DE3638289C2 - - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/0009—Settling tanks making use of electricity or magnetism
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- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/01—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation using flocculating agents
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- B01D—SEPARATION
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- B01D21/02—Settling tanks with single outlets for the separated liquid
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- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Beschleunigung der Sedimentation von Schlämmen bei der
statischen und dynamischen Eindickung gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 1 bzw. 4.
Es ist aus der DE-OS 32 00 146 und den VDI-Nachrichten Nr. 46
vom 15. November 1985, Seite 30, bereits ein gattungsgemäßes
Verfahren vorbekannt, bei welchem als Fällungsmittel zur Ausfällung
oder Flockung von vor allem gelösten Chemikalien aus
Abwasser Eisenstücke mit Eisenoxid (Fe₂O₃) verwendet werden.
Der Eisenoxidgehalt soll dabei über 70% betragen. Die Eisenstücke
sollen eine Körnung bis maximal 0,20 mm aufweisen.
Ein solches Fällungsmittel wird zur Beschleunigung der Sedimentation
von Schlamm bei der statischen und dynamischen Eindickung
zugegeben, wodurch eine Verbesserung der Absetzbarkeit der
Schlammflocken durch rein physikalische Beschwerung der Flocken
erzielt werden soll. Versuche haben jedoch gezeigt, daß ein
solches Fällungsmittel ungeeignet ist, da es sich nicht in
gewünschter Weise an den Flocken anlagert und ferner nicht
rückgewinnbar ist, sondern in der pasteusen Schlamm-Masse
verbleibt. Demgemäß besteht das bekannte Fällungsmittel auch
aus der Eisenverhüttung homogen aufoxidiertem Eisenabfall,
wobei die Eisenstücke das Filtrat aus Filteranlagen,
insbesondere Elektro-Filteranlagen, in Eisenhütten- und Stahlwerken
sind.
Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
der gattungsgemäßen Art und eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens zu schaffen, wobei die Anlagerung des
ferromagnetische Partikel enthaltenden Sedimentationsmittels
an den Flocken verbessert ist und wobei die eingesetzten, ferromagnetische
Partikel enthaltenden Sedimentationsmittel wieder
verwendbar sind.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 4. Versuche haben gezeigt, daß sich
die ferromagnetischen Partikel in Form von Reinsteisen (Fe-Reinst),
insbesondere Reinsteisen der Korngröße von max. 100 µm,
besonders gut an den Schlammflocken anlagern und zu einer besonders
schnellen Sedimentation, d. h. Ablagerung der pasteusen
Schlamm-Masse, führen. Darüber hinaus hat es sich gezeigt, daß
das erfindungsgemäß eingesetzte Reinsteisen durch Magnetkraft
wieder aus den abgelagerten Schlamm-Massen entfernt und für
eine Sedimentation weiterer Schlamm-Massen wieder verwendet
werden kann.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
Es ist zwar aus der DE-PS 31 46 847 bereits bekannt, zur
Reinigung von Flüssigkeiten Eisenpulver zu verwenden und dieses
mittels eines Elektromagneten zurückzugewinnen. Hierbei handelt
es sich jedoch um ein gattungsfremdes Verfahren zum Entfernen
von Erdöl oder Erdölfraktionen von Wasser-Oberflächen. Hierbei
wird nämlich das verwendete Eisenschleifpulver in eine Masse
geringer Dichte eingepreßt, und diese Masse wird in einen Netzbeutel
verpackt und an dem öltragenden Wasserspiegel entlanggezogen.
Nachdem die mit dem Eisenschleifpulver verpreßte Masse
mit Öl vollgesogen ist, wird das Eisenschleifpulver wieder durch
Elektromagneten zurückgewonnen. Nachteilig hierbei ist, daß die
Rückgewinnung mittels Magnetkraft nicht ohne weiteres möglich
ist.
Das Verfahren zur Beschleunigung des Absetzens in statischen
und dynamischen Eindickern und die Rückgewinnung der eingebrachten
metallischen Sedimentationsmittel zu ihrer Wiederverwendung
kann bei jeder Art von Schlämmen angewendet werden,
bei denen innerhalb der Verfahrenskette eine Fällung und/oder
eine Flokulation stattfindet, z. B. bei kommunalen
Schlämmen aus der Abwasserreinigung, bei Industrieschlämmen
aus Beizerein, Galvaniken und bei sonstigen Aufbereitungsprozessen
in der Industrie. Außerdem ist das Verfahren bei
organischen Schlämmen anwendbar, die aufgrund biologischer
und chemischer Voraussetzungen ohnehin flockenähnliche
Strukturen aufweisen, wie z. B. See- und Gewässerschlämme,
die wegen ihrer relativ hohen organischen Anteile keine
klassierbaren bzw. geometrisch determinierten Partikel
enthalten, sondern inhomogene Strukturen aufweisen.
Es wurde festgestellt, daß unter Zugabe von ferromagnetischen
Partikeln eine erhebliche Beschleunigung im Absetzverhalten
obengenannter Schlämme erzielbar ist. Dies beruht im
wesentlichen auf rein mechanischen, physikalischen Vorgängen.
Durch die großporige Struktur der Flocken können
sich die zugegebenen ferromagnetischen Partikel mit hohem
spezifischen Gewicht gut einlagern. Hierdurch wird das
Gesamtgewicht der Flocke um ein Vielfaches erhöht. Dies
hat zur Folge, daß sich die Sedimentationsgeschwindigkeit
proportional dazu erhöht. Damit sich möglichst viele
ferromagnetische Partikel in der Flocke ein- und anlagern
können, sollten diese Partikel möglichst klein sein und eine
inhomogene Korngrößenverteilung haben. Als Optimalwert
hat sich aus Versuchen ein Korngemisch mit einer Korngröße
von ≦ 100 µm herausgestellt. Bei geflockten, kolloidalen
Schlämmen sinkt dieser Wert auf ≦ 10 µm ab.
Der Grund für eine inhomogene Korngrößenverteilung der
fremd eingelagerten Partikel ergibt sich aus der Notwendigkeit,
eine Korrelation zwischen den in der Schlammflocke
unterschiedlich herrschenden inneren Bindungskräften und
den durch Art und Größe bestimmten äußeren Kräften der
Partikel herzustellen. Somit wird ebenfalls gewährleistet,
daß Partikel verschiedenster Größe für die nach Form und
Größe variierbaren Hohl- und Zwischenräume der Flocken zur
Verfügung stehen. Ein weiterer Grund für die Wahl kleinkörniger
Partikel ergibt sich aus der Tatsache, daß die
äußeren Kräfte (Gewichts- und Widerstandskräfte) kleiner gleich
den inneren Kräften (physikalische Bindungskräfte) sein
müssen: F A ≦ F i , damit sich der Beschleunigungseffekt um
ein Vielfaches verstärkt.
Der wirtschaftliche Effekt des beschleunigten Absetzens
von Schlämmen wird wesentlich erhöht, wenn eine Wiederverwertbarkeit
des zusätzlichen Konditionierungsmittels
in Form der ferromagnetischen Partikel gewährleistet ist,
da ansonsten die Vorteile durch erhöhte Kosten für Konditionierungsmittel
zum Teil wieder aufgehoben würden. Um dies
zu erreichen, wird bei dem hier beschriebenen Verfahren mit
ferromagnetischen Partikeln gearbeitet. Derartige Partikel
können auch Späne sein. Die ferromagnetischen Partikel
haben zum einen ein hohes spezifisches Gewicht, das je
nach Element zwischen 8- und dem 18fachen des spezifischen
Gewichtes von Wasser beträgt und das sich sehr gut im Hinblick
auf eine Verbesserung der Absetzbarkeit auswirkt. Zum
anderen lassen sich diese ferromagnetischen Partikel in
einer nachgeschalteten Verfahrensstufe problemlos durch
einen Magnetabscheider rückgewinnen und erneut in den Verfahrensprozeß
einleiten. Im Hinblick auf den Schwermetallcharakter
und dessen ungewünschtem Gebrauch hat sich
Reinsteisen (Fe-Reinst) als geeignetes Mittel zur Realisierung
des hier beschriebenen Verfahrens gezeigt. Die
Neigung des Reinsteisens zur Oxidation war sehr gering.
So konnten selbst bei längerer Verweildauer des Eisens im
Schlamm von bis zu 10 Tagen weit über 90% des eingesetzten
Eisens wiedergewonnen werden. Als optimales Mischungsverhältnis
wurde je nach untersuchter Schlammart ein Gehalt
von 0,5 bis 1,0 Volumen-% Fe ermittelt.
Untersucht wurden kommunale Schlämme aus der Abwasserreinigung
und Gewässer- und Industrieschlämme. Nachfolgend werden die
Ergebnisse je eines Schlammes aus der jeweiligen Kategorie
genannt, wobei die Verbesserung der Absetzgeschwindigkeit
V S durch Zugabe von Eisenspänen einer Korngröße von ≦ 10 µm
angegeben wird:
- 1. Abwasserreinigung - Eisenchlorsulfatschlamm: V S ≅ 5fach
- 2. Gewässerschlamm ohne Flockungsmittel: V S ≅ 10fach
- 2.1 Gewässerschlamm mit Flockungsmittel: V S ≅ 12,5- bis 13fach
- 3. Industrieschlamm aus Beizerei: V S ≅ 4- bis 5fach.
Weiterhin wurde festgestellt, daß sich die Absetzgeschwindigkeit
des Schlammes nochmals erhöht, wenn am Boden des Absetzbehälters
ein magnetisches Feld existiert. Dieses Magnetfeld
ist eine Funktion der Zeit:
f mag = f mag (t)
und somit des zurückgelegten Weges S (t) der mit Eisenpartikeln
angereicherten Schlammflocken. Es ist hierzu eine
richtige Einstellung und Steuerung der magnetischen Feldstärke
notwendig, da andernfalls ein zu frühes Trennen der
Eisenpartikel von den Schlammflocken erfolgt.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnung
näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 die Vorrichtung zur Durchführung des Sedimentationsverfahrens
in der ersten Ausführungsform und
Fig. 2 die Vorrichtung zur Durchführung der Sedimentation
in der zweiten Ausführungsform.
In Fig. 1 ist ein Rührreaktor 1 oberhalb eines Absetzbeckens
2 dargestellt, welches über eine Rohrleitung 9
mit einem Magnetabscheider 3 verbunden ist. Dieser ist
wiederum zur Schließung des Kreislaufes über eine Rückführeinrichtung
4 für das rückgewonnene ferromagnetische
Material mit dem Rührreaktor 1 verbunden. Im Rührreaktor 1
ist eine Rührvorrichtung 5 mit Antriebsmotor 6 vorhanden.
Dem Rührreaktor 1 wird Konditionierungsmittel zugeführt.
Nach guter Durchmischung des im Rührreaktor 1 befindlichen
Schlammes mit den ferromagnetischen Partikeln wird der
Schlamm in das Absetzbecken 2 überführt, in welchem sich
das Schlammsediment am Boden 10 absetzt und von welchem
oben durch eine Rohrleitung 11 Klarwasser abgeführt wird.
Der abgesetzte und entwässerte pastöse Schlamm wird durch
die Rohrleitung 9 dem Magnetabscheider 3 zugeführt, von
welchem das ferromagnetische Material über die Rückführeinrichtung
4 wieder dem Rührreaktor 1 für einen neuen
Verfahrensprozeß zugeführt wird. Die verbliebene pastöse
Schlammasse wird einer Einrichtung 7 zur Nacheindickung
zugeführt und von dort zum Recycling oder einer Deponie 12
zugeführt. Mittels dieser Vorrichtung können generell
Schlämme, z. B. aus der Abwasserreinigung, mit sehr niedrigen
Anfangstrockensubstanzanteilen TS A ≦ 1% verarbeitet werden.
Hierbei wurde nach dem beschleunigten Absetzen eine Konzentrationserhöhung
auf 5% TS erreicht. Die Konsistenz des
Schlammes ist hier bereits derart fließfähig, daß bereits
nach dem Absetzen eine Rückgewinnung bzw. Rückführung des
ferromagnetischen Materials vorgenommen werden kann, sofern
dies keine Nachteile für die Nacheindickung ergibt.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der Vorrichtung
unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform
nur dadurch, daß die Einrichtung zur Nacheindickung
7′, z. B. eine Filterpresse oder eine Zentrifuge,
sowie eine Mühle zur Zerkleinerung des Schlammes dem Magnetabscheider
3 vorgeschaltet sind. Bei Verwendung dieser
Vorrichtung ist der TS A-Anteil bereits so hoch (z. B. 5 bis
6%), daß nach dem Absetzen eine pastöse Masse vorliegt
(z. B. Eisenoxid, Blei und Gewässerschlämme), aus dem das
ferromagnetische Material nur zu etwa 75-80% zurückgewonnen
werden kann. Demgemäß bietet sich bei dieser Vorrichtung
eine sowieso notwendige Nacheindickung an, mit
anschließender Zerkleinerung des entwässerten Schlammes
durch die Mühle 8. Das dann vorliegende Gemisch aus Schlamm
und ferromagnetischem Staub kann mühelos mit Hilfe des
Magnetabscheiders 3 getrennt werden.
KM=Konditionierungsmittel.
FM=ferromagnetisches Material.
KM=Konditionierungsmittel.
FM=ferromagnetisches Material.
Claims (6)
1. Verfahren zur Beschleunigung der Sedimentation von
Schlämmen bei der statischen und dynamischen Eindickung,
wobei dem Schlamm als Sedimentationsmittel ferromagnetische
Partikel zugegeben werden und der Schlamm und die ferromagnetischen
Partikel einer intensiven Vermischung unterzogen
und anschließend sedimentiert werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß als ferromagnetische Partikel Reinsteisen (Fe-Reinst) zugegeben wird und
daß die ferromagnetischen Partikel nach Abschluß der beschleunigten Sedimentation aus der abgesetzten und entwässerten pastösen Masse durch Magnetkraft entfernt und dem zu sedimentierenden Schlamm erneut zugegeben werden.
daß als ferromagnetische Partikel Reinsteisen (Fe-Reinst) zugegeben wird und
daß die ferromagnetischen Partikel nach Abschluß der beschleunigten Sedimentation aus der abgesetzten und entwässerten pastösen Masse durch Magnetkraft entfernt und dem zu sedimentierenden Schlamm erneut zugegeben werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die ferromagnetischen Partikel einer Korngröße von ≦ 100 µm
haben.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Anteil an ferromagnetischen Partikeln im Schlamm
zwischen 0,5 und 1,0 Vol.-% Fe beträgt.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einem mit
einem Rührwerk (5, 6) versehenen Rührreaktor (1) ein
Absetzbecken (2) und diesem ein Magnetabscheider (3)
nachgeschaltet sind und daß der Magnetabscheider (3) über
eine Rückführeinrichtung (4) wieder mit dem Rührreaktor (1)
verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
dem Magnetabscheider (3) eine Einrichtung zur Nacheindickung
nachgeschaltet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Magnetabscheider (3) eine Einrichtung zur Nacheindickung
(7′) und eine Mühle (8) vorgeschaltet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863638289 DE3638289A1 (de) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | Verfahren und vorrichtung zur beschleunigung der sedimentation von schlamm |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863638289 DE3638289A1 (de) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | Verfahren und vorrichtung zur beschleunigung der sedimentation von schlamm |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3638289A1 DE3638289A1 (de) | 1988-05-19 |
DE3638289C2 true DE3638289C2 (de) | 1989-02-16 |
Family
ID=6313579
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863638289 Granted DE3638289A1 (de) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | Verfahren und vorrichtung zur beschleunigung der sedimentation von schlamm |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Families Citing this family (3)
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RU2681617C1 (ru) * | 2017-11-29 | 2019-03-11 | Вячеслав Константинович Селиверстов | Способ обработки шлам-лигнина |
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Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3200164A1 (de) * | 1981-02-10 | 1982-12-09 | Erich Friedrich Metalle-Hüttenprodukte (GmbH & Co) KG, 2000 Hamburg | Faellungsmittel und verfahren zu dessen herstellung |
DE3146847C2 (de) * | 1981-11-26 | 1986-04-03 | Blechschmidt, Wolfgang, Dipl.-Ing., 2000 Hamburg | Vorrichtung zum Entfernen von Erdöl oder Erdölfraktionen von Wasseroberflächen |
-
1986
- 1986-11-07 DE DE19863638289 patent/DE3638289A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3638289A1 (de) | 1988-05-19 |
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