DE2030234A1

DE2030234A1 - Waste water sludge or slick flocculation - with potassium metaphosphate colloidal solutions

Info

Publication number: DE2030234A1
Application number: DE19702030234
Authority: DE
Inventors: Lothar von 6200 Wiesbaden Hilscher Eduard Dr 6000 Frankfurt Reppert
Original assignee: Chemische Werke Albert, 6202 Wies baden Biebrich
Priority date: 1970-06-19
Filing date: 1970-06-19
Publication date: 1971-12-23

Abstract

Waste water (sewage) sludge or pref. sea-slick is flocculated by treatment with 0.1-25 (pref. 1-10) wt.% of highly viscous, colloidal 0.1-10 (0.5-1)% solns. of insoluble K metaphosphate which are prepd by dissolving in Na- or NH4 salt solns, followed by dehydration, pref. in sack, hose or silo-type suspended containers of perforated synthetic fabrics, or in conventional dehydration devices such as wire-cloth or other presses, centrifuges or suction cell filters. Pref. in preparation of highly viscous K metaphosphate solns. 5-7 moles Na2O per 4 mole units KPO3 are used in the cold, while same wt. or less of Na-, NH4- or organic N base salts are used per 1 pt. wt K metaphosphate at higher temps., such as 90-100 degrees C. Treated sludges can be processed to fertilisers.

Description

Verfahren zur Entwässerung von Abwasserschlamm " Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entwässerung von Abwasserschlamm, der mit hochviskosen , kolloidalen Kaliummetaphosphatlösungen ausgeflockt wird.Methods for Dewatering Sewage Sludge "The invention relates to a method of dewatering sewage sludge made with highly viscous, colloidal Potassium metaphosphate solutions are flocculated.

Es ist bekannt, organische Sedimentiermittel zur Ausflockung von in Abwässern enthaltenen Fest stoffen einzusetzen. Bei diesen Sedimentiertteln handelt es sich hauptsächlich um Mischpolymerisate des Acrylsäureamide mit Acrylsäure oder anderen Säuregruppen tragenden Monomeren, wie Methacrylsäure, Vinylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure bzw. deren Salse, ebenso auch um partiell verseiftes Polyacrylsäureamid oder Acrylsäureamid-Mischpolymerisat.It is known to use organic sedimentation agents to flocculate in To use solids contained in waste water. This is a sedimentation area it is mainly copolymers of acrylic acid amide with acrylic acid or other monomers bearing acid groups, such as methacrylic acid, vinyl sulfonic acid, Styrene sulfonic acid or its salts, as well as partially saponified polyacrylamide or acrylic acid amide copolymer.

Die wichtigsten der Polymeren sind also Polyacrylate, Polymethacrylate, Polyacrylamide, Polyäthylenoxyde, Polyimine und verschiedene Mischpolymerisate.The most important of the polymers are therefore polyacrylates, polymethacrylates, Polyacrylamides, polyethylene oxides, polyimines and various copolymers.

In Abwässern haben die genannten Stoffe eine agglomerierende und ausflockende Wirkung, beschleunigen also das Absetzen und beseitigen weitgehend euch die in den schwebstoffhaltigen Abwässern enthaltenen Trübungen, wodurch eine Klärung bsw. Entfärbung der verschmutzten Abwässer eintritt.In wastewater, the substances mentioned agglomerate and flocculate Effect, so accelerate the weaning and largely eliminate the in the suspended solids-containing wastewater contained turbidity, whereby a clarification bsw. Discoloration the polluted sewage enters.

Bekannt sind auoh anorganische Flockungsmittel, wie beispielsweise Eisen (III)-hydroxyd, Eisen (11)-sulfat + Kalkhydrat, Eisen (III)-chlorid + Kalk sowie Alumintumsulfat + Kalk oder Natriumaluminat + aktivierte Kieselsäure. Durch den Zusatz der anorganischen Flockungsmittel zu dem Abwassersohlamm wird jedoch die Schlamin menge beträchtlich erhöht.Inorganic flocculants such as, for example, are also known Iron (III) hydroxide, iron (11) sulfate + hydrated lime, iron (III) chloride + lime as well as aluminum sulfate + lime or sodium aluminate + activated silica. By the addition of the inorganic Flocculant to the sewer sludge however, the amount of sludge is increased considerably.

Es ist auch ein Verfahren bekannt, bei dem das Schlammwasser durch eine sich ständig drehende Siebtrommel hindurohtritt, während sich die zurückbleibenden Feststoffe zu einer Art Wickel formen, der dann ausgetragen und in einer Trockenpresse nachentwässert wird.There is also a known method in which the sludge water through a constantly rotating sieve drum steps in while the remaining ones move Form solids into a kind of coil, which is then discharged and placed in a drying press is re-drained.

Der mit den genannten Verfahren und Vorrichtungen erzielbare Endwassergehalt des Schlammes liegt bei etwa 65 bis 75 0.The final water content that can be achieved with the methods and devices mentioned of the sludge is around 65 to 75 0.

Es wurde nun gefunden, dass Abwasserschlamm sehr gut ausflockt, wenn er mit 0,1 bis 25 Gewichts-%, vorzugsweise 1 bis 10 Gewichts-%, von hochviskosen, kolloidalen9 1/Io bis 10-%igen, vorzugsweise 1/2- bis 1-%igen Lösungen von unlöslichem Kaliummetaphosphat in Natrium-oder Ammoniumsalzlösungen versetzt wird. Zur Herstellung der hochviskosen, kolloidalen Lösungen wird das unlösliche Kaliummetaphoshat in Natrium- oder Ammoniumsalzlösungen gelöst, wobei in Wasser lösliche hochviskose kaliumnatrium bzw. Kaliumammoniusalze entstehen. die Herstellung kann sowohl in der Kälte wie bei erhöhten Temperaturen, vorzugsweise bei 90 bis 100°C, erfolgen . Im allgemeinen kommen in der Kälte auf 4 Moleinheiten KPO3 5 bis 7 Mole Na2O. In der Wärme reicht hierzu auf 1 Gewichtsteil kaliummetaphosphat berits 1 Gewichtsteil oder weniger von Salzen des Natriums oder Ammoniums auo uni klare Lösungen hoher Viskosität zu erhalten. Der Begriff Ammoniumsalze schließt stetq Salze organischer Stickstoffbasen oinO Bei Zugabe dieser viskosen, kalren Kaliummetaphosphatlösungen sowohl zu Frischschlamm wie zu ausgefaultem Klärschlamm werden die Feststoffteilchen ausgeflockt, wodurch das in dem Schlamm rithaltene Wasser mit Hilfe der bekannten Entwässerungsvorrichtungen leicht abgetrennt werden kann. Es ist ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber bekannten Verfahren, daß die Schlammenge durch die Kaliummetaphosphatlösungen nicht vergrößert wird.It has now been found that sewage sludge flocculates very well when it with 0.1 to 25% by weight, preferably 1 to 10% by weight, of highly viscous, colloidal 9 1 / Io to 10%, preferably 1/2 to 1%, solutions of insoluble Potassium metaphosphate is added to sodium or ammonium salt solutions. For the production of the highly viscous, colloidal solutions, the insoluble potassium metaphosate will be in Sodium or ammonium salt solutions dissolved, being highly viscous soluble in water Potassium sodium or potassium ammonium salts are formed. the production can be done in the cold as at elevated temperatures, preferably at 90 to 100 ° C, take place . In general, in the cold there are 5 to 7 moles of Na2O for every 4 mole units of KPO3. When heated, 1 part by weight of potassium metaphosphate is sufficient for 1 part by weight or less of salts of sodium or ammonium as well as higher clear solutions To maintain viscosity. The term ammonium salts always includes organic salts Nitrogen bases oinO when adding these viscous, cold potassium metaphosphate solutions The solid particles become both fresh sludge and digested sewage sludge flocculated, whereby the water contained in the mud with the help of the known Drainage devices can be easily disconnected. It's a special one Advantage of the method according to the invention over known methods that the The amount of sludge is not increased by the potassium metaphosphate solutions.

Vorteilhaft-wird der mit dem Kaliummetaphosphat versetzte Schlamm in sack-, schlauch- oder siloartigen, in Traggestellen aufgehängten Behältern aus perforierten Synthetikgeweben oder in sonstigen bekannten Entwässerungsvorrichtungen, wie Siebband- oder sonstige Pressen, Zentrifugen, Saugzellenfilter etc. entwässert.The sludge mixed with potassium metaphosphate is advantageous in sack-like, hose-like or silo-like, in support frames hung up Containers made of perforated synthetic fabrics or in other known drainage devices, such as belt or other presses, centrifuges, suction cell filters, etc. dewatered.

Der gesamte Verfahrensablauf, beginnend mit der Zugabe des Flockungsmittels gefolgt von der eigentlichen Flockung bis zur Entwässerung, bei der in besonders günstigen Fällen ein F,ndwassergehalt des Schlammes von etwa 30 % erreichbar ist, kann also in relativ einfacher Weise vor sich gehen. Außerdem hat die Anwendung von Kaliummetaphosphat den groben Vorteil, da damit weitere, den Pflanzenwuchs begünstigende Nährstoffe in den zur Weiterverarbeitung und Anwendung als Bodenverbesserungs-oder Dungemittel kommenden Schlammkuchen gelangen. Darüber hinaus sind derartige Flockungemittel im Vergleich zu den organischen Sedimentationsmitteln in der Anwendung wirtschaftlicher.The entire process, starting with the addition of the flocculant followed by the actual flocculation up to drainage, in which in particular In favorable cases, a water content of about 30% can be achieved in the sludge, can thus be done in a relatively simple manner. Also, the application has of potassium metaphosphate has the major advantage, as it further promotes plant growth Nutrients in the for further processing and application as soil improvement or Get the sludge cake coming from the fertilizer. In addition, such flocculants are more economical to use compared to organic sedimentation agents.

Für den gewünschten Effekt benötigt man nur relativ geringe mengen Raliummetaphosphat, die mengenmässig gegenüber einer Anwendung der anderen erwähnten Flockungsmittel, wie Eisensalzen und Kalk usw., die zudem die Schlammenge wesentlich erhöhen, überhaupt nicht ins Gewicht fallen.Only relatively small amounts are required for the desired effect Ralium metaphosphate, which in terms of quantity compared to an application of the other mentioned Flocculants, such as iron salts and lime, etc., which also significantly reduce the amount of sludge increase, do not matter at all.

Den in den Entwässerungsvorrichtungen zurückbleibenden Sahlammkuchen kann man in einfacher Weise zu granulierten Bodenverbesserungs- oder Düngemitteln weiterverarbeiten. Zu diesem Zweck werden vorzugsweise Mahlaufschlußpasten oder Thomasphosphat bzw. Thomasphosphatkali verwandt, die auch noch mit anderen Nährstoffsalzen verarbeitet werden können. Gegebenenfalls werden sie unter Zugabe von anorganischen oder organischen Bindemitteln, die die Erhärtung der hergestellten Granalien begünstigen, verarbeitet. Bei Anwendung von 1ahlaufschlußpasten ist eine Mitverwendung von Bindemitteln nicht erforderlich. Im vorliegenden Fall werden die Lahlaufßchlußpaston durch Vermahlen einer aus unemanlenem Rohphosphat und Säure bestehenden Suspension hergestellt; Durch den beim Vermahlen auf das Salz ausgeübten Druck lvird dieses bei gleichzeitiger Einwirtung der Saure oberflächlich so aktiviert, daß die unter Zugabe von Schlammkuchen hergestellten Granalien erhärten.The lamb cake left in the drainage devices can be easily converted into granulated soil improvers or fertilizers further processing. For this purpose, grinding digestion pastes or Thomas phosphate or Thomas phosphate potassium related, which also contain other nutrient salts can be processed. If necessary, they are with the addition of inorganic or organic binders that promote the hardening of the granules produced, processed. When using digestion pastes, binders must also be used not mandatory. In the present case, the leaching pastons are made by grinding a suspension consisting of unmanual rock phosphate and acid; The pressure exerted on the salt when it is ground causes the latter to increase at the same time Injection of the acid superficially activated so that the under addition harden granules made from mud cake.

Bei Verwendung von Thomasphoshat-Produkten, die neben Kalisalzen und geeigneten, beständigen Stickstoffsalzen dern Schlammkuchen zugesetzt werden können, erweist es sich oft als zweckmässig; noch zusätzliche Bindemittel zu verwenden. Bevorzugt werden dann organische Bindemittel, wie Melasseschlempe oder tierische Leime in relativ geringer Konzentration Verwendung finden, um harte Granulate aus dem verarbeiteten Schlammkuchen zu erzeugen.When using Thomasphoshat products, which in addition to potash salts and suitable, stable nitrogen salts can be added to the sludge cake, it often proves to be expedient; to use additional binders. Organic binders such as molasses or animal binders are then preferred Glues in relatively low concentrations are used to make hard granulates to produce the processed sludge cake.

Bei Mitvewendung weiterer nährstoffe entsteht aus den verfahrensgemäß entwässerten Schlamm ein organische Substanz enthaltendes iüngomittelgranulat. Werden die genannten anorganischen iährstoffe dagegen nicht zugesetzt, kann es zweckmässig sein, den Schlammkuchen entweder unter I.4itverwendung von beispielsweise gemahlenen Tonmineralien zu verarbeiten, durch die ebenfalls nach erfolgter Ablagerung und hbtrocknung ein hartes Granulat erhalten wird, oder aber man mischt zur weiteren lIerabsetzung der noch in dem Schlammkucken enthaltenen Feuchtigkeit Trockenstoffe und gleichzeitig anorganische Bindemittel zu, granuliert die Produkte und lässt sie ablagern bzw. abtrocknen. Es entstehen dann ebenfalls harte Granalien .If other nutrients are used, the process results from the dewatered sludge containing an organic substance granulate. Will if the mentioned inorganic nutrients are not added, it can be expedient be, the sludge cake either under I.4it use of, for example, ground To process clay minerals, also after deposition and hbtrocknung a hard granulate is obtained, or one mixes for further Reduction of the moisture still contained in the sludge dry matter and at the same time adding inorganic binders, granulating the products and leaving them deposit or dry them off. Hard granules are then also formed.

Die Verwendung von hochviskosen, kolloidalen Lösungen aus iinlöslichem Kaliummetaphosphat mit schwach dissoziierten Natriumsalzlösungen war bisher für die Abwassertechnik noch nicht bekannt, Sie stellt sowohl hierfür wie auch für die Herstellung von granulierten Bodenverbesserungs- oder Düngemitteln aus erfindungsgemäß Geflockten und mechanisch entwässertem Wbwasserschlamin eine wesentliche Bereicherung dar.The use of highly viscous, colloidal solutions of insoluble Potassium metaphosphate with weakly dissociated sodium salt solutions was previously for the sewage technology not yet known, it provides both for this and for the Production of granulated soil improvers or fertilizers according to the invention Flocculated and mechanically drained water sludge is an essential asset represent.

Anstelle von Abwasserklkrschla- kann auch See- oder Meeresschlick in der vorstehend beschriebenen Weise ausgeflockt und weiterverarbeitet werden.Instead of sewage silt, sea or sea silt can also be used be flocculated and processed in the manner described above.

Beispiel: in 10 Liter einer 1/2 %igen Kochsalzlösung trägt man 2,5 Gewichts-% hochviskoses, unlösliches Kaliummetaphosphat ein, rührt gut um und gibt weitere 15 Liter Wasser hinzu. Die so erhaltenen 25 Liter einer 1 zeigen hochviskosen Kaliummetaphosphatlösung gibt man unter langsamem Rühren zu 1 cbm eines 95 % Wasser enthaltenden ausgefaulten Klärschlammes hinzu. Dabei werden die Feststoffteilchen ausgeflockt.Example: in 10 liters of a 1/2% saline solution you carry 2.5 % By weight of highly viscous, insoluble potassium metaphosphate, stirs well and gives add another 15 liters of water. The 25 liters of a 1 obtained in this way are highly viscous Potassium metaphosphate solution is added to 1 cbm of 95% water with slow stirring containing digested sewage sludge. The solid particles are thereby flocculated.

Die so koagulierte Schlammflüssigkeit wird in einen aus Polyester-hochest-Gewebe bestehenden, etwa 18e om im Durchmesser betragenden und etna 3,40 m hohen sackartigen Behalter gepumpt, der in einem Gestell aufgehängt ist. Dabei trennt sich das Wasser von den Feststoffteilchen und läuft durch das Gewebe relativ schnell ab.The so coagulated sludge liquid is converted into a polyester-hochest-fabric existing, about 18e om in diameter and about 3.40 m high sac-like Pumped container that is suspended in a rack. The water separates in the process from the solid particles and runs off relatively quickly through the tissue.

Uach längstens 3 Tagen hat der im Behälter befindliche, geflockte Schlamm sein Volumen um nahezu 8o ; vermindert.The flaked one in the container has a maximum of 3 days Mud increased its volume by nearly 8o; reduced.

Ein ursprünglich mit einem Ausgangsvolumen von 6 cbm eingefüllter Schlamm zeigt nach dieser Zeit ein Endvolumen von 1,2 cbm.An originally filled with an initial volume of 6 cbm After this time, the sludge shows a final volume of 1.2 cbm.

Somit sind 4,8 obm Filtrat aus dem perforierten Behälterabgelaufen 61 Gewichtsteile des zurückbleibenden, noch 74,5 »! Wasser enthaltenden Schlammkuchens werden dann mit 17,2 Gewichtsteilen einer Paste, die durch ahlaufschluß einer aus ungemahlenem Marokkophosphat mit 75/74 % P2O5 und Schwefelsäure von 56° Be bestehenden Suspension hergestellt wurde und die 17,5 % citratlösliches P205 enthält,sowie mit 14,3 Gewichtsteilen Ammonsulfat mit 21 %N und 7,5 Gewichtsteilen Chlorkali nit bo % R20 innig vermischt und granuliert.Thus 4.8 obm of filtrate has drained from the perforated container 61 parts by weight of the remaining, still 74.5 »! Mud cake containing water are then mixed with 17.2 parts by weight of a paste, which is made by digestion Unmilled morocophosphate with 75/74% P2O5 and sulfuric acid of 56 ° Be existing Suspension was prepared and containing 17.5% citrate soluble P205, as well as with 14.3 parts by weight of ammonium sulfate with 21% N and 7.5 parts by weight of potassium chloride nit bo % R20 intimately mixed and granulated.

Man erhält auf diese Weise ein durch die zugegebene Mahlaufschlußpaste von selbst erhärtendes Granulat der Zusammensetzung NPK 3/3/4,5 mit 27,3 / organischer Substanz und 36,2 % Wasser.In this way, the added grinding paste is obtained self-hardening granules with the composition NPK 3/3 / 4.5 with 27.3 / organic Substance and 36.2% water.

Claims

1) A method for dewatering sewage sludge, characterized in that that the sewage sludge with 0.1 to 25% by weight, preferably 1 to 10% by weight, " highly viscous, colloidal, 1/10 to 10%, preferably 1/2 to 1% solutions insoluble potassium methaphosphate is added, which by dissolving in ilodium or ammonium salt solutions are prepared.

2) Method according to claim 1, characterized in that the production of the highly viscous potassium metaphosphate solutions in the cold to 4 I.ol units of KPO3 5 to 7 moles of tIa2O and in the heat, preferably at temperatures of 90 to 100 ° C, equal parts by weight or less of salts to 1 part by weight of potassium metaphosphate of sodium, ammonium or organic nitrogen bases can be used.

3) Method according to claim 1 or 2, characterized in that for the dewatering of the sewage sludge braided according to the invention known dewatering devices, such as belt sieve or other presses, centrifuges or suction cell filters are preferred but sack-like, hose-like or silo-like containers suspended in support frames perforated synthetic fabric, inserted earth.

4) Method according to claim 1 to 3, characterized in that the sludge cakes with inorganic or organic residues left behind during dewatering Iiutrients, preferably abor with made from unground rock phosphate and acids, of self-hardening milling digestion pastes or Thomas flour or Thomas phosphate potash, mixed and optionally with the addition of inorganic or organic binders is granulated.

5) Process according to Claims 1 to 4, characterized in that instead of sewage silt, sea or sea silt is used.