DE1906158B - Verfahren zur Entwässerung von Faul und/oder Frischschlamm aus Abwasserkläran lagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entwässerung von Faul- und/oder Frischschlamm aus Abwasserkläranlagen unter Wärmebehandlung und anschließender Filterung oder Zentrifugierung der Schlämme, wobei ein mindestens annähernd schwebstofffreies Filtrat bzw. Zentrifugat anfällt.

Die Behandlung des aus Kläranlagen in Form von Frisch- oder Faulschlamm mit 90 bis 98% Wassergehalt anfallenden Klärschlammes verfolgt einerseits die Abscheidung der Feststoffe mit einem möglichst geringen Wassergehalt. Zum anderen soll das vom Klärschlamm abgetrennte Schlammwasser so wenig Feststoffe enthalten, daß es — ohne Schwierigkeiten zu verursachen — dem normalen Abwasser zugeleitet werden kann.

Für die Abscheidung der Feststoffe aus dem anfallenden Klärschlamm sind verschiedene Verfahren, z. B. mit chemischen Fällmitteln oder mit physikalischen Mitteln, insbesondere Wärme, bekannt. Alle Verfahren bezwecken die Fällung der Feststoffe derart, daß sie durch Filtration (Vakuum- oder Preßfiltration) oder durch Zentrifugieren abgeschieden werden können. Als Endprodukt fällt in Abhängigkeit vom Verfahren ein Filterkuchen mit nur 40 bis 45% Wassergehalt oder eine halbfeste Masse mit etwa 70% Wassergehalt an.

Das dabei entstehende Filtrat bzw. Zentrifugat ist erfahrungsgemäß nicht rein. Die Zulässigkeit seiner Rückführung ins Abwasser hängt von der Höhe des in ihm als Schwebteilchen enthaltenen, nicht ausgeschiedenen Feststoffgehaltes ab.

Die Güte eines Verfahren ist daher bestimmt sowohl durch die Höhe des in den abgeschiedenen Feststoffen (Filterkuchen oder halbfeste Massen) noch enthaltenen Wassergehaltes als auch durch den im Filtrat bzw. Zentrifugat als Schwebeteile noch verbliebenen Gehalt an Feststoffteilchen, welche beide auf ein Minimum gebracht werden müssen.

Die bekannten Verfahren mit Wärmebehandlung des Klärschlammes verändern durch Einfluß von Wärme den Quellungszustand der Feststoffe derart, daß der erwünschte Zustand der Filtrierbarkeit erreicht wird. Ein solches Verfahren ist in der schweizerischen Patentschrift 353 697 ausführlich beschrieben, wobei die Zusammenhänge zwischen Behandlungstemperatur und -dauer einerseits und Feststoffgehalt im Filtrat oder Zentrifugat andererseits besonders hervorgehoben werden.

Zur Durchführung des Verfahren nach dieser Patentschrift muß der Klärschlamm im Durchschnitt mindestens 2 Stunden lang auf eine Mindesttemperatur von 175° C erhitzt werden. Diese physikalischen und zeitlichen Mindestforderungen wirken sich in entsprechenden Mindestleistungen, z. B. für den Druck des für die Behandlung verwendeten Heizdampfes, und in dem apparativen Aufwand der Behandlungsanlage, z. B. in der Größe der als Reaktionsgefäße dienenden Autoklaven, aus. Das eingangs genannte, bereits bekannte Verfahren zur Entwässerung von aus Faul- und/oder Frischschlamm bestehendem Klärschlamm aus Abwasserkläranlagen erfordert somit für die Behandlung eine relativ hohe Temperatur und lange Dauer.

Es ist auch bereits ein Verfahren zur Entwässerung von Schlamm in Abwasseranlagen bekannt, bei dem die Entwässerung in einer Preßstufe mittels einer

ίο rotierenden Schneckenpresse herbeigeführt und die für hohe Preßdrücke erforderliche Reibung in der Schneckenpresse dadurch erhöht wird, daß die Schlammsuspension, der Faserstoffe beigemischt worden sind, durch Zersetzen einer Säure angesäuert wird, bevor die Schlamm-Faser-Mischung in der Schneckenpresse unter hohem Druck entwässert wird (österreichische Patentschrift 245 506). Die Zugabe der Säure bewirkt ferner, daß der Klärschlamm das Schlammwasser leichter abgibt. Auch dieses Verfahren läßt im Hinblick auf den zu seiner Durchführung erforderlichen Aufwand noch zu wünschen übrig. Zweck der Erfindung ist, diese Nachteile zu beheben, d. h. eine Verbesserung des Verfahrens mit Bezug auf den für die Abwasserbehandlung eingebrachten Aufwand. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren nach der schweizerischen Patentschrift 353 697 so zu verbessern, daß eine geringere Heizleistung und ein geringerer maschineller Aufwand erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schlämme auf einen pH-Wert von 5,5 bis 6,5 eingestellt und anschließend auf eine Temperatur von mindestens 150° C gebracht werden und daß die Dauer der Wärmebehandlung weniger als 1 Stunde beträgt.

Eine bevorzugte Abwandlung dieses Verfahrens besteht darin, daß die Einstellung des pH-Wertes und das anschließende Erwärmen der Schlämme beim Durchfluß der Schlämme, z. B. durch eine Leitung, kontinuierlich erfolgen.

Forschungsarbeiten haben ergeben, daß durch Beeinflussung der Wasserstoffionenkonzentration des zu behandelnden Klärschlammes, ausgedrückt durch seinen pH-Wert, die erwünschten Resultate bei niedrigeren Temperaturen und kürzerer Dauer der Behandlung erzielt werden können, so daß auf diesem Wege eine Verminderung der Investitionsund Betriebskosten erreichbar ist. Es stellte sich sogar heraus, daß jeweils ein Gebiet der optimalen Verfahrensverhältnisse bestimmt werden kann.

In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse über den Einfluß des pH-Wertes auf die Filtrierbarkeit von verschiedenen unbehandelten und vorbehandelten Schlämmen zusammengefaßt, wobei diese über verschiedene Zeiten bei Temperaturen von 125, 150 und 175° C behandelt wurden. In dieser Tabelle bedeuten die Zeichen:

O = nicht filtrierbar

X = schlecht bzw. mittelmäßig und trüb filtrierbar und

+ = sehr gut und klar filtrierbar.

	TJnbehandelter Schlamm pH 5,8 bis 6,5	pH 3,5 bis 5,0	Vorbehandelt pH 5,1 bis 5,5	er Schlamm pH 5,6 bis 7,0	pH 7,1 bis 9,0
Behandlungstemperatur 125° C	O	O	X	O	O
150° C	O	X	X	O
. 175° C				X

Ferner sind in der Zeichnung zur Veranschaulichung der Auswirkungen des Verfahrens nach der Erfindung Ergebnisse von Messungen graphisch dargestellt. Es zeigt.

F i g. 1 ein Schaubild, bei dem der Feststoffgehalt des Filtrats in Abhängigkeit vom pH-Wert bei zwei verschiedenen Behandlungstemperaturen aufgetragen ist,

F i g. 2 ein Schaubild, bei dem der Feststoffgehalt des Filtrats in Abhängigkeit von der Behandlungsdauer aufgetragen ist.

In F i g. 1 ist auf Grund von Messungen der Feststoffgehalt F im Filtrat als Ordinate über den entsprechenden pH-Werten als Abszisse aufgetragen, und zwar einmal als mit durchlaufendem Linienzug gezeichnete Kurve 1 für eine Behandlungstemperatur t₁ = 150° C und zum anderen als gestrichelt gezeichnete Kurve la für eine Behandlungstemperatur t_ia = 125° C.

Aus dem Verlauf der beiden Kurven 1 und la, welche den Durchtritt von zahlreichen Messungen darstellen, ist ein in F i g. 1 schraffiert hervorgehobenes und mit a-b bezeichnetes pH-Gebiet mit einem flachen Minimum an Feststoffen im Filtrat ersichtlich. Für dieses pH-Gebiet a-b konnte wiederholt pH = 5,5 bis 6,5 festgestellt werden.

Schließlich wurde auch der Einfluß der Behandlungsdauer untersucht, wobei von Werten pH = 5,5 bis 5,8 und einer Behandlungstemperatur von 150° C ausgegangen wurde. Das Ergebnis dieser Untersuchung ist in F i g. 2 graphisch dargestellt.

In F i g. 2 ist, wiederum als Ergebnis von Messungen, der Feststoffgehalt F' im Filtrat als Ordinate über der mit Ii bezeichneten Behandlungsdauer (in Stunden) als Abszisse in Form einer Kurve 2 aufgetragen, wobei Werte pH = 5,5 bis 5,8 und eine Behandlungstemperatur von 150° C zugrunde gelegt wurden.

Hier zeigt die graphische Darstellung der Ergebnisse den sehr flachen Verlauf der Kurve 2, woraus ersichtlich ist, daß für einen auf pH < 7 eingestellten Schlamm die Behandlungsdauer h mit Vorteil auf geringere Zeiten als 2 Stunden reduziert werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem der zu

ίο behandelnde Klärschlamm mittels geeigneter Zugaben auf pH-Werte von 5,5 bis 6,5, d. h. auf einen pH-Wert unterhalb des ursprünglichen Zustandes gebracht wird, erweist sich somit als wirksames Mittel, um durch Verringerung der Behandlungstemperatur und -dauer die Wirtschaftlichkeit des Behandlungsverfahrens zu verbessern.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Entwässerung von Faul- und/oder Frischschlamm aus Abwasserkläranlagen unter Wärmebehandlung und anschließender Filterung oder Zentrifugierung der Schlämme, wobei ein mindestens annähernd schwebstofffreies Filtrat bzw. Zentrifugat anfällt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlämme auf einen pH-Wert von 5,5 bis 6,5 eingestellt und anschließend auf eine Temperatur von mindestens 150° C gebracht werden und daß die Dauer der Wärmebehandlung weniger als 1 Stunde beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des pH-Wertes und das anschließende Erwärmen der Schlämme beim Durchfluß der Schlämme, z. B. durch eine Leitung, kontinuierlich erfolgen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen