DE1767541C3 - Verfahren zur Herstellung eines pulverförmigen Bodenverbesserungsmittels aus Abwasserschlamm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines pulverförmigen Bodenverbesaerungsmittels aus Abwasserschlamm durch Zusetzen von gebranntem Kalk.

Bislang gibt es für die Abscheidung von anorganischen Verunreinigungen, den sogenannten Nährsalzen, bei der Reinigung von Abwässern kein wirtschaftliches Verfahren. Man hat versucht, u. a. die Phosphorsalze durch Fällung abzutrennen. Diese Versuche haben jedoch nicht zu praktisch verwertbaren Ergebnissen geführt. Im wesentlichen liegt es ν ohi daran, daß die Kosten für die Fällmittel zu hoch sind. Eine bedeutende Schwierigkeit besteht darin, daß der Fällschlamm auch mach Entwässerung und Trocknung noch so viele Bakterien und ähnliche Organismen enthält, daß er nicht ohne kostspielige Sterilisierungsmaßnahmen als Bodenverbesserungsmittel eingesetzt werden kann.

Aus der GB-PS 9 48 249 ist zwar ein Verfahren zur Entfernung von Phosphaten aus biologisch gereinigten Abwässern bekannt, wobei das Wasser vor der Ausfällung auf einen pH-Wert von mindestens 8 durch Zugabe ^iner alkalischen Substanz gebracht wird. Jedoch ist der gemäß diesem Verfahren abgeschiedene Schlamm weder pulverförmig noch als Bodenverbesserungsmittel geeignet, weil er nicht sterilisiert ist und noch die unerwünschten Organismen und Bakterien enthält. Darüber hinaus ist das beschriebene Gesamtverfahren nicht auf die Gewinnung eines in irgendeiner Weise verwertbaren Schlammes, sondern auf die Abwasserreinigung gerichtet.

Die für die Abwasserbehandlung geeigneten Dosierungsanlagen und Kontrollgeräte werden in »Industrieabwasser«, 3, Auflage, 1960, S. 78 bis 81 referiert, wobei auf Seite 109 die Beseitigung bzw. Verwertung des hierbei anfallenden industriellen Schlamms in allgemeiner Weise beschrieben wird; hierbei wird auf die Möglichkeit zur künstlichen Trocknung von Schlamm ^₀ durch Saugzellenfilter und Filterpressen hingewiesen, durch die der Wassergehalt von Abwasserschlamm auf 40 bis 50% herabgesetzt werden kann. Jedoch ist auch der auf diese Weise behandelte Abwasserschlamm wegen seines hohen Wassergehalts weder pulverförmig noch wegen seines Gehalts an Bakterien und Mikroorganismen als Bodenverbesserungsmittel geeignet.

In der Zeitschrift für Pflanzenernährung, Düngung, Bodenkunde, 44. (89), Band, Heft 2/3,1949, S. 200 bis 206 wird, ohne nähere Angaben zu' machen, darauf hingewiesen, daß es nicht an zahlreichen Versuchet gefehlt habe. Klärschlamm zu streufähigen Handelsdüngemitteln zu verarbeiten; im folgenden werden Analy- ; sen über die Zusammensetzung und den Düngewert des Klärschlamms aus der Uteraiur zusammenfassend wiedergegeben. Schließlich wird darauf hingewiesen, daß es dringend erforderlich sei, Versuche zur Überführung des Klärschlamms in trockene, streufähige Düngemittel, z. B. durch Entwässerung mittels industrieller Abwärme oder Abgase, Zentrifugalkraft, Pressen, Ätzkalk- oder Torfzusatz, durch Kompostie rung mi! Torfmull, Ausfrieren und ähnliche Maßnahmen fortzusetzen; jedoch wird ein befriedigendes Verfahren zur Herstellung eines pulverförmigen Bodenverbesserungsmittels aus Abwasserschlamm nicht beschriebea

In der DT-PS 11 67 760 wird ein Verfahren zum Trocknen des bei der Rohzuckerfabrikation sich ergebenden Scheideschlammes beschrieben, bei dem der Scheideschlamm mit gebranntem Kalk vermischt wird, um ein Düngemittel zu erhalten. Bei der Beschreibung dieses Verfahrens, das die Bearbeitung eines speziellen Abfallprodukts bei der Rohzuckerfabrikation betrifft, wird von einer Vortrocknung abgeraten; deshalb muß dem Scheideschlamm wegen seines hohen Gehalts an Wasser von 50% eine große Menge Kalk zugesetzt werden. Diese hohe Kalkzugabe macht das Verfahren unwirtschaftlich und führt nach heutigen Erkenntnissen wegen des hohen Kalkgehaltes im entstandenen Produkt nicht zu einem optimalen Düngemittel.

In der DT-PS 4 95 188 wird ein Verfahren zur Herstellung eines streufahigen Düngemittels durch Zusatz von Ätzkalk zu Faulschlamm städtischer Abwasser beschrieben, wobei der Schlamm mit solchen Mengen Ätzkalk versetzt wird, daß eine lockere, zerfallene Masse entsteht, die gemäß Beispiel noch etwa 60% ungebundenes Wasser enthält, die dann durch direkte Einwirkung von heißen Kohlensäure enthaltenden Feuerungs- oder Abgasen, insbesondere Kalkofenabgasen, getrocknet wird. Eine wesentliche Aufgabe des beschriebenen Verfahrens besteht darin, das gebildete Produkt mit beträchtlichen Mengen Calciumcarbonat anzureichern. Darüber hinaus setzt die Trocknung, die im wesentlichen nicht durch Kalk, sondern durch COj-haltige Abgase erfolgt, die Verfügbarkeit derartiger Feuerungs- oder Abgase am Ort der Schlammge winnung voraus. Schließlich findet nachteiligerweise bei diesem Verfahren eine Sterilisation des Faulschlammes nicht statt.

In der DT-PS 9 53 630 wird ein Verfahren zur Aufbereitung von Abwasserschlamm zu hygienisch unbedenklichem Humusdünger beschrieben, wobei der auf den Kläranlagen anfallende ausgefaulte Schlamm zunächst in an sich bekannter Weise in einem Vakuumfilter vorentwässert und dann in einer zweiten Phase in einer besonderen Trocknungsanlage bei Temperaturen, bei denen die im Schlamm enthaltenen tierischen und pflanzlichen Organismen und deren Dauerformen mit Sicherheit abgetötet werden, bis zu einem Restwassergehalt, der 20% nicht unterschreiten darf, weitergetrocknet wird. Im Bedarfsfall kann auch noch durch Kalkzusatz einer nachträglichen Säuerung des aufbereiteten Schlammgemischs entgegengewirkt werden. Nachteilig an diesem Verfahren ist der Umstand, daß die Haupttrocknung in der zweiten Phase in einer Trocknungsanlage durchgeführt werden muß.

und da3 für die Sterilisation erhebliche Wärmemengen zugeführt werden müssen. Ein Kalkzusatz findet wie bereits ausgeführt, nur im Bedarfsfall und nur zur Verhinderung einer nachträglichen Säuerung des aufbereiteten Schlammgemischs statt Darüber hinaus S darf bei dem gemäß diesem Verfahren entstandenen Humusdünger ein Restwassergehalt von 20% nicht unterschritten werden, so daß das Produkt nicht pulverförmig ist

Aufgabe der Erfindung ist es. ein Verfahren zur Herstellung eines pulverförmigen Bodenverbesserungsmittels aus Abwasserschlamm durch Zusetzen von gebranntem Kalk aufzuzeigen, das die bei der Schilderung des Standes der Technik diskutierten Nachteile nicht aufweist bzw. umgeht Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren gelost, das dadurch gekennzeichnet ist daß man

a) ein anorganische Verunreinigungen enthaltendes Abwasser mit einer dosierten Menge Kalk versetzt.

b) den so erhaltenen, die anorganischen Verunreinigungen enthaltenden Fällschlamm auf mechanischem Wege größtenteils entwässert.

c) den so entwässerten Fällschlamm mit in gleicher Weise entwässertem Schlamm aus einer biologischen Kläranlage vermischt und

d) dem so erhaltenen Schlammgemisch zur Herstellung des pulverförmigen Bodenverbesserungsmittels gebrannten Kalk zusetzt.

Dieses Verfahren wird derart durchgeführt daß auf der Basis von gemessenen Werten der Abwassermenge und deren Geha!' an Verunreinigungen und unter Berücksichtigung des erwünschten Reinigungsgrades dem Abwasser Kalk zugesetzt wird, und daß das so behandelte Wasser zu einem oder mehreren Absatz- und/oder Flotationsbecken zur Abscheidung der Fällungen vor dem Austritt in den Rezipienten geleitet wird, und daß man den Kalk und anorganische Stoffe enthaltenden Γ-'äIlschlamm auf mechanischem Wege entwässert, wobei das Wasser den Becken wieder zugetiihrt wird; der entwässerte Schlamm wird mit einem auf ähnliche Weise entwässertem Schlamm aus einer biologischen Reinigungsanlage vermischt; diesem Schlammgemisch wird eine bestimmte Menge ungelöschten Kalks zugesetzt, wobei durch die bei der Reaktion des ungelöschten Kalks mit dem übriggebliebenen Wasser im Schlammgemisch entstehende Wärme das Schlammgemisch ausgetrocknet und das bei diesem Austrocknen in Pulverform umgewandelte ur-c¹ als Bodenverbesserungsmittel verwendbare Gemisch der Trockensubstanzen sterilisiert wird.

Der Zusatz von ungelöschtem Kalk wird dem Feuchtigkeitsgehalt des Schlammgemisches "orzugsweise derart angepaßt, daß der Kalk in gelöschten Kalk umgewandelt wird, wobei während einer gewissen Zeit eine 100⁰C übersteigende Temperatur entwickelt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert die schematisch eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens zeigt.

Das Abwasser gelangt durch die Leitung 1 in die Anlage, welche in der Regel einer biologischen Reinigungsanlage nachgeschaltet ist, in der die organischen Bestandteile des Abwassers abgeschieden worden sind. Das eintretende, als hochgradig rein bezeichnete Abwasser enthält als Verunreinigungen im wesentlichen anorganische Stoffe. Am Einlauf sine Mittel 2 und 3 zur Mengenmessung und Messung des Gehalts an Verunreinigungen vorgesehen. Der Gehalt an Verunreinigungen kann in verschiedener Weise gemessen werden, beispielsweise optisch, chemisch durch Messung des Sauerstoffverbrauchs oder elektrisch. Die Einlaufleitung besitzt ferner eine Vorrichtung 4 für die Zugabe Kalk, und mit Hilfe dieser Vorrichtung wird dem Abwasser eine Menge Kalk zugesetzt die dem eintretenden Volumen und Verunreinigungsgrad automatisch angepaßt ist und dem erwünschten Reinigungsgrad entspricht Das mit Fällmittel versetzte Wasser wird dann zu einem oder mehreren Absetz- und/oder Flotationsbecken 5 geleitet wo durch Reaktion zwischen den anorganischen Stoffen und dem Fällmittel eine starke Ausflockung entsteht Die Flockengebitde sinken allmählich ab und setzen sich in Form von Schlamm am Boden des Beckens ab bzw. steigen zur Oberfläche hoch. Das zurückbleibende, völlig gereinigte Wasser wird dann zum Rezipienten geleitet. Der gesammelte Schlamm wird zweckmäßigerweise zuerst zu einem Schlammbehälter und von dort zu einer mechanischen Entwässerungsanlage 6 geleitet, die den größten Teil des Wassers vom Schlamm abscheidet. Das abgeschiedene Wasser wird dann dem Absetzbecken zur weiteren Behandlung wieder zugeführt. Der abgeschiedene Schlamm — der Nährsalzschlamm — soll im erwünschten Bodenverbesserungsmittel enthalten sein und wird deshalb in dieser hauptsächlich trockenen Form mit in ähnlicher Weise getrocknetem, biologischem Sehlan m von einer herkömmlichen biologischen Reinigungsanlage vermischt. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß die mechanische Wasserabscheidevorrichtung beispielsweise bei kleineren Anlagen abwechselnd für Nährsalzschlamm und biologischen Schlamm ausgenutzt werden kann, daß aber das vom Nährsalz ,chlamm abgeschiedene Wasser unbedingt von dem liologisch arbeitenden Teil der Anlage getrennt sein muß, damit die dann vorhandene Bakterienflora nicht zerstört wird. Der teilweise getrocknete Schlamm wird in einer mechanischen Mischvorrichtung 7 gemischt und mit ungelöschtem Kalk versetzt. Bei der Zugabe des ungelöschten Kalks wird durch die Reaktion des Kalks mit dem Wasser des feuchten Schlammes starke Wärme entwickelt; diese bewirkt, daß das Schlammgemisch zu Pulverform getrocknet und sterilisiert wird, wobei die Temperatur während des Löchens 100^C C übersteigt.

Ausgeführte Versuche haben gezeigt, daß das vom Absetzbecken zum Rezipienten fließende Wasser — vorausgesetzt, daß die der Nährsal/abscheidevorrichtung vorgeschaltete biologische Reinigungsanlage einwandfrei gearbeitet hat — so wenig verunreinigt ist, daß es vielerorts benutztem, jedoch als Trinkwasser weniger geeignetem Wasser gleichgestellt werden kann.

Das so erhaltene Bodenverbesserungsmittel enthält außer den vom biologischen Schlamm herrührenden organischen Stoffen Kalk, der für die Landwirtschaft von großer Bedeutung ist, und außerdem in verschiedenen Formen Mineralien und andere Stoffe, welche dem Boden sonst in Form von Kunstdüngern zugeführt werden müssen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Hersteilung eines pulverförmigen Bodenverbesserungsmittels aus Abwasserschlamm durch Zusetzen von gebranntem Kalk, dadurch gekennzeichnet, daß man

   a) ein anorganische Verunreinigungen enthaltendes Abwasser mit einer dosierten Menge Kalk versetzt,

   b) den 50 erhaltenen, die anqrganischen Verunreinigungen erithaiteifden Fäjischlammauf mecha-,.: nischem Wege größtenteils entwässert,

   c) der«* so entwässerten Fällschlamm mit in gleicher Weise entwässertem Schlamm aus einer biologischen Kläranlage vermischt and

   d) dem so erhaltenen Schlammgemisch zur Herstellung des pulverförmigen Bodenverbesserungsmittels gebrannten Kalk zusetzt.

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