DE1517707C3 - Verfahren zum oxydierenden Behandeln von Faulschlamm mit Chlor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum oxydierenden Behandeln von Faulschlamm mit Chlor, wobei der Faulschlamm mit Hilfe einer Pumpe innig mit Chlor gemischt wird.

Schlämme aus Kläranlagen einschließlich Primärschlämme, Sekundärschlämme, biologischer Filterhumus, aktivierter Schlamm, ferner Schäume und überstehende Ablaugen, der Inhalt von Abortanlagen und septischen Behältern und verschiedene organische und anorganische Nebenproduktabfälle aus Papierfabriken, Schlachthäusern, Nahrungsmittelbehandlungsanlagen, Konservenfabriken, Textilfabriken, pharmazeutischen Fabriken usw. sind häufig Ursache erheblicher Geruchsbelästigungen. Die üblichen Abfallbehandlungsmethoden sind bei Anwendung auf die genannten Materialien entweder unzureichend, um die erforderliche Reinigung zu erhalten, oder sie erfordern hohe Kapital- und Betriebskosten je Einheit behandelten Materials.

Das verwendete aktive chemische Mittel ist Chlor und durch dieses entstehender, naszierender Sauerstoff. Das Chlor kann als Gas oder in flüssiger Form eingeführt werden.

Die Behandlung von Abwasser und industriellen Abfällen mit Chlor ist alt und bekannt. Jedoch sind frühere Verfahren und Ausrüstungen in ihrer Ausnutzung von Chlor für diesen Zweck unwirksam gewesen. Aus diesem Grund wurde in vielen industriellen Anlagen und in öffentlichen Abwasserbehandlungsanlagen die Verwendung von Chlor für diesen Zweck vermieden.

In der DT-PS 10 27 597 ist ein Verfahren der genannten Art beschrieben, bei welchem zuvor mit Chlor gemisches Wasser dem Faulschlamm am Saugkopf einer Schlammumwälzpumpe zugeführt wird. Hierbei ist eine optimale Ausnutzung des Chlors nicht zu erwarten.

Demgegenüber ist ein Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch von Faulschlamm und Chlor tangential in einen ersten geschlossenen zylindrischen Behälter einführt und in diesem mit einer Geschwindigkeit kreisen läßt, weiche die Suspension im Gemisch aufrechterhält, die Flüssigkeit tangential am anderen Ende des Behälters abzieht, sie ebenfalls tangential in einen zweiten zvlindrischen Behälter gleicher Bauart einführt, dort bei ebenfalls schnell kreisendem Umlauf des Gemisches durch Druckverminderung die an den Feststoffteilchen haftenden Gasblasen entfernt und durch ein gegebenenfalls wiederholten Behandeln des Gemisches in nachgeschalteten Behältern derselben Bauart das Chlor ausreagieren läßt.

In der Literaturstelle »Industrie-Abwässer«, 3. Auflage, 1960, Seite 53 von F. M e i η c k und anderen ist für Abwasserbehandlung eine Mischschnecke beschrieben, die ein Rundbecken mit in der Mitte befindlicher Abflußöffnung aufweist. Das Abwasser wird in rascher Strömung tangential zugeleitet und kreist im Becken, wobei durch starke Turbulenz eine innige Mischung erzielt wird. Es ist ein Gefälle von mindestens 0,5 m erforderlich. Derartige Mischschnecken führen jedoch nicht zu einer optimalen Vermischung von Faulschlamm und zugesetzten Chemikalien.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dadurch, daß Suspension im Gemisch aufrechterhalten wird, innige Berührung zwischen dem Chlor und den Faulschlammpartikeln ermöglicht und aufrechterhalten. Zusätzlich ergibt sich durch die Druckverminderung der Vorteil einer Entgasung des Faulschlamms, was erwünscht ist, wenn der Faulschlamm einer Absetzbehandlung unterworfen werden soll, da das Ausmaß bzw. die Geschwindigkeit des Absetzens, die Klarheit der abgeschiedenen Flüssigkeit und die erreichbare Feststoffkonzentration nachteilig beeinflußt werden, wenn die Feststoffpartikeln Luft oder Gas enthalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet, die Abfälle so zu behandeln, daß sie nicht geruchsbildend sind und einen scharf verringerten biologischen Sauerstoffbedarf haben. Weiterhin wird das Material in eine Flockenform überführt, die bequem von der Hauptwassermenge getrennt werden kann.

Gemäß der Erfindung wird Chlor, vorzugsweise gasförmiges Chlor, durch eine übliche Bemessungseinrichtung hindurch in den Schlamm und Abfall in eine schnell gerührte Zone eingeführt. Der Zweck besteht darin, leichten Zugang des Chlors zu allen Partikeln des Schlamms oder Abfalls zu schaffen.

Das Einführen des Chlors kann auf der Eintrittsseite einer zweckentsprechenden Zentrifugalpumpe erfolgen.

Stattdessen kann das Chlor nahe einem sich mit hoher Geschwindigkeit drehenden Laufrad eingeführt werden, welches zum Rühren des Materials angeordnet ist.

Gemäß der Erfindung läßt man den Schlamm unmittelbar nach Einführen des Chlors und nach vollständigem Mischen in einem Behälter ohne strömungsstörende Schikanen schnell umlaufen, wobei die Geschwindigkeit des Umlaufs ausreichend ist, um unlösliches Material in Suspension zu halten.

Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine im wesentlichen vollständige Desodorierung des Abfalls in nicht mehr als 10 Minuten erreicht.

Bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum oxydierenden Behandeln von Faulschlamm mit Chlor wird in erster Linie ein Augenmerk auf eine innige Durchmischung von Faulschlamm und Chlor gelegt. Davon abgesehen, daß nach dem Stand der Technik eine optimale Durchmischung nicht erreichbar ist, sind bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen keinerlei Maßnahmen und Vorkehrungen getroffen, welche zu einem raschen Trennen der oxydierten, mit Gasbläschen behafteten Feststoffteilchen von der Flüssigkeit führen. Eine Mischung aus Faulschlamm und zugesetzten Chemikalien zeigt aufgrund der chemischen Reaktion

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eine beträchtliche Gasentwicklung, weiche die Feststoffteilchen an einem Absinken in Sedimentationsbehältern hindern. Es ist jedoch für ein wirtschaftliches Verfahren von Bedeutung, daß ein rasches Absitzen der Feststoffteilchen erreicht wird. Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen lassen nicht erkennen, durch welche Maßnahmen neben einer innigen Durchmischung von Faulschlamm und Chemikalien eine rasche Trennung von Feststoffteilchen und Flüssigkeit erreicht wird.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen erläutert

F i g. 1 ist eine schematische Darstellung einer Abwasserreinigungsanlage,

F i g. 2 ist eine Draufsicht auf die Chlorierungsstufe,

F i g. 3 ist eine senkrechte Schnittansicht nach Linie 3-3 der F i g. 2, wobei Teile in Ansicht wiedergegeben sind.

Gemäß der Zeichnung wird das Rohabwasser, welches durch ein Filter, um große Gegenstände zu entfernen, und durch eine Absetzkammer hindurchgeführt worden ist, um den größten Teil an Kies, Geröll und Sand abzusetzen, durch eine Leitung 1 in eine Mischkammer 2 eingeführt.

Der Überlauf von der Mischkammer 2 fließt durch eine Leitung 3 in eine Primärkläreinrichtung 4. Der Ausfluß von der Primärkläreinrichtung 4 gelangt über eine Leitung 5 zu einem üblichen Faulraum 6 für aerobes Vergären.

Nach der aeroben Behandlung wird das Material durch eine Leitung 7 zu einer Sekundärkläreinrichtung 8 geführt, aus der durch eine Leitung 9 das geklärte Abwasser abgegeben wird und von der der Sekundärschlamm durch eine Pumpe 10 über eine Leitung 11, in welcher ein Steuerventil 12 angeordnet ist, zu einem Mischbehälter 13 gepumpt wird.

Der abgesetzte Primärschlamm aus der Primärkläreinrichtung 4 wird von einer Pumpe 16 über eine Leitung 17 in die obere Zone eines anaeroben Gärbehälters 18 gepumpt. Der Gärbehälter 18 ist mit einem Gasaustritt 20 am oberen Ende für schädliche Gase versehen, beispielsweise für Methan und Schwefelverbindungen, die verbrannt werden.

Der Schlamm vom anaeroben Gärbehälter 18 wird über eine Leitung 19 als Abfall abgegeben. Die faule, überstehende Ablauge des Gärbehälters 18 wird durch eine Leitung 21 abgezogen, in welcher ein Steuerventil 22 angeordnet ist. Sie wird in den Mischbehälter 13 geführt, in welchem sie mit dem Abfallschlamm von dem aeroben Verfahren gemischt wird.

Das Material für die Oxydationsbehandlung wird vom Mischbehälter 13 durch eine Leitung 25 zu dem Eintritt einer Pumpe 26 geführt.

Chlor, vorzugsweise gasförmiges Chlor, wird nach Hindurchgehen durch eine übliche nicht dargestellte Bemessungseinrichtung durch eine Leitung 27, in welcher ein Ventil 27a angeordnet ist, in den Materialstrom in der Leitung 25 und dadurch in die Pumpe 26 geführt, in welcher das Material einem schnellen Rühren unterworfen ist. Die Mischung wird durch eine tangentiale Eintrittsdüse 28 in einen Reaktionsbehälter 29 gedrückt, in welchem sie unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft schnell umläuft und einer Druckminderung unterworfen wird. Der Reaktionsbehälter 29 ist von Prall- oder Leitflächen frei, weche den Umlauf des Materials behindern und eine Trennung des Gemisches hervorrufen würden. Der Reaktionsbehälter 29 bildet eine Zone, in welcher alle Partikel in Suspension und in innigen Kontakt mit dem Oxydationsmittel gehalten werden.

Aus dem Reaktionsbehälter 29 wird der chemische oxydierte Abfall über eine Leitung 30 und eine tangential angeordnete Düse 31 in einen Reaktionsbehälter 32 und dann in Reaktionsbehälter 33 und 34 geführt, wobei in allen Behältern der oxydierte Abfall schnell umläuft, wobei der Druck von Reaktionsbehälter zu Reaktionsbehälter abnimmt. Eine nicht dargestellte Hilfspumpe kann im Fall von hohen Konzentrationen der Suspension in der Leitung 30 zwischen den Reaktionsbehältern 29 und 32 angeordnet werden. Die Reaktionsbehälter 29, 32, 33 und 34 sind mit Auskleidungen aus säurebeständigem Kautschuk versehen.

Aus dem Reaktionsbehälter 34 gelangt der oxydierte Abfall durch eine Leitung 35 zu einem Gastrennbehälter 36, der zur Atmosphäre offen ist. In diesem Behälter werden die eingeschlossenen Gase von dem Abfallmaterial getrennt, das durch eine Leitung 37 in die Mischkammer 2 geführt wird. Eine Rücklaufleitung 38 erstreckt sich von der Leitung 35 zur Leitung 25 auf der Eintrittsseite der Pumpe 26. Die Strömung durch die Leitungen 35 und 38 wird durch Ventile 39 bzw. 40 gesteuert.

An dem Ventil 39 ist ein Ablaßventil (nicht dargestellt) vorgesehen, um ein Abziehen von Proben des chlorierten Abfalls zu ermöglichen. Es ist gefunden worden, daß die Menge des durch die Leitung 27 hindurch eingeführten Chlors eingestellt und so gesteuert werden soll, daß der pH-Wert des oxydierten Abfalls, der durch das Ventil 39 hindurchgeht, in einem Bereich von 2,5 bis 6,5 liegt.

Die Menge des durch die Leitung 27 zugeführten Chlors liegt allgemein in dem Bereich von 100 bis 3000 ppm.

Der Reaktionsbehälter 34 kann als Entgasungskammer wirken, da das Oxydationsmittel bereits verbraucht ist, wenn der Schlamm das Ende des Reaktionsbehälters 33 erreicht hat. Die Zufuhr von Schlamm durch die Düsen in den tangentialen Eintrittslinien zu den Reaktionsbehältern führt zu einem Rühren und bewirkt, daß def Schlamm in einem spiralförmigen Weg entlang des Reaktionsbehälters schnell wandert. Zur gleichen Zeit bewirkt die plötzliche Druckänderung von einem verhältnismäßig hohen Druck in den Düsen zu einem viel niedrigeren Druck in den Reaktionsbehältern in Kombination mit dem Rühren, daß absorbierte Luftoder Gasblasen sich ausdehnen und sich von den Feststoffpartikeln trennen.

Das Entfernen von Luft- oder Gasblasen, die mit den Feststoffpartikeln verbunden sind, ist außerordentlich günstig, wenn der behandelte Schlamm einer Sedimentationsvorrichtung ausgesetzt werden soll, da die Geschwindigkeit des Absetzens, die Klarheit der abgeschiedenen Flüssigkeit und die erreichbare Feststoffkonzentration durch mit den Feststoffpartikeln verbundene Luft nachteilig beeinflußt werden.

Das Einführen des oxydierten Abfallmaterials in den Mischbehälter verbessert die Flockenbildung in der Primärkläreinrichtung 4.

Bei der Ausführungsform gemäß den Fig.2 und 3 sind die Reaktionsbehälter parallel geschaltet und rund um eine Eintrittsverteilerleitung und eine Austrittsentgasungskammer konzentrisch angeordnet. Bei dieser Ausführungsform führt die Leitung 25 von der Mischkammer 13 zu einer Pumpe 26, deren Austrittsseite über eine Leitung 42 mit einer zylindrischen

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Verteilerkammer 43 verbunden ist Die Leitung 42 mündet tangential in die Verteilerkammer 43.

Eine Mehrzahl von tangential angeordneten Verbindungsleitungen 44 erstreckt sich von der Verteilerkammer 43 zu einer Reihe von Reaktionsbehältern 45, die um die Verteilerkammer 43 konzentrisch angeordnet sind.

Die Behälter 45 sind zylindrisch und senkrecht angeordnet, wobei die Verbindungsleitungen 44 über tangential angeordnete Düsen 44a mit dem unteren Ende jedes Reaktionsbehälters 45 verbunden sind, so daß die Flüssigkeit zentrifugal rundum und aufwärts in den Reaktionsbehältern 45 umläuft Wie die Reaktionsbehälter gemäß F i g. 1 sind die Reaktionsbehälter 45 innen hindernisfrei.

Die Flüssigkeit wird von dem oberen Ende der Reaktionsbehälter 45 durch Leitungen 46 hindurch abgegeben und durch tangential angeordnete Eintrittsdüsen 46a in eine Entgasungskammer 47 gedrückt, in welcher das Material wiederum einem schnellen Umlaufen in einer unbehinderten Zone ausgesetzt wird. Durch eine plötzliche Druckminderung findet eine Entgasung statt. Die getrennten Luft- oder Gasblasen mischen sich bei Verlassen der Entgasungskammer 47 nicht wiederum innig mit dem Material, noch verbinden sie sich selbst mit den Feststoffpartikeln. Wenn die behandelte Flüssigkeit durch die Leitung 35 zu dem Gastrennbehälter 36 gemäß F i g. 1 abgegeben wird, schwimmen die Blasen auf der Oberfläche und zerplatzen. Eine Rücklaufleitung 48, die von einem Ventil 49 gesteuert ist, erstreckt sich von der Leitung 25 auf der Eintrittsseite der Pumpe 26, um einen gesteuerten Rücklauf zuzulassen, wenn eine zusätzliche Reaktionszeit erforderlich ist

ίο Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert

Erfindungsgemäß kann der Druckabfall an jeder Düse 0,4 at betragen, wenn ein Schlamm mit einer Konsistenz von 0,75% Feststoffen behandelt wird. Bei der Anlage gemäß F i g. 1, bei welcher vier Reaktionsbehälter in Reihe geschaltet sind, kann der Eintrittsdruck am ersten Reaktionsbehälter 29 13 at, im ersten Reaktionsbehälter 1,5 at, im zweiten Reaktionsbehälter 1,1 at, im dritten Reaktionsbehälter 0,7 at und im vierten Reaktionsbehälter 0,3 at betragen.

Beim Handhaben von Schlamm mit 5% Feststoffen kann der Druckabfall jeder Düse 2,0 at betragen, in welchem Fall zwei in Reihe angeordnete Düsen verwendet werden, wie sie in den ,Fig.2 und 3 dargestellt sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum oxydierenden Behandeln von Faulschlamm mit Chlor, wobei der Faulschlamm mit Hilfe einer Pumpe innig mit Chlor gemischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch von Faulschlamm und Chlor tangential in einen ersten geschlossenen zylindrischen Behälter einführt und in diesem mit einer Geschwindigkeit kreisen läßt, welche die Suspension im Gemisch aufrechterhält, die Flüssigkeit tangential am anderen Ende des Behälters abzieht, sie ebenfalls tangential in einen zweiten zylindrischen Behälter gleicher Bauart einführt, dort bei ebenfalls schnell kreisendem Umlauf des Gemisches durch Druckverminderung die an den Feststoffteilchen haftenden Gasblasen entfernt und durch ein gegebenenfalls wiederholtes Behandeln des Gemisches in nachgeschalteten Behältern derselben Bauart das Chlor ausreagieren läßt.