DE3540746A1

DE3540746A1 - Process for dewatering sludge in a centrifuge

Info

Publication number: DE3540746A1
Application number: DE19853540746
Authority: DE
Inventors: Reinhold Dr Schilp
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1985-11-16
Filing date: 1985-11-16
Publication date: 1987-05-21

Abstract

Hitherto, burnt lime has been added to the sludge in various quantities and, after reaction to exhaustion of the burnt lime in the sludge, the dewatering has been undertaken in a centrifuge and/or in a filter press at a pH greater than 10. This type of sludge dewatering requires on the one hand a high expenditure on flocculants or burnt lime and does not enable a sufficient elevation of the dry matter content in the dewatering in order to enable the dewatered sludge to then be landfilled. In order to be able to store the sludge dewatered in this manner, a special further secondary treatment or drying of the sludge is therefore still required which is associated with increased costs. However, according to the invention these disadvantages are avoided by carrying out the sludge dewatering in the centrifuge directly after the addition of burnt lime in the basic pH range, more precisely before the sludge has reached pH 10. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entwässerung von Schlamm in einer Zentrifuge, insbesondere von Klärschlamm, wobei dem Schlamm vor der Entwässerung in der Zentrifuge Branntkalk und gegebenenfalls Flockungsmittel zugegeben werden.The invention relates to a method for Dewatering sludge in a centrifuge, in particular of sewage sludge, the sludge before dewatering in the centrifuge quicklime and if necessary Flocculants can be added.

Aus der DE-AS 28 00 915 ist ein Verfahren bekannt, bei dem der in einem Klärbecken abgelagerte Schlamm mit Branntkalk vermengt wird. Im Anschluß daran wird der im Klärschlamm ausreagierte Branntkalk in Mischung mit dem Klärschlamm in einer Filterpresse vom größten Teil des Wassers befreit. Auch ist aus dieser Druckschrift ein Verfahren bekannt, wonach dem Klärschlamm vor der Entwässerung in Zentrifugen und/oder Siebbandpressen Flockungsmittel zugesetzt werden, um dadurch den Anteil der Trockensubstanz im Schlamm von ca. 3 auf 18 bis 35% anzuheben. Diese bekannten Verfahren zur Entwässerung von Schlamm, insbesondere von Klärschlamm, haben jedoch den Nachteil, daß sie große Mengen an Branntkalk und/oder Flockungsmittel erfordern, um mit den bisher bekannten Zentrifugen und/oder Siebbandpressen die Trockensubstanz auf 18 bis 35% anzuheben. Diese bekannten Verfahren zur Entwässerung von Schlamm, insbesondere von Klärschlamm, sind daher aufgrund des hohen Kostenaufwandes und des geringen Entwässerungseffektes in vielen Fällen unwirtschaftlich und genügen nicht den heutigen Anforderungen hinsichtlich der Lagerfähigkeit. From DE-AS 28 00 915 a method is known in which the sludge with quicklime deposited in a clarifier is mixed. Subsequently, it is in the sewage sludge fully reacted quicklime mixed with the sewage sludge in frees most of the water from a filter press. A method is also known from this publication, after which the sewage sludge before dewatering in centrifuges and / or flocculant presses are added, to thereby determine the proportion of dry matter in the sludge from 3 to 18 to 35%. This known method for dewatering sludge, especially sewage sludge, have the disadvantage, however, that they contain large amounts of Quicklime and / or flocculants require to work with the previously known centrifuges and / or belt presses Raise dry matter to 18 to 35%. These well-known Process for dewatering sludge, in particular from Sewage sludge, are therefore due to the high cost and the low drainage effect in many cases uneconomical and not sufficient for today's Storage requirements.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das die Entwässerung des Schlammes in einer Zentrifuge mit geringem Kostenaufwand und so hohem Eindickungsgrad ermöglicht, daß er nach der Entwässerung ohne weitere Nachbehandlung deponiert werden kann.The invention is therefore based on the object Process to create the drainage of the sludge in a centrifuge with low cost and so high Degree of thickening allows it to drain after can be deposited without further treatment.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Entwässerung des Schlammes in der Zentrifuge unmittelbar nach der Branntkalkzugabe im basischen pH-Wertbereich erfolgt, und zwar bevor der Schlamm den pH-Wert 10 erreicht hat.This object is achieved in that the drainage of the Sludge in the centrifuge immediately after the Quick lime is added in the basic pH range, and before the sludge has reached pH 10.

Überraschenderweise hat es sich in der Praxis gezeigt, daß die Trockensubstanz des in einer Zentrifuge entwässerten Klärschlammes mit im Vergleich zu den bisher bekannten Verfahren erheblich geringeren Mengen an Flockungsmitteln oder Branntkalk auf Werte von 35% und darüber angehoben werden kann, wenn die Entwässerung des Schlammes in der Zentrifuge innerhalb eines Zeitraumes vorgenommen wird, bevor der pH-Wert des Schlammes auf Werte über 10 ansteigt. Dies ist, wie weiterhin die praktischen Versuche gezeigt haben, offenbar darauf zurückzuführen, daß bei pH-Werten des Schlammes über 10 die Flockungsmittel, die jeweils zur Entwässerung erforderlich sind, in ihrer Wirkung stark beeinträchtigt werden. Als besonders vorteilhaft hat es sich bei den praktischen Versuchen gezeigt, daß die Reaktion nach der Branntkalkzugabe zum Schlamm im pH-Bereich zwischen 7 und 9 langsam verläuft und anschließend sprunghaft auf pH-Werte über 10 ansteigt. Diese Zeit, in der der Schlamm einen pH-Wert zwischen 7 und max. 10 erreicht hat, wird gemäß der Erfindung sehr vorteilhaft zur Entwässerung des Schlammes in der Zentrifuge genutzt, um mit verhältnismäßig geringen Mengen an Branntkalk und Flockungsmitteln den Schlamm in der Zentrifuge auf eine Trockensubstanz von 35% und darüber zu entwässern, so daß er ohne weitere Nachbehandlung deponiert werden kann. Surprisingly, it has been shown in practice that the dry matter of the dewatered in a centrifuge Sewage sludge with compared to the previously known Process significantly lower amounts of flocculant or quicklime to values of 35% and above can be when the sludge is drained in the Centrifuge is made within a period of time before the pH of the sludge rises above 10. This is how the practical trials continue to be shown have apparently due to the fact that at pH values of the sludge over 10 the flocculants, each for Drainage is required to have a strong effect be affected. It has been particularly advantageous practical tests have shown that the Reaction after adding quicklime to the sludge in the pH range between 7 and 9 is slow and then suddenly increases to pH values above 10. This time in which the sludge has a pH between 7 and Max. 10 has been achieved according to the invention advantageous for dewatering the sludge in the Centrifuge used to handle relatively small amounts of quicklime and flocculants the sludge in the Centrifuge to a dry matter of 35% and above drain so that it is deposited without further treatment can be.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Entwässerung des Schlammes bei einem pH-Wert von 8,2. Bei diesem pH-Wert des Schlammes ist, wie die Praxis gezeigt hat, das Flockungsmittel voll wirksam und kann daher vollständig zur Entwässerung des Schlammes beziehungsweise zur Klärung des Zentrates genutzt werden. Hierdurch kann bei optimaler Nutzung des Flockungsmittels der Flockungsmittelverbrauch sehr vorteilhaft erheblich reduziert und besonders gering gehalten werden.In an advantageous development of the invention, the Drainage of the sludge at a pH of 8.2. At this pH of the sludge is as practice shows has the flocculant fully effective and can therefore completely to drain the sludge respectively can be used to clarify the center. This can with optimal use of the flocculant Flocculant consumption very advantageous considerably reduced and kept particularly low.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Entwässerung des Schlammes in Abhängigkeit der Branntkalkzugabemenge (CaO) zur Schlammtrocknungssubstanzmenge (TS) nach einer vorbestimmten Einwirkzeit des Branntkalkes auf den Schlamm je nach dem Mischungsverhältnis von CaO:TS.According to a further advantageous embodiment of the Invention dewatering of the sludge takes place in Dependence of the amount of quicklime added (CaO) on Amount of sludge drying substance (TS) after a predetermined exposure time of the quicklime to the sludge depending on the mixing ratio of CaO: TS.

Einzelheiten und Vorteile der mengenmäßigen Zugabe von Branntkalk in Abhängigkeit der Trockensubstanz eines Klärschlammes ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten graphischen Schaubildes.Details and advantages of the quantitative addition of Quicklime depending on the dry matter of a Sewage sludge result from the following Explanation of a schematic in the drawing shown graphical diagram.

In dieser graphischen Darstellung ist auf der Abszissenachse die Zeit nach dem Zumischen des Branntkalkes zum Schlamm in Minuten aufgetragen, während auf der Ordinate die dazugehörigen pH-Werte aufgetragen sind. Wie aus der im Schaubild eingetragenen pH-Wert-Linie A mit dem pH-Wert 8,2 und den steil nach oben verlaufenden Kurven B, C und D zu ersehen ist, steigt gemäß der Kurve B bei einem Mischungsverhältnis des Branntkalkes (CaO) zur Trockensubstanz (TS) des Schlammes von 1 : 1 nach einer Einwirkzeit des Branntkalkes von etwa 7 Minuten der pH-Wert von 8,2 sprunghaft auf einen pH-Wert von 12,3. Wird nun das Mischungsverhältnis von CaO:TS auf 1 : 2 geändert, so erfolgt, wie die Kurve C zeigt, der sprunghafte Anstieg des pH-Wertes von 8,2 auf 12,3 nach etwa 23 Minuten nach der Branntkalkzugabe zum Schlamm. Wird nun das Mischungsverhältnis von CaO:TS auf 1 : 3 erhöht, so erfolgt, wie die Kurve D zeigt, ein etwas langsamerer Anstieg des pH-Wertes von 8,2 auf 12,3. Bei noch weiterer Vergrößerung des Mischungsverhältnisses von CaO:TS zum Beispiel auf 1 : 4 verläuft der Anstieg, wie die Kurve E zeigt, nach 60 Minuten Einwirkzeit des Branntkalkes auf den Schlamm verhältnismäßig langsam.In this graphic representation, the time after the addition of the quicklime to the sludge is plotted in minutes on the axis of abscissa, while the associated pH values are plotted on the ordinate. As can be seen from the pH line A in the diagram with the pH 8.2 and the steeply rising curves B , C and D , curve B increases with a mixing ratio of quicklime (CaO) Dry matter (TS) of the sludge of 1: 1 after an exposure time of the quicklime of about 7 minutes, the pH of 8.2 jumped to a pH of 12.3. If the mixing ratio is now changed from CaO: TS to 1: 2, as shown in curve C , the pH increases suddenly from 8.2 to 12.3 after about 23 minutes after the quicklime addition to the sludge. If the mixing ratio of CaO: TS is increased to 1: 3, the curve D shows a somewhat slower increase in the pH from 8.2 to 12.3. If the mixing ratio of CaO: TS is further increased, for example to 1: 4, the increase, as curve E shows, is relatively slow after 60 minutes of quicklime exposure to the sludge.

Wie sich aus diesem graphisch dargestellten Schaubild ergibt, kann das Verfahren gemäß der Erfindung durch ein entsprechendes Mischungsverhältnis von CaO:TS an den jeweils zu entwässernden Schlamm optimal angepaßt werden. Wesentlich hierbei ist jedoch, daß die Entwässerung des jeweiligen Schlammes gemäß der Erfindung in einer Zeit nach dem Zumischen des Branntkalkes vorgenommen wird, in der der pH-Wert des Schlammes im basischen Bereich unter 10, vorzugsweise bei 8,2 liegt. Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens der Erfindung wird es daher besonders zweckmäßig sein, mit der Entwässerung des Schlammes in der Zentrifuge zu beginnen, sobald der Schlamm den pH-Wert 7 überschritten hat, so daß ausreichend Zeit für die Klärung und/oder Entwässerung des Schlammes in der Zentrifuge bleibt, bis daß der sprunghafte Anstieg des pH-Wertes einsetzt.As can be seen from this graph results, the method according to the invention by a corresponding mixing ratio of CaO: TS to the each sludge to be dewatered can be optimally adapted. It is essential, however, that the drainage of the respective sludge according to the invention at a time after the mixing of the quicklime is made in which the pH of the sludge in the basic range below 10, is preferably 8.2. In the practical Implementation of the method of the invention therefore becomes be particularly useful with the drainage of the Sludge to start in the centrifuge once the sludge has exceeded pH 7, so that there is sufficient time for the clarification and / or dewatering of the sludge in the Centrifuge remains until the abrupt rise in pH value.

Der besondere Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß dieses Verfahren im Vergleich zu den bisher bekannten Verfahren mit geringen Mengen an Branntkalk und Flockungsmitteln nicht nur eine Entwässerung von Klärschlamm, sondern auch die Entwässerung von anderen Schlämmen, wie zum Beispiel Industrieschlamm, mit hohen organischen Feststoffanteilen in einer Zentrifuge bis zu einem Trockensubstanzgehalt von über 35% in sehr einfacher und besonders wirtschaftlicher Weise ermöglicht. Da gemäß dem Verfahren der Erfindung die Entwässerung des Schlammes in der Zentrifuge bei einem pH-Wert zwischen etwa 7 und 10 erfolgt, bei dem der dem Schlamm zugesetzte Branntkalk noch nicht vollständig ausreagiert hat, wirkt der Branntkalk auch nach der Entwässerung im entwässerten Schlamm noch wasserbindend weiter, bis daß er vollständig ausreagiert hat, wodurch der Trockensubstanzgehalt im Schlamm noch um etwa 4 bis 6% erhöht wird. Durch Zumischen von Trockenstoffen kann der gemäß dem Verfahren der Erfindung entwässerte Schlamm auf einen Trockensubstanzgehalt von über 50% angehoben werden. Auch wird bei der Entwässerung des Schlammes, im erfindungsgemäßen pH-Wertbereich, ein Zentrat gewonnen, das in dem für die weitere Verwertung oder Nachbehandlung erwünschten, günstigen neutralen Bereich liegt. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens der Erfindung besteht darin, daß dieses Verfahren jederzeit bei allen bereits bestehenden Entwässerungs- und Kläranlagen mit verhältnismäßig geringem Material- und Kostenaufwand auch noch nachträglich angewandt werden kann, die den derzeitigen gesetzlichen Bestimmungen nicht mehr entsprechen.The particular advantage of the method according to the invention is that this method compared to the previously known methods with small amounts of Quicklime and flocculants are not just drainage of sewage sludge, but also the drainage of others Sludges, such as industrial sludge, with high organic solids in a centrifuge up to a dry matter content of over 35% in very simple and made possible in a particularly economical manner. Because according to the method of the invention the dewatering of the sludge in the centrifuge at a pH between about 7 and 10 takes place in which the quicklime added to the sludge still the quicklime has an effect even after dewatering in the dewatered sludge continue to bind water until it fully reacts has what the dry matter content in the sludge around about 4 to 6% is increased. By adding Drying agents can be according to the method of the invention dewatered sludge to a dry matter content of be raised over 50%. Also used in drainage of the sludge, in the pH range according to the invention Won that in the center for further recovery or post-treatment desired, cheap neutral Area. Another advantage of the process of Invention is that this method at any time all existing drainage and sewage treatment plants with relatively little material and cost can also be applied retrospectively, the current legal provisions no longer correspond.

Claims

1. Process for dewatering sludge in a centrifuge, in particular sewage sludge, wherein quicklime and optionally flocculant are added to the sludge before dewatering in the centrifuge, characterized in that the dewatering of the sludge in the centrifuge immediately after adding quicklime in basic pH Range occurs before the sludge has reached pH 10.

2. The method according to claim 1, characterized in that dewatering the sludge at a pH of about 8.2 takes place.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the drainage of the sludge in Dependence of the amount of quicklime added (CaO) on Sludge dry matter amount (TS) after a predetermined The exposure time of the quicklime to the sludge depends on the Mixing ratio of CaO: TS takes place.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that with increasing amount of quicklime added to the amount of dry sludge the time of drainage of the sludge is reduced.