HU194130B

HU194130B - Process for preliminary treating of mods for improving flocculation and/or dehydration

Info

Publication number: HU194130B
Application number: HU842073A
Authority: HU
Inventors: Michel Schmeizer; Erwin Puschenjak
Original assignee: Voest Alpine Ag
Priority date: 1983-05-30
Filing date: 1984-05-29
Publication date: 1988-01-28
Also published as: DK264884A; EP0127604B1; ATE27136T1; DK264884D0; DD218609A5; EP0127604A1; HUT40378A; DE3463644D1

Description

A találmány iszapok előkezelésére vonatkozik a flokkuláció és/vagy a vízteleníthetőség javítása céljából, víztelenítési berendezésben, adott esetben polielektrolltok mint flokkuláló segédanyag felhasználásával.

Iszapok tulajdonságainak megváltoztatására ismert a polielektrolitok alkalmazása flokkuláló segédanyagként. Ismert továbbá az iszap termikus kondicionálása is, például 30 bar nyomáson és 300 °C-ra történő hevítéssel az iszap előkészíthető a víz elválasztására. Ez az előkészítés azonban nem minden iszap esetében alkalmazható, emellett nagyobb gépi beruházást és sok energiát igényel. Az ilyen kondicionálás során bomlásteimékek keletkeznek, amelyek az elválasztott víz további kezelését megnehezítik.

Biológiai iszapok általában elégetéssel semmisítenek meg, amihez többnyire kiegészítő tüzelést kell alkalmazni. Ennek oka az elválasztott iszap viszonylag nagy víztartalma, valamint az, hogy az iszap túl kevés éghető anyagot tartalmaz.

A találmány célja olyan eljárás kidolgozása volt, amellyel az előkezelt iszap egyszerű, mechanikai víztelenítési berendezésben hatékonyabban vízteleníthető oly mértékben, hogy a kapott termék közvetlenül járulékos tüzelés nélkül legyen elégethető. A találmány szerint a fenti célt azzal érjük el, hogy a vízteleníteni kívánt iszaphoz víztelenítés előtt folyékony, éghető, szerves adalékot, például olajat, előnyösen fáradtolajat adunk az iszap szárazanyagtartalmára vonatkoztatva 0,5-50 m%, előnyösen 0,5-10 m% mennyiségben. A megoldás kettős előnye abban van, hogy egyrészt az iszap vízteleníthetősége javul, másrészt a fáradtolaj tárolásának megsemmísétésének gondját megoldja. A szerves anyag adagolása révén az iszap szárazanyagtartalma növekszik, a víztelenített iszap fűtőértéke szabályozható, így az iszap kiegészítő fűtőanyag nélkül égethető el. Azt találtuk, hogy a fáradtolaj adalék a kogulációs tulajdonságokat és így az egyszerű, mechanikus présekben végzett víztelenítést lényegesen javítja, az iszap mechanikai terhelhetőségét növeli, ami a víztelenítési kezelést hatékonyabbá teszi. Az adalékolt fáradtolaj az iszap részecskéi adszorbeálják, az olaj beépül az iszapba, mégpedig — száraztartalmára vonatkoztatva — az iszap az 50 m%-ot is elérő olajmennyiséget képes felvenni anélkül, hogy a következő lépésben, a mechanikai víztelenítés során számottevő mennyiségű olaj kipréselődne az iszapból, és a szennyvízbe kerülne. Az 50 m%-ot meghaladó mennyiségű olajjal kezeit iszapból az olaj a présben kiválik, ami természetesen nem kívánatos. A víztelenítésre kerülő iszap felületén adszorbeált olaj nyilvánvalóan kiszorítja, illetve leválasztja a hidrátbúrát, így a víz könnyebben tud elfolyni. Olaj, így a fáradtolaj is kifejezetten hidrofób, ezért az olaj adagolása az iszapban lévő víz elválaszthatóságát lényegesen javítja.

Különösen biológiai iszapok esetén általában fermentatív bomlási folyamatok zajlanak le, amelyek az elfolyó szennyvíz nemkívánatos szennyeződését eredményezik. Ezért a találmány egy előnyös kiviteli módja szerint az olajhoz oxidálószert, előnyösen hidrogén-peroxidot adagolunk, mert ezzel a fermentációs bomlás visszaszorítható. Azt tapasztalatuk, hogy az oxidálószer, előnyösen hidrogén-peroxid már igen csekély mennyiségben lényegesen javítja a vízteleníthetöséget. Meglepő módon az oxidálószerek adagolása az igen nehezen kezelhető ásványi iszapok esetén is bevált, és a szokásos prések, például szűrőszalagpré10 sek víztelenítési víztelenítési teljesítményét lényegesen növeli. Oxidálószerként előnyösen 30%-os hidrogén-peroxidot adagolunk 0,5-10 1/m³ iszap, előnyösen 1-3 1/m³ iszap mennyiségben. Az oxidálószer adagolás helyett a vízteleníthetőséget azzal is javíthatjuk, hogy az iszapot az olaj hozzáadása előtt oxidatív előkezelésnek vetjük alá, például levegőt és/vagy oxigént fúvatunk át.

Az iszapok gazdaságos feldolgozás céljából a találmány szerinti eljárás előnyösen úgy foganatosítjuk, hogy az oxidáló kezelés és az olaj adagolása előtt az iszapot legalább 5 m% szárazanyagtartalomra besűrítjük. Az olaj és oxidálószer adagolásával elért javított vízteleníthetőséget az említett besűrítés még lényegesen fokozza.

Főleg az olaj és az oxidálószer együttes adagolása javítja az iszap koagulációját és vízteleníthetőségét; az oxidálószer szintén növeli az iszap mechanikai terhelhetőségét, ami az egyszerű mechanikus présben végzett víztelenítést hatékonyabbá teszi.

A találmányt az alábbiakban a csatolt rajzokon ábrázolt folyamatábrák (1-5. ábrák) segítségével közelebbről ismertetjük.

Az 1. ábra szerint eljárva szennyvíziszapként az előülepítőből származó felesiszapot 5 m% szárazanyagtartalomra besűrítünk. Az iszapot keverőbe vezetjük, ahol 1 köbméter iszapra számítva 20 kg fáradtolajat és 30 liter 10%-os vas(lll)-kiorid-oldatot adunk hozzá. Intenzív összekeverésétután az iszapot flokkuláló berendezésbe vezetjük, ahol 230 g/m³ mennyiségben kationos polielektrolitot adunk az iszaphoz. A szűrőszalagprés szűrt vizében csupán 5 -20 g/m³ mennyiségű fáradtolaj volt kimutatható. Az ilyen csekély mennyiség - adott esetben derítés után — minden további nékül megengedhető. A szűrőszalagprésről levett szűrőlepény 30-35 m% szárazanyagot tartalmazott és közvetlen elégetésre volt alkalmas.

A 2. ábrán látható változat szerint az iszapot keverőbe vezetjük, amelybe egyidejűleg 1 köbméter iszapra számítva 3 liter 30?í-os hidrogén-peroxidot és 1 t szárazanyagra számítva 0,5 t fáradtolajat adagolunk. Adagolás közben mintegy 5 percen keresztül levegőt nyomunk a keverőbe; a levegő oxídálóan hat és intenzív keverést biztosít. A keverőbői az iszap flokkuláló berendezésbe kerül, amelyben hidrogén-peroxid adagolásával vagy levegő bevezetésével folytathatjuk az oxidálást. A flokkulált iszapot — adott esetben a szárazanyag feldúsítására flotációt közbeiktatva — a víztelenítési berendezésbe, például szűrőszalagprésbe vezetjük. A kapott lepény hasznosítható, illetve megsemmisíthető.

A 3. ábrán feltüntetett eljárásban szintén mintegy 5 s% szárazanyagot tartalmazó iszapból indulunk ki. A keveröedényben az iszaphoz 30%-os hidrogén-peroxidot 3 liter/m³ mennyiségben, továbbá fáradtolajat 2,5 m% mennyiségben és adott esetben elektrolitot adunk. Az elegyet flokkuláló berendezésbe vezetjük, amelybe polielektrolitot adagolunk. A flokkulációt hidrogén-peroxid adagolásával javíthatjuk. A szárazanyag feldúsítása céljából végzett flotálás során járulékosan levegőt hivathatjuk az iszapon át. A dúsított iszapot szűrőszalagprésen vagy centrifugában 30—35 m% szárazanyagtartalmú termékké vízteleníthetjük. A termék elégethető, illetve megfelelő lerakóhelyen tárolható.

A 4. ábra szerint dolgozva a mintegy 5 m% szárazanyagot tartalmazó iszaphoz intenzív keverőben olajat, valamint 3 kg/m³ mennyiségben vas(III)-kloridot

194.130 adunk. Az. elegyet llokkuláló tartályba vezetjük, ahol 230 g/m³ mennyiségben polielektrolitot adagolunk. A flokkulált koncentrátum szűrőszalagprésen vagy centrifugában 30-35 m% szárazanyagtartaloinra vízteleníthető és ebben a formában elégethető, illetve tárolható.

Az, 5. ábra szerint eljárva az 5 m% szárazanyagtartalomra besűrített iszaphoz levegőztető tartályban levegőt. illetve oxigént vezetünk, a levegőztetést mintegy 5 percen át folytatjuk. Ezt követően az iszap intenzív keverőbe kerül, ahol 1 köbméter iszapra számítva 20 liter olajat és 3 kg vas(III)-kloridot adagokunk. A flokkuláló edényben 230 g/m³ mennyiségben polielektrolitot adunk az iszaphoz, utána az iszapot a leírt módon 30-35 m% szárazanyagtartalomra víztelenítjük.

A találmányt az alábbi példákkal közelebbről ismertetjük. összehasonlítás céljából minden példát egyszer olajadagolás mellett, egyszer kontrollként olaj nélkül kiviteleztünk. Az eredményeket az alábbiakban táblázatokban foglaljuk össze, ahol az A oszlop az olaj nélkül elért paramétereket, a B oszlop a találmány szerinti olaj adagolással elért paramétereket szemlélteti. A három összehasonlító példa közül az elsőt egy kommunális szennyvíztisztító előülepítőjéből vett iszappal, a másodikat fölös eleveniszappal és a harmadikat kommunális víztisztító előülepitőjéből vett iszappal hajtottuk végre. A három példa egyértelműen mutatja, hogy az olaj adagolásával az iszaplepény szárazanyagtartalma lényegesen növelhető.

1. példa

Szennyvíztisztító előülepítőjéből vett iszap A B az iszap szárazanyagtartalma % elektrolit (FeCl₃) kg/m³olajadagolás kG/kg szárazanyag polielektrolit g/kg szárazanyag a szűrés eredményessége kg

HjO/kg szárazany. a lepény szárazanyagtartalma %

2. példa fölös eleveniszap az iszap szárazanyagtartalma % elektrolit FeCl₃ kg/m³olaj adagolás kg/kg szárazanyag poüelektrolit g/kg szárazanyag a szűrés eredményessége a lepény szárazanyagtartalma % kgHj szárazanyag

3. példa

Víztisztító előülepítőjéből vett ii

Az iszap szárazanyagtartalma % elektrolit kg/m³olaj adagolás kg/kg szárazanyag 30%-os Hj O₂ kg/m³polielektrolit g/kg szárazanyag kg víz/kg szárazanyag a lepény szárazanyagtartalma

5,00	5,00
	0,54
	2,75
3,50	3,5
3,71	2,04
1,20	32,80
A	B
0,50	0.50
.0,50	0,80
	0,80
2,30	2,80
16,80	32,80
4,95 'P	2,04
A	B
5,00	5,00
	2,75
	0,54
	2,50
3,50	3,50
3,71	1,81
21,20	35,60

A továbbiakban zagyokat dolgoztunk fel, és ennek során azt tapasztaltuk, hogy az oxidálással tetemes mennyiségű flokkuláló segédanyag takarítható meg.

Az ásványok feldolgozása során szükséges aprítás az energiabevitel révén az ásványi összetevők felületi tulajdonságait megváltoztatja, és az adszorpciós tulajdonságok, valamint az energiabevitel között mérhető összefüggés áll fenn. Számos ásványi aprítás után olyan iszapot ad (pl. vizes pormentesítésből származó iszap), amely különösen nehezen vagy csak nagy mennyiségű flokkulálószer alkalmazásával flokkulálható. Ezekben az esetekben a flokkuláló, a leülepedés és a vízteleníthetőség azzal volt javítható, hogy a zagyot a flokkuláló segédanyag adagolása előtt vagy alatt oxidálószerrel kezeltük. Gyakran elég, ha a zagyot rövid ideig levegőztetjük vagy oxigénnel kezeljük.

Az alábbiakban kísérlethez egy talkumgyári gőzsugármalom kondenzátumát használtuk, finomszemcse tartalom 80-90% 63 pm pH 8,2 szárazanyagtartalom 596g/m³ 0,6 g/l izzítási veszteség (500 *C) a szárazanyag 16,1%-a (az összmennyiség 0,0ő%-a).

A kiindulási anyaghoz 60 g kationos polielektrolitot és 2,5 g anionos polielektrolitot adunk köbméterenként. A zagyot 200 g/l koncentrációra besűrítjük, 1 kg szárazanyagra számítva 1—2 g anionos polielektrolitot adunk hozzá, és a zagyot szalagszűrőprésre visszük. A lepény szárazanyagtartalma 50-55%. Párhuzamos kísérletben 100 g/m³ A1₂(SO₄)₃.6H₂O és 5 g/m³ anionos polielektrolit került felhasználásra; az eredmény hasonló volt. Egy harmadik kísérletben 200 g/m³ vas(Ul)klorid-hexahidrátot és 5 g/m³ anionos polielektrolitot alkalmaztunk, szintén hasonló eredménnyel.

Ugyanazt a zagyot a találmány szerint is kezeljük, mégpedig 1 kg szárazanyagtartalomra számítva O.S kg fáradtolajat adunk a zagyhoz, és az elegyet 5 percen keresztül levegőztetjük 0,6—1 Nm’/nr mennyiségű levegő bevezetésével. Egy köbméter zagyra 0,5 g kationos polielektrolitot, besűrítés után 1-2 g/kg anionos polielektrolitot adagolunk. Szűrőszalagprésen végzett szűrés után a lepény szárazanyagtartalma 60-65%, azaz az olaj és oxidálás nélkül végzett kezeléshez képest az eredmény jobb. A példa azt is mutatja, hogy a találmány szerinti kezeléssel tekintélyes mennyiségű vegyszer, illetve flokkulálószer takarítható meg.

öntödékben, formázó műhelyekben szokásos pormentesítés során híg zagy keletkezik. Az alábbi kísérletben ilyen zagyot használtunk, az alábbi paraméterekkel:

szárazanyagtartalom 3,1% pH 8,9 szemcseméret eloszlás 50%, 63pm alatt, 90% 100 μιη alatt

Megállapítást nyert, hogy vas(IIl)-klorid, illetve flokkulálószerek adagolásával a szűrőkön és szalagszűrőpréseken végzett szűréshez szükséges pelyhestabilitás és -méret nem érhető el. A zagyhoz fáradtolajat adtunk, oxigént vezettünk keresztül 3 percen át, 0,1-0,2 Nnr/m³ mennyiségben. Ezt követően 1 köbméterre számítva 10 g anionos polielektrolitot és 30 g kationos polielektrolitot adtunk a zagyhoz, mire már gravitációs leülepítéssel 41-52% szárazanyagtartalmat értünk el. A zagyot 300—400 g/l szárazanyagtartalom-; ra besűrítettük, majd szűrőszalagprésre vittük. A lepény szárazanyagtartalma 60—65% volt. A példa azt mutatja, hogy bizonyos ásványi zagyok gazdaságosan csak olaj adagolásával és oxidálással vizteleriíthetők.

ι

Claims

1. Eljárás iszapok előkezelésére a flokkuláció és/ vagy a víz teleníthe tőség javítása céljából, víztelenítési berendezésben adott esetben polielektrolitok mint flokkuláló segédanyag felhasználásával, a z z a 1 j e 1 1 e m e z v e , hogy a vízteleníteni kívánt iszaphoz víztelenítés előtt folyékony, éghető, szerves adalékot, például olajat, előnyösen fáradtolajat adunk az iszap szárazanyagtartalmára vonatkoztatva 0,5-50 m%, előnyösen 0,5—10 m% mennyiségben.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az iszaphoz víztelenítés előtt az olaj mellett oxidálószert, előnyösen hidrogén-peroxidót, oxigént vagy levegőt adunk.

3. Az 1. vagy 2. Igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az iszaphoz 30%-os hidro5 gén-peroxidot adunk 1 köbméter iszapra számítva 0,5-10 liter, előnyösen 1-3 liter mennyiségben,

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az olaj adagolása előtt az iszapot oxidáló kezelésnek vetjük alá, előnyösen levegőt és/vagy oxigént fúvatunk az iszapon át, e10 lőnyösen 0,1-1 Nm³/m³ mennyiségben 1-5 percen keresztül.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az oxidáló kezelés és az olaj adagolása előtt az iszapot legalább 5 m% szárazanyagtartalomra besűrítjük.

5 db ábra