DE3828775A1 - Verfahren und einrichtung zur entwaesserung von schlamm, insbesondere schlick aus fluessen, hafenbecken oder dergleichen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entwässerung von Schlamm, insbesondere Schlick aus Flüssen, Hafenbecken oder dergleichen, bei dem der Schlamm z. B. in einer Zen­ trifuge mechanisch vorentwässert und dann zu pelletförmi­ gen, mit feinkörnigem Drainagematerial umhüllten Formkör­ pern zerteilt wird, wonach die Formkörper in einer Presse ausgepreßt werden. Außerdem betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die Entsorgung von Schlämmen, z. B. Klärschlämmen und in zunehmendem Maße auch von kontaminierten Schlicken aus Flüssen, Hafenbecken oder dergleichen erfordert zunehmend höhere Entwässerungsgrade, um Deponien zu entlasten, Depo­ niebedingungen zu erfüllen, thermische Verfahren von Was­ ser zu entlasten oder sogar eine energieautarke Verbren­ nung sicherzustellen. Die Austräge von Zentrifugen, Sieb­ bandpressen oder anderen marktüblichen Entwässerungsver­ fahren erfüllen diese Bedingungen nicht oder nur unvoll­ ständig. Um wesentlich höhere Entwässerungsgrade zu errei­ chen, ist es bekannt (EP-PS 00 92 146), den in Zentrifu­ gen, Siebbandpressen oder dergleichen vorentwässerten Schlamm in pelletförmige Klümpchen bzw. Formkörper zu zer­ teilen, die Schlammformkörper mit einer Schicht aus pulvrigem Drainagematerial wie z. B. Asche zu umhüllen und danach eine Schüttung dieser Formkörper in einer Presse zusammenzupressen und dabei nachzuentwässern. Beim Zusam­ menpressen der Schüttung solcher pelletförmigen Schlamm­ formkörper wachsen die Umhüllungsschichten benachbarter Formkörper zu einem Drainagesystem zusammen, das den Preß­ ling wie ein dichtes Netzwerk durchzieht. Auf diese Weise gelingt es, das schlecht zu entwässernde bereits mecha­ nisch vorentwässerte Schlammaterial in besonders dünnen Schichten auszupressen. Das intensiv gebundene Wasser braucht nur jeweils den kurzen Weg bis zu nächsten Drai­ nageschicht gegen hohen Strömungswiderstand zurückzulegen und kann im Drainagesystem ohne nennenswerten Widerstand zu den die Pressen entwässernden Filtertüchern abfließen.

Im Gegensatz dazu kann beim einfachen mechanischen Aus­ pressen von Schlämmen bzw. allgemein gesprochen bei der Druckentwässerung von Suspensionen, deren Feststoffe in hohem Maße kompressibel sind, der unerwünschte Effekt auf­ treten, daß sich auf dem die Flüssigphase abführenden Fil­ termedium (z. B. Filtertuch) eine zunehmend undurchlässige Schicht bildet. Dadurch kann die Entwässerung vollkommen zum Erliegen kommen. Typische Suspensionen solcher Art können Klärschlämme, Kiesfilterrückspülschlämme, Schlicke und dergleichen sein. Der geschilderte Effekt tritt auch dann auf, wenn Teilmengen des Feststoffs mit einer inkom­ pressiblen Materialeigenschaften (wie z. B. Feinsand) durchaus gute Entwässerungseigenschaften aufweisen. In einer weitgehend homogenen Vermischung mit den schwierig zu entwässernden Anteilen bilden solche im allgemeinen mehr grobdispersen leichter zu entwässernden Schlammfrak­ tionen zwar vereinzelte Entwässerungskanäle, die aber zum großen Teil Sackgassen darstellen und oftmals durch feinste Trübstoffe verlegt bzw. verstopft werden. Homogen in Suspensionen verteilt hat derart gerüstbildendes Material ungleich geringeren Nutzen, als wenn diese Kompo­ nenten gezielt in einem einen Preßling durchziehenden Drainagesystem angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Schlamment­ wässerungsverfahren der eingangs genannten Art auch wirkungsvoll anwendbar zu machen für Schlämme wie z. B. Schlicke, die erhebliche Anteile kompressibler Feststoffe und daneben auch Anteile mit eher imkompressiblen Materi­ aleigenschaften aufweisen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einem Verfahren und mit einer Einrichtung gelöst, die mit vorteilhaften Ausgestaltungen in den Ansprüchen 1 bis 7 gekennzeichnet sind.

Viele Schlämme, insbesondere Schlicke enthalten einen nicht unerheblichen Anteil an Feinsand, worunter eine Partikelgrößenfraktion zwischen im wesentlichen etwa 20 und etwa 300 µm verstanden werden soll. Erfindungsgemäß wird nun von dem Schlamm in einem Klassierer eine Fein­ sandfraktion abgetrennt, die gegebenenfalls nach ihrer Entwässerung als feinkörniges Drainagematerial zur Her­ stellung der pelletförmigen, mit dem Drainagematerial umhüllten Schlammformkörper eingesetzt wird. Diese Fein­ sandfraktion ist weitgehend inkompressibel und hinreichend wasserdurchlässig und daher als Drainagematerial bei der Nachentwässerung der Schlammrestfraktion geeignet. Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung kann als Klassierer zur Abtrennung der Feinsandfraktion vom Zulaufschlamm ein Hydrozyklon verwendet werden, in dessen Unterlauf die Feinsandfraktion abgezogen wird, während der vom Hydrozy­ klon abgezogene Überlauf, nämlich die Schlammrestfraktion, in einer Zentrifuge ggf. unter Zusatz eines Flockungsmit­ tels mechanisch vorentwässert wird. Dabei kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung aus der aus dem Schlamm gewonnenen Feinsandfraktion durch Schwerkraftentwässerung wie Naßabsiebung oder dergleichen das Wasser bis auf eine Restfeuchte von z. B. etwa 20 Masse-% Wassergehalt abge­ trennt werden, bevor die Feinsandfraktion als (feuchtes) Drainagematerial verwendet wird. Es wäre auch möglich, das (feuchte) Drainagematerial noch weiter zu trocknen. Statt des Hydrozyklons kann als Klassierer auch ein Aufstrom­ klassierer oder dergleichen eingesetzt werden.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen mechanischen Entwässe­ rung von Schlamm, insbesondere Schlick sind im wesentli­ chen folgende:

Die vom zu entwässernden Schlamm abgetrennte Feinsandfrak­ tion ist infolge der dispersen und weitgehend imkompres­ siblen Eigenschaften gut als arteigenes Drainagematerial zur Umhüllung der pelletförmigen Schlammformkörper geeignet, wobei dieses körnige Hüllmaterial wasserdurchlässig bleibt und nicht zur Verstopfung der Entwässerungskanäle in der zusammenzupressenden Schüttung der Schlammformkörper neigt. Die vom Schlamm abgetrennte Feinsandfraktion ge­ langt nicht in die Entwässerungsmaschine wie Zentrifuge, Siebbandpresse oder dergleichen zur Entwässerung der Schlammrestfraktion, wodurch die Gefahr des Verschleisses oder einer Verstopfung der Entwässerungsmaschine reduziert ist. Insgesamt ergibt sich dadurch ein bisher mit rein mechanischen Mitteln undenkbares Entwässerungsergebnis, wobei das arteigene Drainagematerial auf einfachste Weise gewonnen werden kann. Die beispielsweise mit Hilfe eines Hydrozyklons abgetrennte Feinsandfraktion braucht ledig­ lich mit Hilfe einer Schwerkraftentwässerung beispielswei­ se auf einem Sieb bis zu einer Restfeuchte von etwa 20 Masse-% entwässert zu werden und muß nicht vollkommen trocken sein. Damit kann die anfwendigere Herstellung eines beispielsweise zur Klärschlammentwässerung geeigne­ ten arteigenen Drainagestaubs durch Trocknung oder Ver­ brennung des Entwässerungsproduktes entfallen. Auch die Beschaffung und Anwendung eines artfremden Drainagema­ terials wie z. B. Trockenasche oder andere trockene Stäube ist nicht erforderlich.

Die Erfindung und deren weiteren Merkmale und Vorteile werden anhand des in der Zeichnung schematisch dargestell­ ten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt schematisch das Fließbild einer Aus­ führungsform der erfindungsgemäßen rein mechanischen Ent­ wässerung von Hafenschlick. Bei der Aufbereitung von Baggergut (10) aus dem Hafenbecken fällt nach Abtrennung von nicht kontaminierten nutzbaren Kies- und Sandfraktio­ nen (11) ein insbesondere mit Schwermetallen kontaminier­ ter Schlick (12) an, der zu entsorgen ist. Der Schlick (12) wird über Pumpe (13) in einen Hydrozyklon (14) gelei­ tet, in dessen Unterlauf eine Feinsandfraktion (15) abge­ zogen wird, während der vom Hydrozyklon abgezogene Über­ lauf, nämlich die Schlickrestfraktion (16), unter Zudosie­ rung eines polymeren Flockungsmittels (17) über Pumpe (18) in eine Vollmantelschneckenzentrifuge (19) geleitet wird, in welcher die Schlickrestfraktion (16) mechanisch vorent­ wässert wird. Aus der Zentrifuge (19) werden einerseits über Schurre (20) die auf einen Trockengehalt von etwa 49 Masse-% (Wassergehalt 51 Masse-%) entwässerte Schlickfrak­ tion sowie Zentrat (21) (Wasser) andererseits abgezogen.

Aus der (ebenfalls kontaminierten) Feinsandfraktion (15) wird durch Schwerkraftentwässerung wie Naßabsiebung (22) oder dergleichen das Wasser bis auf eine Restfeuchte von z. B. etwa 20 Masse-% Wassergehalt abgetrennt, bevor die Feinsandfraktion als (feuchtes) Drainagematerial (23) verwendet wird, während das in der Feinsandfraktion (15) enthaltene Wasser als Durchlauf (24) des Siebes (22) abgezogen wird.

Der in der Zentrifuge (19) mechanisch vorentwässerte Schlick (20) wird in einer Pelletiermaschine (25) mit rotierendem, zur Horizontalebene geneigtem und mit Schlit­ zen versehenem Tellerboden zu pelletförmigen, maximal etwa 15 mm großen Schlammformkörpern (26) zerteilt, die gleich­ zeitig unter Zuführung des Drainagematerials (23) mit der entwässerten Feinsandfraktion umhüllt werden. Gemäß den oben angegegebenen Feuchtigkeits-Zahlenwerten ist das Drai­ nagematerial (23) erheblich trockener als der in die Pellets zu zerteilende Schlick (20), so daß das Drainage­ material (23) als Hüllmaterial gut an den Schlickklümpchen (26) haften bleibt. Die pelletförmigen beschichteten Schlickklümpchen (26) werden dann jeweils als Schüttung (27) in einer Entwässerungspresse (28) ausgepreßt. Bei einem Mischungsverhältnis von etwa 3 Teilen Schlick (20) zu 1 Teil Drainagematerial (23) läßt sich die Schlammpel­ letschüttung (27) in der Presse (28) auf einen Trockenge­ halt von ca. 75 Masse-% nachentwässern, wobei ca. 60% des enthaltenen Wassers als klares Filtrat (29) abgepreßt wer­ den. Damit gelingt mit dem Preßkuchen (30) eine Schlick­ massereduzierung um etwa 25%.

Die Funktion der Pelletiereinrichtung (25) kann sich auf die Umhüllung mit Drainagematerial (23) beschränken, wenn die Zentrifuge (19) bereits ein pelletförmiges Entwässe­ rungsprodukt liefert.

Claims (7)

1. Verfahren zur Entwässerung von Schlamm, insbesonde­ re Schlick aus Flüssen, Hafenbecken oder derglei­ chen, bei dem der Schlamm z. B. in einer Zentrifuge mechanisch vorentwässert und dann zu pelletförmi­ gen, mit feinkörnigem Drainagematerial umhüllten Formkörpern zerteilt wird, wonach die Formkörper in einer Presse ausgepreßt werden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß von dem Schlamm (12) in einem Klas­ sierer (14) eine Feinsandfraktion (15) abgetrennt wird, die gegebenenfalls nach ihrer Entwässerung (22) als feinkörniges Drainagematerial (23) einge­ setzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Klassierer ein Hydrozyklon (14) verwendet wird, in dessen Unterlauf die Feinsandfraktion (15) abgezogen wird, während der vom Hydrozyklon abgezo­ gene Überlauf, die Schlammrestfraktion (16), in einer Zentrifuge (19) mechanisch vorentwässert wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus der aus dem Schlamm gewon­ nenen Feinsandfraktion (15) durch Schwerkraftent­ wässerung wie Naßabsiebung (22) oder dergleichen das Wasser bis auf eine Restfeuchte abgetrennt wird, bevor die Feinsandfraktion als (feuchtes) Drainagematerial (23) verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der mit dem feinkörnigen Drainagematerial (23) umhüllten pel­ letförmigen Schlammformkörper (26) ein Mischungs­ verhältnis von etwa 2 bis 5 Teilen Schlamm (20) zu 1 Teil Feinsand eingehalten wird.

5. Einrichtung zur Entwässerung von Schlamm, insbeson­ dere Schlick aus Flüssen, Hafenbecken oder derglei­ chen, mit einer Entwässerungsmaschine wie z. B. Zentrifuge (19) zur mechanischen Vorentwässerung des Schlamms (12), mit einer Einrichtung (25) zur Herstellung von pelletförmigen mit feinkörnigem Drainagematerial umhüllten Schlammformkörpern (26) und mit einer Presse (28) zum Auspressen der mit dem Drainagematerial umhüllten Schlammformkörper, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schlammzulauf­ leitung (21) der Zentrifuge (19) ein Klassierer (14) vorgeschaltet ist, der aus dem Schlamm eine Feinsandfraktion abtrennt, die als Drainagematerial (23) unter Umgehung der Zentrifuge (19) der Ein­ richtung (25) zur Herstellung der mit Drainage­ material umhüllten Schlammformkörper (26) zugelei­ tet wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Klassierer ein Hydrozyklon (14) ist.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Transportweg der Fein­ sandfraktion (15) vom Klassierer (14) zur Einrich­ tung (25) zur Herstellung der mit Drainagematerial umhüllten Schlammformkörper (26) eine Feinsandent­ wässerungseinrichtung (22) wie Naßsieb oder der­ gleichen eingeschaltet ist.