NL8002128A - Werkwijze en inrichting voor de behandeling van slib uit afvalwater. - Google Patents

Description

4

Werkwijze en inrichting voor de behandeling van slib uit afvalwater.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de behandeling van slib die een slib oplevert die gemakkelijk van de waterfase kan worden gescheiden, die een voor onmiddellijke machinale ontwatering (bandfilter, vacuumfilter, enz.) 5 geschikte consistentie heeft en tegelijk is gedesinfecteerd.

Het doel van de behandeling van het slib is in het algemeen het bevrijden van het slib van water gemakkelijker te kunnen uitvoeren. Als bijkomende werking levert de warmtebehandeling een steriele slib op, de chemische behandeling verbe-10 tert de mogelijkheid het slib te verdichten en de biologische behandeling (bijvoorbeeld het laten gisten) vermindert de naging van het slib te gaan rotten (Benedek: Hëzi szennyvizek tisztitasa -Reinigung von Haushaltsabwassern. Tankönyvkiado 1972 Seite 170).

Tijdens de warmtebehandeling van slib wordt het 15 slib gedurende 0,5 tot 2 uur verhit gehouden op een temperatuur van 200°C en hierdoor wordt een zeer goed te ontwateren slib verkregen. Een nadeel is evenwel het grote energieverbruik en (in het geval van een toepassing in de landbouw) de geringere waarde als mest (Benedek-Nëmeth: A szennyviziszap kezelése magyaroszagi 20 viszonyok között - Behandlung von Abwasserschlamm unter den Verhaltnissen in Ungarn. 1968 VITUKI Tanulmanyok ës Kutatasi Eredmêyek - Studiën und Forschungsergebnisse Nr. 22, Seite 8).

De in de wereld meest verbreide slibbehandelings-werkwijze is de anaerobe gistmethode met als resultaat dat naast 25 de conditionering van het slib ook het grootste deel van de ziekteverwekkende bacteriën wordt teniet gedaan, waarbij echter een aanzienlijk deel van enkele gevaarlijke ziekteverwekkers in leven blijft. Bijvoorbeeld wordt de tuberculosebacil ook na een 800 2 1 28 2 vergistingsproces van 35 dagen slechts voor 85 % vernietigd. (Process design manual for sludge treatment and disposal US. Environmental Protection Agency, Technology Transfer 1974. okt. EPA 625/1-74 - 006 - Table 5-9).

5 De geschiktheid tot overleven van wormeieren is zelfs nog groter.

Indien het behandelde slib ten nutte wordt gemaakt voor landbouwdoeleinden (bemesting), bestaat het gevaar van infecties. Volgens Zwitserse auteurs (E. Hess - C. Breer: 10 Die Dünglichkeit der Klarschlamm-Hygienisierung - Gaz-Eaux-Eaüii usées 56 annëes 1976 no. 7. p. 385) bevinden zich in verse slib in doorsnede per liter 10^ Salmonella-eenheden, en in uitgegiste slib 10 Salmonella-eenheden. Dat wil zeggen dat na het uitgisten 1 % van de infecterende microörganismen in leven is gebleven.

15 Een dergelijk rendement vertoont ook de vermin dering van het aantal van elk van de E.coli-bacteriën tijdens het gisten. De desinfecterende werking van het gistproces is dus beperkt en bepaalt daarbij als gevolg van het ongeveer 30 dagen durende oponthoud in de gistruimten het construeren van grote 20 kunstwerken. Volgens hetzelfde artikel heeft de op het gisten volgende pasteurisering (een warmtebehandeling van 30 minuten bij een temperatuur van 70°C) een vermindering met een factor 10^ tot 9 10 van de enterobacteriën als resultaat en daarmee van het aantal Salmonellen.

25 Een tweede desïnfecteringsmethode die de anaerobe gisting aanvult, is het bestralen met Kobalt-60. Een bestraling . 4 9 van 300 krad heeft een vermindering met een factor 10 tot 10 van de enterobacteriën als resultaat.

De twee genoemde methoden overtreffen de des-30 infecterende werking van het anaerobe slibvergistingsproces aanzienlijk, waarbij evenwel als bezwaar van de pasteurisering de aanwending van grote hoeveelheden energie geldt en aan de andere kant de radio-actieve bestraling een kostbare beschermings-inrichting vergt.

35 Indien ter vermijding van het vergisten een che mische slibconditionering wordt toegepast, blijft toch ter aan- 800 2 1 28 JCi * 3 vulling een desinfectering noodzakelijk. Een niet uitgegiste slib is behept met een aanzienlijke belasting van de reukzin, terwijl bij een chemische slibbehandeling kostbare chemicaliën nodig zijn (bijvoorbeeld poly-elektrolyten, ijzerchloride).

5 Nieuwe onderzoekingen hebben aangetoond dat

metaalhydroxyde-solen bij toevoeging van anorganische coagulatie-middelen binnen enkele seconden aggregeren tot gelen van grotere afmetingen en daarom hun werking slechts goed kunnen uitoefenen in het geval dat zij binnen enkele seconden in aanraking komen 10 met de slibdeeltjes. Aangezien hiertoe de gebruikelijke mengmetho-des niet geschikt zijn wordtbij de chemische slibconditionering een overdosering van de chemicaliën een noodzaak. (Licsko: A pH, a kontakt ido ës speeialis szerves szennyezësek hatasa a koagulaciora. - Wirkung des pH, der Kontaktzeit und der spezialen 15 organischen Verunreinigungen auf die Koagulation. 1979 VITUKI

Tudomanyos Napok 4. ülësszak - Wissenschaftliche Tage 4. Tagung Seite 11).

Opgemerkt moet nog worden dat de slibcompostering die gelijkwaardig wordt beschouwd met het pasteuriseren, een zeer 20 groot ruimtebeslag met zich brengt omdat het slib, vermengd met een materiaal (bijvoorbeeld huisvuil, zaagsel, as) dat vocht aan het slib onttrekt, gedurende 6 tot 12 maanden moet worden gedeponeerd .

Het doel van de uitvinding is nu een slibbehande-25 lingswerkwijze te ontwikkelen die een korte verblijftijd bepaalt en effectief is, waarbij de ontstane slibvlokken goed van de waterfase kunien worden gescheiden, goed kunnen worden gefilterd en waarbij de slibkoek niet infecterend is. Hiertoe moet het dun vloeibare of het ingedikte slib door een ultrageluidsbehandeling 30 worden fijngemaakt, de op deze wijze verkregen homogene disperse colloïdmassa met een klaringsmiddel worden vermengd en daardoor tot coagulering worden gebracht. Het bijmengen van chemicaliën wordt door de ultrageluidsbehandeling binnen enkele seconden verzorgd. De cavitatie-werking van de als gevolg van de ultrageluids-35 behandeling optredende gasbelletjes versnelt zelfs het fijnmaken en scheidt tegelijkertijd door flotatie de gecoaguleerde slibfase 800 2 1 28 4 af. In de loop van de werkwijze worden de microörganismen die het slib vormen, vernietigd, hun infecterende werking wordt teniet gedaan en het celvocht van de microörganismen komt vrij.

De uitvinding wordt nu toegelicht met een be-5 schrijving van een uitvoeringsvoorbeeld. De beschrijving verwijst naar een tekening.

In de enige figuur wordt de essentie van de uitvinding getoond.

In de figuur wordt het slib toegevoerd door een 10 buis 1 en zijn de platen'2’die het ultrageluid opwekken, opgesteld in de eerste helft van een constructie waardoorheen het slib kan stromen. In de nabijheid van de in de verplaatsingsrichting van het slib gelegen einden van de platen waarmee het ultrageluid wordt opgewekt, is voorzien in het toevoeren van chemicaliën.

15 Boven de aansluitende flotatiekamer 4 bevindt zich een slibafvoer-band 5. Voor het wegvoeren van het geconditioneerde slib dient een pijp 6 en voor het wegvoeren van de waterfase dient een put, respectievelijk een pijp 7.

Het onbewerkte, overtollige, respectievelijk 20 gemengde slib van de biologische afvalwaterzuiveringsinrichtingen, respectievelijk het slib van de waterbereidingsinrichtingen (bijvoorbeeld chemische klaring-inrichtingen, ontijzering-inrichtin-gen, zandfilterinrichtingen) wordt door de zwaartekracht of anders door pompen in dun vloeibare of verdichte toestand door de 25 buis 1 ingevoerd in de constructie waar de conditionering plaats vindt. De platen 2 die in de stroom slib zijn ondergedompeld, worden tot trillen gebracht bij een ultrageluidsfrequentie. Gedurende de doorstroming die 10 minuten duurt, wordt het slib geheel fijngemaakt en hierbij wordt door de toevoerinrichting 3 30 voor chemicaliën het coagulatiemiddel toegevoerd. Dit is bij het slib van de biologische afvalwaterzuiveringsinrichtingen een metaalzout, met voordeel aluminiumsulfaat; bij chemisch behandeld slib is het of aanwezig in het slib of met voordeel een organische poly-elektrolyt. De ultrageluidsbehandeling garandeert binnen 35 enkele seconden een onberispelijke menging. Door de behandeling komt het slib op een temperatuur van ongeveer 70°C. De verwarming 800 2 1 28 % r> * 5 verhoogt de desinfecterende werking. De door de ultrageluidsbehan-deling veroorzaakte verdichtingen en verdunningen maken de in de vloeistof in opgeloste toestand aanwezige gassen in de vorm van bellen los die vervolgens het slib in vlokken in de flotatiekamer 5 4 omhoog laten drijven. Het slib wordt door de slibafvoerband 5 via de pijp 6 afgevoerd en geraakt zo direct op het slibontwate-ringsfilter of bij het ontbreken daarvan op het slibdroogveld.

De via de pijp 7 afgevoerde waterfase wordt toegevoerd aan een voorklaringsbassin.

10 Fundamentele voordelen' van de uitvinding zijn: - korte verblijfsduur, geringe behoefte aan ruimte, zowel wat betreft volume alsoppervlak; - de verkrijging van een gedesinfecteerde slib dat voor landbouwdoeleinden onbeperkt (ook in de tuinderij) kan worden toegepast; 15 - de waarde als mest wordt door de werkwijze niet aangetast; - goedkope conditioneringsmiddelen kunnen worden toegepast (bijvoorbeeld aluminiumsulfaat); - de ultrageluidsbehandeling garandeert ook zonder een roerwerk een intensieve vermenging met toegevoegde chemicaliën; 20 - als gevolg van de snelle en intensieve vermenging wordt een economisch verbruik van chemicaliën tot stand gebracht; - een hoog drogestofgehalte van het flotatie-concentraat (ca 10 %): de capaciteit van het slibfilter, respectievelijk van het droog-veld kan goed worden benut; 25 - een kort durende toevoer van energie (10 minuten, bij pasteuri seren 30 minuten); - de flotatie-fasescheiding kan worden verkregen zonder dat lucht moet worden toegevoerd; - het gehalte van de waterfase aan organische stoffen is geringer 30 dan bij de thermische slibconditioneringswerkwijze (Porteus-Von

Roll) die eveneens de celinhoud vrijmaakt.

Met twee verschillende slibsoorten werden proeven gedaan: 1. Met overtollig actief slib van de biologische afvalwater- 35 zuiveringsinrichting in Pest-Zuid (slibconcentratie 21,9 g/1); 2. Met het slib dat is ontstaan door een chemische behandeling 800 2 1 28 6 van tevoren gefiltreerd afvalwater in de afvalwaterreinigings-inrichting in Pest-Zuid na het daaraan toevoeren van aluminiumsulfaat in kristallijne vorm (Al^SO^ . 18 1^0) met een dosering van 200 mg/1 (slibconcentratie 10,5 g/1).

5 De ultrageluidsbehandeling werd bij de twee slibsoorten uitgevoerd met een laboratorium ultrageluidstoestel van het type MSE (Engels fabrikaat). De gebezigde frequentie bedroeg 20 kHz en de amplitude van de trillingen 7,3yum. Als gevolg van de behandeling ..verminderde de .capillaire filtratietijd 10 (capillary suction time) van het slib in aanzienlijke mate.

Aangezien tussen de capillaire filtratietijd en de soortelijke filtratieweerstand een correlatie bestaat volgt hieruit dat ook de filtratieweerstand in grote mate verminderde (Malina, J.F.J.: Sludge Filtration and Sludge Conditioning, 15 fig. 213. p. 386. Water Quality Improvement bu Physical and Chemical Processes III. 1970).

De bij het begin 213 seconden durende capillaire filtratietijd van het actieve slib werd door de ultrageluidsbehandeling en door de toegift van watervrij aluminiumsulfaat die 20 15,2 % bedroeg betrokken op het drogestofgehalte van het slib, verminderd tot 46 seconden.

De bij het begin 32 seconden durende capillaire filtratietijd van het met chemicaliën behandelde slib werd alleen al door de inwerking van de ultrageluidsbewerking tot 11 seconden 25 verminderd en bij de toegift van een poly-elektrolyt (Praestol 444 K) in een hoeveelheid van 0,95 % betrokken op het drogestofgehalte, zelfs tot 8 seconden.

De door de ultrageluidsbehandeling verkregen vermindering van het bacteriëngetal werd in afvalwaterslib en in 30 een bijzonder hardnekkig sporenvormende bacteriecultuur (Bacillus genus) op identieke wijze onderzocht en daarbij werd vastgesteld dat de aan het begin snelle vermindering na verloop van 10 minuten slechts in onbetekende mate veranderde en dit zowel bij bacteriën met een temperatuur-optimum van 20°C als bij bacteriën met een 35 temperatuur-optimum van 37°C (tot de laatste behoren de pathogene bacteriën). Afhankelijk van de soortelijke energietoevoer bedroeg 800 2 1 28 s 7 . 4 9 de achteruitgang van het bacteriegetal een factor 10 tot 10 , en na een 30 minuten durende pasteurisering van de slibmonsters o · 4 bij een temperatuur van 70 C evenwel met meer dan een factor 10 .

800 2 1 28

Claims (5)

1. Werkwijze voor het conditioneren van slib, met het kenmerk, dat het uit een afvalwater-reinigingsinrichting, een waterbereidingsinrichting, of een gespecialiseerde stalinrich- 5 ting afkomstige slib door een ultrageluidsbehandeling (2) wordt fijngemaakt, de aan het slib toegevoegde conditioneringschemicaliën (3) door dezelfde ultrageluidsbehandeling innig worden gemengd met het slib, de vaste delen van het slib door de als gevolg van de ultrageluidsbehandeling ontstane gas, respectievelijk lucht- 10 belletjes door flotatie tot omhoog drijven (4) worden gebracht en worden afgescheiden, waarbij de werkwijze tevens een met een hoog rendement tot stand komende desinfectering van het slib bewerkt.

2. Inrichting voor de werkwijze volgens conclusie 15 1, met het kenmerk, dat de tijdsduur van de ultrageluidsbehande ling 10 minuten bedraagt en die van de flotatie 5 tot 10 minuten.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het anorganische conditioneringsmiddel dat aan het slib van een biologische afvalwaterreinigingsinrichting wordt 20 toegevoegd, aluminiumsulfaat is.

4. Inrichting volgens volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het conditioneringsmiddel dat wordt toegevoegd aan het slib van een chemische klaringsinrichting, respectievelijk van een filter wordt toegevoegd, een organische poly- 25 elektrolyt is.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het conditioneringsmiddel van het chemisch behandelde slib reeds van oorsprong aanwezig is in het slib. 800 2 1 28