DE2260616A1

DE2260616A1 - Verfahren zum verwerten von klaerschlamm aus abwasser-klaeranlagen in verbindung mit der beseitigung und aufarbeitung von haus-, gewerbe-, industrie-, landund forstwirtschaftsabfaellen

Info

Publication number: DE2260616A1
Application number: DE19722260616
Authority: DE
Inventors: Otto Bauer
Original assignee: 7320 GOEPPINGEN
Current assignee: 7320 GOEPPINGEN
Priority date: 1972-12-12
Filing date: 1972-12-12
Publication date: 1974-06-20

Description

Verfahren zum Verwerten von Klärschlamm aus Abwasser-Kläranlagen in Verbindung mit der Beseitigung und Aufarbeitung von Haus-, Gewerbe-. Industrie-, Lang und Forstwirtschaftsabfällen.
Die Ertindung erstreckt sich auf ein Verfahren zum Verwerten von Klärschlamm aus Abwasser-Kläranlagen in Verbindung mit der Beseitigung und Aufarbeitung von Haus-, Gewerbe-, Industrie-, Land- und Forstwirtschafts-Abfällen. Mit steigender Bevölkerungsdichte, vor allem in den Ballungaräumen der Industrie-Länder und den ebenfalls ständig zunehmenden Mengen von Industrie-Abfällen aller Art, ist der Kampf gegen die immer bedrohlicher werdende Umweltverschmutzung und -Verseuchung zu einem vordringlichen Problem fUr den Fortbestand menschlichen und vor allem menschenwürdigen Lebens auf der ganzen Erde geworden. Bisher werden die beiden vordringlichsten Aufgaben bei diesem Kampf gegen die Umweltverschmutzung durch Abwasser-Reinigung und die Beseitigung von Haus-, Gewerbe-, Industrie-, Land- und Fortwirtschafts-Abfällen auf getrennten Wegen zu lösen versucht. Aus dem Abwasser werden dabei mit Hilfe von Kläranlagen die festen Bestandteile als Schlamm ausgeschieden, der entweder nach entsprechender Ablagerung zwecks Entgasung als Dünger aufbereitet oder verbrannt wird, während die flüssigen Bestandteile des Abwassers nach mehr oder weniger vollständiger Filterung wieder in Gewässer eingeleitet werden. Der gesondert eingesammelte Müll aller Art wird dagegen bisher noch häufig einfach deponiert oder in besonderen rnUll-Verbrennungsanlagen unter Gewinnung von hauptsächlich für Heiz- a zwecke benutzter Wärme verbrannt, wobei jedoch - ebenso wie bei der bisher üblichen Schlamm-Verbrennung - viele schädliche Abgase in dle Atmosphäre gelangen0 Bei den bisher üblichen Verfahren der Abfallbeseitigung durch Verbrennen ist außerdem die Zufuhr von Fremdenergie unerläßlich.
Ausgehend von der Grundlage, daß im Klärschlamm der Wasseraufbereitungsanlagen der Städte und Gemeinden ca. 3ODD CalXkp Feststoffmasse enthalten sind, während Stadt-rnUll und Indutrie-u"ll nur einen H@@zwert von GGO 2250 Cal/kp bestzen, ist es Aufgabe der Erfindung, die Abwasser-Reinigung it der Beseitigung und Aufarbeitung von Haus-, Gewerbe-, Industrie-, Land- und Forstwirtschafts-Abtällen aller Art so sinnvoll miteinander zu verbinden, daß sowohl eine wesentliche Verbesserung der Qualität des in die Gewässer zurückgeleiteten Wassers als auch eine möglichst hohe Wisdergewinnungsquote aller im Schlamm und im Müll enthaltenen verwertbaren Bestandteile einschließlich deren Wärmeinhalts sowie eine völlige Reinhaltung der an die Atmosphäre gelangenden Abgase erzielt wird. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß grundsätzlich dadurch gelöst, daß der in einer Kläranlage nach bekannten Verfahren aus dem Abwasser abgeschiedene Schlamm mit kohlenstoffreichen Abfällen, insbesondere Altpapier, im Verhältnis von ca. 3 Feetstoff-Anteilen Schlamm auf einen Teil Altpapier in einer Mischanlage vermengt und zerkleinert wird, anschließend z. B. mit einer Zentrifuge entwässert und z. B. auf einem Filzband nachgetrocknet, dann z. B. it Holz-, Rinden- oder Knochen-Abtällen im Verhältnis von ca. 1 zu 1 vermischt und schließlich in einem Uerkokungaoten bis zur Entgasung bei einer Temperatur von ca. 600 bis 700° C etwa eine bis zwei Stunden lang verkokt wird.
Bei Anwendung dieses Verfahrens werden praktisch alle im Klärschlamm und in den jeweils zugemischten festen Abfällen enthaltenen Beetandteile zurückgewonnen und gleichzeitig noch ein mehr oder weniger hoher Energie-Oberschuß erzielt. Als Verbrennungsprodukte fallen dabei Am.oniakwasssr, Holzessig, Teere, Leuchtgase und Holzkohle an, welch letztere die Eigenschatten von Aktiv-Kohle besitzt. Die brennbaren Verkokungeprodukte dienen dabei teils zur Eigenenergie-Versorgung, der Rest bleibt zur Abgabe z. B an die Industrie verfügbar. Die den größten Einzelanteil bildende Aktiv-Kohle ist bereits in diesem Zustand für viele Verwendungezwecke geeignet.
Im weiteren Ausbau der Erfindung ist es Jedoch speziell zu. Gewinnen von zur bestmöglichen Reinigung des zur Wiedereinleitung in Gewässer beetim.ten aus einer Abwasser-Kläranlage anfallenden Wassers besonders vorteilhaft, daß der bei da. ersten Verkokunga-Prozeß gewonnene Aktiv-Kohle-Anteil abgekühlt, anschließend im Verhältnis von ca. 1000 ltr.
Kohle mit 25 his 30 ltr. Zink- oder Aluniniu-Chlorid vermengt und anschließend bej einer Temperatur von ca. 5000 C erneut in eine. Verkokungsofen gsbrannt und die dabei anfallende Kohle nach dem Ab-3 3 kühlen mit ca. 2 m reinem Wasser pro 1 m Kohle gewaschen wird.
In dieser zweiten Verfahrensstufe wird die Aktiv-Kohle vorzugsweise mit Zink-Chlorid oder Aluminium-Chlorid angereichert und erhält dadurch die Fähigkeit, alle sauren oder alkalischen Bestandteile aus dem Abwasser der Kläranlagen auszuscheiden, welches die mechanischbiologischen Klärbecken durchflossen hat. Dabei verbindet sich das Zink bzw. ein äquivalentes Metall und das Chlor teils einzeln, teils gemeinsam mit den im Wasser gelösten Stoffen, inabesondere mit Gasen und metallen.
Die vorzugsweise nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren gewonnene Filterkohle wird gemäß einer weiteren Lehre der Erfindung besonders vorteilhaft zur Endreinigung des in einer beliebigen Kläranlage vom Schlamm getrennten Wassers in folgender Weise verwendet: Dem aus der Kläranlage in die Gewässer einzuleitenden Wasser werden durch Vermischen mit den Abgasen der Aufbereitungsanlage und anschließendes Einleiten von Frischluft zur Sauerstoffanreicherung zunächst die wassergebundenen Faulgase ausgetrieben. Anschließend wird mittels eines Dosiergerätes die vorher beschriebene Filterkohle in das Abwasser so eingewirbelt, daß das Abwasser vollständig mit Filterkohle durchsetzt ist. Darauf wird die mit Schmutzlast gesättigte Filter kohle mittels eines endlos umlaufenden Filzbandes oder eines endlos umlaufenden Kunststoff-Filterbandes wieder aus dem Wasser entfernt. Danach kann das weitgehend gereinigte Wasser über den Vorfluter an die Gewässer abgegeben werden. Durch das Einleiten von Abgasen aus der Verkokung wird eine Konzentration der Sinkstoffe herbeigeführt, welche dann anschließend von der Filterkohle absorbiert werden.
Das Abwasser, welches diese Reinigungsstufen durchflossen hat, ist faulgasfrai, beziehungsweise geruchfrei und frei von Sinkstoffen, d. h. nicht mehr faulfähig.
Eine Regenerierung der Filterkohlen ist nicht notwendig, da durch laufenden Klarschlammantall und dessen Aufbereitung immer neue Filterkohlen zur Verfügung stehen. Daher kann die Kohle, uelche ausgefiltert wird, zur Aufbereitung von Autoschrott und dgl.
verwendet werden.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein bisher noch nicht erreichter Reinigungegrad beliebig großer Abwassermengen erreicht, Gelegentlich auftretende Uberbelastungen der biologischen Kläretufen werden bei diesem Verfahren weitgehend ausgeglichen.
Das Wasser der Kläranlagen, das bis heute aus den Vorflutern in die Gewässer entlassen wird, ist dagegen noch weitgehend fäulniefähig, da es mit nicht abgebauten Stoffen aus den Kläranlagen in die Gewässer entlassen wird, daher sind unsere Gewässer mit Nährstoffen übersättigt0 Weitere Vorteile des Verfahrens liegen in der finanziellen Entlastung der Kommunen, da der Erlös aus den Verkokunggsfraktionen und der gebranchten Filterkohle die Aufbereitungekosten für Frisch- und Abwasser entschieden senken; Folgekosten der Gewäserreinigung uerden ebenso wie Ablagerungen (Deponien) mit wasserlöslichen Nährealzen in den Aschen werden vermieden; dem Gesamtenergiehaushelt werden umwelttreundliche Energieträger zugeführt.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahren ergeben sich aus den zugehörigen Patentansprüchen und der nachstehenden Beschreibung eines Ausfßhrungsbeispielss AusfUhruntabeiepiels Drei Feststoffanteile Naßchlamm werden mit einem Teil Altpapier in einer umlaufenden Trommel vermengt; dabei wird durch den Wzsseranteil des Schlamms der Binder des Papiers aufgeweicht und das Papier zerkleinert. Das noch pumpfähige Gemisch wird aus der Trommel über eine Rohrleitung in eine Konus-Zentrituge gepumpt, in der die masse bei ca. 1400 U/min. bis auf ca. 60 % Feststoffanteil entwässert wird.
Das abgeschieden Wasser ist mit abbaufähigen Laststoffen angereichert und wird deshalb in die biologische Klärstate zurückgeleitet. Der Feststoffanteil aus dem Trennvorgang mit ca. 40 % Feuchtigkeit wird im Verhältnis 2:1 bis 1:1 mit Abtaliholz oder Holzprodukten wie z. B.
Holzpapier oder Torf gemischt. Dieses Gemisch wird in einen Trockenturm lose eingebracht und mittels von oben nach unten durchströmender uIermluft weiter entwässert0 Die mit Wasserdampf und ätherischen Ölen gesättigte Warmluft wird über einen Kondensator geleitet und kann anschließend zur Aufrechterhaltung der Verkokungsheizung verwendet werden; dadurch werden Geruchbelästigungen durch Faulgasbeimengungen vermieden. Dem Altpapier zum Teil anhaftende Kunststoffe und Metalle beeinträchtigen die Filterwirkung der Filterkohle nicht.
Großporige Holzarten (Fichte, Pappel usw.) ergeben geringere Verkokungeausbeute, haben jedoch eine bessere Filterwirkung. Der zur Verkokung dienende Kokillenofen besteht zweckmäßig aus einer liegenden Röhrenkokille, in welcher ein umlaufender Schaber angebracht ist, der das Verkokungsgut während des Verkokungsvorganges gut durchmischt, da das zu verkokende Medium zum Verbacken neigt, bei dem der sogenannte "Kotelletsffekt" eintritt, d. h. nur außen verkokt und im Kern Jedoch nicht verarbeitet. Beim Verkoken, das bei einer Temperatur um 800° C ca. 1 1/2 Stunden in Anspruch nimmt, fallen folgende Verkokungsbestandteile an: Aktiv-Kolen ca. 40 % Gas cao 35 % Teere ca. 20 % Ausgefilterte Anteile u. Stickstoff 5 % Die mineralischen Öle sind in den Gasen und Teeren enthalten. Die flüchtigen Bestandteile werden abgezogen und auf z. B. bei der Stadtgasg*-winnung übliche Weise von Staub und Teeren gereinigt. Die bei der Verkokung angefallene Aktivkohle wird abgekühlt und mit ca. 20 Liter Zink-oder Aluminiumchlorid auf 1000 Liter getränkt und nach herkömmlichen 3 Verfahren erneut verkokt. Die so gewonnene Filterkohle wird mit ca. 2 m Wasser pro Kubikmeter ausgewaschen um wasserlösliche Salze zu entfernen.
Das Waschwasser wird eingedickt und die Sole an die Chemieindustrie zur Weiterverarbeitung abgegeben. Die Filterkohle wird anschließend auf eine KorngröBe von ca. 2 mm gemahlen und mittels eines Dosiergerätes und eines herkömmlichen Zumiechgerätes dem Wasser beigegeben und anschließend mit Hilfe eines endlos umlaufenden Filz- oder Konststofffilters dem Wasser entnommen. Vor dem Zusatz der Filterkohle wird in das Wasser Abgas der Aufbereitungsanlage eingeleitet und anschließend mit Frischluft belüftet, um geruchbelästigende Faulgase zu entrernen und eine bessere Ausflockung zu erreichen. Für das nach diesen Verfahren behandelte Entlaßwasser einer mechanisch-biologischen Kläranlage wurden folgende Analysewerte im Vergleich mit den bisherigen Werten festgestellt: Behandelte Probe 3203 Vergleichs-Probe 3204 (unbehandelt)

-1 -1

Leitet. 1,23 ms. cm 1,10 ms. cm

pH-Wert 7,05 7,85

Co 0 39 mg/l 78 mg/l

BSB5 20,9 mg/l 109 mg/l

Kl n 04 - Verb. 35,4 mg/l 80,5 mg/l

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Verwerten von Klärschlamm aus Abwasser-Kläranlagen in Verbindung mit der Beseitigung und Aufarbeitung von Haus-, Gewerbe-, Industrie-, Land- und Forstwirtschafts-Abfällen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der in einer Kläranlage nach bekannten Verfahren aus dem Abwasser abgeschiedene Schlamm mit kohlenstoffreichen Abfällen, insbesondere Altpapier, im Verhältnis von ca. 3 Teilen Schlamm-Feststoff-Anteil auf einen Teil Altpapier in einer mischanlage vermengt und zerkleinert wird, anschließend z. B. mit einer Zentrifuge entwässert und z. B. auf einem Filzband nachgetrocknet, dann z. B. mit Holz-, Rinden- oder Knochen-Abtällen im Verhältnis von ca. 1:1 vermischt und schließlich in einem Verkokungsofen bis zur Entgasung bei einer Temperatur von ca. 600 bis 8000 C etwa eine bis zwei Stunden lang verkokt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß der bei der Verkokung gewonnene Aktivkohle-Anteil abgekühlt, anschließend im Verhältnis von ca. 1000 ltr. Kohle mit 25 bis 30 ltr. Zink- oder Aluminium-ehlorid vermengt und anschließend bei einer Temperatur von ca. 5000 C erneut in einem Verkokungsofen gebrannt und die dabei anfallende Kohle nach dem Abkühlen mit ca.

3 3 2 bis 3 m reinem Wasser auf 1 m Kohle gewaschen wird.
3. Verfahren insbesondere nach den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das aus der Kläranlage in die Gewässer einzuleitende Wasser durch Vermischen mit den Abgasen der Aufbereitungsanlage und Durchleiten von Frischluft von Faulgasen befreit, anschließend mit gemahlener Aktiv-Kohle innig vermengt und schließlich die Kohle mit den von ihr gebundenen Schmutz-Bestandteilen z. B. mittels eines endlos umlaufenden Fitzbandes aus dem Wasser entfernt wird.