NO315420B1 - Fremgangsmåte for behandling av avlöpsvannslam - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for behandling av avløpsvannslam omfattende minst ett metall, spesielt jem og muligens aluminium, som stammer fra en avløpsvannbehandlingskoagulant, og fosfor og tungmetaller for å gjenvinne nevnte minste ene metall og fosfor og avgi nevnte tungmetaller. Spesielt er slammet fra en avløpsvannrenseprosess, hvor avløpsvannet blir kjemisk utfelt, dvs. ved anvendelse av koagulanter inneholdende jern og muligens aluminium.

Dumping av avløpsvannslam fra et avløpsvannrenseanlegg er et stort problem. Dette er delvis på grunn av tungmetallinnholdet i slammet. Det er vanskelig å finne passende steder for avfallet, og etter som det kommer standarder, blir landfylling vanskeligere og mer kostbart. Fra dette perspektivet blir ideen ved resirkulering av avløpsvannslammet stadig mer viktig. Resirkulering omfatter behandling av slammet for å gjenvinne koagu-lantkjemikaliene, spesielt jem og alminium, benyttet i vannrensingsanlegget, og fosfor.

Det første trinnet i en vannrenseprosess av typen ovenfor, er utfelling ved hjelp av Fe-og muligens Al-kjemikalier og sedimentering som gir et kjemisk slam, dvs. utfellingsslammet. En mulig behandlingsprosedyre er først å av-vanne slammet til et tørstoff-innhold på 15-25%, og så kompostere, forbrenne eller transportere det av-vannede slammet til en avfallsplass.

En annen mulig prosedyre er å surgjøre utfellingsslammet for å oppløse metaller. Uoppløselige stoffer blir fjernet ved filtrering. De oppløste metallene og fosforet i filtratet blir felt, og et slam som blir kalt et metallslam, blir oppnådd. Metallslammet inneholder jernet og aluminiumet fra den benyttede koagulanten, og i tillegg fosfor og tungmetaller. Denne prosedyren kan også bli utført ved en forhøyet temperatur for å forbede filtrérbarheten, dvs. avvanningsegenskapene til slammet. Slammet som skal be-handles, kan være et pre-utfellingsslam, et samtidig utfellingsslam, etterutfellingsslam eller en blanding derav.

Et ytterligere alternativ for behandling av slammet er hydrolyse, hvor formålet er å hydrolysere organisk materiale i slammet til kortkjedede forbindelser som kan bli benyttet i senere trinn av avløpsvannbehandlingsprosessen, spesielt som karbonkilde i denitrifiseringstrinnet. Ved hydrolyse oppløses metallene i råslammet i hydrolysatoropp-løsningen. I den såkalte termiske syrehydrolysen er temperaturen 150-160°C og pH<2, fortrinnsvis 1-1,5. Etter hydrolysen blir uoppløselige deler, dvs. det organiske slammet, separert. Slammet inneholder primært fibre og muligens uoppløselige silikatmineraler. pH til den oppnådde oppløsningen blir øket til over nøytralt nivå ved anvendelse av en base, slik at de oppløste metallene utfelles som hydroksyder og fosfater. Det utfelte slammet, som heretter vil bli kalt metallslam, blir så separert. Metallslammet inneholder jern og aluminium og også fosfor og tungmetaller.

Metallslammet kan bli oppløst i svovelsyre eller muligens i saltsyre, og det uoppløselige stoffet kan bli separert ved filtrering.

Hverken surgjøring eller hydrolyse av slammet blir vanligvis benyttet i avløpsvannrens-ing. En grunn er dårlig kostnadseffektivitet. Et ytterligere problem er metallslammet som ikke har noen anvendelse. Metallslammet inneholder tungmetaller som gjør slammet til et skadelig avfall for miljøet.

Søkeren har tidligere foreslått (PCT/FI19/00376) en fremgangsmåte for gjenvinning av koagulantene og fosfor fra det sure filtratet oppnådd ved oppløsning av metallslam i svovelsyre. Det sure filtratet inneholder typisk minst en vekt-% Fe. Denne fremgangsmåten omfatter et ekstraksjonstrinn i hvilket Fe og Al blir separert, fulgt av to sukses-sive utfellingstrinn for separering av tungmetaller og fosfor. Selv om denne prosessen har gitt lovende resultater hittil, kan ekstrahering vise seg å være problematisk av flere grunner. Anvendelse av organiske oppløsningsmidler er kostbar. Ekstraksjonsprosessen inneholder også flere trinn som gjør den vanskelig å kontrollere. Rene oppløsninger er nødvendige, og derfor må de organiske urenhetene i oppløsningen bli fjernet før ektrak-sjonstrinnet. Det har også blitt funnet at en ekstra poleringsutfelling kan være nødvendig etter ekstraheringstrinnet for å fjerne gjenværende Fe fra oppløsningen. Et iboende problem i ekstrahering, spesielt i strippingstrinnet, er at oppløsningene må ha en relativt lav konsentrasjon av Fe. Ekstraksjon er ikke en effektiv metode for å konsentrere Fe-opp-løsning.

Scott og Horlings har studert fjerningen av fosfater og metaller fra kloakkslam (Envi-ronmental Science & Technology, vol. 9, nr. 9,1975, s. 849-855). De fleste av metallene og fosforet i det anaerobiske fordøyde slammet, kan bli ekstrahert med syre. Syre-ekstraktet blir nøytralisert for å gi et fastprodukt, men med lite organisk materiale, som for det meste inneholder jern og aluminiumfosfater. Ved riktig kontroll av pH er det mulig å produsere to faste produkter, ett inneholdende mest av jemet og aluminiumet, og ett inneholdende mest av tungmetallene. Metoden ovenfor kan ikke bli benyttet som sådan for et metallslam som typisk har en mye høyere konsentrasjon av jern (og/eller aluminium). Selektiv utfelling virker fint i fortynnede oppløsninger, men i konsentrerte oppløsninger er det en betydelig overlapping av pH-områdene, ved hvilke de forskjellige metaller utfelles. Derfor, dersom metoden ovenfor blir benyttet for et typisk metallslam, vil det faste produktet inneholdende Fe også inneholde en betydelig mengde tungmetaller. Produktet kan ikke bli benyttet som et råmateriale for koagulantkjemikalier.

Et mål ved foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe en praktisk prosess som løser slam-problemet i et avløpsvannrenseanlegg. Fremgangsmåten må være istand til å fjerne koa-gulantmetaller fra oppløsninger med relativ høy konsentrasjon av jern og muligens aluminium.

Dette målet kan bli oppnådd ved foreliggende oppfinnenlse, som fremskaffer en fremgangsmåte for behandling av avløpsvannslam omfattende minst ett metall som stammer fra en avløpsvannbehandlingskoagulant og fosfor og tungmetaller for å gjenvinne nevnte minst ene metall og fosfor og avgi nevnte tungmetaller, hvor nevnte av-løpsvannslam blir surgjort for å oppløse metaller inneholdende slammet, for derved å gi en surgjort slamoppløsning inneholdende minst 1 vekt-% av minst ett metall som skal gjenvinnes, hvor nevnte fremgangsmåte er kjennetegnet ved at den omfatter et første utfellingstrinn omfattende øking av pH i den surgjorte slamoppløsningen og - hvis nødvendig - tilsetting av fosfat for å utfelle minst ett metall som skal gjenvinnes som et fosfat, det morale forholdet av metallet eller metallene som skal gjenvinnes til fosfat, er omkring 1:1 i dette utfellingstrinnet, og deretter separere fosfatetutfellingen for å etterlate en oppløsning omfattende tungmetaller, og et andre utfellingstrinn omfattende øking av pH i nevnte oppløsning, omfattende tungmetaller og - hvis nødvendig - tilsetting av et passende kjemikalie for å utfelle tungmetallene og deretter ta ut utfellingen.

Uttrykket "tungmetall" angir metaller fra den følgende gruppen: Cr, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb og Hg.

Fortrinnsvis omfatter avløpsvannslammet for behandling med fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse metallslam, oppnådd ved å utsette avløpsvannslam fra et avløpsvannbehandlingsanlegg, for syrebehandling fulgt av utfelling og separering av metallslam fra filtratet. Den surgjorte slamoppløsningen oppnådd ved oppløsning av metallsalt i en syre, inneholder typisk 1 og opp til 6 vekt-% av hvert individuelle koa-gulantmetall.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er en opplagt forbedring sammenlignet med fremgangsmåten som er basert på ekstrahering. Jern og fosfor blir først utfelt som jem-(IT)-fosfat. Denne utfellingen blir bearbeidet i de påfølgende prosesstrinnene for å produsere en jern-(IIT)-koagulant og et fosfatprodukt. En foretrukket fremgangsmåte ifølge foreliggende oppfinnelse er basert på de følgende tre betingelsene: a) Utfellingen blir utført ved en tilstrekkelig lav pH til å gi rent produkt fritt for tungmetaller, b) Fe:P-forholdet blir justert før utfelling og c) en poleringsutfelling av koagulantmetallfosfatet blir utført etter utfellingen ovenfor. Fremgangsmåten passer for oppløsninger med relativ høy konsentrasjon av metaller og fosfor.

Tungmetaller av metallslam blir separert ved utfelling. Mengden av utfellingen som inneholder tungmetaller er liten, slik at dumping av slammet er lettere, slik at det ikke forårsaker noen skade på miljøet.

Fortrinnsvis blir avløpsvannslammet før det første utfellingstrinnet behandlet med et oksyderingsmiddel, slik som hydrogenperoksyd, for å omdanne divalent jern til trivalent jem.

Oppløsningen oppnådd i det første utfellingstrinnet kan, før det andre utfellingstrinnet, bli utsatt for en ytterligere utfelling ved å øke pH til utfellingen i en ytterligere porsjon av minst ett metall som skal gjenvinnes som et fosfat.

Denne fosfatutfellingen kan etter separering bli innført i oppløsningstrinnet, hvor av-løpsvannslammet blir surgjort.

Ifølge én utførelsesform blir pH idet første utfellingstrinnet øket til omkring 2 til 3 for å utfelle jem-(IH)-fosfat. Den separerte jem-(IU)-fosfatutfellingen kan bli behandlet med et alkalihydroksyd slik som natriumhydroksyd, for derved å danne uoppløselig jern-(III)-hydroksyd og en oppløsning omfattende oppløselig alkalifosfat, hvoretter jern-(III)-hydroksydet blir separert.

Ifølge en annen utførelsesform blir pH i det første utfellingstrinnet øket til omkring 3 til 4 for å utfelle jem-(in)- og aluminiumsfosfater. Den separerte jem-(HI)- og aluminiumfosfatutfellingen kan bli behandlet med et alkalihydroksyd slik som natriumhydroksyd, for derved å danne uoppløselig jern-(in)-hydroksyd og en oppløsning omfattende oppløselig alkalifosfat og aluminiumhydroksyd, hvoretter jern-(III)-hydroksyd blir separert.

Det ovenfor separerte jern-(IH)-hydroksydet kan eventuelt etter en behandling med et alkali, bli oppløst i saltsyre for å gi en jern-(IH)-oppløsning, eller i svovelsyre, for å gi jern-(IU)-sulfatoppløsning, eller i salpetersyre, for å gi jem-(IH)-nitratoppløsning. Disse oppløsningene er nyttige som koagulantkjemikalier.

Den ovenfor nevnte oppløsningen omfattende oppløselig alkalifosfat, kan bli utsatt for en behandling for å utfelle alkalifosfat, hvoretter det utfelte alkalifosfatet blir separert, for derved å etterlate en oppløsning omfattende fosfat. Nevnte fosfatoppløsning kan bli benyttet for å justere det molare forholdet av metallet- eller metallene - som skal gjenvinnes, til fosfat før eller under det første utfellingstrinnet.

Et jordalkalimetallhydroksyd, slik som kalsiumhydroksyd, kan bli tilsatt til oppløsnin-gen ovenfor, omfattende oppløselig alkalifosfat og aluminiumhydroksyd for å utfelle et jordalkalimetallfosfatkompleks, slik som Ca5(OH)(P04)3, hvoretter utfellingen blir separert, for derved å etterlate en oppløsning omfattende et alkalialuminat. En syre, slik som svovelsyre, kan bli tilsatt til nevnte oppløsning omfattende alkalialuminat, for å senke pH til et nivå, fortrinnsvis mellom 7 og 8, hvor aluminiumhydroksyd utfelles, hvoretter utfellingen blir separert.

Fortrinnsvis blir det andre utfellingstrinnet utført ved en pH på omkring 7 til 9 i nærvær av et tungmetallbindemiddel, slik som hydrogensulfid eller et sulfid, f.eks. natriumsulfid, natriumhydrogensulfid eller jern-(II)-sulfid. Dersom aluminium er tilstede i det andre utfellingstrinnet, utfelles det sammen med tungmetallene.

Basen benyttet for å øke pH i det første og andre utfellingstrinnet, er for eksempel et alkalihydroksyd, slik som NaOH, ammoniakk eller en magnesium- eller kalsumfor-bindelse, slik som MgO, Mg(OH)2, CaO eller Ca(OH)2-

Foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet mer detaljert i det følgende, med referanse til de vedlagte figurer, hvor:

Fig. 1 viser en surgjøringsprosess av utfelt slam som et blokkdiagram,

fig. 2 viser en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen for behandling av et metallslam

oppnådd fra et avløpsvannslam som et blokkdiagram,

fig.3 viser fremgangsmåten for bearbeiding av jern-(m)-fosfatutfellingen,

fig. 4 viser en alternativ fremgangsmåte for behandling av et metallslam,

fig.5 viser en første alternativ fremgangsmåte for behandling av utfellingen fra

prosessen i fig. 4, og

fig. 6 viser en alternativ fremgangsmåte for behandling av utfellingen fra prosessen i

fig. 4.

Fig. 1 viser diagram-messig bearbeiding av et slam fra et avløpsvannbehandlingsanlegg. Metallene i slammet oppløses i oppløsningen under surgjøringen. Den uoppløselige delen, dvs. det organiske slammet, blir separert. Det organiske slammet inneholder primært fibere og muligens uoppløslige silikatmineraler. For nøytralisering av oppløsningen og utfellingen av metaller, blir f.eks. kalk tilsatt til oppløsningen. I separeringstrinnet etter nøytraliseringstrinnet blir metallslam separert. Filtratet blir ført til senere trinn av avløpsvannsbehandlingsprosessen.

Ifølge fig. 2 blir metallslammet oppløst i svovelsyre, eller muligens i saltsyre, i oppløs-ningstrinnet. Hydrogenperoksyd, eller et annet oksyderingsmiddel, blir tilsatt for å sikre at jernet er i jern-(III)-form. Dersom oksydasjonsmidlet har blitt tilsatt i et tidligere trinn, er dets tilsetning ikke nødvendig i dette trinnet. Det kan være nødvendig å tilsette fosforsyre for å justere Fe:PC<4 mol-forholdet til 1,0. Tilsetting av fosforsyre reduserer behovet for svovel- eller saltsyre.

Etter oppløsning blir de gjenværende uoppløselige stoffene separert ved filtrering og ført bort. Filtratet inneholder Fe-fosfat/klorid/sulfat, avhengig av syrene benyttet i oppløsningstrinnet. Filtratet inneholder naturlig oppløste tungmetaller og andre opp-løselige urenheter. I stedet for filtrering kan andre sepeareringsmetoder som sentrifuger-ing, også bli benyttet.

I det første utfellingstrinnget blir en base som NaOH eller NH3 eller en Mg/Ca-for-bindelse tilsatt til den sure oppløsningen, og pH blir justert til omkring 2, mens rent

FeP04 utfelles. PC^^-tilsetting for justering av det molare forholdet til 1, kan også skje ved dette trinnet ved tilsetting av Na3PC<4-oppløsning, som er ett sluttprodukt for denne prosessen. pH-reguleringen er viktig, da ved høyere pH-verdier tungmetaller kan utfelles sammen, og redusere renheten av produktet. Den oppnådde utfellingen (FePC*4) blir separert fra oppløsningen og ledet til videre prosesseringstrinn, som vil bli beskrevet senere.

Dersom det sure filtratet inneholder Al og det er ønskelig å separere det samme fra opp-løsningen, kan dette bli utført ved å øke pH ved 1 - 2 enheter, dvs. til pH-verdier på 3-4, mens AIPO4 utfelles.

pH til filtratoppløsningen blir øket til omkring 3 for å utfelle resten av FePCvj. Formålet med denne andre utfellingen av FePC>4, er å minimalisere FePC>4-tapene, og derved øke utbyttet i prosessen. Utfellingen blir returnert til starten av prosessen og kombinert med metallslammet.

Det endelige trinnet i behandlingsprosessen er utfellingen av tungmetaller og aluminium. Natriumsulfid blir tilsatt til oppløsningen, og pH blir gradvis øket til omkring 7-9. pH blir øket ved anvendelse av en base som NaOH, NH3, Ca(OH)2, osv. Det er også mulig å anvende andre kjente tungmetallbindere for å gjøre utfellingen mer effektiv og sikre meget lav konsentrasjon av tungmetaller i filtratet. Utfellingen inneholdende sulfider og hydroksyder av tungmetaller og aluminium, blir separert fra oppløsningen. Volumet av dette skadelige, faste avfallet er lite, og det kan bli lagret på et sikkert sted. Filtratvannet blir returnert for resirkulering.

Fig. 3 viser prosesseringen av FeP04-utfellingen. FePC«4-utfellingen blir først oppløst ved pH 12 og 60°C. pH blir justert med NaOH. Ved denne pH oppløses FeP04, og jern-(ITJ)-ionet utfelles som Fe(0H)3. Oppløsningen blir filtrert for å separere hydroksydutfellingen fra væskefasen som inneholder Na3P04 i oppløselig form. Ved avkjøling av oppløsningen dannes Na3P04-krystaller, som blir separert fra oppløsningen for å gi et meget rent fosfatprodukt for anvendelse som for eksempel råmateriale i detergentin-dustrien. Den basiske oppløsningen blir returnert til starten av prosessen, dvs. til trinnet hvor FeP04-utfellingen blir oppløst i NaOH.

Fe(OH)3Utfellingen kan ytterligere bli behandlet med alkali som vist i fig. 3. NaOH blir tilsatt til utfellingen, og Fe(OH)3-utfellingen blir filtrert. Formålet ved denne alkali-behandlingen er å fjerne eventuelt gjenværende fosfor fra utfellingen. Alkalifiltratet blir returnert til starten av FeP04-prosessen. Jem-(III)-hydroksydutfellingen blir oppløst i saltsyre for å gi en FeCl3-oppløsning, eller i svovelsyre for å gi Fe2(S04)3-oppløsning. Begge disse alternative oppløsningene kan bli benyttet som et koagulantkjemikalium i vannrenseanlegg. Det er også mulig å benyttet salpetersyre. Jem-(lll)-riitrat kan bli benyttet i spesielle situasjoner hvor nitrogen eller oksygen av nitratet er nødvendig. Fig. 4 viser fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen dersom slammet inneholder en signifikant mengde aluminium. Utfelling av FePC«4 og AIPO4 skjer samtidig ved pH-området 3-4. Utfellingen blir separert ved filtrering, filtratet inneholder tungmetaller. Da all FePC«4 sannsynligvis utfelles ved denne PH, er intet ytterligere utfellingstrinn nød-vendig som i fig. 2. Derfor går filtratet til det etterfølgende trinnet for utfelling av tungmetaller fra oppløsningen. Natriumsulfid blir tilsatt til oppløsningen, og pH blir gradvis øket til omkring 7-9. pH blir øket ved anvendelse av en base som NaOH, NH3, Ca(0H)2 osv. Det er også mulig å anvende andre kjente tungmetallbindemidler for å gjøre utfellingen mer effektiv, og for å sikre svært lav konsentrasjon av tungmetaller i filtratet. Utfellingen som inneholder sulfider og hydroksyder av tungmetall, blir separert fra oppløsningen. Filtratvannet kan bli resirkulert i prosessen. Fig. 5 viser et første alternativ for ytterligere behandling for utfellingen som inneholder både FeP04 og AIPO4, for å gjenvinne Al, Fe og fosfor. Utfellingen blir først oppløst ved pH 12 og 60°C. pH blir justert med NaOH. Ved denne pH oppløses FeP04 og AIPO4 og jern-(IH) utfelles som Fe(OH)3, mens Al forblir i oppløsningen. Oppløsning-en blir filtrert for å separere hydroksydutfellingen fra den flytende fasen som inneholder aluminium og Na3P04 i oppløselig form. Tilsetting av Ca(OH)2 til denne oppløsningen resulterer i utfelling av kalsiumfosfat i form av Ca5(OH)(P04)3, som blir separert fra oppløsningen i det påfølgende filtreringstrinnet. Filtratet, som inneholder natriumalumi-nat, kan bli benyttet som det er, eller kan bli ytterligere prosessert på en måte som vist i fig. 6.

Fig. 6 viser et andre alternativ for videre behandling av utfellingen som inneholder både FePo4 og AIPO4, for å gjenvinne Al, Fe og fosfor. Dette alternativet er det samme som det i fig. 5, bortsett fra at svovelsyre blir tilsatt til filtratoppløsningen inneholdende aluminium i oppløselig form, for å senke pH til omkring 7-8. Ved denne pH utfelles A1(UH)3- Utfellingen blir separert ved filtrering, og den kan bli benyttet som råmateriale for et Al-koaguleringsmiddel. Filtratet inneholder hovedsakelig Na2S04.

EKSEMPEL 1

Metallslam ble surgjort og filtrert. Et volum på 3 liter av filtratet ble tatt for videre tester. For å oksydere all Fe til jern-(in)-form, ble 60 ml H2O2 tilsatt i små mengder under blanding av porsjonen på en magnetrører. H3PO4 ble tilsatt for å justere mol-forholdet P:Fe til 1. Tabell 2 viser den kjemiske analyse av det sure filtratet før tilset-tingen av P.

Seks utfellingstester (1-6) ble gjort ved anvendelse av filtratet ovenfor med unntak av at i test 6 var det molare forholdet P:Fe med hensikt justert til 0,8. Testene ble utført på følgende måte: Et volum på 500 ml av filtratet ble oppvarmet til den ønskede temperatur (se tabell 1). Under oppvarming av badet ble NaOH sakte tilsatt for å justere pH til den ønskede verdi. Etter oppnåelse av den ønskede temperatur og pH, ble blandingen fortsatt i 1 time. Oppløsningen ble så filtrert (Buchner-filter) og vasket med vann to ganger. Vaskevannet ble tilsatt til filtratet, som så ble analysert. De analytiske resultatene er angitt i tabell 2.

Utfellingsutbyttene er angitt i tabell 3. Resultatene viser klart at Fa^<+> såvel som FePo4, utfelles i pH-området 2-2,5. Cr og Al utfelles samtidig ved lavere pH.

Utbytteverdiene i tabell 3 viser at det var en nesten fullstendig gjenvinning av Fe og P i testene 1-4.

Filratet i test 6 ble prosessert videre. En utfelling var dannet i filtratet. Filtratet med utfellingen ble filtrert med et glassfiberfilter. Utfellingen på filteret ble vasket med en liten mengde vann og tørket i 24 timer ved 50°C. Den tørre utfellingen utgjorde 0,11 vekt-% av det opprinnelige filtratet. Utfellingen var amorf, og hovedkomponenten var Fe med en konsentrasjon av over 10% ifølge semikvantitativ XRF-analyse. Væskedelen ble nøytralisert fra pH 2,05 til 8,9 med kalk. En utfelling med en tørrvekt på 15,57 g ble oppnådd med den følgende konsentrasjon av tungmetaller: Cd 3,1 ppm, Cu 130 ppm, Ni 25 ppm, Pb < 10 ppm og Zn 1700 ppm.

EKSEMPEL 2

En 15 g mengde av tørr FePC^-kake (24% Fe, 12% P, 0,0048% Cr) ble blandet med 560 g vann. pH til suspensjonen ble øket fra 2,4 til 12 ved tilsetting av 25,96 g NaOH (50%). Temperaturen ble holdt hele tiden (2 timer) ved 50°C. Oppløsningen ble så ledet gjennom et filter, og utfellingen ble vasket tre ganger med 20 ml vann. Mengden tørr utfelling (jern-(m)-hydroksyd) var 7,2 g, og den hadde den følgende analysen: 50% Fe,

2,2% P, 0,011% Cr. Basert på denne analysen var utbyttet av Fe 100%. En sub-prøve på 3,26 g av filtratet (40,5 g) ble tatt og fortynnet med 50 ml vann, og dette ble analysert å inneholde < 0,0015% Fe, 2,6% P og < 0,0015% Cr.

Filtratet ovenfor ble holdt i flere dager ved omkring +10°C, hvorpå det ble dannet gule krystaller. Krystallene (3,97 g) ble separert fra oppløsningen, og de ble analysert ved XRD. Krystallene var rene Na3P04 (< 0,0025% Fe, 10,70% Na). Filtratet inneholdt Na 5,4%, P 1,80% og Cr < 0,0001%.

Jern-(in)-hydroksydutfellingen ble videre behandlet med NaOH for å fjerne fosfor som var igjen i utfellingen. En mengde på 2,4 g av utfellingen ble gradvis tilsatt til 9,6 g vann inneholdende 0,105 g NaOH (100%). pH til oppløsningen steg til 12,7. Temperaturen i prøven ble holdt ved 50°C i 2 timer. Oppløsningen ble så filtrert for å gi 2,28 g utfelling med 48,3% Fe og 1,60% P.

Claims (17)

1. Fremgangsmåte for behandling av avløpsvannslam omfattende minst ett metall som stammer fra en avløpsvannbehandlingskoagulant og fosfor og tungmetaller for å gjenvinne nevnte minste ene metall og fosfor og avgi nevnte tungmetaller, hvor nevnte minst ett metall omfatter enten jern eller jern og aluminium og hvor nevnte vannbe-handlingsslam blir surgjort for å oppløse metaller inneholdt i slammet, for derved å gi en sur slamoppløsning inneholdende minst 1 vekt-% av minst ett metall som skal gjenvinnes, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter: - et første utfellingstrinn omfattende øking av pH i den surgjorte slamoppløsningen og - hvis nødvendig - tilsetting av fosfat for å utfelle minst ett metall som skal gjenvinnes som et fosfat, det morale forholdet av metallet eller metallene som skal gjenvinnes til fosfat, er omkring 1:1 i dette utfellingstrinnet, og deretter separere fosfatetutfellingen for å etterlate en oppløsning omfattende tungmetaller, og - et andre utfellingstrinn omfattende øking av pH i nevnte oppløsning, omfattende tungmetaller og - hvis nødvendig - tilsetting av et passende kjemikalie for å utfelle tungmetallene og deretter ta ut utfellingen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at avløpsvannslammet før det første utfellingstrinnet, blir behandlet med et oksyderingsmiddel slik som hydrogenperoksyd for å omdanne divalent jern til trivalent jern.

3. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det molare forholdet av metallet-eller metallene - som skal gjenvinnes til fosfat, blir justert til omkring 1:1 før det første utfellingstrinnet ved tilsetting av fosforsyre til oppløsningstrinnet, hvori avløpsvannslammet er surgjort.

4. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 2, karakterisert ved at det molare forholdet av metallet - eller metallene - som skal gjenvinnes til fosfat, blir justert til omkring 1:1 før eller under det første utfellingstrinnet ved tilsetting av en fosfatoppløsning.

5. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 4, karakterisert ved at oppløsningen oppnådd i det første utfellingstrinnet, før det andre utfellingstrinnet, blir utsatt for en ytterligere utfelling ved å øke pH for å utfelle en ytterligere del av minst ett metall som skal gjenvinnes som et fosfat, og deretter separere utfellingen.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at nevnte separerte fosfatutfelling blir innført i oppløsningstrinnet, hvori avløpsvannslam-met blir surgjort.

7. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 6, karakterisert ved at i det første utfellingstrinnet blir pH øket til et nivå på omkring 2 til 3, for utfelling av jern-(IU)-fosfat.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at jern-(IH)-fosfatutfellingen separert i det første utfellingstrinnet, blir behandlet med et alkalihydroksyd, slik som natriumhydroksyd, for derved å danne uoppløselig jern-(IH)-hydroksyd og en oppløsning omfattende oppløselig alkalifosfat, hvoretter jern-(in)-hyd-roksydet blir separert.

9. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 6, karakterisert ved at i det første utfellingstrinnet blir pH øket til et nivå på omkring 3 til 4, for å utfelle jern-(IH)- og aluminiumfosfater.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at jem-(m)- og aluminiumfosfatutfellingen separert i det første separeringstrinnet, blir behandlet med et alkalihydroksyd slik som natriumhydroksyd, for derved å danne uopp-løselig jern-(III)-hydroksyd og en oppløsning omfattendeoppløselig alkalifosfat og aluminiumhydroksyd, hvoretter jern-(ni)-hydroksydet blir separert.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 8 eller 10, karakterisert ved at det separerte jern-(IH)-hydroksydet, eventuelt etter en behandling med alkali, blir oppløst i saltsyre for å gi en jem-(IH)-kloridoppløsing i svovelsyre for å gi en jern-(III)-sulfatoppløsning, eller i salpetersyre for å gi en jem-(ID)-nitratoppløsning, hvor nevnte oppløsninger er anvendelig som koagulantkjemikalier.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at nevnte oppløsning omfattende oppløselig alkalifosfat, blir utsatt for en behandling for å utfelle alkalifosfat, hvoretter det utfelte alkalifosfatet blir separert for å etterlate en opp-løsning omfattende fosfat.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert ved at nevnte oppløsning omfattende fosfat, blir benyttet for å justere det molare forholdet av metallet - eller metallene - som skal gjenvinnes til fosfat før eller under det første utfellingstrinnet.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at et jordalkalimetallhydroksyd, slik som kalsiumhydroksyd, blir tilsatt til nevnte oppløsning, omfattende oppløselig alkalifosfat og aluminiumhydroksyd for å utfelle et jordalkalimetallfosfatkompleks, slik som Ca5(OH)(P04)3, hvoretter utfellingen blir separert for derved å etterlate en oppløsning omfattende et alkalialuminat.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert ved aten syre, slik som svovelsyre, blir tilsatt til nevnte oppløsning, omfattende alkalialuminat for å senke pH til et nivå, fortrinnsvis mellom omkring 7 og 8, hvor aluminiumhydroksyd utfelles, hvoretter utfellingen blir separert.

16. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 7, karakterisert ved at det andre utfellingstrinnet blir utført ved en pH på omkring 7 til 9 i nærvær av et tungmetallbindemiddel, slik som hydrogensulfid eller et sulfid, f.eks. natriumsulfid, natriumhydrogensulfid eller jern-(H)-sulfid.

17. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte avløpsvannslam omfatter metallslam oppnådd ved å utsette avløpsvannslam fra et avløpsvannbehandlingsanlegg for syrebehandling, fulgt av utfelling og separering av metallslammet fra filtratet.