DE1967067A1 - Verfahren zur entwaesserung von schlaemmen - Google Patents

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PATENTANWÄLTE

DlpUng. P. WIRTH · Drv V. SCHMIED-KQWARZIK DJpl.-lng. G. DANNENBERG · Dr P. WEINHOLD · Dr D. GUDEL 281134 6 FRANKFURT/M.

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AusseheidTingsanmeldung aus P 19 11114.9

Werner Sowa Dieselstraße 14

6070 Langen

Verfahren zur Entwässerung von Schlämmen.

Eb Ist "bekannt, zur Reinigung Von ATawässern eine Reihe von Behandlungsstufen durchzuführen. Allgemeltt kann man die Abwasserbehandlung in folgende Behandlungsstufen einteilen: Yorhehandlung, mechanische Reinigung und "biologische Reinigung. Die Vorbehandlung,-umfaßt In der Regel eine Reinigung durch Grohrechen und die Entfernung des mitgespülten Sandes und Kieses In Sandfängen. Gegebenenfalls können im Laufe der Yorbehandlung auch Fett- und Ölfänger angewendet werden.

Die mechanische Reinigung dient zur Entschlammung des Abwassers und wird in der Regel in Ahsetz^becken durchgeführt. Gebräuchlich dafür sind llachbecken; mit waagerechtem Durchfluß und Tief"becken mit senkrechtem Durchfluß. In den meisten Abwasser"behandlungsanlagen sind außerdem besondere Faulbehälter Torgesehen, in denen der ausgeräumte Schlamm zur Ausfaulung gebracht wird.

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Während der biologischen Reinigung wird das Abwasser Bit kleinen Lebewesen künstlich belebt, die die organischen Stoffe im Wasser abbauen. Dadurch werden die natürlichen Abbauvorgänge zeitlich zusammengerafft. Der "bei dieser Stufe anfallende Belebtschlamm.wird gewöhnlich In einem Nachklärbecken abgeschieden.

Die Aufarbeitung der in der Ab setz anlage bei der mechanischen Reinigung und dem der biologischen Reinigung als überschüssiger Belebtschlamm anfallende Schlämme stellt ein großes technisches Problem dar, das "bis heute noch nicht in Zufriedenstellender Weise gelöst worden ist. Die vorliegende Erfindung ist daher auf ein neues Verfahren zur Schlammaufbereitung, insbesondere Schlammentwässerung gerichtet. Bisher war es üblich, die anfallenden Schlämme sofort juf Trockenbeete zu bringen oder mittels maschineller Einrichtungen, —«,-B. Dekan ti er-Zentrifugen,—Eakuumzellenfilter oder Filterpressen mit nachgeschalteten thermischen Aufbereitungsanlagen oder Schlammverbrennungseinrichtungen zu behandeln. Die letztgenannte Art der Schiammbehandlungist jedoch aus verschiedenen Gründen, z.B. der Verschiedenheit der anfallenden Schlammarten, außerordentlich schwierig und erfordert beträchtliche Kosten. Dazu kommt, daß das Wieder einleiten de s^ ausgetriebenen Wassers in die Abwasserreinigungsanlage tliese durch-dessen "hohen BSB-Wert (biochem. Sauerstoffbedarf) die Kläranlage stark belastet wird.

Jedoch auch die Entwässerung der Schlämme auf Trocken-"beeten ist schwierig und die Geruchsbelästigung kann außerordentlich unangenehm sein. Große Schwierigkeiten entstehen dabei insbesondere deshalb, daß in den gebräuchlichen Schlammtrockenbeeten nach kurzer Zeit das Ablaufen des Wassers zum Stillstand kommt, da sich

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auf der Oberfläche des Schlamms eine Schicht bildet, die praktisch für das dartfberstehende 'Vasser undurchlässig ist, oder zumindest nur ein außerordentlich ' langsames Ablaufen des Wassers., ermöglicht. -■;""■."-■

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist dahei} ein Verfahren zur Schlammentwässerung zu schaffen, /bei dem die schwerwiegenden Nachteile aller bekannter Verfahren weitgehend vermieden werden... r ; _: ' ^: . :

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Ent- - - - ' , wäseerung.von in Kläranlagen anfallenden Schlämmen in SchlaEimtrockenbeeten oder. iTaeh-eindickern, daß, dadurch gekennzeichnet ist, daß .man den anfallenden; Schlämmen aus den mechanischen und biologischen Reinigungsstufen, mit und ohne Faulraumbehandlung, beim Einbringen in die Trockenbeete oder in die liaeheindicker» ein anorganisches Eisensalz zusetzt.

Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung istalso die Verwendung eines anorganischen Eisensalzes als Zusatzmittel für die anfallenden Schlämme» Es wurde; gefunden, daß als ein solches Eisensalz vorteilhaft; Eisen-II** sulfat, Eisen-II-chlorid oder Eisen—Ill-chlorid verwendet werden kann, zumal diese Chemikalien in jeder gewünschten Menge, zu einem niedrigen Preis im Handel ernältlieh sind.

Eisenchloride werden vorzugsweise, dann /verwendet;, wenn die Schlämme stark sehwefelwasserstoffhaltig sind, da ein*derartiger Zusatz das TTäcnfaulen und die' dadurch hervorgerufene G-eruchsbelästigung besonders vorteilhaft: beseitigen und den Schlamm entseuchen kann. "..:

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BADORlGlNAt.

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Es ist einleuchtend, daß die erf orderliche Menge an dem anorganischen Eisensalz von der Art des anfallenden Abwassers abhängt, wohei die genaue Bestimmung dieser Menge von jedem Fachmann durch einfache Torversuche vorgenommen werden kann. Allgemein sollen die verwendeten Eisensalzmengen ausreichen, um das im Schlamm enthaltene Wasser genügend zu Beschwerden und darüber hinaus den anwesenden Schwefelwasserstoff zu' "binden. ·

Bei Durchführung der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, das anorganische Eisensalz in trockener Form zuzugeben, worauf später noch ausführlich eingegangen wird.

Bei einer "bevorzugten Ausführungsform-der Erfindung wird zusätzlich zu dem anorganischen Eisensalz dem Abwasser gewöhnliches Sägemehl, wie es in Sägewerken in·großer Menge anfällt, zugesetzt. Dabei spielt es keine Rolle von welcher Holzart das Sägemehl gewonnen

"worden ist. Aus Zweckmäßigkeitsgründen epiei sollte jedoch die Spahngröße einigermaßen einheitlich sein,und die Verwendung von Sägemehl aus Tischlereien vermieden werden, da dieses erfahrungsgemäß eine nicht

janbeträchtliche Anzahl- Holzstüeke enthält, die die Schlammräumung durch "maschinelle Einrichtungen behindern und "bei Verwendung von Ketten- oder Schaufelräumeinrichtungen Beschädigungen verursachen können.

Auch die Menge des verwendeten Sägemehls hängt ebenfalls von der Herkunft des zu klärenden Abwassers ab. Allgemein kann gesagt werden, daß zweckmäßigerweise für Abwasser schlämme, die von Haushaltungen, Molkereien

vorzugsweise 3

oder Brauereien stammen,/etwa 50 1 Sägemehl pro m Klärschlamm verwendet wird, während man bei Schlämmen

+ zur schnelleren Entwässerung. - -

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die beträchtliche Haar- oder Borstenanteile enthalten, die Sägemehlzugahe auf etwa 10-20 1 pro m Klärschlamm reduzieren kann.

Es wurde festgestellt, daß im einzelnen folgende Mengen an anorganischeniLEisensalz und Sägemehl sich als vorteilhaft erwiesen haben:

Bei Schlämmen, die allein von Haushaltungen stammen, ist ein·' Zusatz von etwa 1 kg PeSO^ und etwa 50 1 Sägemehl pro m⁵ Klärschlamm erforde:äj#i,wenn dieser in ca. 7 Tagen bei einer Aufladehöhe von 40 cm stichfest sein soll.

Ein Beispiel für Schlämme aus Abwässern verschiedener Herkunft sind Mischabwässer, die aus eisenverarbeitenden und galvanischen Industriebetrieben, Iederverarbeitenden Betrieben und Häushalten stammen» Diese benötigen im allgemeinen etwa A kg-'PeSO* und-"5O 1 Sägemehl pro m Klärschlamm.

Schlämme von Abwässern aus Molkereien und Brauereien oder überwiegend von lederverärbeitenden Betrieben, werden zweckmäßig mit etwa 1 kg Eisen-II-öhlprid und

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50 1 Sägemehl pro m ausgefaulten Klärschlamms behandelt, während Schlämme aus Abwässern von Schiachthöfen oder Teppichfabriken etwa 1 kg Ee-II-chlörid und 10 i Sägemehl pro m Klärschlammν benötigen.

Das erfindungsgemäße Terfahren zur Schlammentwässerung kann in den verschiedenen, bereits bekannten Trockenbeeten vorgenommen werden. Es werden verschiedene Beetformen verwendet, wobei der Unterbau jedoch meistens gleichbleibend ist_e Er besteht in der Hegel aus einer Dränleitung, die aus Ton, Zement oder Steinzeug oder Kunststoffrohren in geschlitzter oder ungeschlitzter

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Form besteht. Darüber befindet sich eine grobe Kiesschicht einer Körnung von etwa 15 - 50 nun , die gewöhnlich etwa 15 - 20 cm stark ist. Darüber befindet sich Kies einer Körnung von etwa 7-15 ^mm, in einer * ca. 15 cm hohen Schicht. Die nächste Schicht besteht ; aus Kies einer Körnung von etwa 7 - 15 ™ , in einer etwa 10 - 15 cm starken Schicht. Die Oberflächen- ; schicht besteht schließlich aus gewaschenem Sand einer Körnung von O - 3^mm » wobei diese Schicht etwa 5 - 10 cm dick ist.

Pur die Schlammentwässerung war bisher die Längsbeetform am gebräuchlichsten. Die Umfassungen dieser Beete bestanden aus Dammaufschüttungen oder Betonwänden und man versuchte das Wasser mittels PiIter-Sofcächten in die Dränleitungen abzuleiten. Diese Schichten bestanden aus nieht-gefugter Backsteinmauerung mit einer Koksummantelung, die wiederum durch Maschendraht zusammengehalten wurde. Bei Benutzung dieser Troekenbeete, wobei die Schlammauflaghöhe bis zu 2 m betrug, zeigte sich der Fachteil, daß die Koksummantelung schom beim ersten Kontakt mit Schlamm "verseift" und durch einen Paulprozess angegriffen wurde. Im Winter kamen Beschädigungen dieser Koksummantelung "füren oie Einwirkung von Prost dazu. Außerdem war zu beobachten, daß der eingelassene Schlamm in derartigen Beeten keine einheitliche Konsistenz aufwies, da derartige Längsbeete^: den Schlammeinlaß gewöhnlich an einem zentralen oder stirnseitig gelegenen Punkt besaßen, und sich die Beschaffenheit des Schlammes auf dem Wege vom Einlaßpunkt bis zum Endpunkt des Schlarambeetes änderte. Schließlich stellten die genannten Schwächte bei der Säumung der Schlammfelder mit den bisher üblichen

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Geräten (Bagger tmd Schaufellader) Hindernisse dar, die diese Räumung erschwerten,

Ss wurde nun gefunden, daß es für das erfindungsgemäße Verfahren sehr tot teilhaft ist, "bei der Schlammentwässerung ein Rundbeet anzuwenden, wobei je nach den "baulichen Möglichkeiten Rundbeete bis ;zu^ einem · Burchiaess^er■ Ton. €0--m Torgesehen\siM» AIg--€herflachen"-·." räumvorrichtung wird dabei zweckmäßig eine RadialbrÜcke verwendet, die auch zur Schlammeinspeisung dienen kann, wenn man an der radial angeordneten . g Brücke eine Schlammeinspeisungsleitung mit verschieden angeordneten verschließhareh Auslaßvorriehtungenaiibringt. Das "bring t ins !besondere; denTorteil mit sich, daß die Konsistenz des eingebracht^n Schlammes unahhängig vom Ort im Rundheet gleich ist, wenn hei der Schlammeinspeisung die Brücke in Bewegung gesetzt wird, was in an sieh bekannter Weise durch Handschaltung oder Zeitschaltuhr erfolgen kann*

Anstelle von Schlammtrockenbeeten kann erfindungsgemäß flie Schlammaufbereitung auch in entsprechend großen Sraehdieker-Anlagen aus Glasfasermaterial oder Blechen die mit Anßenruttler-Torrichtungen ausgerüstet sind, vorgenommen werden· Die Außenrüttler-Yorrichtung ' sollte dabei eine Eüttelfrequenz von etwa 25 Hz "bei ; 1500 U/min ha"ben· Femer ist es natürlich notwendig, ■ daß diese Sacheindicker-Anlagen eine Pilterschicht ί geeigneter Beschaffenheit aufweisen. Es wurde gefunden, daß mit derartigen Bach eindicker-Anlagen eine Entwässerung des Schlammes innerhalb von 24 Stunden

von einem Vassergehalt von 93 $> auf einen solchen von etwa 66 $> leicht möglich ist. Biese Herabsetzung des Wassergehalts ist insbesondere dann technisch außerordentlich "bedeutungsvoll, wenn der Schlamm anschließend für Schlammverbrennungsanlagen bestimmt ist. Durch diese Herabsetzung des Wassergehalts können .-erhebliche Kosteneinsparungen erzielt werden, so daß eine derartige Schlammaufbereitung sogar für mittlere oder kleine Kläranlagen wirtschaftliche interessant -werden -kann· -Es sei -ausdrücklich darauf hingewie sen, daß selbst bei der Ausführungsform der vorliegenden ;,Erfindung*hei der dem.Abwasser Sägemehl zugesetzt wird, ein derartiges Aufbereitungsverfahren mit Erfolg durchgeführt werden kann·

Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß das Problem der Entwässerung von in der Absetzanlage bei der mechanischen oder bei der Mologischen Reinigung anfallender Schlämme, heute noch nicht in zufriedenstellender Weise gelöst werden könnte. Die Schwierigkeiten bei einer solchen Schlammentwässerung werden dadurch vergrössert, daß in vielen Gegenden die Abwässer verschiedenartigen Ursprungs sein können, nämlich aus Haushalt und den verschiedenen Gewerben und Industriebetrieben stammen können, wobei auch

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das Auftreten γοη größeren Hie der schlagen eine Rolle spielt, so daß anfallende Schlämme täglich eine wechselnde Zusammensetzung aufweisen. Daserfindungsgemäße Verfahren ist in sämtlichen Ausführungsformen in der Lage, trotz der wechselnden Zusammensetzung der Abwasser eine gleichbleibend gute Entwässerung zu bewirken. Dabei kommt auch der Tatsache, daß das abfließende Dränwasser unbedenklich wieder den mechanischen Absetzbecken oder den Belüftungsstufen zugeleitet werden kann, eine große Bedeutung zu.

Zur Zeit sind Industrieproduktes, insbesondere solche auf der Grundlage organischer Kunststoffe im Handel erhältlich, die eine schnellere Schlammentwässerung bringen sollen. Es wurde jedoch gefunden, daß trotz der Anwendung derartiges Schlammentwässerungs-Hilf smittel eine ständig zufriedenstellende Wirksamkeit bei wechselnder Schlammziisarnmeasetzipig nicht erzielt werden kann. Außerdem ist gefunden worden_s daß nach Niederschlagen die Pällwirkung dieser Schlämmen t·= Wässerungs-Hilfsmittel aufgehoben wird ₉ Die genannten Flockungsmittel müssen durchweg vor Einbringung in den Schlamm mit Wasser in ein- bestimmtes Terdünnungsverhältnis gebracht werden, wozu ein aufwendiges Dosierungsgerät notwendig ist, das ständig kontrolliert und gewartet werden muß. Ein solches Dosierungsgerät kann darüber hinaus" bei Temperaturen uniier O⁰G wegenEinfrierungsgefahr nicht eingesetzt werden. Die Dosierung von den erfindungsgemäß verwendeten anorganischen Salzen, insbesondere wenn sie als Trocken-Dosierung erfolgt, ist demgegenüber wesentlich einfacher und zu jeder Zeit anwendbar. Schließlich stellen die erfindungsgemäßen Zusätze Grund chemikalien dar? die in beliebiger Menge und zu niedrigem Preis zur Yerfügung

stehen, während die "bisherigen ScOilainmentwässerungs-Hilfsmittel aufgrund ihrer komplizierten chemischen Struktur kostspieliger sind.

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Claims (6)

1. Pa t e η t a η s pr ti c he

   (j}. Verfahren zur Entwässerung von in Klnranlagen.-anfallenden Schlämmen in Schlammtröckenbeeten oder Näch-elndickern, dadurch gekennzeichnet_f daß ^nan anfallenden Schlämmen aus den mechanischen und biologischen Reinigungsstufen, mit und ohne Faulraumbehandlung, beim Einbringen.in die [Prockenbeete oder in die Nächeindicker, ein ahorganisches Eisensalz zusetzt, :
2. 2. ,^erfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   ;daß als anorganisches Eisensalzι Fe-TI-sulfat _r: ■Pe-II-Chlorid oder Fe-III-chlorid verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch t und 2, dadurch, gekennzeichnet, daß das anorganische lisensalz in einer in einer Menge von et?/a 0,5 - 5 kg, vorzugsweise etwa 1 - 4 kg, pro m Klärschlamm verwendet wird.
4. 4« Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe des anorganischen Eisensalzes in Trockenform
5. 5. Verfahren nach Anspruch t his 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abwasser zusätzlich gewöhnliches Sägemehl zugesetzt wird. ■_- y "
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß .das Sägemehl in.einer Menge von etwa 5 - 80 1, vorzugsweise".etwa 10 - 50 1, je m Klärschlanm verwendet wird. ^: .-,-■■"■■ "■--:-." ..-■ _;" "■"„■