DE4331322C2 - Process for separating undesired substances from segregating sludge - Google Patents

Process for separating undesired substances from segregating sludge

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung unerwünschter Stoffe, wie z. B. Ruß, Schwermetalle und organische Verunreinigungen, aus sich in Flüssigkeit und Feststoff entmischendem Schlamm , wie z. B. Klärschlamm oder Schlamm aus einer nassen Rauchgasentschwefelungsstufe und Gewinnung von Wertstoffen, wie z. B. Gips, Kieselsäure oder schwermetallfreiem Klär­ schlamm in suspendierter Form, bzw. einer einer Kläranlage zuführbaren Flüssigkeit.The invention relates to a method for separating undesirable substances, such as e.g. As soot, heavy metals and organic contaminants, in itself Liquid and solid separating sludge, such as. B. sewage sludge or sludge from a wet flue gas desulfurization stage and recovery of recyclables, such as B. gypsum, silica or heavy metal-free clarifier sludge in suspended form, or one that can be fed to a sewage treatment plant Liquid.

Aus der DE-AS 14 42 386 bzw. 24 08 776 oder US-PS 5,062,963 sowie GB-PS 2,074,050 ist es bekannt, Schlämme durch Absetzen oder durch Zentri­ fugieren zu entwässern, wobei die überstehende Flüssigkeit relativ sauber ist. Die abgesetzten Schlämme beinhalten alle absetzbaren Stoffe, so daß die Weiterverarbeitung erschwert wird und ihnen oftmals Sondermüllstatus, insbesondere bei mit Schwermetall verunreinigten Schlämmen, zugeordnet werden muß. Bei der nassen Rauchgasreinigung nach ölgefeuerten Dampferzeugern ist bei Entschwefelungsanlagen die Schwefelkalkverbindung oftmals mit Ruß verunreinigt und dadurch nicht zu Gips weiterverarbeitbar. Bei Klärschlamm begrenzt der Schwermetallgehalt die Verwendung in der Landwirtschaft und ist auch bei der Verbrennung eine unerwünschte Beimischung. In der Ablauge von Zellstoffabriken, insbesondere bei der Verwertung von Einjahrespflanzen stört die Kieselsäure, die zur Verwertung in körniger Form ausgeschleust werden soll.From DE-AS 14 42 386 or 24 08 776 or US-PS 5,062,963 and GB-PS 2,074,050 it is known to settle sludge or by centri fugieren to drain, the supernatant liquid being relatively clean is. The settled sludges contain all settable substances, so that further processing is difficult and they often have hazardous waste status, especially associated with sludge contaminated with heavy metal must become. For wet flue gas cleaning after oil-fired steam generators in desulfurization plants, the sulfur lime compound is often soot contaminated and therefore cannot be processed into plaster. With sewage sludge the heavy metal content limits the use in agriculture and is an undesirable admixture also during combustion. In the waste liquor from Pulp mills, especially when recycling annual plants disrupts the silica, which is discharged for recycling in granular form shall be.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, den oben genannten Schwierigkeiten zu begegnen und ist dadurch gekennzeichnet, daß der sich absetzende Schlamm unter ständigem Rühren und Aufrechterhaltung einer dichten Suspension bei Einsatz von Spülwasser, welches mit der Suspension intensiv im Bereich einer oder mehrerer Mischstellen durch eine sich drehende Verteileinrichtung über den Querschnitt vermischt wird, eingedickt wird, und daß der Spülwasserstrom entgegen der Richtung des sich absetzenden Schlammes strömt, wobei sich langsam absetzende Stoffe kleinerer Dichte gegenüber grobkörnigen sich im Unterlauf rasch absetzenden Stoffen im Überlauf ausgetragen werden und im Unterlauf eine Suspension mit einer Mindestkorngröße und einer hohen Suspensionsdichte abgezogen wird. The invention has set itself the task of the above To face difficulties and is characterized by the fact that the settling sludge with constant stirring and maintaining a tight Suspension when using rinsing water, which is intensive with the suspension in the area of one or more mixing points by a rotating one Distribution device over the cross section is mixed, is thickened, and that the flushing water flow against the direction of the settling Sludge flows, slowly settling substances of lower density compared to coarse-grained substances that settle quickly in the lower reaches Overflow are carried out and a suspension with a Minimum grain size and a high suspension density is subtracted.  

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich beispielsweise zur Abtrennung von Ruß, Schwermetallen und/oder organischen Verunreinigungen aus sich in Flüssigkeit und Feststoff ent­ mischendem Schlamm, wobei letzterer wiederum beispielsweise Klärschlamm oder Schlamm aus einer nassen Rauchgas­ entschwefelungsstufe sein kann. Als Wertstoffe lassen sich in Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens beispiels­ weise Gips, Kieselsäure und/oder schwermetallfreier Klärschlamm in suspendierter Form gewinnen. The method according to the invention is suitable, for example for the separation of soot, heavy metals and / or organic Contamination from itself in liquid and solid ent mixing sludge, the latter in turn, for example Sewage sludge or sludge from a wet flue gas desulphurization stage. Can be recycled using the method according to the invention, for example such as gypsum, silica and / or heavy metal free Obtain sewage sludge in suspended form.  

Weitere wesentliche Erfindungsmerkmale sind in den Unteransprüchen 2-6 angegeben.Further essential features of the invention are in subclaims 2-6 specified.

Die Erfindung ist in den angeschlossenen Fig. 1 und 2 in Form eines Schaltbildes beispielsweise dargestellt.The invention is shown, for example, in the form of a circuit diagram in the connected FIGS. 1 and 2.

Aus einer Schlammquelle 1, die als Kläranlage (Fig. 2) oder auch als Sumpf eines Wäschers (Fig. 2) einer nassen Rauchgasreinigungsanlage, ins­ besondere SO2 Absorptionsanlage nach einer Staubabscheidung ausgebildet ist, fällt unreiner Schlamm an, der in einem Hydrozyklon 2 eingedickt wird. Die dünne Fraktion wird in die Schlammquelle zurückgeführt (Wasserrücklauf oder Schlammrückführung) während die dichtere Fraktion über die Leitung 3 einem Absetzbehälter 4 zugeführt wird. Im Absetzbehälter 4 ist ein Rühr­ werk 5 vorgesehen, welches den Inhalt des Absetzbehälters in Bewegung hält, wobei sich im unteren Teil desselben die Suspension verdichtet und die Verunreinigungen aufschwimmen. Dieser Aufschwimmeffekt wird durch die Spül­ wasserzuführung 6 unterstützt, wodurch der Klassierungseffekt verbessert wird. Der Überlauf wird gesammelt und einem weiteren Hydrozyklon 7 zuge­ führt, in welchem der Überlauf verdickt und einen weiteren Absetzbehälter mit Rührwerk 5′ zugeführt wird. Die dünne Fraktion des Hydrozyklon kann beispielsweise als Spülwasser 6 bzw. 6′ verwendet oder in den Naßwäscher eingedüst werden. Auch im Absetzbehälter 8 bildet sich eine verunreinigte Flüssigkeit die entweder direkt in den Vorfluter oder über ein Absetz­ becken 9, insbesondere mit einem Flockungsmittel 10 versetzt, geleitet wird, so daß die Flüssigkeit von absetzbaren Stoffen gereinigt wird und als Brauchwasser Verwendung finden kann. Der abgesetzte Schlamm wird deponiert oder als Grundstoff für die Erzeugung von Schwermetallen oder als Zusatzbrennstoff (Ruß) verwendet. Der Ruß kommt aus Verbrennungsan­ lagen und läßt sich erst bei einer Naßwäsche des Rauchgases abscheiden.From a sludge source 1 , which is designed as a sewage treatment plant ( FIG. 2) or also as the sump of a scrubber ( FIG. 2) of a wet flue gas cleaning system, in particular an SO2 absorption system after dust separation, impure sludge is obtained, which is thickened in a hydrocyclone 2 . The thin fraction is returned to the sludge source (water return or sludge return) while the denser fraction is fed via line 3 to a settling tank 4 . In the settling tank 4 , an agitator 5 is provided which keeps the contents of the settling tank in motion, the suspension compressing in the lower part thereof and the impurities floating up. This floating effect is supported by the flushing water supply 6 , which improves the classification effect. The overflow is collected and another hydrocyclone 7 leads, in which the overflow thickens and another settling tank with agitator 5 'is fed. The thin fraction of the hydrocyclone can be used, for example, as rinsing water 6 or 6 'or injected into the wet washer. Also in the settling tank 8 , a contaminated liquid is formed which is either passed directly into the receiving water or via a settling basin 9 , in particular mixed with a flocculant 10 , so that the liquid is cleaned of settable substances and can be used as process water. The settled sludge is deposited or used as a raw material for the production of heavy metals or as an additional fuel (soot). The soot comes from combustion plants and can only be separated when the flue gas is washed wet.

Der in den Absetzbecken 4 bzw. 8 anfallende Schlamm ist relativ rein und kann als Wertstoff 11, beispielsweise für die Gipserzeugung oder bei Klär­ schlamm für landwirtschaftliche Zwecke genutzt werden. Wesentlich ist hierbei, daß der im Absetzbehälter 4 anfallende Schlamm reiner als jener im Absetz­ behälter 8 ist, so daß wenn die Reinheitstoleranzen überschritten werden der Schlamm aus dem Absetzbehälter 8 in den Absetzbehälter 4 rückgeführt (strichlierte Linie) oder einer Deponie 12 zugeführt werden kann. Auf jeden Fall wird erreicht, daß die Deponiemenge bedeutend reduziert wird. The resulting in the sedimentation basin 4 or 8 sludge is relatively pure and can be used as a valuable material 11 , for example for the production of gypsum or sludge for agricultural purposes. It is essential here that the sludge accumulating in the settling tank 4 is purer than that in the settling tank 8 , so that if the purity tolerances are exceeded the sludge can be returned from the settling tank 8 to the settling tank 4 (dashed line) or to a landfill 12 . In any case, the amount of landfill is reduced significantly.

Bei einem Schlamm entstehend bei einer absorptiven SO₂-Abscheidung mit Kalk aus Ver­ brennungsgasen, also bei einer Gipssuspension, insbesondere bei ölfgefeuerten Dampferzeugern, verbessert sich durch eine Rußabscheidung die Filtrierbarkeit, wodurch bei der anschließenden Trocknung der Feststoffe der Energieverbrauch infolge kleinerer Verdampfungsleistung verringert wird. Die erzeugten Gipspellets erreichen eine höhere Festigkeit, so daß das anschließende Handling (Zwischenlagerung, Transport) zu geringeren Staubverlusten führt.In the case of a sludge resulting from an absorptive SO₂ separation with lime from Ver combustion gases, i.e. with a gypsum suspension, especially with oil-fired steam generators, the filterability is improved by a soot separation, which results in the subsequent Drying of solids reduces energy consumption due to lower evaporation performance becomes. The gypsum pellets produced have a higher strength, so that the subsequent handling (Interim storage, transport) leads to lower dust losses.

Im Rahmen der Erfindung lassen sich auch Hydroxyde abtrennen, wodurch das gewonnene Salz bzw. der Schlamm reiner ist und der Absorptionsmittelverlust im als Absorber ausgebildeten Naßwäscher durch Rückführung der Hydroxyde geringer wird.Hydroxides can also be separated off within the scope of the invention, as a result of which the salt or the sludge is cleaner and the loss of absorbent in the wet scrubber designed as an absorber is reduced by recycling the hydroxides.

In Fig. 2 wird bei einer Schwarzlaugenentkieselung nach Abtrennung der zu entkieselnden Lauge in der Schlammquelle 1 der über die Leitung 3 anfallende Schlamm in einem Absetzbehälter 4 gerührt, wobei die feinen Kristalle mit den schlechteren Filtrationseigenschaften, hauptsächlich gelartige Kieselsäure und gefällte Lignolsulfate, aufschwimmen und in das Neutralisationsbecken 1′ mit dem höchsten pH-Wert rückgeführt werden, sich dort auflösen und die Keimzahlen erhöhen, wodurch die Silikatbildung mit gröberem Korndurchmesser in den Abscheidebecken 1′′, 1′′′ bei niedrigem pH-Wert positiv beeinflußt wird. Ferner kann ein Teil der gewonnenen grobkörnigen Kieselsäure in das Ab­ scheidebecken 1′′ zur Erhöhung des Kornwachstums eingebracht werden.In FIG. 2, in the case of black liquor decilification after separating the liquor to be decilified in the sludge source 1, the sludge obtained via the line 3 is stirred in a settling tank 4 , the fine crystals with the poorer filtration properties, mainly gel-like silica and precipitated lignol sulfates, floating up and in the neutralization basin 1 'with the highest pH value can be recycled, dissolve there and increase the bacterial count, whereby the formation of silicate with a coarser grain diameter in the separating basin 1 '', 1 ''' is positively influenced at a low pH value. Furthermore, part of the coarse-grained silica obtained can be introduced into the separating basin 1 '' to increase the grain growth.

Claims (6)

1. Verfahren zur Abtrennung unerwünschter Stoffe aus sich in Flüssigkeit und Feststoff ent­ mischendem Schlamm sowie Gewinnung von Wertstoffen und einer einer Kläranlage zuführbaren Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der sich absetzende Schlamm unter ständigem Rühren und Aufrechterhaltung einer dichten Suspension bei Einsatz von Spülwasser, welches mit der Sus­ pension intensiv im Bereich einer oder mehrerer Mischstellen durch eine sich drehende Verteil­ einrichtung über den Querschnitt vermischt wird, eingedickt wird, und der Spülwasserstrom entgegen der Richtung des sich absetzenden Schlammes strömt, wobei sich langsam absetzende Stoffe kleinerer Dichte gegenüber grobkörnigen sich im Unterlauf rasch absetzenden Stoffen im Oberlauf ausgetragen werden und im Unterlauf eine Suspension mit einer Mindestkorngröße und einer hohen Suspensionsdichte abgezogen wird.1. Process for the separation of undesirable substances from liquid and solid ent mixing sludge and recovery of valuable materials and a liquid that can be fed to a sewage treatment plant, characterized in that the settling sludge with constant stirring and maintaining a dense suspension when using rinsing water, which with the Sus pension is intensively mixed in the area of one or more mixing points by a rotating distribution device over the cross section, is thickened, and the rinsing water flow flows against the direction of the settling sludge, slowly settling substances of lower density compared to coarse-grained ones in the lower reaches quickly settling substances are discharged in the upper reaches and a suspension with a minimum grain size and a high suspension density is drawn off in the lower reaches. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß schon vor der Trennung der uner­ wünschten Stoffe aus dem Schlamm derselbe in einem Hydrozyklon eingedickt und der dünne Rücklaufschlamm in die Schlammquelle rückgeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that even before the separation of the un wanted substances from the sludge the same in a hydrocyclone and the thin Return sludge is returned to the sludge source. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufschwimmende Fraktion in einem Hydrozyklon und/oder Absetzbecken eingedickt und die verarmte Flüssigkeit zumindest teilweise in den Prozeß rückgeführt wird, wobei das Waschwasser eines Bandfilters als Spülflüssigkeit verwendet wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the floating fraction in one Hydrocyclone and / or sedimentation tanks thickened and the depleted liquid at least partially is returned to the process, the washing water of a belt filter as a rinsing liquid is used. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Rauchgasreinigungs­ anlage die bei der Eindickung rückgewonnene Flüssigkeit in die als Absorber für SO₂ ausgebildete Schlammquelle rückgeführt wird.4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that in a flue gas cleaning plant the liquid recovered in the thickening into the trained as an absorber for SO₂ Sludge source is recycled. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Absorber eine Feststoff­ reinigung der Rauchgase durchgeführt wird.5. The method according to claim 4, characterized in that a solid in front of the absorber cleaning of the flue gases is carried out. 6. Verfahren zur Trennung von kieselsäurehaltigem Schlamm aus Schwarzlaugen vor ihrer Ver­ brennung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Kieselsäure des Unterlaufes des Absetzbehälters in eine Fällungsstufe als Impfhilfsstoff für die Kristallisation und der Überlauf in oder vor die erste Neutralisationsstufe zur Auflösung der schlecht filtrierbaren Anteile geführt wird.6. Process for the separation of siliceous sludge from black liquors before their Ver Burning according to claim 1, characterized in that part of the silica of the lower reaches of the settling tank into a precipitation stage as an inoculant for the crystallization and the overflow in or before the first neutralization stage to dissolve the poorly filterable portions becomes.
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