DE69817783T2

DE69817783T2 - Verfahren zur behandlung von klarschlämmen

Info

Publication number: DE69817783T2
Application number: DE1998617783
Authority: DE
Inventors: Bengt Hansen; Simo Jokinen
Original assignee: Kemira Kemi AB
Current assignee: Kemira Kemi AB
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1998-03-12
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2018-03-13
Also published as: SE511166C2; AU6429298A; AU717290B2; CZ297172B6; ATE248778T1; CA2282280C; PL190380B1; DK0968138T3; NO319611B1; NO994375D0; CA2282280A1; US6217768B1; JP2001515406A; SE9700917L; ES2201455T3; EP0968138A1; NO994375L; TR199902180T2; IL131454A0; WO1998041479A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von Klärschlamm aus einer Abwasserbehandlung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf ein solches Verfahren, in welchem eine Präzipitationschemikalie aus dem Schlamm zurückgewonnen und der Abwasserbehandlung wieder zugeführt wird.
In der Abwasserbehandlung wird grundsätzlich als erstes eine mechanische Abtrennung von festen Verunreinigungen durchgeführt, und zwar zum Beispiel mit Hilfe von Sieben und Rechen und durch Absetzen der Verunreinigungen in einer vorgeschalteten Absetzvorrichtung. Außerdem wird das Abwasser mittels chemischer Reinigung und bevorzugt mittels biologischer Reinigung behandelt. Die chemische Reinigung wird derart durchgeführt, dass Präzipitationschemikalien wie etwa Eisensalze oder Aluminiumsalze zu dem Wasser hinzugegeben werden, mittels Flokkulation präzipitieren und Verunreinigungen im Abwasser wie etwa Phosphate und Teilchen aufsammeln. In der biologischen Reinigung, welche zum Beispiel mittels einem aktivierten Schlammverfahren oder mittels eines Tropfkörpers durchgeführt werden kann, wird das Abwasser mittels Mikroorganismen gereinigt. In der Abwasserbehandlung werden große Mengen an zu behandelndem Schlamm erhalten. Dies kann durch Digestieren des Schlamm durchgeführt werden, wobei organische Substanzen in anorganische mit Hilfe von anaeroben Mikroorganismen umgewandelt werden. Der nach dem Digestieren erhaltene Schlamm, d. h. der digestierte Schlamm, kann deponieret oder als Dünger eingesetzt werden. Wenn der digestierte Schlamm als Dünger eingesetzt wird, sollte der Gehalt an Schwermetallen, d. h., Metalle aus der aus Chrom, Nickel, Kupfer, Zink, Cadmium, Blei und Quecksilber bestehenden Gruppe, zuerst entfernt werden. Nebenbei enthält der Schlamm die zugegebenen Präzipitationschemikalien und aus ökonomischen Gesichtspunkten sollten diese, falls möglich, zurückgewonnen und wiederverwendet werden. In der vorliegenden Erfindung beziehen sich Präzipitationschemikalien auf eisen- und/oder aluminiumhaltige Verbindungen, wie etwa Eisen(III)chlorid, Eisen(II)-sulphat, Eisen(III)-sulphat, Aluminiumsulphat und Polyaluminiumchlorid.
Unterschiedliche Verfahren zur Behandlung von Schlamm aus der Abwasserbehandlung sind bekannt und als ein Beispiel aus dem Stand der Technik wird auf die WO96/20894 Bezug genommen, welche am 11. Juli veröffentlicht worden ist. Gemäß diesem Dokument wird der Abwasserschlamm durch Ansäueren des Schlamms zur Lösung der Metalle und des Phosphors aus dem Schlamm behandelt. Nach der Abtrennung des verbleibenden Schlamms werden die Präzipitationschemikalien Eisen und Aluminium durch Einstellung des pH-Wertes auf ungefähr 2 bis 4 als Phosphate zurückgewonnen. Nach der Abtrennung der präzipitierten Phosphate wird eine weitere Präzipitation, nämlich der zu diesem Zeitpunkt gelösten Schwermetalle durchgeführt, welche durch Erhöhung des pH-Wertes auf annähernd 7 bis 9 und durch Zugabe von Fällungsmitteln wie etwa Sulfiden präzipitiert werden. Nach der Abtrennung werden die Schwermetallsulfide niedergeschlagen, während das filtrierte Wasser in das Abwasserbehandlungsverfahren zurückgeführt werden kann.
Der resultierende Phosphatniederschlag, welcher Eisenphosphat und möglicherweise ebenso Aluminiumphosphate enthält, kann zur Rückgewinnung der Präzipitationschemikalien Eisen und Aluminium durch Zugabe eines Alkalihydroxids, wie etwa Natriumhydroxid, behandelt werden, um dadurch unlösliches Eisenhydroxid und eine Lösung, die lösliche Alkaliphosphate und Aluminiumhydroxide enthält, zu bilden. Das Eisenhydroxid kann in einer Säure wie etwa Salzsäure, Schwefelsäure oder Salpetersäure gelöst werden, um eine Lösung des entsprechenden Eisensalzes zu ergeben, welches als Präzipitationschemikalie einsetzbar ist.
Gemäß der vorstehend erwähnten WO96/20894 liegt der Eisengehalt des Schlamms in dreiwertiger Form vor oder das Eisen wird durch Zugabe eines Oxidationsmittels wie etwa Wasserstoffperoxid in die dreiwertige Form oxidiert. Keine externe Zugabe von dreiwertigem Eisen findet statt. Jedoch wird ausgesagt, dass eine externe Zugabe von Phosphorsäure oder Phosphaten zur Einstellung des Molverhältnisses an Phosphorsäure zu Phosphor von annähernd 1 : 1 stattfinden kann.
Wie aus dem vorstehenden ersichtlich ist, bewerkstelligt die WO96/20894 eine Behandlung von Abwasserschlamm, wobei der Schlamm von unerwünschten Metallen wie etwa Schwermetallen und Phosphor befreit wird. Der Gehalt der Metalle, der von den Präzipitationschemikalien herrührt, wie etwa Eisen und Aluminium, wird in dem Schlamm als Phosphate zurückgewonnen und kann nicht zu dem Abwasserreinigungsprozeß direkt zurückgeführt werden, um als Präzipitationschemikalien eingesetzt zu werden, sondern muss zuerst durch zusätzliche Löse- und Präzipitationsverfahrensschritte umgewandelt werden. Da jeder Löse- und Präzipitationsverfahrensschritt ein Risiko für die Gesamtausbeute der erwünschten Chemikalien bedeutet, wäre es vorteilhaft, einen Prozeß vorzusehen, in welchem die in den Präzipitationschemikalien eingesetzten Metalle nach dem Lösen von dem Abwasserschlamm direkt zu dem Abwasserreinigungsprozeß ohne jegliche dazwischen geschaltete Präzipitations- und Löseschritte zurückgeführt werden können.
Erfindungsgemäß können die vorstehend erwähnten Nachteile beseitigt oder reduziert und es wird ein Verfahren zur Behandlung von Schlamm aus der Abwasserreinigung geschaffen, in welchem Eisen und/oder Aluminium aus den Präzipitationschemikalien von dem Schlamm gelöst werden und die resultierende Lösung in die Abwasserbehandlung zurückgeführt wird.
Genauer gesagt stellt die Erfindung ein Verfahren zur Behandlung von Schlamm aus einer Abwasserreinigung bereit, wobei der Schlamm Phosphor und wenigstens ein Metall enthält, welches aus den Präzipitationschemikalien stammt und welches aus Fe²⁺ und Al³⁺ ausgewählt ist, wobei der pH-Wert des Schlamms zur Auflösung des Phosphoranteils und des Metalls in dem Schlamm auf unter 4 eingestellt wird;
der verbleibende Schlamm abgetrennt wird;
die vom Klärschlamm befreite Lösung, welche Phosphor und das Metall enthält, bei einem pH-Wert von 2 bis 3 durch Zugabe von wenigstens der äquivalenten Menge an Fe³⁺ zur Präzipitierung des Phosphoranteils in der Lösung als FePO₄ behandelt wird; und
das präzipitierte FePO₄ abgetrennt wird.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die verbleibende Lösung, welche das Metall aus den Präzipitierungschemikalien enthält, der Abwasserbehandlung wieder zugeführt wird.
Weitere Vorteile und charakteristische Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den angehängten Ansprüchen offensichtlich.
Der Erfindung wird nun detaillierter unter Bezugnahme auf die angehängte Zeichnung beschrieben, welche schematisch eine momentan bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Schlamm aus einer Abwasserreinigungsanlange (nicht gezeigt), der unter anderem Phosphor in der Form von Phosphaten und Metalle, die aus den in der Abwasserreinigung eingesetzt Präzipitationschemikalien stammen, enthält, wird in einem ersten Schritt: I zur Lösung des Phosphoranteils und der Metalle in dem Schlamm aus den Präzipitationschemikalien zugeführt. Erfindungsgemäß sind das Metall oder die Metalle, die aus den Präzipitationschemikalien stammen, Eisen und/oder Aluminium, und zwar unter der Bedingung, dass Eisen in zweiwertiger Form (Fe²⁺) vorliegt. Anfänglich Liegt das Eisen in dreiwertiger Form (Fe³⁺) in der Präzipitationschemikalie vor, aber bei der Zugabe der Präzipitationschemikalie in dem chemischen Reinigungsschritt der Abwasserbehandlung wird es ausgeflockt und gelangt in die Schlammphase, wobei das Eisen zur zweiwertigen Form, zum Beispiel bein digestieren des Schlamms, reduziert wird.
Im ersten Schritt I, wird der Phosphor-, Eisen- und/oder Aluminiumanteil in dem Schlamm durch Ansäuern des Schlamms gelöst. Dies wird durch eine saure Hydrolyse des Schlamms mit einer Säure, zum Beispiel Schwefelsäure, bei einem pH-Wert von unter 4 und bevorzugt von unter 2 bewirkt. Die Hydrolyse wird unter Bedingungen ausgeführt, die die gewünschte Auflösung ergeben. Weder die Temperatur noch der Druck sind in der Hydrolyse kritisch und es können Umgebungstemperatur und -druck eingesetzt werden. Falls erwünscht, können jedoch eine erhöhte Temperatur und/oder einerhöhter Druck eingesetzt werden, um zum Beispiel die Hydrolyse zu beschleunigen. Normalerweise kann die Temperatur im Bereich von annähernd 0 bis 200°C liegen, und bevorzugt wird die Temperatur derart gesteigert, dass sie bei annähernd 100 bis 140°C liegt, um die Hydrolyse zu beschleunigen. Entsprechend kann der Druck in Abhängigkeit der Hydrolysetemperatur von Umgebungsdruck (atmosphärischem Druck) bis ungefähr 1 Mpa variieren. Es ist in vielen Fällen für den pH-Wert hinreichend, dass er bei der Hydrolyse gerade unter 4 liegt, bevorzugt liegt er bei der Hydrolyse aber unter 2, um den Phosphor-, Eisen- und/oder Aluminiumanteil in dem Schlamm vollständig zu lösen.
Nach der Beendigung der Hydrolyse werden der verbleibende Schlamm und die Hhydrolyseflüssigkeit einem zweiten Schritt II zur Abtrennung des verbleibenden Schlamms, zum Beispiel mittels Filtration oder Zentrifugation, zugeführt.
Nach der Abtrennung des Schlamms, wird die vom Schlamm befreite Lösung, welche gelöstes Phosphor und Metall aus dem Schlamm in der Form von Phosphat und gelösten Metallsalzen enthält, zu einem dritten Schritt III zur Abtrennung von gegebenenfalls vorhandenen Schwermetallen zugeführt. Durch den Ausdruck Schwermetalle sind, wie vorstehend erwähnt ist, Metalle gemeint, die aus der aus Chrom, Nickel, Kupfer, Zink, Cadmium, Blei und Quecksilber bestehenden Gruppe ausgewählt sind. Wenn keine Schwermetalle vorhanden sind oder wenn diese vernachlässigbar sind, kann dieser Schritt ausgelassen werden.
In dem Schwermetallabtrennungsschritt III, werden die Schwermetalle durch Zugabe einer Substanz abgetrennt, welche eine unlösliche Verbindung mit den Schwermetallen erzeugt. Bevorzugt ist diese Substanz eine Sulfidionenquelle, wie etwa Natriumsulfid, so dass die Schwermetalle als Schwermetallsulfide (HMS) präzipitiert werden.
Alternativ dazu kann der Phosphoranteil in der Lösung gemäß den nachstehend beschriebenen Schritten IV und V erst als FePO₄ präzipitiert werden, bevor die Schwermetalle durch Zugabe einer Sulfidionenquelle präzipitiert werden.
Wenn Schwermetallsulfide in dem Schlamm, welcher nach der sauren Hydrolyse abgetrennt wird, akzeptabel sind impliziert eine weitere Alternative, dass kurz vor oder zusammen mit der sauren Hydrolyse eine Sulfidionenquelle zur Bindung jeglicher vorhandener Schwermetalle als Sulfide hinzugegeben wird. In diesem Fall kann der nachfolgende spezifische Sulfidpräzipitationsschritt III ausgelassen werden.
Falls die Lösung von Schwermetallen befreit worden ist, wird sie einem vierten Schritt IV zugeführt, welcher ein Schritt ist, in dem der pH-Wert der Lösung auf 2 bis 3 und bevorzugt auf 2 bis 2,8 eingestellt wird. Der pH-Wert wird durch Zugabe einer geeigneten Base wie etwa Natriumhydroxid oder Magnesiumhydroxid eingestellt. Die Einstellung des pH-Wertes wird als ein vorausgehender Schritt vor der nachfolgenden Präzipitierung des Phosphoranteils in der Lösung als FePO₄, welches in dem angegebenen pH-Bereich unlöslich ist, ausgeführt.
Wenn der pH-Wert der Lösung schon in dem ersten Schritt, in welchem der pH-Wert auf unter 4 eingestellt wird, im Bereich von 2 bis 3 eingestellt worden ist, ist keine nachfolgende Einstellung des pH-Wertes nach der Abtrennung des Schlamms notwendig.
Die Lösung aus Schritt IV, welche Phosphat (PO₄ ^–3), zweiwertiges Eisen (Fe²⁺) und/oder Aluminium (Al³⁺) enthält, wird dann zu einem fünften Schritt V zurm Präzipitation des Phosphoranteils der Lösung als Eisenphosphat (FePO₄) zugeführt. Dies geschieht durch die Zugabe einer dreiwertigen Eisenquelle (Fe³⁺), zum Beispiel Eisen(III)-chlorid, zu der Lösung. Hinsichtlich des Erreichens einer vollständigen Präzipitation des Phosphoranteils der Lösung wird das dreiwertige Eisen wenigstens in äquimolarer Menge, dass heißt in einer solchen Menge, dass das molare Verhältnis des dreiwertigen Eisens zu dem Phosphoranteil der Lösung wenigstens annähernd 1 : 1 ist, wie etwa 1 bis 1,5 : 1, zugegeben. Wie vorstehend erwähnt, ist dreiwertiges Eisenphosphat in dem pH-Bereich von 2 bis 3, bevorzugt von 2 bis 2,8 unlöslich und wird in diesem Bereich in sehr reiner Form präzipitiert. Um den Phosphoranteil der Lösung so vollständig wie möglich zu präzipitieren, sollte eine bestimmte Verweilzeit zwischen der Zugabe der dreiwertigen Eisenquelle und der Abtrennung des gebildeten Eisenphosphats abgewartet werden. Geeigneter Weise liegt die Verweilzeit von ungefähr 5 Minuten bis ungefähr 6 Stunden und bevorzugt von ungefähr 30 Minuten bis ungefähr 1 Stunde. Das präzipitierte Eisenphosphat wird dann aus der Lösung in einer an sich bekannten Art und Weise, zum Beispiel mittels Filtration oder Zentrifugation, abgetrennt.
Selbst wenn das Verfahren vorstehend derart beschrieben wurde, dass der Schritt IV mit einer pH-Wert-Einstellung der Lösung vor Schritt V zusammen mit der Zugabe einer dreiwertigen Eisenquelle (Fe³⁺) durchgeführt wird, kann selbstverständlich die relative Reihenfolge der Schritte IV und V in der vorliegenden Erfindung optional sein. Somit ist es sogar möglich und in vielen Fällen sogar bevorzugt, zuerst die dreiwertige Eisenquelle zuzugeben und nur dann den pH-Wert auf 2 bis 3 einzustellen. Im letzteren Fall steht die vorstehend erwähnte Verweilzeit in Verbindung mit der pH-Wert-Einstellung.
Nach der Abtrennung des präzipitierten Eisenphosphats enthält die verbleibende Lösung den Metallanteil, der aus den Präzipitationschemikalien stammt und der in dem ursprünglichen Schlamm Fe²⁺ und/oder Al³⁺ war. Diese vom Schlamm, den Schwermetallen und dem Phosphat befreite Lösung wird wieder der Abwasserreinigung für einen erneuten Einsatz des Eisen- und Aluminiumanteils in der Lösung als Präzipitationschemikalien zugeführt. Um den Eisenanteil der Lösung als eine Präzipitationschemikalie zu aktivieren, bedarf es der Umwandlung der zweiwertigen in die dreiwertige Form. Dies wird bevorzugt mittels der Abwasserreinigung durchgeführt, welche einen aeroben biologischen Reinigungsschritt umfasst, wobei die Lösung in diesem Reinigungsschritt zugegeben wird und das zweiwertige Eisen in dreiwertiges Eisen in dem aeroben biologischen Reinigungsschritt oxidiert wird. Wenn die zurückgeführte Lösung zweiwertiges Eisen enthält, wird sie somit aus diesem Grund der Abwasserreinigung vor oder in dem aeroben biologischen Reinigungsschritt zugegeben. Wenn die Lösung nur Aluminium enthält, kann sie prinzipiell an einem beliebigen Punkt in der Abwasserreinigung zugegeben werden. Man kann selbstverständlich auf eine andere Art und Weise, zum Beispiel durch Zugabe von Wasserstoffperoxid, den zweiwertigen Eisenanteil der Lösung zu dreiwertigen Eisen oxidieren. In diesem Fall, kann die Lösung der Abwasserreinigung an einem beliebigen Punkt zugegeben werden.
Das aus der vorstehend beschriebenen Präzipitation resultierende Eisen(III)-phosphat (FePO₄) kann als ein Dünger in der Landwirtschaft eingesetzt werden. Es ist ebenso möglich, das dreiwertige Eisen aus dem Eisen(III)phosphat für einen erneuten Einsatz als Präzipitationsreagens durch Behandlung des Eisen(III)phosphatpräzipitat mit einem alkalischen Reagens wie etwa Natriumhydroxid zu behandeln, um Eisen(III)-hydroxid zu erzeugen, welches abgetrennt und mit einer Säure, wie etwa Salzsäure oder Schwefelsäure, zur Erzeugung des entsprechenden Eisen(III)-salzes behandelt werden kann, und welches dann als Präzipitationsreagens eingesetzt werden kann.
Es soll hervorgehoben werden, dass die Erfindung ein einfaches und unkompliziertes Verfahren zur Wiedergewinnung von aus Präzipitationschemikalien stammendem Metall aus Schlamm und die Rückführung dieses Metalls in die Abwasserreinigung für einen erneuten Einsatz ermöglicht. Dadurch, dass das Metall im Verfahren konstant in Lösung gehalten wird und dass keine Abtrennung des Metalls in einem oder mehreren Präzipitationsschritten vorkommt, ist der Verlust an Metall in dem erfindungsgemäßen Verfahren minimiert. Die Möglichkeit der Rückgewinnung des dreiwertigen Eisens, welches das Präzipitationsreagens für den Phosphoranteil des Schlamms bildet, macht das erfinderische Verfahren höchst ökonomisch.
Zusätzlich zu der Zurückführung des Eisens und Aluminiums in die Abwasserreinigung für einen erneuten Einsatz als Präzipitationschemikalie wird ein Schlamm durch die vorliegende Erfindung erzielt, welcher von unerwünschten Verunreinigungen befreit ist und welcher zum Beispiel als Dünger eingesetzt werden kann. Jegliche mit umfasste Schwermetalle werden in der Erfindung bevorzugt als ein getrenntes Präzipitat zurückgewonnen, welches deponiert werden kann oder zur Rückgewinnung der Schwermetalle weiter verarbeitet werden kann. Letztendlich wird ebenso der Phosphoranteil des ursprünglichen Schlamms erfindungsgemäß zurückgewonnen, und zwar getrennt in der Form von Eisen(III)-phosphat, welches wie vorstehend beschrieben zur Rückgewinnung des dreiwertigen Eisens behandelt werden kann. In dieser Rückgewinnung des dreiwertigen Eisens wird das Phosphat als Natriumphosphat (Na₃PO₄) erhalten, welches zum Beispiel als ein Ausgangsmaterial für die Herstellung von Dünger in der Landwirtschaft oder als ein Ausgangsmaterial in der Waschmittelindustrie eingesetzt werden kann.
Es ist aus dem Vorstehenden ersichtlich, dass erfindungsgemäß die Emission von schädlichen oder unerwünschten Substanzen verhindert oder auf ein minimales Niveau reduziert wird, und folglich stellt die Erfindung ein extrem umweltfreundliches Verfahren zur Behandlung von Schlamm aus einer Abwasserreinigung bereit.
Um die vorliegende Erfindung weiter zu veranschaulichen, werden nachstehend einige Ausführungsformen beschrieben, welche jedoch den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken sollen.
Beispiel 1
Schlamm aus einer Abwasserreinigung in einer Pilotanlage wurde einer sauren Hydrolyse bei einem pH-Wert von 1,6 und einer Temperatur von ungefähr 140°C für eine Stunde unterzogen. Die Präzipitationschemikalien umfaßten sowohl Eisen(III)-chlorid und Eisen(III)-sulfat als auch Polyaluminiumchlorid, wobei der Schlamm deshalb sowohl Fe²⁺ als auch Al³⁺ enthielt. Nach der Hydrolyse wurde der verbleibende Schlamm mittels Zentrifugation abgetrennt und die vom Schlamm befreite Lösung (klare Phase) wurde in dem Test eingesetzt, welcher bei einer Temperatur von ungefähr 20°C durchgeführt wurde. Ein dreiwertiges Eisensalz, welches detaillierter in Tabelle 1 beschrieben ist, wurde zu der Lösung unter Rühren zur Vermeidung eines Absetzens in einer solchen Menge hinzugegeben, dass das molare Verhältnis Fe³⁺ : PO₄ ^3– 1 : 1 betrug. Dann wurde NaOH zu der Lösung unter fortgesetzten Rühren hinzugegeben, um den pH-Wert der Lösung auf 2,6 einzustellen. In der pH-Wert-Einstellung wurde Eisenphosphat (FePO₄) aus der Lösung präzipitiert, und nach dem Rühren und Präzipitieren über eine Stunde wurde das resultierende Eisenphosphatpräzipitat aus der Lösung mittels Filtration durch einen GF/A-Filter abgetrennt. Die verbleibende Lösung wurde dann bezüglich des Anteils an Fe²⁺ und Al³⁺ analysiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. In Tabelle 1 bezeichnet Fe²⁺ Ein und Al³⁺ Ein den Anteil an Fe²⁺ beziehungsweise Al³⁺ des ursprünglichen Schlamms. Fe²⁺ Aus und Al³⁺ Aus kennzeichnen den Fe²⁺- und Al³⁺-Anteil der letztendlich zurückgeführten Lösung. P Zurückgeführt, Fe²⁺ Zurückgeführt und Al³⁺ Zurückgeführt kennzeichnen die prozentualen Mengen an P, Fe²⁺ beziehungsweise Al³⁺, welche in die Abwasserreinigung zurückgeführt werden.
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, erlaubt die Erfindung die Rückführung von ungefähr 90% des Fe²⁺ und ungefähr 75% des Al³⁺ aus den Präzipitationschemikalien im Schlamm.
Beispiel 2
Abwasserschlamm von einer herkömmlichen Abwasserreinigungsanlage, welche Eisen(III)-chlorid und Eisensulphat als Präzipitationschemikalien einsetzt, wurde in zwei unterschiedlichen Tests (Test 1 und Test 2) einer sauren Hydrolyse bei einem pH von 1,8 und einer Temperatur von ungefähr 140°C über ungefähr 1 Stunde unterzogen. Nach der Hydrolyse wurde der verbleibende Schlamm mittels eines Zentrifugaldekanters abgetrennt und die vom Schlamm befreite Lösung (klare Phase) in dem Test eingesetzt, welcher bei einer Temperatur von ungefähr 50 bis 60°C durchgeführt wurde. Ein dreiwertiges Eisensalz wurde zu der Lösung in einem Mischbehälter derart zugegeben, dass das molare Verhältnis von Fe³⁺ zu PO₄ ^3– bei ungefähr 1 : 1 lag. Das zugegebene dreiwertige Eisen war ein Eisenchloridprodukt, das 13,7 Gew.-% Fe³⁺ und 26 –28 Gew.-% Cl^– enthielt. Dieses Produkt ist von Kemira Kemwater, Schweden unter der Bezeichnung PIX-111 erhältlich. Die Verweilzeit in dem Mischbehälter betrug 30 Minuten. In einem anschließenden Mischbehälter wurde NaOH zur Einstellung des pH-Wertes auf 2,1 bis 2,8 zugegeben. Die Verweilzeit in diesem Mischverhälter betrug 30 Minuten. Bei der pH-Wert-Einstellung wurde das Eisenphosphat (FePO₄) präzipitiert, welches von der Lösung in dem Mischbehälter durch Umpumpen zu einem Zentrifugaldekanter abgetrennt wurde. Ein kationisches Polymer Zetag 89, bezogen von Allied Colloid, Grossbritannien, wurde zur Sicherstellung einer guten Abtrennung zu dem Dekanter hinzugegeben. Eine Analyse bezüglich des Fe²⁺-Gehalts (Fe²⁺ Ein) des ursprünglichen Schlamms und des Fe²⁺-Gehalts (Fe²⁺ Aus) der letztendlichen Lösung wurde durchgeführt. Die Ergebnisse aus Test 1 und aus Test 2 sind in Tabelle 2 angegeben, und die Werte beziehen sich auf Durchschnittswerte der Tests, welche über 4 Stunden (Test 1) und 6 Stunden (Test 2) durchgeführt wurden.
Die Tabelle 2 zeigt, dass wenigstens 80% des Fe²⁺-Anteils des Schlamms zu dem Wasserreinigungsprozess zurückgeführt werden können (Fe²⁺ Zurückgeführt).

Claims

Verfahren zu Behandlung von Klärschlamm aus einer Abwassereinigung, wobei der Schlamm Phosphor und wenigstens ein Metall enthält, welches aus der Präzipitierung von Chemikalien stammt und welches aus Fe²⁺ und Al³⁺ ausgewählt ist, wobei der pH des Klärschlamms zur Auflösung des Phosphoranteils und des Metalls in dem Klärschlamm auf unter 4 eingestellt wird; der verbleibende Klärschlamm abgetrennt wird; die vom Klärschlamm befreite Lösung, welche Phosphor und das Metall enthält, zur Präzipitierung des Phosphoranteils in der Lösung als FePO₄ bei einem pH von 2–3 durch Zugabe von wenigstens der äquivalenten Menge an Fe³⁺ behandelt wird; das präzipitierte FePO₄ abgetrennt wird; dadurch gekennzeichnet, dass die verbleibende Lösung, welche das Metall aus der Präzipitierung von Chemikalien enthält, in die Abwasserbehandlung wieder zurückgeführt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall aus der Präzipitierung von Chemikalien Fe²⁺ ist.
Das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der pH des Klärschlammes zur Auflösung des Phosphoranteils und des Metalls in dem Klärschlamm auf unter 2 eingestellt wird.
Das Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die verbleibende Lösung Fe²⁺ enthält und vor einem aeroben biologischen Reinigungsschritt einer Abwasserbehandlung zugeführt wird.
Das Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet das die verbleibende Lösung Fe²⁺ enthält und einem aeroben biologischen Reinigungsschritt in der Abwasserbehandlung zurückgeführt wird.
Das Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwermetalle in dem Klärschlamm, welche durch Einstellen des pH des Klärschlamms auf unter 4 gelöst vorliegen und welche nach der Abtrennung des verbleibenden Klärschlamms in der vom Klärschlamm befreiten Lösung verbleiben, durch Zugabe einer Sulfidionenquelle zu der Lösung nach der Abtrennung des verbleibenden Klärschlamms als Sulfide präzipitiert werden.
Das Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sulfidionenquelle zu der Lösung vor der Präzipitierung des Phosphoranteils in der Lösung zugegeben wird.
Das Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Phosphoranteil und das Metall, welches aus der Präzipitierung von Chemikalien hervorgeht und welches in dem Klärschlamm vorhanden ist, durch Säurehydrolyse bei einer Temperatur im Bereich von 0 bis 200°C gelöst wird.