk und an-

schließender

eine ausgezeichnete Filtration erhalten.

Es ist in diesem FaHe auch möglich, das so behandelte Schlammwasser durch Scii-

mentation oder Flotation wieder auf eins höhere Konzentration zu bringen. Das so

vorbehandelte und eingedickte Zen trifugat kann auch #,-or die Zentrifuge zurü.ckgre-

geben werden, ohne daß eine wesentliche Anreicherung der Feinstoffe zu befürchten

ist.

Neben kalk und Kohlensäure können auch die Üblichen Flockungsmittel und lrhi.lfa-

mittel zusätzlich eingesetzt werden. wie s. B. Eisensalze, organische Flackungg-,

hWsmittel usw. 2weckmäßigerweise werden diese vor der eigentlichen Behandlung

zugesetzt. Besonders gute Resultate erhält inan, wenn man Eisen- oder Aluminium-

. Balze vor der ersten Kohlendioxydbehandlung rasetzt. Die dabei durch die Salze und

das Kohlendio@pd bedingte pll-Reduktion kimu dabei zu einer Flockung in einem -

niederen pB-Bereich führen und damit schon zu einer nennenswerten Verbesserung

der Filtrierbarkeit. D%m ßt sich dann durch eine atischlle'3ende Dehandlvng mit

Kalk und haahlen&oxyäügen Gasen noch vreiter verbessern.

Als kohlendidjWdhaltfge Gase können praktisch alle diesbezüglichen Gase Anwendung

finden. Besonders bewährt haben sich naiven, den Abgasen aus Verbrennungsanlagen;.

. mit denen man. wie eriräE%uifi. Äueh Asche dosieren bann. Faulgase eus der ach-

faulung, die vorher gejggbenenfalle unter Gewinnung ven Energie ausgenutzt Urerden

können. Die Gase aus Paulaalageu haben den Vorteil einen relativ hohn Koilendi-

ojWdgehaltes. n kann bei allen zur Anwendung ' kommenden Garen stets sowohl

dem Wärmeinhalt als such den Kohlendioxydgehalt nutzbringend fier das adnc%.-

gernäße Verfahten verwerten: Auch die Abgase von Müllverbrenniesgaanlagen, bei

denen eine Dampferzeugung nicht lohnt, lassen ,sich auf diese Weise noch vorieMft

apanutzen,

Das Verfahren hat zgrdsätzliehe Vorteile gegenüber den bisher bekannten

Verfahren. t gestattet einmal eine wonexa#.3icbe Senkung der Betriebsmittelkost

d4nit relativ geringen Mengen an schon gute Leistungen erzielber sind. Außer-

dem enthält tlaa eutwgsserte Gut! neben dem neutralen und in vielenciünert '

sowieso enthaltenen Kalzfumkarügnt keine störenden Fremdstoffe. Dietät

ist so niedrig, das sie z. B. im Vergleich- zur Behandlung mit Ferriciüorid und

Kalziuinhydrcnc,yd praktisch nicht naehteliig sich auswirkt. Man kann z. B. den

so erhaltenen Schlamm sogar einer Kompostierung zuführen.

Weitere Besonderheiten und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der Beschreibung der Abbildungen und aus den Beispielen. Die Abbildung 1 zeigt in vereinfachter Form die Vorrichtung zur Durchführung der erfindungsgemäßen Neutralisation. In einem geschlossenen Behälter (1) wird bei (2) der zu neutralisierende Schlamm eingeführt. Das kohlensäurehaltige Rauchgas tritt bei (3) ih den Behälter ein und wird von einem an sich bekannten ßührer (4) feinblasig zerteilt. Durch die Tourenzahl des Rührers kann man die Kohlendioxydausnutzung in weiten Grenzen steuern und damit auch den Neutralisationsgrad. Das verwendete Gas tritt bei (5) aus dein Behälter aus. An der Rührwerkswelle sind oberhalb des Flüssigkeitsspieges mehrere Paddeln (6) angeordnet, die sich mit dem unteren Rührar drehen und dafür sorgen, daß der sich bildende Schaum zerschlagen wird und nicht in die Gasaustrittsleitung gelangt. Der behandelte Schlamm tritt bei (7) aus dem Behälter aus und gelangt über eine an sich bekannte Höhenstandsregelung (8) in denn Abflug (9) zur weiteren Behandlung. Mit der Höhenstandsregelung, für die hier nur beispielsweise eine von Hand einstellbare Überlaufregelung gezeigt ist, kann der Flüssigkeitsstand im Behälter eingestellt werden und damit die Verweilzolt dem Durcheatz und auch dem Neutralisationsgrad angepaßt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich also dadurch aus, daß man den Neutralisationsgrad durch drei verschiedene Mittel einstellen kann, nämlich einmal durch die Gasmenge bzw. den KohLelidioxydgehalt des Gases, ferner durch die Tourenzahl

des Rührers und außerdem durch die Höhenstandsregelung. Damit kann xaan

sich aber allen praktischen Anforderungen sehr weitgehend anpabsen und

zu einem betriebssicheren Arbeiten kommen.

Die Abbildung 2, zeigt einen ähnlichen Behälter, wobei hier die Durchmischung

des Schlammes durch frtaznmutpumpenwirkung erfolgt. Bei (10) tritt hier der

. Schlamm in den Behälter ein und bei (1,1) v.-ird.das zur Behandlung verwendete

Gas eingeführt. Dieses gelang t an das untere Ende eines inneren Zylinders

(12) und durch t;iam.mutpumpenwirktuig werden nun Flüssigkeit und Gas nach.

oben gefördert, wobei die Flüssigkeit gegen einen Prallteller (1,i) geschi-3udert

wird und durch diesen über die gesamte Behälterfläche verteilt wird. Dadurch

wird eine Schaumbekämpfung erreicht. Das Gas tritt schaumfrei bei (14)

aus dem Behälter aus, während der behandelte Schlamm wieder über eine

Höhenstandsregelwig (10) durch die Leitung (16) zur Weiterverarbeitung gelangt,

Der Neutralisationsgrad kann bei dieser Anlage einmal durch üie Gasmenge

gesteuert werden und zum, anderen aber, wie bei dar Vorrichtung gemäß

Abbildung 1, durch die Höhenstanduregelung, die xrlit einem Steil-.notor (1?)

auch eine vollautomatische Regelung des Neutr;#.listitionagrades gestattet,

wobei hier die erwähnte Regelung vom Verhältnis der Leitfähigkeiten in An-

wenduzg gebracht werden kann:

Die Abbildungen 1 und 2 stellen nur beiupielhalte Vorrichtungen ür die Aus- .

fllirun"", des eründungsgemäßen Verfahrens dar, vobei die wesentlichen Kenn-

zeichen dieser Vorrichtungen darin bestehen, daß man sowohl eine innige

Durchmigchung von kohlendioxydhaltigem Gas und Schlamm als auch eine

Schaumbekämpfung und eine Einstellung des Neutralisationsgrades erreichen

kann.

.in der Abbildung :j ist das Gesamtschema einer ünlage nach dem erfindunge--

gemS.Aen Verfahren dargestellt. aus deru einige der in der obigen Be-'

ochreibung geschilderten Zusammenhänge deutlicher zu erkennen sind. Aus

einem Eindicker (1ß) gelangt der zu behahdelncte Schlar;m in eine Dekantier-

zentrifuge (19). Der Zentrifugenaustrag gelangt auf ein Förderband (20)

und kann abtransportiert werden. Das Zentrifugat geht über sirren y enturi-

wässcher (21), wo es mit dem heißen Abgas aus einem Gasgenerator in feige

Berührung gebracht wird. Dadurch tritt eine Erwärmung aui,und das so vorge-

wärmte Zentrifugat gelangt in einen I1eaktionsbehältpr (22), der mit einem

Rührwerk (23) versehen ist. In diesenzl%eaktionsbehälter wird Kalk doeiert,

und nach .einer Gesamtreaktionszeit von )0 Minuten gelangt dann der S ,.hl.aa-tra

in die Neutralisationseinrichtung (23), die der Vorrichtung g-rnäß Abbildung 2

entspricht. Die Neutralisation erfolgt dabei mit dem Abgas aus dein. Veiit.:ri-

rräscher, das, nachdem es seine Wärme an das Zentrifubat abgegeben hat, nun

bezüglich seines Kohlendioxydogehaltes ausgenutzt wird. Das neutralisierte

Zentrifugat ge>ngt in einen zweiten Eindicker (24), der gleichzeitig Puffer-

behtilter ist, und wird dann mittels der Pumpe (2a) in eine Filterpresse (26).

gedrückt, wo eine weitgehende Entwässerung bis auf etwa 50 ;3s! Fsts±offgehs:lt

erreicht wird. Der so erhaltene IZuchen kann dann gemeinsam mit dem Zeik-

trifuütenkustrag abtransportiert werden und kann auch gemeinsam mit diesem

kompostiert werden.

Aus dem Eindicker (24) fließt geklärtes Wasser ab, da nach der NeutraUsatien

des Zentrifugsts wieder eine Eindickung desselben möglich ist:

Die Abbildung 4 zeigt ein Schema für eine Anlage, bei der mit einem

Drehfilter gearbeitet wird. Aus eiä.em Behälter (2?) wird der .zu behandelnde

Schlamm in konstanter Menge mittels der Pumpe (Z8) in den Zwischenbehälter

(29) gefördert. Gesteuert vom Höhenstand in diesem Behälter fördert eine

Pumpe (30) den Schlamm dann in den iteakiionsbehälter. ('.'.1). Die Yalkz.tgaba .

erfolgt in J&bglglgit- von der Fördermenge der Pumpe 0). Der vorbe-

handelte Schlamm ,gelangt dann in den Neutralisationsbehäüter (32), wo die

Neutralisation mit Rauchgas erfolgt. Im Reaktionsbehälter wird die .eit-

fähigkeit den Schlammes gemessen, ebenso wie im Behälter (2?). Die jUas-

menge wird durch entsprechende Drosselung des Ventilators (33) so singe..

stellt, daß ein vorbestimmtes Verhältnis der beiden genannten Leitfähigkeiten

unabhängig vorn Durchsatz erhaltet bleibt. Irian kann auch die Gasmenge

konstant halten und durch die Verweilzeit.im Behälter (32) das gewünschte

Verhältnis der: Leitfälligkeit einstellen und damit stets im iv-irtschrt£tlicln ;

Optimum fttr de nachfolgende Filtration auf die Drehfilter (34) !ate.hen. Ist

die Filtrats- äbiit das behandelte .Schlammes so, daß nicht aller .

Schlamm auf dem Pilter zur Entwässerung kommen kann; dann fließt bereust

behandelter Schlamm über die Überlauflettung (35) zurück in den sehälter (28):

Dieses Sehlamm wird dann noch einmal mit Kalk und Kohlensäure behandelt,

und durch diese Krelslauffithurung wird schließlich die Sehlammbeaffenit

so verbessert, das aller aus dem Behälter (2't) in den Behälter (29) gepumpter..

Schlamm durch Filtration entwäsoert wird. Diese Regelung paßt sich auch

automatisch eventuellen Filterverschmutxuneai durch Zusetzen des Filter-

tuches an. plan hat dabei einmal die Einstellung der optimalen PiltrationB» .

feigkeit durch die Konstanthaltung des Verhältnisses der Leitfähigkeiten.

im Rohschlamm und im behandelten Schlamm und erreicht außerdem durch

eine bestimmte Kreislaufführung eine Anpassung der Fiitrationsfähigkeit

des Schlammes an die Filtergröße und an die zu filtrierende Sclemmunge.

Eine solche Anlage kann also praktisch vollautomatisch. arbeiten. .

Die Abbildung 5 stellt beispielhaft eine Anlage dar, bei der- eine Verbrennung

,des Schlammes durchgeführt wird. Der Schlarmn selbst gelangt aus de=.

Eindicher (36) in die Zentrifuge (37), wobei der Zentrifugenaustrag in den

Wirüclachichtofen (38) gelangt und dort verbrannt wird, gegebenenfatle

unter Zusatz von Heizöl. Die Verbrennung kann eventuell mit denn Zulauf

zur Zentrifuge gesteuert werden. Das Zentrifugat gelangt in den Reaktions-

. behälter (39) und wird dort in erfindungsgemäßer Weise mit Kalk versetzt.

Us gelangt von da dann zum Neutraiisationsbehälter (40), wo die Neutrallaacion

mit dem Rauchgas aus dem Wirbelschichtofen erfolgt. Dieses a.°uchjas

dient vorher dazu, um in einem W#irmeaustauscher (41) die zü_geführte Luft

zum Wirbelschichtofen vorzuwärmen und wird dann über einen Zyklon (42) .

teilweise vom Staub befreit. Ein Teil den Gases kann Ober eine Umgangsleftirag

(43) direkt in den Wäscher gelangen, so daß die in diesem Teil des Gases be=,

findliche Staubmenge in den Schlamm im Neutralisationsbehältg--- (4U) eingetra-

gen wird. Das Verhältnis der Gasströmh, die direkt zur Neutralisation bzw.

über die Entstaubung dorthin gehen, ist einstellbar und tagt von der Asche-

menge ab, die man zur besseren Weiterveraräeitung des Schlammes ix: den-

selben eintragen Will. Das neutralisierte Zentrifugat geht wieder in ,en Ein- '

. dicker (A) zurück und dickt sich dort mit dem zusätzlich zugeführten Schlamm

so weit ein, daß eine weitgehende Altscheidung Über die Dekantieraentriuge

möglich ist.

Bei diesem Arbeitsschema fällt praküsch feststoLfreie9 Abwasser im Ein-

dicker (36) an, während d% Aschebestandteile des Schlammes dem Zyklon

(42) entnommen werden können. Dieseä &hema ist nur beispielhaft für die

Möglichkeit der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf Verbrennung:.

anlagen und kann sinngemäß' auch zur .tlnwendung kommen bei ander=n Ver-

brennungsäfen oder auch bei MÜllverbrennunbsanlag@en bzw. bei kombinierten

Schlamm- und Müllverbrennungsanlagen. Die in den Abbildungen J bis 6 aufge-

zeigten i:'ic;glichkeiten sind nicht vollständig, doch zeigen sie einige

charakteristische Verfahrensachemata zur Anwendung des eräindung°gemäßen

Verfahrens bei, der Schhinmaufbereitung.

Beispiel 1

Faulschlanun au» einer lüäranlage finit einem rentstoffgehal.t von 8 % .und einer

Leitfähigkeit von 5, 0 10 wurde einmal nach der üblicher,- Methode -behandelt

mit Eisenchlorid und Kalk und zum Vergleich dazu nach dem erfindungsge-

mäßen Verfahren. Uin auf einem großtechnischen Filter bei etnr.r Schichtdicke'#

2

des Filterkuchens von 3 =na zu einer F%lterleistung von 400 1 f m . h zu

kcmmen, waren in beiden Fällen folgende Behandlungsmethodeu erforderlich:

. a) 15 kg/m3 Kalk und 5 kg/m3 FeCl3 . 6 H .4 0. Bei DM 80,:./t Kalk und

DM 450. -/t FeC13 . (i H,0 ergeben sich daraus Chemikalienkosten von.

-DM 3.45.

b) Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren konnte die gleiche Filterleistung

finit 15 kg/m" Kalk und anschließender Neutralisation erhalten werden, wenn

Abgas von den mit Faulgas betriebenen Gasgeneratoren -,verwendet wurde.

Dabei wurde der Schlamm zuerst mit dem heißen Abgas auf 90 0C vor ges

wärmt und danach mit Falk versetzt. Nach 25 N4inuten Vorreaktionezeit _

wurde ein Teil des Generatorabgases, das bereit* zur Vorwärmung benutzt

worden war, zur Neutralisierung angesetzt in einer Menge von ca. 100 - 200

m'@/m- Schlamm. Der so behandelte Schlamm hatte nach dieser Behandlung

eine Leitfä,liigkeit von 5, 0 . 10 3 S und ergab eine Filterleistung von 400 1/r:2. h

An Cbemilalienkosten waren DM 1.20/m3 für den Talk und DM 0.10 für die

Energie bei der Begasung aufzuwenden, insgesamt also D 4 l.;;0 gegenüber

I)114 3.45 bei der islassischen Behandlung mit Kalk und Eisenchlorid. Der

Unterschied wird noch deutlicher. wenn anstelle von KaL7iumhydroxyd der

billigere Branntkalk verwendet wird, was bei erwärmtem Schlamm ohne

spezielle Löschoinriclitung möglich ist: Außerdem kann die LGszhwärme zu

einer weiteren Erwärmung den Schlammes verwendet werden.

c) Wurde der Schlamm vor der erfindungsgemäßen Behandlung mittels

einer Dekantierzentrifuge teilehtwässert, so ließ sich bei de: gleichen

Behandlung wie unter b) sogar eine Filterleistung für das Zentrifugat von

500 1m2 . h erreichen. Die bleutralisationedauer betrug bis zur optimalen

Filterleistung 20 Minuten.

Beispiel 2

Das Zentrifugat eines Schlammes hatte nach der Behandlung 54 g/1 Feststoffe.

flach Erwärmung auf 50 0C und nach einer Reaktionszeit von 30 Minuten

nach einer Kalkzugabe von 20 g/1 wurde mit einem Gas mit 20 % Kohlendioxyd

und mit einer Menge von s m3 /min uad pro m3 Schlamm iUe erfindungsgernä.ße

Neutralisation durchgeführt. Dabei ergeben sich in @@bhar@ gkeit von der

Neutralisationszeit die folgenden Werte: .

pB ,.m Leitfähigkeit S Filterleistung (2, 5 @11üi

Iluchenstärke)

Nach Erwärmen 5,4. 10 - 1/-7 *a »?a

Nach Kalkzugabe

und Vorreaküon 12-0 9,2 lIg, 3 8,5. 10 3 150 1/na2 . h

Nach f# rain Neutr.12, 0 89 g 119, 0 8.1 : 10-3 :.390 1/m2 . h

Nach 10 min Neutr 1, 2, 0 8,6 10.7 7 7,9. 10-3 500 1/m 2

"' . h

Nach 15 min Neutrll, 9 7,3 8, q 7,2 10-3 6101/m . h

Nach :;0 min Neutr.1l, 8 5" g 6a g 6.2 . 10-3 620 1/m2 . 'h

Nach @5 min Neutr.113 _ 24 a 4s3 293. 10"3 #AC 1/m" h

Nach 30 min Neutrio, 5 2,3 3,7 2,1 . 10`i' :c80 1 h

Nach 40 min Neutr. B. 3 0 217 2.9. 10' 100 1/m3. h ,

Man erkennt aus den Werten deutlich das.Optim.um der Filterleistung, in

Abhängigkeit vom Neutralisationagrad. Dieses liegt bei. einem Verhältnis

der Leitfähigkeit von Rohschlamm und'behündelten Schlamm 1 s 1. 1- bis 1 ; I, 3

sowie bei einem p8-Wert, der noch deutlich über 11 und bei p und in-Werten.

die eindeutig das Vorhandensein von freiem Kalziumhydrorcyd anzeigen.

Beispiel 3

Eine Schlammbehandlungsanlage nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,

bestehend aus Eindicker, Zentrifuge, Verbrennungsanlege und Rauchgas-

reinigung,verbunden finit der Behandlung von Zentrifugat wird mit einem

Klärschlamm von 10 % beschickt. Das Zentrifugat enthäif. noch 4 g%1 an

Feststoffen und wird mit 16 g/1 Kalk versetzt. Nach 30 Minuten Vorreaktions-

zeit wird das Zentrifugat. mit denn mechanisch durch einen 2yclon vorgereinig-

ten Rauchgras der Verbrennungsanlage behandelt. Dabei erniedrigt sich der

Staubgehalt des Rauchgases von 5 g/Nm° auf 0, 2 g/Nrn3. Die Temperatur

sinkt von 500 0C auf 69 oC. Das Zentrifagat hat eine Temperatur von 65 0C

und weist bei 15 Minuten Aufenthaltszeit im Reaktioxabehälter etwa die im

Beispiel 2 erwähnten Analysenwerte auf. Es läßt sich jetzt durch Sedixnentatinn

iuf 8 g/1 eindicken, was gemeinsam mit der Eindickung des Rohßcl-Iamrneu

durchgeführt werden kann. Danach lassen sich 50 % der Pentetoffe des Zentri-

fugats wieder auf der Zentrifuge abscheiden. Durch die Kreieilaufführung tritt

eine gewisse Anreicherung ein. Bei einem Durchsatz von ca. 180 - 200

.der ursprünglichen Rohschlammenge werden dann aber alle ankommenden '

Feststoffe firn Austrag der Zentrifuge abgeschieden.und eine weitere Anreicherung

tritt nicht mehr ein. Eine zusätzliche Entwäaaerung durch Filtration ist nicht

mehr erforderlich. Es fällt nur noch Zentrifugenaustrag mit ca. 40 1;`o Fest-

etoffgehalt aus der Zentrifuge bzw. Asche aus dem Zyclon der Verbrennungs-

-anlage und geklärtes Wasser aus dem Eindicker en. Für die gleiche

Arbeitaweiae ka=, wenn nur eine Entwässerung erfolgen soll, auch anderen

kohlendioxydhaltiges Gas verwendet werden:

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Scixiamrni:handlung durch Kalkzugabe und Entwässerung auf an sich bekannten. Verrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Kalkzugabe und vor der Entwässerung eine teilweise Ncuzralisation mit kohlendioxydh-ltigen Gasen durchgeführt wird.

Verfahren nacl-, Anspruch 1. - dadurch gekennzeichnet, daß nach Kalkzugabe - eine Vorreaktion von mindestens 10 min., -vorzugsweise .40 - 30 min. erfolgt und daß die Neutralisation bei pN -Werten über 10; vorxugsweLe tlber 11 crfolgt und abgebrochen wird. solange noch freies KalzIum- d im Schlamm vorliegt.

Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, da8 vor der Kalkzugabe eine Erwärmung gegebenenfalls unter Verwendung des Wärmeinhalts der zur späteren Neutralisation verwendeten Rauchgase erfolgt.

Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis s, dadurch gekennzeichnet. dal die Rauchgaso ym ächlamm. undlodsr MüUyerbreitnungsanlagen für das erfindungogemäße Verfahren verwendet werden und daß damit die Ilauchgasreinigung und eventuell eine Aochedosierung verbunden wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen- 1 .. i, dadurch gekennzeichnet, daß Rauchgaswäsche; Aschedosierung. Teunperaturerhöhung des ßauchgasies und Neutralisation in einer Behandlungseinheit durchgeführt werden. $, Verfahren nach den Ansprüchen Z 4. dadurch gekennzeichnet. daß es auf die nach eine= Teilentwässerungsverfahren. wie z B eine Dekantier- rentrifige. verbleibenden Schlammwasaergemische zur Anwendtuig und daß das so behandelte Schlammwassergemiach gegebenenfalls teilweiz:e* oder ganz vor die Teilentwäeserungseinrichtung zurückgeführt wird.

?. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - G, dadurch gekennzeichnet. daß zu- nAtzlich $u Kalk sind Kohlendioxyd noch andere an sich bekannte Flockungs- unl Fiitrationamittel und Hilfsmittel zua3 Binsatr gelangen' und vorzugs- weise au Beginn der Behandlung denselben zugesetzt werden.

a, Verfahren nach den Ansprüchen 1 - ?, dadurch gekeuizci,@hne t. daß der Neutralisctionsgrad dadurch gesteuert wird. daß das Vexliältnis der Leit Fähigkeit zwischen dem Schlamm vor und nach der Behandlung weitgehend konetwä gehalten wird.

9. Verfahren nach den Ansprüchen i - B. dadurch gekennzeichnet, daß der vom Filter nicht entwässerte Schlamm im Kreislauf geführt wird und durch mehrfache Behandlung einen Teile des S::hlammee die Filtri:srfkeit

solange gesteigert wird, bis alle ankommenden Feststoffe aus dem Filter entwässert werden, wobei die Filtrierfähigkeit den und dem vorhandenen Filter automatisch angepaßt werden. 10., Verfahren nach den Ansprücheu 1 - . dadurch gekennzeichnet, daß nach der erfindungsgemäßen Behandlung eine Zwischeneirdrckung durch Sedi- mentation oder Flotation erfolgt und daß danach erst die weitere Ent- wässerung durchgeführt wird.

11. Vorrichtung zur Durchführung der erfindm.gsgemäßen Neutralisation in einem Behälter mit Zu- und A.äführungsleitungen für Gas -und SChiamm, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung des kohlendioxydhaltigen Gases in an sich bekannter Weise durch einen Rührer erfolgt, wobei ran reit der Tourenzahl deo Führers die Kohlendioxydausnutzung einstallen und ver- ändern kann, sowie durch einen über der Flüssigkeit sich drehenden Rührer zur Zerschlagung des Schaumes und durch eine an sich Lekanate Vorrichtung . am Auslauf zur Einstellung der Füllhöhe und damit der Verweilzeit im Reaktionsbehäiter.

12. Vorrichtung zur Durchführung der Neutralisation des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Behälter mit Zu- mid Ableitungen für holdendiozyd- haltiges Gas und für zu behandelnden Schiamin, dadurch gekeanzeinhiawt, daß durch ein oder mehrere an sich bekannte in die Flüssigkeit eintauchende

Rohre mit einer Gaseinführung die Neutralisationsgase zur Flüssigkeita- umwälzung und zur Sehaumbe'cämpfung durch Ve;. speitzen der Flüssigkeit an Prallblechen verwendet werden und daß die Verweilzait des Schlammes difrch eine an sieh bekannte flöhenstandsregelung erfolgt.