DE3200164A1

DE3200164A1 - Faellungsmittel und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE3200164A1
Application number: DE19823200164
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: FRIEDRICH ERICH METALL HUETTE
Current assignee: FRIEDRICH ERICH METALL HUETTE
Priority date: 1981-02-10
Filing date: 1982-01-07
Publication date: 1982-12-09
Also published as: DE3200164C2

Description

Fällunqsmittel und Verfahren zu dessen Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Fällungsmittel zur Ausfällung oder Flockung von vor allem gelösten Chemikalien, insbesondere von Phosphaten oder dergleichen aus Wasser, vor allem Abwasser, wobei das Fällungsmittel Eisenstücke mit Eisenoxid sind, die insbesondere aus bei der Eisenverhüttung homogen aufoxidiertem Eisenabfall bestehen, sowie Verfahren zu dessen Anwendung.
In der DE-OS. 3c ol 929 ist ein Fällungsmittel der eingangs genannten Art beschrieben. Dieses Fällungsmittel wird aus Eisenabfall gewonnen, der bei der Eisenverhüttung oder dem Walzwerkprozeß entsteht, beispielsweise durch Verspritzen oder ähnlichem. In diesen Eisenstücken ist Eisenoxid (Fe2O3> homogen Verteilt, weshalb es außerordentlich reaktionsfreudig ist. Damit steht es im Gegensatz zu Gußeisenspänen, die beim sogenannten Niers-Verfahren nach Dr. Jung zum Einsatz kommen. Diese Eisenspäne sind derart reaktionsträge, daß sie in einem speziellen Eisenungsbecken mit einer~ Intensivbelüftung zugegeben werden müssen, was jedoch hohen apparativen Aufwand und entsprechenden Energieverbrauch zur Folge hat. Aufgrund seiner Reaktionsfreudigkeit kann jedoch das Fällungsmittel nach der DE-OS 3c ol 929 einfach dem Abwasser in der Kläranlage zugegeben werden. Eine zusätzliche Luftzuführung kann-entfallen.
Gegenüber der Zugabe von Eisensalzen besteht der Vorteil, daß das Abwasser durch die aufoxidierten Eisenstücke nicht angesäuert wird, der pH-Wert sich also praktisch nicht ändert. Es kann deshalb soviel Eisen zugegeben werden, wie es für eine vollständige Phosphorelimination notwendig ist. Auch ist die Lagerung im Gegensatz zu der der Eise#nsalze völlig unproblematisch und nimmt wesentlich weniger Raum ein.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fällungsmittel mit noch verbesserten Eigenschaften und mit vielseitigeren Anwendungsmöglichkeiten im Kläranlagenbereich bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Eisenstücke, aus denen das Fällungsmittel besteht, das Filtrat aus Filteranlagen, insbesondere Elektrofilteranlagen,in Eisenhütten- und Stahlwerken sind.
Bisher wurde dieses Filtrat unmittelbar wieder in- den Hüttenprozeß zurückgeführt (Ullmann Enzyklopädie der technischen Chemie 1972, Bd.2, 5.245>. Aufgrund seines hohen ?e203-Gehalts und seiner kleinen Körnung mit entsprechend großer Oberfläche hat es sich jedoch zur Fällung von Phosphaten im Abwasser als besonders geeignet erwiesen, denn' es ist in sauren Abwässern reaktionsfreudig und löst sich deshalb im Abwasser praktisch vollständig auf. Die Phosphorelimination ist deshalb problemlos möglich, zumal keine schädliche pH-Wert Verschiebung stattfindet. Zusätzliche Mittel zur pH-Wert Korrektur sind somit nicht erforderlich.
Die Eisenstücke sollten zweckmäßigerweise eine Körnung bis maximal o,2 mm haben. Für die Anwendungsfälle, bei denen es im wesentlichen um die Ausfällung bzw. Flokkung von Chemikalien geht, sollte der Eisenoxidgehalt über 70 % betragen. Diese Eisenstücke fallen insbesondere im hinteren Bereich der Elektrofilter an.
Daneben ist für verschiedene Anwendungsfälle ein Calziumoxidgehalt günstig. Es sollte zumindest über lo % liegen. Auch höhere CaO-Gehalte von mehr als 30 % bis hin zu dem Eisenoxidgehalt entsprechenden Gehalten können vorteilhaft sein, da dann gleichzeitig mit der Beeisenung eine pH-Wert Korrektur bei sauren Abwässern erzielt wird. Derartige Eisenstücke fallen im vorderen Teil von Elektrofiltern an.
Das erfindungsgemäße Fällungsmittel läßt sich nicht nur zur Ausfällung von Phosphaten durch Zugabe vor der biologischen Stufe verwenden, sondern kann beispielsweise auch dem Belebtschlamm im biologischen Teil einer Kläranlage zugegeben werden. Aufgrund der Feinkörnigkeit des Fällungsmittels assimilieren die Körner mit den Belebtschlammflocken, wodurch diese beschwert und damit wesentlich besser absetzbar werden. Eine weitere Beschwerung wird dadurch erreicht, daß die~ Eisenstücke aufgrund agressiver Bestandteile im Abwasser langsam in Lösung gehen. Dabei ist es gerade auch hier von Vorteil, daß durch die Zugabe des Fällungsmittels praktisch keine schädliche pH-Wert Verschiebung stattfindet, denn der Belebtschlamm reågiert hierge#gen bekanntlich sehr empfindlich. Die Biologie dieser Klärstufe wird somit nicht gestört.
Schließlich hat es sich gezeigt, daß das erfindungsgemäße Fällungsmittel den sich beim Anfaulen des Abwassers bildenden Schwefelwasserstoff bindet und so einer entsprechenden Geruchsbildung entgegenwirkt. Somit wird verhindert, daß der in den Druckleitungen entstehende Schwefelwasserstoff Korrosion hervorruft, zumal auch die Eisenstücke selbst wegen ihres neutralen Verhaltens keine Korrosion fördern.
Am zweckmäßigsten wird das Fällungsmittel dem Rücklaufschlamm zugegeben, und zwar in den Pumpensumpf der für die Förderung des Rücklaufschlamms vorgesehenen Pumpen. Durch die Verwirbelung in den Pumpen kommen die Eisenstücke in intensiven Kontakt mit den Belebtschlammflocken, wodurch die oben beschriebene Wirkung erzielt wird.
Neben der wesentlichen Verbesserung der Absetzbarkeit der Belebtschlammflocken hat das erfindungsgemäße Fällungsmittel noch ~wie Wirkung, daß der aus der biologischen Stufe abgezogene Überschußschlamm besser entwässerbar wird. So wurde festgestellt, daß durch Zugabe von durchschnittlich o,23 kg des Filtrats aus dem Elektrofilter auf jeden Kubikmeter Uberschußschlamm ein Feststoffgehalt von 8,5 % Trockensubs~anz erreicht werden konnte, während vorher nur 4 % Trockensubstanz erzielbar waren. Dies beruht zum einen auf der rein physikalischen Beschwerung und zum anderen darauf, daß der bei der Faulung entstehende Schwefelwasserstoff durch das Fällungsmittel gebunden und damit das Auftreiben des faulenden Schlamms infolge Gasauftrieb wesentlich vermindert wird. Als Nebeneffekt tritt zusätzlich auch hier die schon erwähnte Geruchsbindung ein. Entsprechendes gilt für die Eindickung des aus der Vorstufe kommenden Frischschlamms. Auch hier läßt sich durch Zugabe des erfindungsgemäßen Fällungsmittels der Feststoffgehalt erheblich erhöhen und eine Geruchsbelästigung stark vermindern.
Dabei sollte der Frischschlamm von oben in den geschlossenen Eindicker zugeführt werden, da dann die beschwerende Wirkung des erfindungsgemäßen Fällungsmittels besser zum Tragen kommt.
In beiden Fällen kommt man mit geringeren Behältervolumina für den geschlossenen Eindicker bzw. Faulbehälter aus oder kann bei gegebenem Behältervolumen längere Aufenthaltszeiten verwirklichen. Eventuell nachgeschaltete Schlammentwässerungseinrichtungen werden besser ausgenutzt oder es entstehen geringere Transportkosten beim Abfahren des nassen Schlamms.
Die Zugabe des erfindungsgemäßen Fällungsmittels unterstützt desweiteren auch die Methangasbildung. Dies gilt insbesondere auch bei Zugabe des erfindungsgemäßen Fällungsmittels zum Faulschlamm im Faulbehälter, wobei diese Zugabe möglichst von oben erfolgen soll, da dort. die Schwefelwasserstoffbildung aufgrund des Gasanfall am größten ist. Der Schwefelwasserstoff geht dann mit dem Eisen in Bindung unter Abspaltung von Wasserstoff und Sauerstoff. Die Methanbakterien bauen dann mit Kohlendioxid und Wasserstoff zusätzlich Methangas auf, das aufgrund der Reduktion des C02 zudem einen höheren Heizwert hat. Die dabei auftretenden chemischen Vorgänge lassen sich formelmäßig wie folgt darstellen: Bei einem Versuch wurden Faulschlamm von 3000 m3 mit einem Sulfitgehalt von l,o mg/l im Faulbehälter 150 kg des erfindungsgemäßen Filtrats aus einem Elektrofilter zugegeben und der Faulbehälterinhalt #dann eine Stunde umgewälzt. Eine daran anschließende Messung ergab, daß kein Sulfitgehalt mehr feststellbar war.
Anstatt oder in Kombination mit der Einbringung in den Faulbehälter oder davor kann das erfindungsgemäße Fällungsmittel auch nach der statischen Eindickung, der erfolgten Ausfaulung oder einer thermischen Schlammbehandlung zugegeben werden. Hierdurch werden die Entwässerungseigenschaften in nachfolgenden maschinellen Schlammentwässerungseinrichtungen wie beispielsweise Kammerfilterpressen stark verbessert. Soweit dabei Eisenstücke mit relativ hohem CaO-Anteil verwendet werden, tritt zusätzlich noch eine Umwandlung des Brandkalkanteils in gelöschten Kalk auf, wodurch Wasser entzogen wird sowie die maschinelle Entwässerung entlastet bzw. ein höherer Entwässerungsgrad erreicht wird. Eisenstücke mit hohem CaO-Gehalt können auch noch nach -der maschinellen Entwässerung zugegeben werden, da durch die vorgenannte chemische Umsetzung auch dann noch Wasser entzogen werden kann.
Zur Verhinderung einer- Schwefelwasserstoffbildung und damit einer Geruchsbelästigung kann das Fällungsmittel auch schon in Abwasserdruckleitungen, die von den Abwasserverursachern zu den Kläranlagen führen, zugegeben werden. Dasselbe gilt auch für offene Abwassergerinne. Es besteht zudem die Möglichkeit, das erfindungsgemäße Fällungsmittel stark geruchsbelästigenden Gewässern, beispielsweise Bächen oder Flüssen, an Stellen mit entsprechenden Schlammräummöglichkeiten zuzugeben.
Aus den gleichen Gründen ist das erfindungsgemäße Fällungsmittel auch für die Fäkalienschlammbehandlung geeignet, beispielsweise in Sickergruben oder dergleichen. Es werden Geruchsbelästigungen insbesondere bei der Entleerung vermieden, der Feststoffgehalt erhöht, die aerob biologische Abbaubarkeit verbessert und eine Hygienisiexung erreicht.
Das erfindungsgemäße Fällungsmittel kann de#sweiteren dem Abwasser schon vor der biologischen Stufe, vorzugsweise in einem belüfteten Sandfang, zugegeben werden.
Schließlich hat sich das erfidnungsgemäße Fällungsmit- tel auch in einem mit Pflanzenschutzgift versetzten Abwasser bewährt, da durch dessen Zugabe das Pflanzenschutzgift soweit unschädlich gemacht werden konnte, daß ein Fischsterben im nachfolgenden Vorfluter verhindert werden konnte.

Claims

Fällungsmittel und Verfahren zu dessen Herstellung Ansprüche: 1. Fällungsmittel zur Ausfällung oder Flockung von vor allem gelösten Chemikalien, insbesondere Phosphaten oder dergleichen aus Wasser, vor allem aus Abwasser, wobei das Fällungsmittel Eisenstücke mit EIsenoxid (Fe203) sind, die aus insbesondere bei der Eisenyerhüttung homogen aufoxidiertem Eisenabfall bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenstücke das Filtrat aus Filteranlagen, insbesondere Elektrofilteranlagen,in Eisenhütten-'und Stahlwerken sind.
2. Fällungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenstücke einen Eisenoxidgehalt (Fe203) von über 70 % haben.
3. Fällungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenstücke eine Körnung bis maximal o,2 mm haben.
4. Fällungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenstücke einen Calciumoxidgehalt (CaO) von über lo % haben.
5. Fällungsmittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich- net, daß die Eisenstücke einen Caiciumöxidgehalt (CaO) von zumindest 30 % haben.
6. Fällungsmittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenstücke zu etwa gleichen Teilen Eisenoxid und Calciumoxid enthalten.
7. Verfahren zur Anwendung eines Fällungsmittels zur Ausfällung oder F#lockung von vor allem gelösten Chemikalien, wobei das Fällungsmittel Eisenstücke mit Eisenoxid (Fe203) sind, die aus insbesondere bei der Eisenverhüttung homogen aufoxidiertem Eisenabfall bestehen, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fällungsmittel dem Belebtschlamm im biologischen Teil einer Kläranlage zugegeben wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Fällungsmittel dem biologischen RücklauE-schlamm zugegeben wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Fällungsmittel in den Pumpensumpf der für die Förderung des Rücklaufschlamms vorgesehenen Pumpen zugegeben wird.
lo. Verfahren zur Anwendung eines Fällungsmittels zur Ausfällung oder Flockung von vor allem gelösten Chemikalien, wobei das Fällungsmittel Eisenstücke mit Eisenoxid (Fe203) sind, die aus insbesondere bei der Eisenverhüttung homogen aufoxidiertem Eisenabfall bestehen, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeschnet, daß das Fällungsmittel dem aus dem biologischen Teil einer Kläranlage abgezogenen Überschußschlamm und/ oder dem aus der Vorklärung einer Kläranlage kommenden Frischschlamm zugegeben wird.
11. Verfahren zur Anwendung eines Fällungsmittels zur Ausfällung oder Flockung von vor allem gelösten Chemikalien, wobei das Fällungsmittel Eisenstük--ke mit Eisenoxid (Fe203) sind, die aus insbesondere bei der Eisenverhüttung homogen aufoxidiertem Eisenabfall bestehen, insbesondere nach einem der Ansprüche l-bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fällungsmittel dem#Fau-1sch1amm im oder vor dem Faulbehälter einer Kläranlage zugegeben wird.
12. Verfahren zur Anwendung-eines Fällungsmittels zur Ausfällung oder Flockung von vor allem gelösten Chemikalien, wobei das Fällungsmittel Eisenstücke mit Eisenoxid (Fe203) sind, die aus insbesondere bei der Eisenverhüttung homogen aufoxidiertem Eisenabfall bestehen, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnetm daß das Fällungsmittel dem Überschußschlamm und/oder dem Frischschlamm nach der Eindickung, Ausfaulung und/oder einer thermischen Schlammbehandlung, jedoch vor einer maschinellen Schlammentwässerung, beispielsweise in einer Kammerfilterpresse, zugegeben wird.
13. Verfahren zur Anwendung eines Fällungsmittels zur Ausfällung oder Flockung von vor allem gelösten Chemikalien, wobei das Fällungsmittel Eisenstücke mit Eisenoxid (Fe203) sind, die aus insbesondere bei der Eisenverhüttung homogen aufoxidiertem Eisenabfall bestehen, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6-, dadurch gekennzeichnet, daß das Fällungsmittel nach der maschinellen Schlammentwässerung zugegeben wird.
14. Verfahren zur Anwendung eines Fällungsmittels zur Ausfällung oder Flockung von vor allem gelösten Chemikalien, wobei das Fällungsmittel Eisenstücke mit Eisenoxid (Fe203) sind, die aus ~insbesondere bei der Eisenverhüttung homogen aufoxidiertem Eisenabfall bestehen, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gelennzeichnet, daß das Fällungsmittel in Abwasserleitungen, Abwassergerinnen oder Gewässern mit Geruchsbelästigung aufgrund Schwefelwasserstoffbildung zugegeben wird.
15. Verfahren zur Anwendung eines Fällungsmittels zur Ausfällung oder Flockung von vor allem gelösten Chemikalien, wobei das Fällungsmittel Eisenstücke mit Eisenoxid (Fe203) sind, die aus insbesondere bei der Eisenverhüttung homogen aufoxidiertem Eisenabfall bestehen, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fällungsmittel bei der Fäkalschlammbehandlung, beispielsweise in Sickergruben, eingesetzt wird.
16. Verfahren zur Anwendung eines Fällungsmittels zur Ausfällung oder Flockung von vor allem gelösten Chemikalien, wobei das Fällungsmittel Eisenstücke mit Eisenoxid (Fe203) sind, die aus insbesondere ~bei der Eisenverhüttung homogen aufoxidiertem Eisenabfall bestehen, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fällungsmittel im belüfteten Sandfang einer Kläranlage zugegeben wird.
17. Verfahren zur Anwendung eines Fällungsmittel zur Ausfällung oder Flockung von vor allem gelösten Chemikalien, wobei das Fällungsmittel Eisenstücke mit Eisenoxid (Fe2O3) sind, die aus insbesondere bei der Eisenverhüttung homogen aufoxidiertem Eisenabfall bestehen, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fällungsmittel zur Bekämpfung von ins Abwas- ser gelangten Giftstoffen, insbesondere Pflanzenschutzgiften, eingesetzt wird.