SK10812001A3

SK10812001A3 - Spôsob úpravy bahna

Info

Publication number: SK10812001A3
Application number: SK1081-2001A
Authority: SK
Inventors: Marc Joseph Henri Remy; R�Gis Poisson; Henri Ren Langelin; Eric Judenne
Original assignee: S. A. Lhoist Recherche Et Developpement
Priority date: 1999-02-08
Filing date: 2000-02-03
Publication date: 2002-03-05
Also published as: DE60009466D1; CZ302338B6; PL197139B1; AU2425700A; EP1154958B1; DK1154958T3; ES2216855T3; DE60009466T2; EP1154958A1; PT1154958E; SK284697B6; WO2000047527A1; ATE263123T1; CZ20012788A3; BE1012467A3; PL350025A1

Description

Vynález sa týka spôsobu úpravy bahna, ktorý obsahuje pridanie vápna a najmenej jedného organického flokulačného činidla do bahna a jednu flokuláciu bahna.

Doterajší stav techniky

Bahnom, v zmysle súčasného vynálezu, je nutné rozumieť každý druh bahna, ktorého pH je slabo zásadité, neutrálne alebo dokonca kyslé a výhodne v rozmedzí pH 6 až 8. Bez ohľadu na klasifikáciu môžeme napríklad menovať bahná z mestských a poľnohospodárskych čistiacich staníc. Rovnako je možné vziať do úvahy bahno získané bágrovaním alebo iné druhy prípadne kyslejšieho bahna.

Počas spracovania odpadových vôd je bahno všeobecne najskôr dekantované a potom zahustené. Potom je bahno flokulované a dehydrované s cieľom uľahčiť transport a ďalšiu manipuláciu.

Je známych viac spôsobov flokulácie pokiaľ možno zahusteného bahna. Všetky využívajú flokulačné činidlo. Z nich je možné menovať najmä štyri spôsoby, ktoré ako flokulačné činidlá používajú zmesi solí železa a vápna, zmesi solí hliníka a vápna, organického polyelektrolytu a organického polyelektrolytu v spojení so soľami železa alebo hliníka.

Nevýhody použitia solí železa alebo hliníka v spojení s vápnom spočívajú vo významnom zvýšení množstva suchej hmoty bahna určeného na flokuláciu (o 50 až

%) v porovnaní so slabým zvýšením v prípade použitia organického flokulačného činidla (je menšie ako 1 %). Na jednej strane síce soli železa a hliníka napadajú neoxidovateľnú oceľ a takmer všetky kovy, na druhej strane však tieto soli v pevnom ( r stave uvoľňujú dráždivý a dokonca toxický prach. Ich využitie teda vyžaduje zvláštne opatrenie vzhľadom na použitý materiál a predstavuje nebezpečie pre ľudí, ktorí s nimi pracujú.

Na rozdiel od toho, čo získame zo zmesí FeCb a vápna, použitie organického flokulačného činidla nezvýši poľnohospodársku hodnotu spracovaného bahna a úžitkové vlastnosti (súdržnosť, ľahkosť vylúpnutia, schopnosť roztiecť sa) nie sú dobré pravdepodobne kvôli príliš malému obsahu suchej hmoty vo flokulovanom, dehydrovanom bahne. Bahno, ktoré nebolo spracované pomocou vápna obvykle obsahuje patogénne zárodky a predstavuje zlú biologickú stabilitu.

Existovali tu snahy vyhnúť sa nevýhodám týchto postupov. Uvažovalo sa napríklad o spracovaní vápnom dezinfikovaného bahna pomocou určitého kopolyméru, ktorý je schopný si pri pH 12 udržať flokulačný účinok.

Tento spôsob úpravy má však nevýhodu v použití úplne zvláštneho kopolyméru, ktorý je z tohto dôvodu drahý. Ďalej predpokladá oddelené pridanie vápna. Kopolymér sa pridá, až keď pH dosiahne svoje maximálne hodnoty okolo 12, čo vyžaduje dve následne spracovateľské operácie (US-A-4.160.731).

Na druhej strane bolo pred istým časom na flokuláciu bahna zamýšľané súčasné použitie polyméru ako flokulačného činidla a vápenatého mlieka (pozri WOLF P., a kol, Optimierung der Klärschlammentwässererung mit Kammerfilterpressen durch polymér - Kalk - Konditionierung, AWT Abwassertechnik Abfalltechnik + Recycling, tome 2, Avril 1993, p. 46-48). Toto použitie má za cieľ udržať všetky výhody vápna, tzn. zvýšenie poľnohospodárskej hodnoty bahna, vyšší obsah suchej hmoty po dehydratácii, dobré úžitkové vlastnosti, hygienické ošetrenie bahna a jeho biologickú stabilitu. Pokiaľ je filtrácia vykonávaná pod tlakom, pridanie vápna uľahčuje priechod bahna a kráti čas pretlačovania.

Zdá sa, že tento návrh nebol doteraz využitý. Pokiaľ totiž organické flokulačné činidlá, ktoré sa bežne používajú, pracujú správne pri neutrálnom alebo len ľahko zásaditom pH, nie je tomu tak pri vyššom pH, ako v prípade pridania vápenatého

Γ * · ' mlieka k bahnu určenému na spracovanie. Pri vyššom pH sú veľmi rýchlo degradované a sú teda neúčinné.

Táto degradácia je nekontrolovateľný jav, ktorý, ako je možné pozorovať vo výsledkoch získaných Wolfom P. a kol., spôsobuje že:

i. Získaný obsah suchej hmoty za daných podmienok nie je reprodukovateľný.

ii. Získaný obsah suchej hmoty je v mnohých prípadoch nižší, ako keby sa vápno pridalo až po dehydratácii.

iii. Získaný obsah suchej hmoty nemôže byť kontrolovateľný úpravou miery vápnenia, ktorá je na bahno aplikovaná.

Podobným spôsobom ako postupoval Wolf a kol., sa počíta v JP-A-04-040286 s aplikáciou vo vode rozpustnej zlúčeniny vápnika na bahno z lovíšť rýb a s pridaním flokulačného polyméru pred alebo po tejto aplikácii. Do úvahy sa pritom berie len pH vodnej fázy s doporučením neutralizovať ju kyselinou po pridaní zásaditej vápenatej zlúčeniny. Vo všetkých uvádzaných príkladoch je spracované bahno spočiatku silne zásadité a je neutralizované po aplikácii vápenatej zlúčeniny pred prídavkom flokulačného polyméru. Výťažky za sucha a poľnohospodárska hodnota získaného bahna nie sú skúmané. Zatiaľ čo je bahno neutralizované, stáva sa znova silne náchylné na kontamináciu baktériami a následnému uvoľňovaniu zápachu.

Podstata vynálezu

Vynález si kladie za cieľ napraviť tieto nedostatky a zdokonaliť spôsob úpravy bahna tak, aby umožnil pomocou bežne používaných organických flokulačných činidiel získať dehydrované a čisté bahno s obzvlášť dobrými a jednotnými úžitkovými vlastnosťami a s vysokým výťažkom suchého materiálu.

Na riešenie tohto problému sa uvažovalo s postupom, ktorý je opísaný na začiatku, pri ktorom pridanie vápna nemá za následok zvýšenie pH nad hodnotu spôsobujúcu degradáciu organickej flokulačnej zložky.

r ľ p r λ · ^R * · · * f f ’ r , - . _t .

Ukázalo sa, že je možné nečakaným spôsobom, a to jednoduchou rozumnou kontrolou vývoja pH počas flokulácie, získať upravené bahno vykazujúce akékoľvek vlastnosti vápneného bahna, pritom používať obyčajné organické flokulačné činidlá s dokonale opakovateľnými výsledkami.

Podľa jedného spôsobu uskutočnenia vynálezu, postup obsahuje pridanie vápna pred alebo zároveň s organickou flokulačnou zložkou a pridané vápno má počas flokulácie za následok zvýšenie pH bahna na hodnotu nižšiu ako je pH spôsobujúce už spomínanú degradáciu a po flokulácii ďalšie zvýšenie pH. Je výhodou, ak pridané vápno spôsobí počas flokulácie zvýšenie pH na hodnotu menšiu ako 9.

Zaujímavým spôsobom sa teda potvrdilo, že čím je vápno menej reaktívne, tým sú výsledky flokulácie reprodukovateľnejšie. Navyše boli aj výťažky suchej hmoty tým vyššie a hlavne rovnakým spôsobom úplne reprodukovateľné. Aj napriek tomu, že tento jav doteraz nebol úplne pochopený, prevažuje názor, že je napriek tomu, čo sa dalo očakávať, výhodné, aby bolo vápno málo reaktívne. Takto je zvyšovanie pH spracovateľného bahna silno spomalené a flokulácia začatá bežným organickým flokulačným činidlom môže správne prebiehať napriek prítomnosti vápna.

V zmysle vynálezu sa vápnom rozumie zlúčenina všeobecného vzorca I:

& xCaO.(1-x)MgO TyH₂O (I) kde x dosahuje hodnoty 0,5 až 1 a y dosahuje hodnoty 0 až 1. Zlúčenina môže byť eventuálne obohatená aspoň o jednu prísadu. Vápno sa môže vyskytovať ako pálené alebo ako hasené vo forme prášku alebo ešte ako hasené vo forme suspenzie vo vodnej fáze. Pálené vápno vzniká ako produkt pálenia vápencového a/alebo dolomitového materiálu pri teplote približne 1000 OC a obsahuje oxid vápenatý (CaO) a/alebo oxid vápenatohorečnatý (CaO.MgO). Hasené vápno obsahuje prevažne hydroxid vápenatý (Ca(OH)₂) a/alebo zmesný hydroxid Ca(OH)₂. Mg(OH)₂a vzniká hydratáciou (alebo hasením) páleného vápna a/alebo hydratáciou oxidu vápenatohorečnatého. Vápenné a/alebo vápenatohorečnaté mlieko sa obyčajne » r získava buď hydratáciou páleného vápna a/alebo oxidu vápenatohorečnatého v prebytku vody alebo prevedením haseného vápna do formy vodnej suspenzie.

Reaktivita vápna sa hodnotí rôznym spôsobom podľa toho, či sa jedná o vápno pálené alebo hasené. Reaktivita páleného vápna sa stanovuje pomocou T60, parametra, ktorý zodpovedá času nutnému na zvýšenie teploty systému vápno/voda určenému na hasenie na 60 ΦΟ, pričom sa hasenie vápna vykonáva podľa protokolu uvedeného v norme Din 1060 časť ηφ 3. τ₆₃ je parameter používaný na stanovenie reaktivity haseného vápna. τβ3 zodpovedá času potrebnému k prechodu 63 % vápna zmiešaného s objemom vody do roztoku za nasledujúcich podmienok: objem vápna zodpovedajúci 0,1 g haseného vápna je pridaný do 700 ml vody. Zmes sa potom mieša a udržuje pri teplote 25 °C. Zaznamenáva sa vodivosť roztoku až do úplného rozpustenia vápna. Je potrebné vedieť, že rozpustenie vápna zvyšuje vodivosť roztoku, a že existuje lineárny vzťah medzi množstvom rozpusteného vápna a pozorovaným zvýšením vodivosti. τε₃ je potom stanovené na základe priebehu získanej vodivosti tak, že sa určí čas potrebný na dosiahnutie 63 % finálnej vodivosti. Je potrebné zdôrazniť, že čím sa vápno rýchlejšie rozpustí, tým je τ₆₃ nižšie.

Je výhodné, aby čas potrebný na dosiahnutie pH 9 po pridaní vápna bol najmenej 20 s.

Čo sa týka vápna so spomalenou reaktivitou, je možné použiť rôzne produkty. Je možné napríklad uvažovať o použití práškového alebo suspenzného vápna, ktorého častice vykazujú d50 najmenej okolo 100 pm, prednostne však najmenej 200 pm a najlepšie aspoň 400 pm. d50 predstavuje taký rozmer častíc, od ktorého sa polovica v % (objemových) distribúcie veľkosti častíc skladá z častíc, ktoré sú väčšie. Napríklad je možné použiť defilerizované vápno, ktorým rozumieme vápno vo forme prášku alebo suspenzie, z ktorého boli odstránené jemné častice, zvlášť tie, ktoré majú rozmery menšie ako 200 p a najlepšie rozmery menšie ako 250 p. Takéto vápno je možné získať preosievaním, cyklonáciou alebo akoukoľvek inou metódou určenou na odstránenie jemných prímesí.

Zaujímavým spôsobom sa teda ukázalo, že čím boli častice použitého vápna hrubšie, tým boli výsledky flokulácie priaznivejšie.

Podľa ďalšieho spôsobu uskutočnenia vynálezu, je pridané vápno prepálené, napríklad vápno vykazujúce T60 10 min, a ktoré je dostupné vo firme Rheinkalk BmbH, Wulfrath, Nemecko.

Podľa ešte ďalšieho spôsobu uskutočnenia vynálezu obsahuje pálené vápno tekutú prísadu so schopnosťou zhlukovať jeho najmenšie častice. Taký produkt je napríklad opísaný vo WO-98/23705. Ako tekutú prísadu tohto druhu je možné menovať napríklad (bez toho, aby bol tento výpočet uzavretý) zlúčeniny patriace do skupiny minerálnych olejov, polyolefínov a ich zmesí.

Podľa výhodného spôsobu uskutočnenia vynálezu obsahuje pridané pálené vápno činidlo, ktoré spomaľuje hydratáciu. Takéto vápno je možné pripraviť napríklad podľa návodu WO-98/02391. Ako činidlo spomaľujúce hydratáciu je možné menovať napríklad (bez toho, aby bol tento výpočet uzavretý) zlúčeniny zo skupín obsahujúcich glycerol, glykoly, lignosulfonáty, amíny, polyakryláty, sírany alkalických kovov alebo alkalických zemín, sádru, kyselinu sírovú, kyselinu fosforečnú, sacharózu a ich zmesi. Je rovnako možné uvažovať, ako je opísané vo WO98/02391, pridanie veľmi malého množstva vody k pálenému vápnu a to bez ďalších prísad alebo ako doplnok k prechádzajúcim prísadám a kontrolovaným spôsobom, ktorý umožňuje vytvoriť povrchovú reakciu spomaľujúcu neskoršiu reakciu hasenia.

Podľa spôsobu uskutočnenia vynálezu môže byť vápno v hasenej forme s obsahom suchej hmoty vyšším ako 20 % a prednostne vyšším ako 40 %. Je napríklad možné použiť suspenziu Ca(OH)2, ktorá je opísaná napríklad v BE-A1006655.

Podľa iného spôsobu uskutočnenia vynálezu môže byť vápno v hasenej forme s obsahom aglomerovaných častíc. Taký produkt má teda formu práškovej

Ί f · - I hrudkovatej látky, ktorú je ľahké transportovať a rovnako manipulácia s ňou je veľmi ľahká. Produkt takého druhu je možné pripraviť napríklad podľa postupu, ktorý je uvedený v BE-A-1006655 alebo tiež v príklade uvedenom nižšie. Taký výsledok aglomerácie môže mať formu agregátu mikrolistov hydroxidu vápenatého.

Podľa ešte ďalšieho spôsobu uskutočnenia vynálezu je pridané vápno hasené, s prídavkom činidla znižujúcim jeho aktivitu. Ako činidlo znižujúce aktivitu vápna je možné menovať napríklad (bez toho, aby bol tento výpočet uzavretý) zlúčeniny zo skupín obsahujúcich glycerol, glykoly, lignosulfonáty, amíny, polyakryláty, sírany alkalických kovov alebo alkalických zemín, sadru, kyselinu sírovú, kyselinu fosforečnú, sacharózu a ich zmesi.

Výhodné podmienky predstavuje pridanie haseného vápna v množstve, kedy je miera vápnenia najmenej 10 % hmotnostných vzhľadom na suchú hmotu bahna a najlepšie aspoň 20 % hmotnostných, bez toho, aby tieto hranice museli byť považované za kritické.

Vápno môže byť k bahnu pridané pred, počas a/alebo po organickom flokulačnom činidle. Spôsob uskutočnenia vynálezu dáva teda užívateľom možnosť zvoliť moment pre pridanie vápna. Najvýhodnejšie je teda súčasné pridanie vápna a organického flokulačného činidla, čo je, vzhľadom k uvažovaným antagonistickým vlastnostiam vápna a flokulačného činidla, ťažko očakávané zistenie. Nie je teda nutné robiť žiadne zmeny v existujúcom technickom usporiadaní na úpravu bahna. Je možné dokonca uvažovať o pridaní vápna pred použitím úplne bežného organického flokulačného činidla, pokiaľ však pred jeho použitím nedošlo k výraznému zvýšeniu pH bahna. Je výhodné, aby k použitiu organického flokulačného činidla došlo najviac do 5 min po pridaní celého množstva vápna.

Je výhodné, aby bolo bahno určené na spracovanie dopredu detekované. Po flokulácii je možné podľa vynálezu uvažovať o oddelení pevnej a kvapalnej fázy bahna, a to pomocou všetkých vhodných a bežných prostriedkov, napríklad pomocou filtračných pásov, tlakového filtra, centrifugačnými zariadeniami, ako aj prípadne neskoršou dehydratáciou.

r r

Je veľmi výhodné, keď sa toto oddelenie vykoná hneď po skončení flokulácie, teda približne pred tým, ako pH dosiahne hodnoty spôsobujúce degradáciu organického flokulačného činidla. Kvapalná fáza je teda oddelená pri neutrálnom až ľahko zásaditom pH a môže byť vyliata bez ďalších úprav, prípadne po ľahkej neutralizácii. V pevnej fáze oproti tomu dochádza ku zvyšovaniu pH, najlepšie až do veľmi vysokých hodnôt, ktoré umožňujú ozdravenie spracovaného bahna.

Ako už bolo povedané, nie je výber organických flokulačných činidiel podľa vynálezu kritický a môžu byť použité tie, ktoré sú dnes na tento účel najbežnejšie používané. Podľa vlastností bahna sa použijú neiónové, aniónové alebo katiónové organické flokulačné činidlá samostatne alebo v zmesi. Zvlášť je možné uvažovať o akrylamide alebo o kopolyméroch akrylamidu, napríklad s karboxylovou alebo sulfónovou kyselinou, s dimetylaminoetylakrylátom alebo dimetylaminoetyldimetakrylátom, s dialyldimetylamóniumchloridom alebo s akrylamidopropyltrimetylamóniumchlorídom.

Ďalšie podrobnosti a zvláštnosti spôsobu uskutočnenia vynálezu sú uvedené v patentových nárokoch.

Je dôležité poznamenať, že bahno získané po flokulácii a dehydratácii vykonaných podľa vynálezu vykazuje vysoký obsah vápna a je dobre dezinfikované. Môže teda byť dobre použité na zhodnotenie poľnohospodárskych pôd.

Vynález sa rovnako týka bahna spracovaného použitím postupu vynálezu, kedy dochádza k pozitívnemu výťažku za sucha vzhľadom k obsahu suchej hmoty vloženej do bahna počas spracovania.

Vynález bude teraz podrobnejšie vysvetlený pomocou príkladov, ktoré majú čisto ilustratívny a nelimitujúci účel.

r i·

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1 - Príprava haseného vápna s nízkou reaktivitou z páleného vápna g dihydrátu síranu vápenatého (CaSO₄.2H₂O) sa rozpustí v 5 litroch vody. V tomto roztoku sa potom za stáleho miešania vytvorí suspenzia pridaním 1 kg páleného vápna, ktorého T60 stanovený vyššie uvedenou metódou leží v intervale medzi 1 a 5 minútami. Počas tejto operácie, ktorá sa všeobecne nazýva hasením, je teplota suspenzie udržovaná pod 30 °C. Akonáhle je hasenie vápna dokončené, suspenzia hydroxidu vápenatého sa prefiltruje a získa sa tak hasené vápno s nízkou reaktivitou. τ₆3 tohto haseného vápna sa stanoví vyššie uvedeným spôsobom a obsah suchej hmoty je vypočítaný podľa. Degrémont, Mémento Technique de ľeau, éd. Du Cinquantenaire, 9® éd., tome I, p 370, 1989. Granulometrická distribúcia sa stanoví pomocou granulometra Laser Coulter LS 230 a d50 sa určí na základe tejto distribúcie.

T63 tohto haseného vápna je 1010 s, obsah suchej hmoty je 80,5 % a d50 je 748 pm. Distribúcia veľkostí častíc je znázornená čiernymi štvorčekmi na priloženom obrázku.

Príklad 2 - Príprava haseného vápna s vysokou reaktivitou z páleného vápna

200 g mikronizovaného Ca(OH)₂ majúce d50 okolo 3 pm sa počas miešania nasype do 1 litra vody. Takto získaná suspenzia sa potom ďalších 5 minút mieša. Aplikujú sa rovnaké metódy stanovenia parametrov ako v príklade 1.

τ₆3 tejto vzorky je 15 s, obsah suchej hmoty je 25 % a d50 je 3,3 pm. Distribúcia veľkostí častíc je znázornená bielymi štvorčekmi na priloženom obrázku.

Príklad 3 - Filtrácia bahna upraveného pomocou bežného katiónového organického flokulačného činidla a haseného vápna s nízkou reaktivitou, ktoré bolo pridané po flokulačnom činidle.

/0

Do litrovej nádoby sa odoberie množstvo zahusteného, čisteného bahna zodpovedajúce 20 g suchej hmoty. Táto vzorka bahna je spracovaná nasledujúcim spôsobom:

Príprava vodného roztoku obsahujúci flokulačné činidlo:

Vodný roztok organického katiónového flokulačného činidla (kopolymér akrylamidu) s hmotnostnou koncentráciou 0,3 % sa pripraví tak, že sa do 200 ml vody pripravenej v 400 ml nádobe pomaly nasype 0,6 g flokulačného činidla vo forme prášku. Počas sypania až do času získania homogénneho roztoku sa roztok premiešava magnetickým miešadlom.

Flokulácia:

ml tohto vodného roztoku flokulačného činidla sa pomocou striekačky pridá k bahnu. Zmes bahna a flokulačného činidla sa potom pomocou bežného laboratórneho flokulátora mieša v čase 6 s rýchlosťou 300 otáčok za minútu.

Vápnenie:

Po 15 až 20 s po pridaní flokulačného činidla sa pridá k práve flokulovanému bahnu vápno pripravené podľa príkladu 1. Množstvo pridaného vápna sa upraví tak, aby hmotnosť haseného vápna zodpovedala 40 % pôvodnej suchej hmote bahna. Takto získaná zmes sa mieša v čase 10 s rýchlosťou 200 otáčok za minútu pomocou bežného laboratórneho flokulátora.

V každom kroku operácie sa nádoba váži, aby sa presne určila miera vápnenia.

Filtrácia:

Takto získaná vzorka sa prenesie do filtračnej bunky a nechá sa odkvapkať v čase 4 minút. Pomocou piestu sa potom na odkvapkané bahno aplikuje tlak 2 až 4

II bary v čase potrebnom na vytvorenie filtračného koláča s výškou 3 až 5 mm. Tento koláč sa potom odoberie na určenie obsahu suchej hmoty.

Aby bolo možné zhodnotiť vplyv vápnenia na obsah suchej hmoty vo filtračnom koláči, v druhom pokuse je rovnaké, zahustené bahno flokulované a potom filtrované podľa protokolu opísaného vyššie, len sa vynechá krok obsahujúci vápnenie. Pre filtračný koláč nevápneného bahna sa získalo 16,5 % suchej hmoty, zatiaľ čo filtračný koláč vápneného bahna obsahoval 25,4 %, suchej hmoty, čo predstavuje 17,2 % relatívny výťažok za sucha. Tento výťažok za sucha bol stanovený vzhľadom na sušinu, ktorá by sa dosiahla, keby sa rovnaké množstvo vápna pridalo k nevápnenému bahnu po dehydratácii (S2*).S2* sa spočíta pomocou vzorca II:

S1 x (100 +1)

S2*=------------------------ (II)

100 + (S1 x(t/100)) kde S1 obsah označuje suchú hmotu vo filtračnom koláči nevápneného bahna, t je pomer pridaného haseného vápna vyjadrený v % hmotnostných vzhľadom k suchej hmote obsiahnutej v zahustenom bahne.

Frakcia odkvapkanej vody (X_Odkvap) vápneného bahna je 0,51, zatiaľ čo v prípade nevápneného bahna je táto frakcia 0,41. Táto frakcia sa získa vydelením objemu odkvapkanej vody celkovým objemom vody obsiahnutým v spracovanom bahne počas dehydratačnej skúšky. Objemom odkvapkanej vody sa rozumie objem získaného filtrátu po 240 s odkvapkaní.

Príklad 4 - Filtrácia bahna upraveného pomocou bežného katiónového organického flokulačného činidla a viac druhov haseného vápna s premenlivou reaktivitou, ktoré boli pridané po flokulačnom činidle.

Séria filtrácií čisteného flokulovaného bahna, ktoré bolo vápnené viacerými druhmi haseného vápna s premenlivou reaktivitou, bola vykonaná podľa postupu opísaného v príklade 3. Rôzne druhy haseného vápna boli získané preosievaním haseného vápna získaného podľa príkladu 1 na rôzne granulometrické frakcie. D50, t_Ph=9, X63 rôznych druhov požitých hasených vápien sú uvedené nižšie, v tabuľke 1. tph=9 vyjadruje potrebný čas, aby daný druh vápna zvýšil pH upravovaného bahna na 9. Obsah suchej hmoty nevápneného respektíve vápneného bahna získaného po filtrácii je v tejto tabuľke označený S1 respektíve S2. Výťažky za sucha (SH = suchá hmota) za využitia vápnenia boli stanovené pomocou vyššie opísanej metódy. Nakoniec, odkvapkané frakcie sú označené ako X_Odkvap- Je potrebné zdôrazniť, že odkvapkaná frakcia s hodnotou 0,6 bola získaná pre flokulované, nevápnené bahno.

Tabuľka 1

Vzorka	1	2	3	4	5	6
Granulometrické limity (pm)	20-45	45-80	80-200	200-400	400-1000	>400
D50 (pm)	4	59	119	235	550	748
tph=9(s)	<5	20	36	53	80	551
T63(S)	12	80	180	350	800	1010
S1 (%)	15,5	15,5	14,9	14,9	14,9	14,9
S2 (%)	17,5	20,8	21,4	22	22	22,4
Výťažok SH (% rel.)	-17,3	2	8,9	12	12	14
Xodkvap	0,50	0,49	0,63	0,63	0,61	0,63

Z tabuľky jasne vyplýva, že vo vzorkách 4 až 6 je dosiahnutý vysoký a takmer nemenný obsah suchej hmoty a v prípade výťažku za sucha a odkvapkania je uspokojujúcich hodnôt dosiahnuté už vo vzorke 3.

Príklad 5 - Filtrácia upraveného bahna pomocou bežného katiónového organického flokulačného činidla a vápenného mlieka s jemnými časticami, ktoré sa pridá po flokulačnom činidle.

Zahustené čistené vápno bolo flokulované, vápnené a potom filtrované podľa protokolu opísaného v príklade 3, len vápnenie bolo v tomto prípade vykonané vápenným mliekom podľa príkladu 2.

Aby bolo možné zhodnotiť vplyv vápnenia na obsah suchej hmoty vo filtračnom koláči, v druhom pokuse bolo rovnaké bahno flokulované, potom filtrované podľa protokolu opísaného v príklade 3, len krok vápnenia bol vynechaný. Výťažky za šúcha a Xodkvap boli určené tak, ako je opísané v tomto príklade. V prípade filtračného koláča nevápneného bahna sa získal 16,4 % obsah suchej hmoty, zatiaľ čo filtračný koláč vápneného bahna mal obsah suchej hmoty 19,1 %. To predstavuje relatívnu stratu približne - 11 % za sucha. Frakcia odkvapkanej vody z vápneného bahna bola 0,47, zatiaľ čo v prípade nevápneného bahna bola 0,61.

Je teda možné poznamenať, že odkvapkanie má zlé vlastnosti v prípade použitia veľmi reaktívneho vápna a dochádza teda pravdepodobne k deflokulácii a samozrejme strate za sucha, čo znamená opak sledovaného cieľa.

Príklad 6 - Filtrácia upraveného bahna pomocou bežného katiónového organického flokulačného činidla a haseného vápna s nízkou reaktivitou, ktoré sa pridá pred flokulačným činidlom.

Do litrovej nádoby sa vloží také množstvo čisteného zahusteného bahna, ktoré zodpovedá 20 g suchej hmoty. Táto vzorka bahna je ďalej spracovaná podľa nasledujúceho postupu:

Príprava vodného roztoku flokulačného činidla:

Vodný roztok flokulačného činidla je pripravený ako v príklade 3.

Vápnenie:

K zahustenému bahnu sa pridá hasené vápno pripravené podľa príkladu 1. Množstvo pridaného vápna sa upraví tak, aby hmotnosť haseného vápna zodpovedala 40 % jeho pôvodnej suchej hmoty. Takto získaná zmes sa mieša v čase s rýchlosťou 200 otáčok za minútu pomocou bežného laboratórneho flokulátora. V každom kroku operácie vápnenia sa nádoba váži, aby sa presne určila miera vápnenia.

Flokulácia:

s po pridaní vápna sa pomocou striekačky pridá ku zvápnenému bahnu 20 ml vodného roztoku flokulačného činidla. Zmes bahna a flokulačného činidla sa potom pomocou bežného laboratórneho flokulátora mieša v čase 6 s rýchlosťou 300 otáčok za minútu.

Filtrácia:

Filtrácia sa vykoná podľa opisu v príklade 3.

Aby bolo možné zhodnotiť vplyv vápnenia na obsah suchej hmoty vo filtračnom koláči, v druhom pokuse je rovnaké, zahustené bahno flokulované a potom filtrované podľa protokolu opísaného vyššie, len sa vynechá krok obsahujúci vápnenie. Pre filtračný koláč nevápneného bahna sa získalo 16,5 % suchej hmoty, zatiaľ čo filtračný koláč vápneného bahna obsahoval 25,8 % suchej hmoty, čo predstavuje 19,3 % relatívny výťažok za sucha. Frakcia odkvapkanej vody z vápneného bahna bola 0,663, zatiaľ čo v prípade nevápneného bahna bola 0,648.

Príklad 7 - Filtrácia bahna upraveného pomocou bežného organického flokulačného činidla a prepáleného vápna, ktoré sa pridá zároveň s flokulačným činidlom.

Do litrovej nádoby sa vloží také množstvo čisteného zahusteného bahna, ktoré zodpovedá 20 g jeho suchej hmoty. Táto vzorka bahna je ďalej spracovaná podľa nasledujúceho postupu:

Príprava vodného roztoku flokulačného činidla:

Vodný roztok flokulačného činidla je pripravený ako v príklade 3.

r λ

Flokulácia a vápnenie:

Pomocou striekačky sa k bahnu pridá 20 ml vodného roztoku flokulačného činidla. Zároveň sa pridá prepálené vápno (T60 = 28,8 min) s hmotnosťou zodpovedajúcou 30 % pôvodnej suchej hmoty bahna. Zmes zahusteného bahna, flokulačného činidla a vápna sa potom pomocou bežného laboratórneho flokulátora mieša v čase 6 s rýchlosťou 300 otáčok za minútu.

Filtrácia:

Filtrácia sa uskutoční spôsobom opísaným v príklade 3.

Aby bolo možné zhodnotiť vplyv vápnenia na obsah suchej hmoty vo filtračnom koláči, v druhom pokuse je rovnaké, zahustené bahno flokulované a potom filtrované podľa protokolu opísaného. vyššie, len sa vynechá krok obsahujúci vápnenie. Výťažok za sucha bol stanovený, ako je opísané vyššie, pričom bol obsah použitého haseného vápna 38,9 %.

Pre filtračný koláč nevápneného bahna sa získalo 15,3 % suchej hmoty, zatiaľ čo filtračný koláč vápneného bahna obsahoval 20,9 % suchej hmoty, čo predstavuje 4,2 % relatívny výťažok za sucha.

Príklad 8 - Filtrácia bahna upraveného pomocou bežného organického flokulačného činidla a páleného vápna s jednou prísadou. Vápno s pridá po flokulačnom činidle.

Do litrovej nádoby sa vloží také množstvo čisteného zahusteného bahna, ktoré zodpovedá 20 g jeho suchej hmoty. Táto vzorka bahna je ďalej flokulovaná a filtrovaná podľa postupu opísaného v príklade 3.

Počas vápnenia sa však k zahustenému bahnu nepridá hasené vápno, ale určité množstvo páleného vápna získaného postupom, ktorý je popísaný vo WO98/23705. T60 takto získaného vápna je 7,3 min. Množstvo pridaného vápna sa upraví tak, aby hmotnosť páleného vápna zodpovedala 30 % pôvodnej suchej hmoty « · « · · · -- · • · · Λ ΐ6 ; : .* ' e · r - · ι· bahna. Takto získaná zmes sa mieša v čase 10 s s rýchlosťou 200 otáčok za minútu pomocou bežného laboratórneho flokulátora.

Aby bolo možné zhodnotiť vplyv vápnenia na obsah suchej hmoty vo filtračnom koláči, v druhom pokuse je rovnaké, zahustené bahno flokulované a potom filtrované podľa protokolu opísaného vyššie, len sa vynechá krok obsahujúci vápnenie. Výťažok za sucha bol stanovený, ako je vyššie opísané, pričom bol pomer použitého haseného vápna 38,9 %.

Pre filtračný koláč nevápneného bahna sa získalo 15,3 % suchej hmoty, zatiaľ čo filtračný koláč vápneného bahna obsahoval 20,4 % suchej hmoty, čo predstavuje 1,7 % relatívny výťažok za sucha.

Príklad 9 - Filtrácia bahna upraveného pomocou roztoku bežného katiónového organického flokulačného činidla a defilerizovaného páleného vápna, ktoré sa pridá zároveň s flokulačným činidlom.

Filtrácia čisteného bahna, ktoré bolo flokulované a zvápnené pomocou páleného vápna, z ktorého boli odstránené častice s rozmermi menšími ako 250 pm, bola vykonaná podľa postupu uvedeného v príklade 7. Aby bolo možné zhodnotiť vplyv vápnenia na obsah suchej hmoty vo filtračnom koláči, v druhom pokuse je rovnaké, zahustené bahno flokulované a potom filtrované podľa protokolu popísaného vyššie, len sa vynechá krok obsahujúci vápnenie. Výťažok za sucha bol stanovený, ako je vyššie opísané, pričom bol obsah použitého haseného vápna stanovený na 38,7 %.

Pre filtračný koláč nevápneného bahna sa získalo 18,1 % suchej hmoty, zatiaľ čo filtračný koláč vápneného bahna obsahoval 25,7 % suchej hmoty, čo predstavuje 8,3 % relatívny výťažok za sucha.

Počas experimentu, v ktorom sa uskutočnilo vápnenie bahna, bolo pH bahna pred pridaním vápna 6,96. pH zvápneného bahna tesne pred filtráciou bolo 8,8. pH získaného filtrátu bolo 9,8 a pH dehydrovaného zvápneného bahna štvrť hodiny po dehydratácii bolo približne 12,5.

Príklad 10 - Filtrácia bahna upraveného pomocou roztoku katiónového organického flokulačného činidla a haseného vápna s nízkou reaktivitou, ktoré sa pridá zároveň s flokulačným činidlom.

Filtrácia čisteného bahna, ktoré bolo flokulované a zvápnené pomocou haseného vápna s nízkou reaktivitou bola vykonaná podľa postupu uvedeného v príklade 7. Aby bolo možné zhodnotiť vplyv vápnenia na obsah suchej hmoty vo filtračnom koláči, v druhom pokuse je rovnaké, zahustené bahno flokulované a potom filtrované podľa protokolu opísaného vyššie, len sa vynechá krok obsahujúci vápnenie. Výťažok za sucha bol stanovený, ako je vyššie opísané, pričom bol obsah použitého haseného vápna stanovený na 37,5 %.

Pre filtračný koláč nevápneného bahna sa získalo 18,1 % suchej hmoty, zatiaľ čo filtračný koláč vápneného bahna obsahoval 24,9 % suchej hmoty, čo predstavuje 5,8 % relatívny výťažok za sucha.

Počas experimentu, v ktorom sa uskutočnilo vápnenie bahna, bolo pH bahna pred pridaním vápna 7,01. pH zvápneného bahna tesne pred filtráciou bolo 9,2. pH získaného filtrátu bolo 9,5 a pH dehydrovaného zvápneného bahna štvrť hodiny po dehydratácii bolo približne 12,6.

Je potrebné pochopiť, že súčasný vynález nie je žiadnym spôsobom limitovaný spôsobmi uskutočnenia, ktoré sú vyššie opísané, a že je možné v rámci pripojených patentových nárokov v mnohom tieto spôsoby pozmeniť.

Je napríklad možné uvažovať o použití iného druhu vápna, než ako je tu opísané, ktorého reaktivita bude zmenšená iným spôsobom, než ako je v predchádzajúcom opise neobmedzujúcim spôsobom naznačené.

Priemyselná využiteľnosť

Vynález týkajúci sa spôsobu úpravy bahna môže byť napríklad použitý na úpravu bahna z mestských a poľnohospodárskych čistiacich staníc, bahna získaného bágrovanim alebo spracovaním odpadových vôd.

Pl/ 10ri-Zool

Claims

1. Spôsob úpravy bahna, ktorý obsahuje pridanie vápna a najmenej jedného flokulačného činidla do bahna a jednu flokuláciu bahna, vyznačujúci sa tým, že pridané vápno nevyvolá zvýšenie pH bahna nad hodnotu spôsobujúcu degradáciu organického flokulačného činidla aplikovaného až po skončení flokulácie.

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že obsahuje pridanie vápna pred alebo zároveň s organickým flokulačným činidlom a tým, že pridané vápno vykazuje reaktivitu, ktorá počas flokulácie spôsobí zvýšenie pH na hodnotu nižšiu ako je pH spôsobujúce vyššie uvedenú degradáciu, a po skončení flokulácie ďalšie zvyšovanie pH nad vyššie uvedenú hodnotu.

3. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že pridané vápno vykazuje reaktivitu, ktorá počas flokulácie spôsobí zvýšenie pH na hodnotu nižšiu ako 9.

4. Spôsob podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že čas potrebný na dosiahnutie pH 9 po pridaní vápna je najmenej 20 s.

5. Spôsob podľa akéhokoľvek nároku 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že pridané vápno je prostriedok zodpovedajúci vzorcu &xCaO.(1-x)MgO?yH₂O, kde x má hodnotu 0,5 až 1 a y má hodnotu 0 až 1, prípadne obohatený o najmenej jednu prísadu.

6. Spôsob podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že pridané vápno je v pálenej alebo hasenej práškovej forme alebo v hasenej forme suspenzie vo vodnej fáze.

7. Spôsob podľa akéhokoľvek nároku 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že pridané vápno obsahuje častice majúce d50 najmenej 50 pm.

r Γ

49 '

8. Spôsob podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že pridané vápno obsahuje častice majúce d50 najmenej 100 pm, výhodne najmenej 200 pm.

9. Spôsob podľa akéhokoľvek nároku 1 až 8, vyznačujúci sa tým, že pridané vápno je vápno prepálené.

10. Spôsob podľa akéhokoľvek nároku 1 až 8, vyznačujúci sa tým, že pridané vápno je vápno pálené obsahujúce tekutú prísadu vykazujúcu schopnosť zhlukovať najmenšie častice prostriedku.

11. Spôsob podľa akéhokoľvek nároku 1 až 8, vyznačujúci sa tým, že pridané vápno je vápno pálené obsahujúce prostriedok spomaľujúci hydratáciu.

12. Spôsob podľa akéhokoľvek nároku 1 až 8, vyznačujúci sa tým, že pridané vápno je vápno hasené obsahujúce aglomerované základné častice.

13. Spôsob podľa akéhokoľvek nároku 1 až 8, vyznačujúci sa tým, že pridané vápno je vápno hasené obsahujúce prostriedok znižujúci jeho aktivitu.

14. Spôsob podľa akéhokoľvek nároku 1 až 8, vyznačujúci sa tým, že pridané vápno je vápno hasené s obsahom suchej hmoty vyšším ako 20 % hmotnostných.

15. Spôsob podľa akéhokoľvek nároku 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že pridané vápno je vápno defilerizované.

16. Spôsob podľa akéhokoľvek nároku 1 až 15, vyznačujúci sa tým, že bahno určené na úpravu patrí do skupiny obsahujúcej bahno vzniknuté z úpravy vôd, vybágrované bahno alebo kyslé bahno.

17. Spôsob podľa akéhokoľvek nároku 1 až 16, vyznačujúci sa tým, že obsahuje oddelenie pevnej a kvapalnej fázy flokulovaného a zvápneného bahna.

• · · f Γ

9 9 9 · * < r • t 9

9 9 r t r » *

Sjo

18. Spôsob podľa nároku 17, vyznačujúci sa tým, že oddelenie sa vykoná filtráciou alebo centrifugáciou.

19. Spôsob podľa jedného z nárokov 17 alebo 18, vyznačujúci sa tým, že vyššie uvedené oddelenie sa vykoná približne pred tým, ako pH dosiahne vyššie spomínané hodnoty spôsobujúce degradáciu použitého organického flokulačného činidla, a že po oddelení má kvapalná fáza toto pH a v pevnej fáze dochádza ku zvyšovaniu pH nad túto hodnotu.

20. Použitie bahna, upraveného spôsobom podľa akéhokoľvek nároku 1 až 19 na zhodnotenie poľnohospodárskych pôd.

21. Upravené bahno, získané spôsobom podľa jedného z nárokov 17 až 19, predstavujúce pozitívny výťažok za sucha vzhľadom na obsah suchej hmoty vnesenej do bahna.

?V 10? F Z0Of

1/1

Priemer častíc ( μιη )

Objem (% ) <=>

o s