DE3824289A1

DE3824289A1 - METHOD AND DEVICE FOR CONDITIONING HEAVY DRAINAGE SLUDGE

Info

Publication number: DE3824289A1
Application number: DE3824289A
Authority: DE
Inventors: Alfons Dipl Ing Koehling; Evangelos Dr Gidarakos; Rolf-Erhard Dr Schmitt; Bernhard Dr Fischer
Original assignee: Battelle Institut eV
Current assignee: Butec Umwelttechnik 65760 Eschborn De GmbH
Priority date: 1988-05-27
Filing date: 1988-07-16
Publication date: 1989-11-30
Also published as: DE3824289C2; WO1989011455A1

Abstract

In a process and device for conditioning sludges which are difficult to de-water, in particular sludges with a high organic charge, the de-watering conditions can be improved without the use of any kind of chemical conditioning additives solely by conditioning the sludge in an electric constant-voltage field in a chemical cell in which at least one of the electrodes has an enlarged surface.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Konditionierung schwer entwässerbarer Schlämme mit dem Ziel, das Entwässerungsverhalten im positiven Sinne zu beeinflussen.The invention relates to a method and a device for conditioning sludge that is difficult to dewater with the goal, the drainage behavior in a positive sense to influence.

Schlämme aus Abwasserbehandlungsanlagen fallen mit einem hohen Wassergehalt an, der u.a. von angewandten Verfahren und der Art und Größe der Feststoffteilchen abhängig ist. Klärschlamm aus kommunalen Kläranlagen ist dünn flüssig und hat normalerweise einen Feststoffgehalt von 1 bis 5%. In dieser Konsistenz ist eine Beseiti gung unwirtschaftlich und in den meisten Fällen auch nicht vorschriftsgemäß. Der Schlamm wird daher zu einem festen Abfallprodukt weiterentwässert.Sludges from wastewater treatment plants fall with you high water content, which among other things of applied procedures and the type and size of the solid particles is. Sewage sludge from municipal wastewater treatment plants is thin liquid and usually has a solids content from 1 to 5%. In this consistency is a beseiti Uneconomical and in most cases too not in accordance with regulations. The mud therefore becomes one dewatered solid waste product.

Weiter fallen stark wasserhaltige Schlämme in der Aluminiumindustrie bei der Aufbereitung von Bauxit (Rotschlamm), bei der Aufbereitung von Steinkohle, in der Galvanikindustrie und bei vielen anderen industri ellen Verfahren an.Highly water-containing sludges also fall into the Aluminum industry in the processing of bauxite (Red mud), in the processing of hard coal, in the electroplating industry and many other industries procedures.

Die Entwässerung und anschließende Beseitigung der Schlämme machen einen wesentlichen Anteil der Investitions- und Betriebkosten einer Anlage aus.The drainage and subsequent removal of the Sludges make up a significant part of the investment and operating costs of a plant.

Für die Schlammentwässerung werden nach der Technischen Verordnung für Abfallbeseitigung - TVAB 26012 - eingesetzt:
Natürliche Verfahren, wie Schlammtrockenplätze und Schlammteiche, Verfahren der mechanischen Trenntechnik, wie Trockentrommel, Selektivtrockner, Etagentrockner und Sprühtrockner.According to the technical regulation for waste disposal - TVAB 26012 - the following are used for sludge dewatering:
Natural processes, such as mud drying places and mud ponds, processes of mechanical separation technology, such as drying drums, selective dryers, floor dryers and spray dryers.

Den höchsten Entwässerungsgrad, d.h. den höchsten Fest stoffgehalt liefert die thermische Trocknung. Die Be triebs- und Investitionskosten sind aber unwirtschaftlich hoch. Mit den Verfahren der mechanischen Trenntechnik werden Feststoffgehalte von 15 bis 25% erreicht; ein Gehalt, der wegen der anschließenden Beseitigung nicht befriedigt.The highest degree of drainage, i.e. the highest festival thermal drying provides the fabric content. The Be but drive and investment costs are uneconomical high. With the methods of mechanical separation technology solids contents of 15 to 25% are reached; a Salary that is not due to subsequent disposal satisfied.

Eine weitergehende Entwässerung kann erreicht werden, wenn der Schlamm einer Vorbehandlung unterzogen wird. Hierfür sind thermische und chemische Verfahren bekannt geworden.Further drainage can be achieved when the sludge is being pretreated. Thermal and chemical processes are known for this become.

Bei der thermischen Konditionierung wird der Schlamm in Reaktoren für einen Zeitraum von 30 min auf Tempera turen bis ca. 220°C und Drucken bis ca. 20 bar gehalten und anschließend auf 60°C abgekühlt. Bei einer Entwässer ung über Filterpressen wird ein Filterkuchen mit 45 bis 55% Feststoff erhalten. Nachteilig bei diesem Verfahren sind der hohe Energiebedarf und die Notwendigkeit von Druckbehältern.With thermal conditioning the sludge in reactors for a period of 30 min at tempera tures up to approx. 220 ° C and pressures up to approx. 20 bar and then cooled to 60 ° C. With a drainage a filter cake with 45 to 55% solid obtained. A disadvantage of this method are the high energy requirements and the need for Pressure vessels.

Bei der chemischen Konditionierung werden dem Schlamm Kalkmilch und Eisen- oder Aluminiumsalzlösungen beige mischt, in einigen Fällen auch organische Flockungs mittel. Hiermit kann die Entwässerbarkeit so weit ver bessert werden, daß in Vakuumzellenfiltern Filterkuchen mit 20 bis 30% Feststoff und in Filterpressen solche mit 30 bis 50% Feststoff anfallen. Nachteilig bei diesem Verfahren ist die Notwendigkeit von Chemikalienzusätzen, die hierdurch bedingte Aufsalzung des Wassers und die Notwendigkeit von Meß- und Regeleinrichtungen zur Überwachung der Konditionierung; eine Überdosierung führt zur Resuspendierung des Schlammes.Chemical conditioning removes the sludge Lime milk and iron or aluminum salt solutions beige mixes, in some cases also organic flocculation medium. Herewith the drainability can ver be improved that filter cakes in vacuum cell filters with 20 to 30% solids and in filter presses with 30 to 50% solids. A disadvantage of this Process is the need for chemical additives, the resulting salting of the water and the Necessity of measuring and control devices for Conditioning monitoring; an overdose leads to resuspension of the sludge.

Darüber hinaus sind Verfahren zur Trennung von Suspen sionen bekannt geworden, die elektrophoretische und elektroosmotische Kraft nutzen; sie werden oft als Elektrofiltration bezeichnet. Hierzu werden die Suspensionen einer elektrochemischen Zelle zugeführt, die durch ein nichtleitendes Diaphragma in einen Anoden- und Kathodenraum geteilt ist. Wird nun eine Gleichspannung angelegt, wandern die Teilchen unter dem Einfluß des elek trischen Feldes zu dem Diaphragma, wo sie als Filter kuchen mit hohem Feststoffgehalt abgeschieden werden. Das Wasser durchströmt das Diaphragma und kann als Filtrat abgegeben werden. Dieses Verfahren findet Anwendung zur Entwässerung von Mineralsuspensionen, vorzugsweise für Tone, und von Polymersuspensionen, beispielsweise PVC.In addition, there are procedures for separating Suspen known, the electrophoretic and use electroosmotic power; they are often called Called electrofiltration. For this, the Suspensions fed to an electrochemical cell, the through a non-conductive diaphragm in an anode and cathode space is divided. Now becomes a DC voltage applied, the particles migrate under the influence of the elec trical field to the diaphragm, where it acts as a filter cake with high solids content. The Water flows through the diaphragm and can act as a filtrate be delivered. This procedure applies to Drainage of mineral suspensions, preferably for clays, and of polymer suspensions, for example PVC.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß hierbei nur geladene Teilchen wandern und die Wanderungsgeschwindig keit von der Art und Größe der Teilchen abhängig ist. Das kann dazu führen, daß bei einer breiten Teilchen größenverteilung, wie sie in Abfallschlämmen zu erwarten ist, kleine Teilchen zur Verstopfung des Diaphragmas führen, während größere Teilchen kaum an der Wanderung beteiligt sind. Das bedeutet eine starke Begrenzung des Anwendungsbereiches.The disadvantage of this method is that only charged particles migrate and the migration speed depends on the type and size of the particles. This can result in a wide particle size distribution as expected in waste sludge is small particles for clogging the diaphragm lead while larger particles barely migrate involved. That means a strong limitation of the Scope.

Weiter werden an das Diaphragma hohe Anforderungen gestellt. Einmal muß die Porosität so hoch sein, daß die Spannungsverluste gering bleiben, zum anderen dürfen die Poren nicht so groß sein, daß die Teilchen durch das Diaphragma wandern können. Die Eigenschaften sollen sich auch während einer langen Betriebszeit weder durch Ver schmutzung noch durch andere Faktoren nicht ändern.High demands are also placed on the diaphragm posed. On the one hand, the porosity must be so high that the Voltage losses remain low, on the other hand, the Pores should not be so large that the particles pass through the Diaphragm can walk. The characteristics are said to be even during a long period of operation neither by Ver do not change dirt or other factors.

Die deutsche Patentanmeldung P 37 39 580.7-45 vom 23. 11. 1987 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Spaltung einer wäßrigen Emulsion, die hierzu in einer elektrochemischen Zelle einer Gleichspannung ausge setzt wird. Schlämme sollen mit diesem Verfahren nicht konditioniert werden.The German patent application P 37 39 580.7-45 dated November 23, 1987 describes a method and an apparatus for cleaving an aqueous emulsion, which for this purpose in an electrochemical cell out of a DC voltage is set. Sludge should not be used with this procedure be conditioned.

Zum Stand der Technik sei auch verwiesen auf die GB-PS 15 27 692, die vorschlägt, für die Behandlung von Wasser dieses einer elekrischen Gleichspannung auszusetzen, der eine Wechselspannung überlagert ist. Schlämme können mit diesem Verfahren nicht konditioniert werden, weil die Anode isoliert ist. Die Elektroden wirken dort viel mehr als Kondensator.For the state of the art, reference is also made to the GB-PS 15 27 692, which proposes for the treatment of water exposing it to an electrical DC voltage, which is superimposed on an alternating voltage. Sludges can not be conditioned with this procedure because the anode is insulated. The electrodes work a lot there more than a capacitor.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu grunde, die Nachteile der bekannten Verfahren zu über winden und ein Verfahren zu entwickeln, das es erlaubt, Abfallschlämme mit unterschiedlicher Ladung der Teilchen und einer breiten Teilchengrößenverteilung so zu be handeln, daß das Entwässerungsverhalten im positiven Sinne beeinflußt wird. Dabei soll das Verfahren gegen Ver schmutzungen weitgehend unempfindlich sein.The present invention is therefore based on the object reasons to over the disadvantages of the known methods and develop a process that allows Waste sludge with different particle charge and a broad particle size distribution act that the drainage behavior in a positive sense being affected. The procedure against Ver dirt is largely insensitive.

Es hat sich nun gezeigt, daß diese Aufgabe in technisch fortschrittlicher Weise gelöst wird, wenn gemäß vorlie gender Erfindung der schwer entwässerbare und gegebenen falls stark wasserhaltige Schlamm einem elektrischen Feld ausgesetzt und dadurch sein Wasserbindevermögen verringert wird.It has now been shown that this task in technical is resolved in an advanced manner if according to gender invention of the difficult to drain and given if heavily hydrated mud an electric field exposed and thereby reduces its water binding capacity becomes.

Unter dem Einfluß des elektrischen Feldes wird das Ent wässerungsverhalten des Schlammes, insbesondere das Sedimentationsverhalten und die Filtrierbarkeit, im positiven Sinne beeinflußt, wobei die größten Verbes serungen bei der Behandlung schwer entwässerbarer Schlämme, wie sie aus Abwässern mit hoher organischer Belastung anfallen, erzielt werden.Under the influence of the electric field, the Ent watering behavior of the sludge, especially that Sedimentation behavior and filterability, in influenced positive sense, being the largest verb improvements in the treatment of sludge that is difficult to drain, like those from wastewater with high organic pollution incurred can be achieved.

Dabei kann der Schlamm sowohl diskontinuierlich im Chargenbetrieb behandelt werden oder auch eine Zelle kontinuierlich durchströmen.The sludge can be discontinuously in the Batch operation to be treated or even a cell flow continuously.

Besonders gute Wirkungen erzielt man, wenn der Schlamm einem Gleichspannungsfeld ausgesetzt wird. Die Gleich spannung kann dabei während der Behandlung konstant bleiben oder alternieren oder es kann ihr eine Wechselspannung überlagert sein, z.B. mit einer Frequenz von etwa 50 kHz bis 100 kHz.One gets particularly good effects when the mud is exposed to a DC field. The same tension can remain constant during the treatment or alternate or it can be an AC voltage be superimposed, e.g. with a frequency of about 50 kHz up to 100 kHz.

Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens besteht auch darin, daß die Verwendung von Chemikalien zur Konditio nierung des Schlamms überflüssig wird. Damit werden sowohl die Kosten der Chemikalien eingespart als auch eine Auf salzung des Wassers vermieden. Weiter wird die Menge des Abfalls nicht erhöht und damit wertvoller Deponieraum eingespart. Ferner entfallen die kost spieligen und störanfälligen Meß- und Steuereinrichtungen.There is also a significant advantage of the method in the fact that the use of chemicals for conditioning nation of the sludge becomes unnecessary. So that both the cost of chemicals saved as well as an up salting of the water avoided. The will continue Amount of waste not increased and therefore more valuable Landfill space saved. Furthermore, the costs are eliminated playful and fault-prone measuring and control devices.

Ein weiterer wichtiger Vorteil durch den Verzicht auf einen Zusatz von Chemikalien ergibt sich insbesondere bei der Behandlung von kommunalem Klärschlamm, weil hier eine Störung des anschließenden Faulprozesses durch Fällungs- und Flockenmittel nicht immer mit Sicherheit ausgeschlossen werden kann.Another important advantage of not using there is an addition of chemicals in particular the treatment of municipal sewage sludge, because here one Disruption of the subsequent digestion process due to and flake agents are not always excluded with certainty can be.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei spielen näher erläutert, aus denen sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt:The invention is described below with reference to exemplary embodiments play explained in more detail, which make up other important Characteristics. It shows:

Fig. 1 schematisch eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Konditionierung von Schlämmen; Fig. 1 shows schematically a first embodiment of a device for conditioning sludge;

Fig. 2 ein Diagramm mit den mit der Anordnung nach Fig. 1 erzielten Ergebnissen bezüglich der Filtrationseigenschaften; FIG. 2 shows a diagram with the results obtained with the arrangement according to FIG. 1 with regard to the filtration properties;

Fig. 3 ein Diagramm mit den mit der Anordnung nach Fig. 1 erzielten Ergebnissen bezüglich des Sedimentationsverhaltens; . Fig. 3 is a graph with the results obtained with the arrangement of Figure 1 results with respect to the sedimentation behavior;

Fig. 4 eine Laboratoriumseinrichtung zur kon tinuierlichen Behandlung des Schlammes. Fig. 4 shows a laboratory device for continuous treatment of the sludge.

Gemäß der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform strömt wasserhaltiger Schlamm aus einem Vorratsgefäß 1 durch Schwerkraftwirkung zu einer elektrochemischen Zelle 3, bis diese bis zu einer vorgegebenen Höhe gefüllt ist. Die elektrochemische Zelle 3 enthält zwei Elektroden 4 und 5, die über Anschlußklemmen 6 und 7 mit den Polen einer Gleichspannungsquelle verbunden sind.According to the embodiment shown in FIG. 1, water-containing sludge flows from a storage vessel 1 by gravity to an electrochemical cell 3 until it is filled to a predetermined height. The electrochemical cell 3 contains two electrodes 4 and 5 , which are connected via terminals 6 and 7 to the poles of a DC voltage source.

Die Elektroden können als ein Blech oder Netz ausge bildet sein; in vorteilhafter Weise zeichnen sie sich durch eine hohe spezifische Oberfläche aus. Dazu können beispielsweise mehrere Netze zu einem Elektrodenpaket vereinigt werden. Außerdem wird bevorzugt, wenn die Elektroden aus einem korrosionsbeständigen Material bestehen. Dadurch wird vermieden, daß die Elektroden korrodieren bzw. sich auflösen. Als Elektrodenmaterial für die positive Elektrode (Anode) eignen sich neben Edel metallen auch Nickel und Graphit und platiniertes Titan, Tantal und Niob. Für die negative Elektrode (Kathode) sind Titan, Graphit, Edelstahl u.a.m. geeignet.The electrodes can be made as a sheet or mesh forms his; they stand out in an advantageous manner with a high specific surface. You can do this for example, multiple networks to form an electrode package be united. It is also preferred if the Electrodes made of a corrosion-resistant material consist. This will prevent the electrodes corrode or dissolve. As electrode material for the positive electrode (anode) are suitable in addition to noble metals also nickel and graphite and platinized titanium, Tantalum and niobium. For the negative electrode (cathode) are titanium, graphite, stainless steel etc. suitable.

An die Elektroden wird eine Spannung angelegt, die so eingeregelt wird, daß ein vorher bestimmter Grenzwert nicht überschritten wird. Durch die Wirkung des elek trischen Feldes in der Zelle werden die Entwässerungs eigenschaften des Schlammes im positiven Sinne beeinflußt; wahrscheinlich durch die Bildung größerer Schlamm- Aggregate, wobei anhaftendes Wasser freigesetzt wird. Die so konditionierten Schlämme weisen im Vergleich zu Schlämmen aus der konventionellen Wasserbehandlung ein geringeres Wasserbindevermögen auf. Damit werden das Sedimentations-, Eindickungs- und Entwässerungsverhalten verbessert. Die Verweilzeit des Schlammes in der Zelle wird so gewählt, daß der Schlamm die gewünschten Eigen schaften erreicht hat.A voltage is applied to the electrodes it is regulated that a predetermined limit value is not exceeded. Due to the effect of the elec trical field in the cell are the drainage properties of the sludge influenced in a positive sense; probably through the formation of larger sludge Aggregates, whereby adhering water is released. The so conditioned slurries compare in comparison Sludges from conventional water treatment a lower water retention capacity. So that will be Sedimentation, thickening and drainage behavior improved. The dwell time of the sludge in the cell is chosen so that the sludge has the desired properties achieved.

Der konditionierte Schlamm gelangt danach in einen Puffer behälter 8 und wird von dort zur weiteren Behandlung, wie Schlammeindickung und/oder Wasserabtrennung, weiter geleitet.The conditioned sludge then passes into a buffer container 8 and is passed on from there for further treatment, such as sludge thickening and / or water separation.

An dieser Stelle sei erwähnt, daß ein weiteres bevorzug tes Einsatzgebiet des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Abtrennung von Metallerzsuspensionen aus Trüben oder Extraktionsprozessen im Rahmen der Erzaufbereitung und Metallgewinnung ist.At this point it should be mentioned that another is preferred tes field of application of the inventive method and the separation of Metal ore suspensions from turbidity or extraction processes is within the scope of ore processing and metal extraction.

Das Verfahren kann auch so geführt werden, daß in der Zelle 3 zwischen den Elektroden 4 und 5 ein Separator 9 vorgesehen ist. Er wird vorteilhafterweise so angeordnet, daß die negative Elektrode vor einer direkten Anströmung mit Schlammpartikeln geschützt wird. Als Materialien sind hierfür beispielsweise grobmaschige Kunststoffnetze geeignet.The method can also be carried out in such a way that a separator 9 is provided in the cell 3 between the electrodes 4 and 5 . It is advantageously arranged in such a way that the negative electrode is protected against a direct flow of sludge particles. For this purpose, coarse-mesh plastic nets are suitable as materials.

Als Kriterium für die Leistungsfähigkeit des Verfahrens wird das Entwässerungsverhalten bestimmt. Hierzu wurden das Filtrations- und Sedimentationsverhalten gemessen.As a criterion for the efficiency of the process the drainage behavior is determined. For this purpose the filtration and sedimentation behavior measured.

Wichtige Kenngrößen des Filtrationsverhaltens sind hier die Filtrationsgeschwindigkeit und die Filtratmenge. Zur Bestimmung dieser Kenngrößen wurde eine abgemessene Schlammenge von 50 bis 100 ml auf ein Filter gegeben, unter Schwerkraft filtriert und die Filtratmenge in Abhängigkeit von der Zeit gemessen.Important parameters of the filtration behavior are here the filtration rate and the amount of filtrate. A measured was used to determine these parameters Put a sludge of 50 to 100 ml on a filter, filtered under gravity and the amount of filtrate measured as a function of time.

In Fig. 2 sind Ergebnisse dieser Messungen dargestellt. Dabei ist über die Zeit t (in Stunden) die Filtratmenge F (in ml) aufgetragen, und zwar für Schlämme, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter verschiedenen Bedin gungen konditioniert wurden (Kurven II, III) und zum Vergleich auch für den unkonditionierten Schlamm (Kurve I).The results of these measurements are shown in FIG . The amount of filtrate F (in ml) is plotted over time t (in hours), specifically for sludges which have been conditioned under various conditions by the process according to the invention (curves II, III) and for comparison also for the unconditioned sludge ( Curve I).

Wichtige Kenndaten des Sedimentationsverhaltens sind die Sedimentationsgeschwindigkeit und das Volumen des sedi mentierten Schlammes. Zur Bestimmung dieser Kenngrößen wurde eine abgemessene Schlammenge in einen Zylinder eingefüllt und die Sedimentation unter Schwerkrafteinfluß in Abhängigkeit von der Zeit gemessen.Important characteristics of sedimentation behavior are Sedimentation rate and the volume of sedi mented mud. To determine these parameters became a measured amount of sludge in a cylinder filled and the sedimentation under the influence of gravity measured as a function of time.

In Fig. 3 sind Ergebnisse der Messungen dargestellt. Dabei ist über die Zeit t (in Stunden) die Höhe H des Schlammvolumens (in mm) aufgetragen; auch hier für kondi tionierte Schlämme (Kurven II, III) und zum Vergleich für unkonditionierten Schlamm (Kurve I).In FIG. 3, results are shown of the measurements. The height H of the sludge volume (in mm) is plotted over time t (in hours); also here for conditioned sludge (curves II, III) and for comparison for unconditioned sludge (curve I).

Auf Einzelheiten dieser Figuren wird weiter unten näher eingegangen.Details of these figures are discussed further below received.

Es ist auch möglich, den Klärschlamm im kontinuierlichen Betrieb zu konditionieren. Eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung ist in Fig. 4 dargestellt. Grundsätzlich ist bezüglich der elektrochemischen Zelle derselbe Aufbau wie in Fig. 1 gegeben, und es werden dieselben Bezugs zahlen verwendet. Die Elektroden sind in dieser Aus führungsform waagerecht angeordnet, wobei sich die positive Elektrode 4 im unteren Bereich der Zelle 3 unterhalb der negativen Elektrode 3 befindet. Um eine hohe spezifische Oberfläche zu erreichen, werden hier für die positive Elektrode mehrere übereinander geschich tete Metallnetze verwendet.It is also possible to condition the sewage sludge in continuous operation. A preferred embodiment of a device is shown in FIG. 4. Basically, the same structure as in Fig. 1 is given with respect to the electrochemical cell, and the same reference numbers are used. In this embodiment, the electrodes are arranged horizontally, the positive electrode 4 being located in the lower region of the cell 3 below the negative electrode 3 . In order to achieve a high specific surface, several metal nets stacked on top of each other are used for the positive electrode.

Nach der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform strömt der wasserhaltige Schlamm aus dem Vorratsgefäß 1 durch Schwerkraftwirkung oder mit Hilfe einer Pumpe 2 zur elektrochemischen Zelle 3. Die Strömungsgeschwindigkeit wird durch ein Ventil oder durch eine Förderleistung der Pumpe vorgegeben, wobei Pumpen eingesetzt werden sollen, die vorgebildete Schlammflocken nicht zerschlagen. An Stromanschlüsse 6 und 7 wird eine Gleichspannungs quelle angelegt und die Spannung so geregelt, daß ein vorher festgelegter Strom, der von der Art des Schlammes abhängig ist, nicht überschritten wird.According to the embodiment shown in FIG. 4, the water-containing sludge flows out of the storage vessel 1 by the action of gravity or with the aid of a pump 2 to the electrochemical cell 3 . The flow rate is predetermined by a valve or by a delivery rate of the pump, pumps being used which do not break up pre-formed sludge flakes. At power connections 6 and 7 , a DC voltage source is applied and the voltage regulated so that a predetermined current, which is dependent on the type of sludge, is not exceeded.

Die Behandlungszeit des Schlamms entspricht dabei im wesentlichen der Verweilzeit bei dem in Fig. 1 darge stellten Verfahren, kann aber hier in vorteilhafter Weise leichter variiert werden, beispielsweise durch Änderung der Strömungsgeschwindigkeit. Der konditionierte Schlamm fließt dann in den Pufferbehälter 8 und wird an schließend weiterbehandelt.The treatment time of the sludge corresponds essentially to the residence time in the process shown in FIG. 1, but can advantageously be varied more easily here, for example by changing the flow rate. The conditioned sludge then flows into the buffer tank 8 and is then further treated.

In den nachfolgenden Beispielen werden Versuche be schrieben, die mit Laboranlagen der beiden beschriebenen Vorrichtungen durchgeführt wurden. Für die Versuche wurde Klärschlamm aus einer kommunalen Kläranlage einge setzt, und zwar In the examples below, experiments are carried out wrote that described with laboratory equipment of the two Devices were carried out. For the trials was sewage sludge from a municipal sewage plant sets, namely

- Sludge after the digester - before the belt press - with a sludge content of about 6%, referred to in the further description as sewage sludge 1 and
- Excess sludge - before the decanter - with a sludge content of about 1%, in the further description as sewage sludge 2 .

example 1

200 ml Klärschlamm 1 wurden in eine elektrochemische Zelle entsprechend Fig. 1 eingefüllt. Als Elektroden waren für die positive Seite (Anode) Nickelstreckmetall und für die negative Seite (Kathode) Titanstreckmetall eingebaut. Die geometrische Oberfläche der Elektroden betrug etwa 50 cm², der Abstand der Elektroden 20 mm. An die Zelle wurde eine Gleichspannung von 25 V ange legt; die Behandlungszeit betrug hier 3 h.200 ml of sewage sludge 1 were introduced into an electrochemical cell according to FIG. 1. Nickel expanded metal was used as electrodes for the positive side (anode) and titanium expanded metal for the negative side (cathode). The geometric surface area of the electrodes was approximately 50 cm ² , the distance between the electrodes was 20 mm. A DC voltage of 25 V was applied to the cell; the treatment time here was 3 hours.

100 ml des behandelten Schlammes wurden auf ein Falten filter gegeben und die Filtratmenge in Abhängigkeit von der Zeit gemessen. Zum Vergleich wurde die gleiche Menge des unbehandelten Schlammes filtriert.100 ml of the treated sludge was wrinkled given filter and the amount of filtrate depending on measured by time. For comparison, the same amount of the untreated sludge is filtered.

Das Ergebnis zeigt Fig. 2. Auf der Abszisse ist die Filtrationszeit in Stunden und auf der Ordinate die Filtratmenge in ml aufgetragen, und zwar die Kurve I für den unbehandelten Schlamm und die Kurve II für den behandelten Schlamm.The result is shown in FIG. 2. The filtration time in hours is plotted on the abscissa and the amount of filtrate in ml is plotted on the ordinate, namely curve I for the untreated sludge and curve II for the treated sludge.

Der positive Einfluß der Behandlung ist hier deutlich zu erkennen; einmal an der höheren Filtrationsgeschwindigkeit, zum anderen an der größeren Filtratmenge. Bei der weiteren Schlammbehandlung wird damit ein größerer Schlammdurchsatz ermöglicht und ein Schlamm mit deutlich erhöhtem Feststoffanteil erhalten.The positive influence of the treatment is clearly too here detect; once at the higher filtration rate, on the other hand, the larger amount of filtrate. In the further sludge treatment becomes a larger one Sludge throughput enabled and a sludge with clearly obtained increased solids content.

Weiter ist das Filtrat deutlich klarer, ein Hinweis dafür, daß insbesondere organische Schwebstoffe und Kolloide sich an großen Teilchen angelagert oder sich zu größeren Agglomeraten vereinigt haben.The filtrate is also much clearer, an indication that that in particular organic suspended matter and colloids attached to large particles or to larger ones Agglomerates have united.

Darüber hinaus wird auch das Sedimentationsverhalten positiv beeinflußt. Während unbehandelter Schlamm zum Teil sedimentiert und zum Teil aufschwimmt, wird durch die Behandlung bewirkt, daß der gesamte Feststoffanteil sedimentiert. Dieses geänderte Sedimentationsverhalten weist darauf hin, daß größere, schwerere Schlammteilchen entstanden sind.In addition, the sedimentation behavior positively influenced. During untreated sludge to Partly sedimented and partly floated through the treatment causes the total solids content sedimented. This changed sedimentation behavior indicates that larger, heavier sludge particles have arisen.

Example 2

In diesem Beispiel wurde für die positive Seite (Anode) eine Elektrode mit großer geometrischer Oberfläche einge baut. Hierzu wurden vier Chrom-Nickel-Drahtnetze zu einem Elektrodenpaket vereinigt; die geometrische Ober fläche betrug damit etwa 200 cm². Als negative Elektrode (Kathode) diente wieder ein Titanstreckmetall.In this example, an electrode with a large geometric surface was installed for the positive side (anode). For this purpose, four chrome-nickel wire networks were combined to form an electrode package; the geometric surface was thus about 200 cm ² . A titanium expanded metal was again used as the negative electrode (cathode).

Mit dieser Anordnung können bei geringerer Spannung und kürzerer Behandlungszeit ähnlich gute Ergebnisse, wie in Beispiel 1 beschrieben, erhalten werden. With this arrangement, at lower voltage and shorter treatment time similarly good results as in Example 1 described can be obtained.

200 ml Klärschlamm 1 wurden mit einer Spannung von 4 V für einen Zeitraum von 30 min behandelt. Das Ver suchsergebnis ist als Kurve III in Fig. 2 eingezeichnet.200 ml of sewage sludge 1 were treated with a voltage of 4 V for a period of 30 minutes. The search result is shown as curve III in FIG. 2.

Example 3

Für diesen Versuch wurden 100 ml Klärschlamm 2 mit einem Schlammgehalt von etwa 1% in einer Anordnung, wie in Versuch 1, behandelt. Als positive Elektrode war hier für die positive Seite ein Chrom-Nickel-Stahlnetz und für die negative Elektrode ein platiniertes Titan streckmetall eingebaut. Die angelegte Gleichspannung betrug 14 V, die Behandlungsdauer 10 min.For this experiment, 100 ml of sewage sludge 2 with a sludge content of approximately 1% were treated in an arrangement as in experiment 1 . A chrome-nickel steel mesh was installed as the positive electrode for the positive side and a platinized titanium expanded metal for the negative electrode. The applied DC voltage was 14 V, the treatment time was 10 min.

Zur Charakterisierung der Schlammeingenschaften wurde hier das Sedimentationsverhalten bestimmt. Hierzu wurden 100 ml des behandelten Schlammes in ein zylindrisches Glasgefäß gegeben und die Abnahme der Schlammhöhe in Abhängigkeit von der Zeit gemessen. Die Anfangshöhe des Schlammes betrug 40 mm. Zum Vergleich diente die gleiche Menge des unbehandelten Schlammes.To characterize the sludge properties here the sedimentation behavior is determined. For this purpose 100 ml of the treated sludge in a cylindrical Given glass jar and the decrease in mud height in Depends on the time measured. The initial height of the Sludge was 40 mm. The same served for comparison Amount of untreated sludge.

Das Ergebnis zeigt Fig. 3. Auf der Abszisse ist die Sedimentationszeit in Stunden und auf der Ordinate die Schlammhöhe in mm aufgetragen, und zwar Kurve I für den unbehandelten Schlamm und Kurve II für den behandelten Schlamm.The result is shown in FIG. 3. The sedimentation time in hours is plotted on the abscissa and the sludge height in mm is plotted on the ordinate, specifically curve I for the untreated sludge and curve II for the treated sludge.

Man erkennt deutlich den positiven Einfluß der Behandlung; die Sedimentationsgeschwindigkeit ist größer und das Sedimentvolumen geringer, in diesem Beispiel nach 1 Stunde um etwa 33%. One can clearly see the positive influence of the treatment; the sedimentation rate is greater and that Sediment volume lower, in this example after 1 hour by about 33%.

Example 4

Eine deutliche Verbesserung der Sedimentationseigen schaften wird auch bei einer geringen Behandlungszeit beobachtet. Unter den gleichen Bedingungen wie in Versuch 3 beschrieben, aber mit einer Behandlungszeit von nur 3 min, werden Ergebnisse erhalten, die als Kurve III in Fig. 3 eingetragen sind. Das Sediment volumen ist hier nach 1 h Sedimentationszeit um etwa 15% geringer.A significant improvement in sedimentation properties is also observed with a short treatment time. Under the same conditions as described in experiment 3, but with a treatment time of only 3 minutes, results are obtained which are plotted as curve III in FIG. 3. After 1 h of sedimentation, the sediment volume is about 15% less.

Claims

1. A process for conditioning sludge which is difficult to dewater with the aim of influencing the dewatering behavior in a positive sense, characterized in that the water-containing sludge is exposed to an electric field and its water-binding capacity is thereby reduced.

2. The method according to claim 1, characterized, that the electric field in an electrochemical Cell is achieved by a DC voltage is applied.

3. The method according to claim 2, characterized, that the DC voltage is an alternating DC voltage or an alternating voltage is superimposed.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized, that at least one of the ones generating the electric field Electrodes a sheet or net made of nickel, stainless steel, Is graphite and / or platinized titanium.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized, that at least one of the ones generating the electric field Electrodes, preferably the anode, for enlargement the geometric surface from a pack of consists of several metal nets.

6. Device for performing the method according to one of claims 1 to 5, characterized in that
that the electrodes are arranged in a cell
that the sludge flows from a storage container through the electrode space between the electrodes, then arrives in a buffer container and is passed on from there for further treatment.

7. The device according to claim 6, characterized, that the cathode through a separator in front of a direct flow is protected by the mud.

8. The device according to claim 7, characterized, that a plastic net is provided as a separator, preferably with a mesh size of 0.1 to 2 mm.

9. Application of the method or the device according to one of claims 1 to 8 on the conditioning sewage sludge, preferably from municipal sewage treatment plants.

10. Application of the method or the device according to one of claims 1 to 8 on the conditioning of metal ore suspensions, preferably from slurries and / or extraction processes.