-
Verfahren zur Verbesserung der Entwässerungseigenschaften
-
von Klärschlamm Bei der biologischen Reinigung von Kommunal- und Industrieabwässern
fallen große Mengen an Überschuß-Klärschlarnm an.
-
Bei der Beseitigung dieses Klärschlamms stellt sich das Problem der
Schlammentwässerung. Es hat bereits eine Reihe von Vorschlägen gegeben, die Filtrations-
und/oder Absatzeigenschaften von Klärschlamm durch Zugabe von Flockungsmitteln,
Kalk und/oder Eisensalzen zu verbessern. Der Nachteil solcher Zusätze ist, daß die
Zusätze teilweise recht teuer sind und zudem in gelöster Form wieder ins Abwasser
gelangen können. Insbesondere, wenn der Klärschlamm einer Verbrennung zugeführt
werden soll, ist eine möglichst weitgehende Entwässerung nötig, um den Energieaufwand
der Verbrennung möglichst gering zu halten.
-
Die vorliegende Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, die
Filtrations- und/oder Absatzeigenschaften von Klärschlämmen zu verbessern, ohne
den Klärschlamm durch Zusatzmittel zusätzlich zu belasten.
-
Es wurde nun gefunden, daß der Klärschlamm nach Beladung mit CO2 unter
erhöhtem Druck und plötzlicher Entspannung in eine Konstitution mit erheblich verbesserten
Filtrations-und/oder Absatzeigenschaften überführt werden kann.
-
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur
Klärschlammbehandlung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Klärschlamm unter
erhöhtem Druck mit CO2-haltigen Gasen in Kontakt gebracht wird und anschließend
plötzlich entspannt wird.
-
Als CO2-haltige Gase werden vorzugsweise Gase eingesetzt, die mindestens
80 % CO2 enthalten, wobei die Restgasanteile Stickstoff, Sauerstoff, sowie sonstige
Verunreinigungen, die z.B. durch das Ausgasen des Klärschlamms frei werden, sein
können. Besonders bevorzugt wird möglichst reines CO2 eingesetzt, da die Restgase
lediglich die Energiebilanz des Verfahrens negativ beeinflussen.
-
Die Druckdifferenz bei der Entspannung kann zwischen 1 und 100 bar
liegen. Bevorzugt werden Druckdifferenzen zwischen 2 und 14 bar entspannt. Zweckmäßig
erfolgt die Entspannung von einem Druck zwischen 3 und 15 bar auf Normaldruck. Die
Temperatur des Klärschlamms bei der Kontaktierung mit dem CO2 -haltigen Gas kann
zwischen 0 und 1000C liegen.
-
Bevorzugt werden Temperaturen zwischen 5 und 500C eingesetzt. Insbesondere
kann bei niedrigeren Klärschlammtemperaturen die Kontaktierung bei geringerem CO2-Druck
erfolgen. Die Kontaktzeiten müssen so gewählt werden, daß sich eine hinreichende
Menge an CO2 im Klärschlamm löst. Kontaktzeiten zwischen 15 bis 60 Minuten sind
im allgemeinen ausreichend.
-
Um den CO2-Bedarf des Verfahrens möglichst gering zu halten, ist es
vorteilhaft, nichtalkalischen Klärschlamm einzusetzen. Vorzugsweise soll der pH-Wert<
8, besonders bevorzugt c 6 sein.
-
Die Entspannung soll während einer möglichst kur#en Zeitspanne stattfinden.
Entspannungszeiten.unter 1 Sekunde führen im allgemeinen zu guten Ergebnissen. Vorzugsweise
wird die Entspannung während weniger als .0,1 Sekunden durchgeführt.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für die Behandlung
von KlärSchlamm, der bei der biologischen Reinigung von kommunalen oder Industrie-Abwässern
anfällt. Vorzugsweise soll der Klärschlamm einen Trockensubstanzgehalt von 1 - 5
Gew.-% enthalten. Gegegebenenfalls kann der bevorzugte Trockensubstanzgehalt durch
eine vorgeschaltete Schwerkrafteindickung eingestellt werden.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der nachfolgenden Figuren
näher erläutert: Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung der Verfahrensführung.
-
Figur 2 erläutert anhand einer diagrammatischen Darstellung den erfindungsgemäßen
Effekt.
-
Den Ziffern der Figur 1 kommt folgende Bedeutung zu:
1
Förderpumpe für Klärschlamm 2 Blasensäule als Druckbehälter 3 Entspannungsglocke
4 Absatzbecken 5 Gaskompressor 6 Entspannungsventil -10 T. 16 Rohrleitungen.
-
Der Klärschlamm wird mittels Klärschlaitimpumpe 1 über die Leitung
11 am Kopf der Blasensäule 2 zugeführt. Uber die Leitung 10 wird am Boden der Blasensäule
über eine hier nicht gezeichnete Dispergiervorrichtung (z.B. ein Siebboden) CO2-Druckgas
zugeführt. Der mit CO2 gesättigte Klärschlamm tritt über die Leitung 12 in der Nähe
des Bodens der Blasensäule 2 aus- und wird über das Entspannungsventil 6 und über
Leitung 16 in die Entspannungsglocke 3 eingespritzt. Während der Entspannung wird
das im über schuß gelöste CO2-Gas freigegeben. Vom Kopf der Entspannungsglocke flie-Bt-der
KLärschlamm in ein Absatzbecken 4, wo eine Trennung der Schlamm und Wasserphase
durch Schwerkrafteinwirkung erfolgt. Die Schlammphase wird über Leitung 14 einer
Filtration, die nicht gezeichnet ist, zugeführt. Das bei der Entspannung freigewordene
CO2-Gas wird über Leitung. 13 dem Kompressor 5 zugeführt und über Leitung 15 in
die. Blasensäule 2 rezirkuliert.
-
Obwohl in der. Verfahrensbeschreibung nach Figur 1 eine Entspannungsglocke
für die Entspannung als eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben-ist, kann die
Entspannung auch in jeder beliebigen anderen Form erfolgen.
-
Vorteilhaft ist es,- wenn nicht zu hohe mechanische Prallkräfte erzeugt
werden, die zur Zerschlagung der Bakterienflocke führen können und daher einen negativen
Einfluß auf die Filtrations- und Absetzeigenschaften des behandelten Schlamms haben
können. Die Entspannungsglocke wird deswegen vorteilhaft eingesetzt, weil zu hohe
Prallkräfte für den aus der Leitung 16 austretenden Klärschlammstrahlsvermieden
werden und darüber hinaus die sehr schnelle Verteilung des Klärschlamms auf eine
große Oberfläche eine wirksame Entgasung ohne nachteilige Schaumbildung ermöglicht.
-
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert:
Beispiel
1 In einem Autoklaven wurden 4 1 Klärschlamm mit 3,3 Gew.-% Trockensubstanz bei
200C und 5 bar 30 Minuten lang mit reinem C02 kontaktiert. Anschließend wurde der
Autoklav über ein Steigrohr schlagartig entleert und dabei entspannt und der Inhalt
in einem Gefäß aufgefangen. Nach 2 Stunden wurde die abgetrennte klare Wasserphase
entfernt.
-
Der Trockensubstanzgehalt in der Schlammphase stieg auf 6,4 %.
-
Beispiel 2 Es wurde wie in Beispiel 1 verfahren jedoch betrug der
CO2-Druck 14 bar. Nach Abtrennung der Wasserphase betrug der Trockensubstanzgehalt
in der Schlammphase 10,1 Gew.-%.
-
Beispiel 3 Es wurde wie in Beispiel 1 verfahren, jedoch erfolgte die
Kontaktierung des Klärschlamms mit CO2 bei einer Temperatur von 100C. Nach Abtrennung
der Wasserphase betrug der Trockensubstanzgehalt in der Schlammphase 10,8 Gew.-%.
-
Beispiel 4 Das Beispiel erläutert den erfindungsgemäßen Effekt. Auf
einen Laborfilter (Nutsche) wurde jeweils die gleiche Menge von 250 g Klärschlamm
mit einem Trockensubstanzgehalt von 4,8 Gew.-% gegeben und die abgetropfte Menge
an
Flüssigkeit über die Zeit gemessen. Das in Figur 2 dargestellte Diagramm zeigt die
in Abhängigke#it von der Zeit t abgetropfte Flüssigkeitsmenge V. Kurve 1 zeigt als
Vergleich die Abhängigkeit für unbehandelten Klärschlamm.
-
Kurve 2 zeigt als Vergleich die Abhängigkeit von Klärschlamm, der
bei 250C 30 Minuten lang bei einem Druck von 10 bar mit Stickstoff kontaktiert und
plötzlich entspannt war. Kurve 3 zeigt den erfindungsgemäß 30 Minuten lang bei 250C
und bei einem Druck von 10 bar mit CO2 behandelten und plötzlich entspannten Klärschlamm.