DE2252043C3

DE2252043C3 - Verfahren zur Konditionierung und gegebenenfalls zur Entfeuchtung von Abwasserschlamm und ähnlich schwer entfeuchtbaren Schlämmen

Info

Publication number: DE2252043C3
Application number: DE19722252043
Authority: DE
Inventors: Otto Dr.-Ing. 6706 Hambach; Heß Klaus Dr.-Ing.; Stickel Richard Dipl.-Ing.; 6702 Bad Dürkheim; Daucher Hans Dr.-Ing. 6700 Ludwigshafen Nagel
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Filing date: 1972-10-24
Publication date: 1976-10-28

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konditionierung und gegebenenfalls zur Entfeuchtung von Abwasserschlamm und ähnlich schwer entfeuchtbaren Schlämmen durch Gefrieren und Auftauen an wärmeaustauschenden Flächen die durch ein Kältemittel gekühlt und anschließend wieder erwärmt werden und durch Abführen des Aufgetauten von den wärmeaustauschenden Flächen.

Bei einer derartigen Konditionierung erfahren die kolloidalen und gelartigen Bestandteile von Schlämmen (z. B. Schlämme aus biologischen Kläranlagen, Schlämme aus der Trinkwasseraufbereitung, Hydroxidschlämme, Titandioxidschlämme) durch Gefrieren und Auftauen eine Strukturänderung dahingehend, daß sich die Schlammfeststoffe von der restlichen Flüssigkeit durch mechanische Verfahren, wie Sedimentieren, Zentrifugieren, Filtrieren oder Filterpressen leicht trennen lassen.

Es ist bekannt, das Einfrieren und Auftauen mit Hilfe eines Kälicmaschinenprozesses durchzuführen, wobei der Schlamm beim Gefrieren Wärme an das Kältemittel abgibt und beim Auftauen Wärme aus dem Kältemittel aufnimmt. Bei diskontinuierlichen Verfahren, bei denen der Schlamm in Behälter abgefüllt und im konditionierten Zustand diesen wieder entnommen wird, arbeitel die Kältemaschine als Wärmepumpe zwischen Behältern, wobei in dem einen Behälter Schlamm einfriert, während gleichzeitig in dem anderen Behälter Schlamm aufgetaut wird. Da die dem Gefrorenen zuführbare Schmelzwärme kleiner ist als die während des diskontinuierlichen Gefrier- und Auftauprozesses anfallende Kondensationswärme der Kältemaschine ist den wärmeaustauschenden Flächen des Auftaubehälters ein üblicher Kondensator vor- oder nachgeschaltet. In diesem Kondensator wird sowohl Überhilzungs- als auch Kondensationswarme an die Umgebung abgeführt. Nach dem vollständigen Auftauen wird der konditionierte Schlamm aus dem Behälter abgelassen (Zeitschrift »Die Wasserwirtschaft«, Heft 8, Jahrgang 1966, S. 259 bis 262; britische Patentschrift 10 12 693; deutsche Offenlegungsschrift 20 54 521).

Bei einem bekannten kontinuierlichen Verfahren (deutsche Auslegeschrift 18 09 772) gefriert der Schlamm auf der zylindrischen Oberfläche einer um eine horizontale Achse rotierenden, teilweise in den Schlamm eintauchenden Walze und fällt nach dem Abschaben zum Auftauen auf den als Rutsche ausgebildeten Kondensator der Kältemaschine. Das Aufgetaute soll ständig von der Wärmeaustauscherrutsche fließen, welche hierzu über ihre gesamte Fläche Durchbrüche sehr geringer Weite aufweist. Zur Abfuhr der überschüssigen Kondensationswarme soll eine zusätzliche Kühlflüssigkeit entweder die Wärmeausiauscherrutsche berieseln oder dem Aufgetauten zur Kühlung des Kondensators zugeführt werden.

Die Betriebskosten einer Kältemaschine hängen bei konstanter Verdampfertemperatur und gleichbleibender Kälteleistung direkt von der Temperatur des kondensierenden Kältemittels ab. Daher wird bei allen bekannten Verfahren der gefrorene Schlamm als Wärmesenke für den Kondensator benutzt. Diese Maßnahme ist aber nur begrenzt wirksam, denn mit der Schichtdikke des aufgetauten Schlammes wächst der Wärmeleitungswiderstand zwischen der wärmeaustauschenden, in diesem Falle wärmeabgebenden Fläche des Kondensators und der auftauenden Oberfläche des Gefrorenen. Somit steigt die Kondensationstemperatur des Kältemittels bei den bekannten diskontinuierlichen Verfahren während des Auftauverganges stetig an. Bei den bekannten kontinuierlichen Verfahren gemäß der DT-AS 18 09 772 wird sowohl durch das Berieseln der Wärmeaustauscherrutsche, als auch durch das Zuführen von Kühlflüssigkeit zu dem Auftauenden auf eine Kondensation bei der Temperatur des Gefrorenen verzichtet, da sich in dem Gemisch von Gefrorenem und Aufgetautem die Schmelztemperatur des zu konditionierenden Mediums einstellt. Außerdem bildet sich auf dem als Wärmeauslauscherrutsche ausgebildeten Kondensator ein Fest-Flüssig-Gemisch, in dem das Gefrorene frei auf dem Aufgetauten schwimmt, insbesondere dann, wenn im Aufgetauten enthaltene absetzbare Stoffe die Durchbrüche sehr geringer Weite verstopfen.

Das Gefrieren und Auftauen nach den bekannten Verfahren ist deshalb wegen des erforderlichen hohen Leistungsbedarfs der Kältemaschine sowie der zum Auftauen notwendigen Größe der wärmeaustauschenden Flächen unwirtschaftlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Verbesserung der Wärmeübertragung zwischen Gefrorcnem und wärmeübertragenden Flächen für eine möglichst niedrige Kondensationstemperatur des Kältemittels zu sorgen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß während des Auftauens das Aufgetaute zwi-

öö sehen dem noch Gefrorenen und den wärmeaustauschenden Flächen herausgepreßt wird. Der erfindungs-,gemäß erzielte technische Fortschritt gegenüber dem Bekannten besteht darin, daß erst beim Abpressen des Aufgetauten der Wärmeübergang zwischen dem noch

Gefrorenen und den wärmeaustauschetiden Flächen so entscheidend verbessert werden kann, daß das Verfahren wirtschaftlich mit anderen Konditionierungsverfahren konkurrenzfähig ist, weil erst beim Abpressen auch

das Zwickeiwasser zwischen den Schlammpartikeln entfernt werden kann.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird nach vollständigem Auftauen des gefrorenen Schlammes zum Kondensieren des Kältemittels ein Kondensator üblicher Bauart zugeschaltet. Während also bei den bekannten Verfahren der Kondensator wahrend des gesamten Konditionierungsvorganges zur Abführung sowohl von Überhitzungs- als auch ° Kondensationswärme dient, wird erfindungsgemäß der Kondensator erst nach Beendigung des Auftau Vorganges zur Kondensation des Kältemittels eingesetzt.

Um das Aufgetaute zu entfernen, können gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung die wärmeaustauschenden Flächen so weit aufeinanderzu bewegt sein, daß der Abstand zwischen den Flächen bis tu deren vollständiger Berührung geändert werden kann. Vorteilhaft sind die wärmeaustauschenden Flächen als Filterflächen einer Filterpresse ausgebildet, so daß Konditionierung und Entfeuchtung ohne einen dazwischenliegenden Transport des Schlammes in einem Vorgang stattfinden können.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Konditionierung und gegebenenfalls zur Entfeuchtung von Abwasserschlamm und ähnlich schwer entfeuchtbaren Schlämmen durch Gefrieren und Auftauen an wärmeaustauschenden Flächen, die durch ein Kältemittel gekühlt und anschließend wieder erwärmt werden und durch Abführen des Aufgetauten von den wärmeaustauschenden Flächen, dadurch gekennzeichnet, daß während des Auftauens das Aufgetaute zwischen dem noclh Gefrorenen und den wärmeaustauschenden Flächen herausgepreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach vollständigem Auftauen des gefrorenen Schlammes zum Kondensieren des Kältemittete ein Kondensator üblicher Bauart zugeschaltet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeaustauschenden Flächen so weit aufeinanderzu bewegt werden, daß der Absland zwischen den Flächen bis zu deren vollständiger Berührung geändert werden kann,

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeaustauschenden Flächen als Filterflächen einer Filierpresse dienen.