DE2337337A1

DE2337337A1 - Konditionieren von abwasserschlamm zur entwaesserung mit kationischen acrylamid-polymeren

Info

Publication number: DE2337337A1
Application number: DE19732337337
Authority: DE
Inventors: Jerry Emile Boothe; Jun Daryl Merton Cable; Emerson George Rausch; Jun Andrew Jackson Sharpe
Original assignee: Calgon Corp
Current assignee: Calgon Corp
Priority date: 1972-07-24
Filing date: 1973-07-23
Publication date: 1974-02-07
Also published as: ZA734991B; JPS4953179A; GB1391142A; BE802677A; FR2193787A1; AU5818373A; NL7309742A; FR2193787B3; IL42744A0

Description

CALGON CORPORATION

Postfach 1346, Pittsburgh, Pa. V.St.A.

Konditionieren von Abwasserschlamm zur Entwässerung mit kationischen Acrylamid-polymeren

Die Erfindung betrifft die Behandlung von Abwasserschlamm. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Konditionieren von Kanalisationsabwasser- und Industrieabwasserschlamm zur Verbesserung einer Entwässerungsstufe und insbesondere die Verwendung wasserlöslicher kationischer N-(Alkylammonium)-acrylamid-* und N-(Alkylamino)-acrylamid-polymeren von hohem Molekulargewicht zur chemischen Konditionierung von Kanalisations- und Industrieabwasserschlamm für eine mechanische Entwässerung.

Das Hauptnebenprodukt von Industrie- und Haushaltswasser und Verfahren zur Behandlung von Abfall ist Schlamm. Eines der

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C-99.8 J,

Hauptprobleme bei einem gut durchführbaren Verfahren zur Eindämmung der Wasserverschmutzung ist das für die Schlamment- , Wässerung angewandte Schlammkonditionierungsverfahren. Unter Schlammentwässerung ist das Verfahren zu verstehen, durch das Schlammfeststoffe von ihrer Anfangskonzentration von etwa 1 bis etwa 7 Gew.-% auf eine Feststoffkonzentration von über etwa 10 Gew.-% konzentriert werden. D.h. der Wassergehalt des Schlamms soll auf etwa 90 Gew.-^ oder darunter gesenkt werden.

Abfallwasserschlamm wird grundsätzlich gemäß drei Faktoren gekennzeichnet, nämlich (1) Schlammherkunft, (2) Schlammverarbeitung und (3) Grad der Behandlung. Die Schlammherkunft gibt an, ob der Schlamm von Kanalisations- (Haushalts-) Abwasser oder Industrieabwasser oder einer Kombination davon stammt. Die Erfindung betrifft Kanalisations abwasserschlamm und Kombinationen von solchem Schlamm und Industrieabwasserschlamm. Die Schlammverarbeitung gibt an, ob der Schlamm ein roher unbearbeiteter Schlamm, ein anaerobischer oder aerobischer.digerierter Schlamm, ein Luftflotationsschlamm, ein eingedickter und elutrierter Schlamm usw. ist. Der Grad der Behandlung gibt an, ob der Schlamm ein Primärschlamm (roh), ein sekundärer Schlamm (aktivierter Abfallschlamm), ein chemisch gefällter Schlamm, ein Rieselfilterhumus (trickling filter humus) oder eine Kombination von einem oder mehreren solchen Schlammarten, wie aktiviertem Abfallschlamm mit primärem Schlamm,ist. Es wird allgemein unterstellt, daß die einzelnen Schlammarten verschiedene Eigenschaften haben und daß die Art des Schlamms das zum Konditionieren und Entwässern anzuwendende Verfahren mehr oder weniger vorschreibt.

Die derzeit üblicherweise angewandten mechanischen Entwässerungsverfahren sind Filtration durch Eigengewicht, Vakuumfiltration, Zentrifugation, Filterpressen, Porteous-Verfahren, Elutriation, Flotation und Eindicken. Unabhängig davon jedoch, welches Verfahren zur mechanischen Entwässerung angewandt wird, ist es üb-

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lieh geworden, den Schlamm vor der Entwässerung zu "konditionieren. Durch diese chemische Konditionierung des Schlamms wird das mechanische Entwässerungsverfahren drastisch verbessert. Die Erfindung betrifft die chemische Konditionierung von Schlamm unabhängig von dem oder den später angewandten mechanischen Verfahren. Durch eine geeignete chemische Konditionierung vor der mechanischen Entwässerung kann der Wassergehalt des Schlamms von Konzentrationen in der Gegend von 9-5 bis 9S#> auf etwa 60 bis 9056 oder darunter gesenkt werden. Das am häufigsten für. die Konditionierung von Schlamm für die Entwässerung verwendete chemische Mittel ist Ferrichlorid. Auch andere eisenhaltige Salze, wie Ferrisulfat und einige Ferrosalze, insbesondere Ferrosulfat, haben Verwendung für die Konditionierung von Schlamm für die Entwässerung gefunden. Diese Eisensalze können entweder allein oder in Kombination mit Kalk und/oder anderen Konditionierungsmitteln verwendet werden.

Seit kurzem werden zur chemischen Konditionierung von Schlamm vielfach wasserlösliche Polyelektrolyte von hohem Molekularge- ' wicht verwendet. Diese Polyelektrolyte sind allein oder in Kombination mit anorganischen Konditionierungsmitteln, wie den Ferri- und Ferrosalzen und KaIk₅. verwendet worden. Einige der herkömmliehen Verfahren sind in den US-PS 3 259 569, 3 300 407, 3 142 638, 3 423 312, 3 472 767/3 642 6I9, 3 4o9 546 und 3 397 139 beschrieben.

Die meisten der. obigen Konditionierungsverfahren sind zwar durchführbar, aber weniger wirksam und wirtschaftlich, als erwünscht. Außerdem sind die verschiedenen Polymeren nicht bei jedem Schlamm wirksam. Beispielsweise sind einige der Polymeren gut wirksam bei primärem Schlamm, weniger wirksam aber bei digeriertem Schlamm. Auch sind einige der Polymeren gut wirksam bei Gemischen von aktiviertem Schlamm und primärem Schlamm, jedoch unwirksam, bei. 100# aktiviertem Abfallsohlamm. Aufgabe der Erfindung ist daher . die Auffindung eines KonditionierüngsmitteIs, mit dem die ver-

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ßchiedenen Arten von Schlamm und Schlammgemischen konditioniert werden können, und das außerdem wirksam und wirtschaftlich 1st.

Es wurde gefunden, daß die Entwässerung von Abfallschlamm weitgehend verbessert wird, wenn der Schlamm vor .der mechanischen Entwässerung mit einem wasserlöslichen, hochmolekularen, kationischen Polymer, das wenigstens 1,0 Mol-# Einheiten der Formel

4-CH₂ - C 4- -^CH₂ - C A-

\ C = 0 / ^C = O⁷

C 0 / C

NH oder N

R₅-C- R₄ · R₅-C

(CH₂)_n

R_z ^{X R}2

enthält, versetzt wird, wobei in diesen Formeln R. und R₂ unabhängig voneinander lineare oder verzweigte Alkylgruppen mit bis zu 18Kohlenstoffatomen oder Aralkylgruppen mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen sind und R^ und R« unter Bildung einer hetero* cyclischen Gruppe mit einem oder mehreren Heteroatomen vereinigt sein können; R^ Wasserstoff, eine niedrigmolekulare Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Halogen ist; R₄ Wasserstoff, Halogen oder eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen ist; E₁. Phenyl, eine niedrigmolekulare Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder substituiertes Phenyl, worin die Substituenten niedrigmolekulare Alkylgruppeimit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder niedrigmoLekulare Alkoxygruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen sind, ist? R, oder R₄ mit R₅ unter Bildung einer cyclischen Gruppe mit wenigstens 6 Kohlenstoffatomen oder einer bicyclischen Gruppe mit wenigstens 7 Kohlenstoffatomen vereinigt sein

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können, wobei die cyclischen Gruppen mit linearen oder verzweigten Alkylgruppen mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen substituiert sein können; R^ Wasserstoff oder Methyl ist; R₂, von irgendeiner Gruppe, die Stickstoff zu quaternisieren vermag, abgeleitet sein kann und vorzugsweise Wasserstoff, Benzyl, Phenäthyl, Cyanoäthyl oder lineares oder verzweigtes Alkyl oder Aralkyl mit bis zu 16 Kohlenstoffatomen ist; X^) irgend ein Anion, vorzugsweise ein Halogen-, Alkosulfat-, Tosylat-, Carboxylat-, Sulfonat-, Sulfat-, Phosphat-, Acetat- oder Nitration, ist und η eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist.

Die gemäß der Erfindung bevorzugten N-(Alkylammonium)-acrylamid- und N-(Alkylamino)-acrylamid-polymeren sind diejenigen, in denen R*, Rp, R^, Rj- und R niedrigmolekulare Alkylgruppen mit 1 bis -4 Kohlenstoffatomen und R^ und R,- Wasserstoffatome

Θ j? ο ein Halogenion ist. Die am meisten bevorzugten Verbindungen sind diejenigen, in denen R-, R₂, R^, Rc und R Methyl sind, R-, und Rg Wasserstoff sind und η 0 oder 1 und P ein Chlorion ist. Wenn η gleich 0 ist, enthalten die bevorzugten Polymeren 2-Acrylamido-2-methyl-propyl-trimethylammoniumchlorid (AMPTAC) und/oder S-Acrylamido^-methyl-propyldimethylamin (AMPDA). Wenn η gleich 1 ist, enthalten die bevorzugten Polymeren 3-Acrylamido-3-methyl-butyl-trimethylammoniumchlorid (AMRTAC) und/oder ^-Acrylamido-^-methyl-butyldimethylamin (AMBDA).

Wie oben erwähnt, müssen die Polymeren gemäß der Erfindung 1,0 Mol-# N-(Alkylammpnium)-acrylamid- und/oder N-(Alkylamino)-acrylamid-einheiten enthalten. Das bevorzugte Comonomer, das außer dem N-(Alkylammonium)-acrylamid und/oder dem N-(Alkyl- i amino)-acrylamid verwendet werden kann, ist Acrylamid (oder das äquivalente Methacrylamid). Die gemäß der Erfindung bevorzugt zum Konditionieren des Schlamms verwendeten Copolymeren haben also die Formel

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C-998 6

■Ν	NH ι C - CH Αχττ	R₄
		'η
		-R,

in der R₁, R_2> R*».R^* R₅, Rg, R₅₅, 30 und η die oben angegebene Bedeutung haben und w 0 bis 100 Mol-# ist, y 0 bis 99,0 Mol-# ist, ζ O bis 100 Mol-£ ist und die Summe von w und ζ wenigstens 1,0 Mol-56 ist. Die am meisten bevorzugten Polymeren haben die Formel

CH₃

- CH

Die Polymeren gemäß der Erfindung können durch Homopolymerisieren des N-(Alkylammonium)-acrylamide auf dem N-(Alkylamino)-acrylamid hergestellt werden. Die Copolymeren können durch Copolymerisleren von einem oder mehreren N-(Alkylammonium)-acrylamiden mit einem oder mehreren N-(Alkylamino)-acrylamiden oder durch Copolymerisieren von zwei oder mehreren verschiedenen N-(Alkylamraonium)-acrylamiden oder zwei oder mehreren verschiedenen,N-(Alkylamino)-acrylamiden hergestellt werden. Die bevorzugten Copolymeren mit Acrylamid können durch Copolymerisieren von Acrylamid mit einem

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oder mehreren N-(Alkyläminonium)-acrylanilden und/oder N-(Alkylamino)-aörylamiden hergestellt werden. Es ist auch möglich, die ein H-(Alkylamraonium) -acrylamid allein oder mit einem N-(Alkylamiho) -acrylamid enthaltenden Polymeren durch Quaternisieren des Poly-N-(alkylamino)-acrylamide herzustellen.

Die Polynierisation kann durch Lösungs-, Suspensions- oder Emulsionspolymerisation erfolgen* Die Initiierung der PoIymerisatiqh kann durch freie Radikale, photolytisch oder durch andere Maßnahmen» einschließlich einer spontanen Polymerisation, erfolgen. Vorzugsweise wurde eine Initiierung mit freien Radikalen und Lösungs- oder Emulsionspolymerisation angewandt. Aber auch mit allen übrigen üblichen Polymerisationsverfahren sind geeignete Polymere hergestellt worden. Zur Herstellung des Polymer können alle übrigen geeigneten und dem Fachmann bekannten Verfahren angewandt werden. Die Erfindung ist nicht abhängig von dem Polymerisationsverfahren, sofern es nur ein Polymer mit der geeigneten Struktur und dem geeigneten "Molekulargewicht ergibt.

Beispiele für Monomere, aus denen die Polymeren gemäß der Erfindung hergestellt Werden können, sind in der USA-Patentanmeldung Serial No, 231 4o6 vom 2. März 1972 und der USA-Patentanmeldung Serial No. 197 5l7*vom 10. Nov. 1971 beschrieben. Außerdem ist die Zusammensetzung der Polymeren gemäß der Erfindung in der USA-Patentanmeldung Serial No. 231 407 vom 2. März Ϊ972 beschrieben. * = DT-OS 22 5* 929

Gemäß der Erfindung können .auch Polymere, die sich von weiteren Monomeren als N-CAlkylammoniunO-acrylamiden, N-(Alkylamino)-acrylamiden und Acrylamid ableiten, verwendet werden. Gemäß der Erfindung können bis zu 20 Mol-£ andere wasserlösliche Comonomere und bis zu etwa 10 Mol-# wasserunlösliche Comonomere verwendet werden. Beispiele für einige der verwendbaren wasserlöslichen Comonomeren sind Methacrylamid, die N-(niedr. )-alkyl-sübstituierteri Acrylamide und Methacrylamide, N-Vinylpyrrolidin

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und die Di-(niedr. ^alkyldiallylammoniumchloride. Beispiele für einige der wasserunlöslichen Comonomere sind Vinylacetat, Acrylnitril, Vinylchlorid, niedr. Alkylester von Acrylsäure, Methacrylsäure und Styrol. Die bevorzugten Polymeren gemäß der Erfindung bestehen also im wesentlichen aus N-(Alkylammonium)-acrylamiden und Acrylamid, können aber auch bis zu etwa 20 MoI-^ an anderen erhältlichen wasserlöslichen Comonomeren und bis zu etwa 10 MoI-^ an wasserunlöslichen Comonomeren enthalten.

Der mit den Polymeren gemäß der Erfindung versetzte Abfallschlamm entwässert besser als ein Schlamm, der mit den herkömmlichen Polymeren behandelt ist. Die chemische Konditionierung mit einem Polymer gemäß der Erfindung ergibt einen Schlamm, der besser entwässert als ein mit den herkömmlicherweise verwendeten Chemikalien behandelter Schlamm. Außerdem können mit den Polymeren gemäß der Erfindung alle verschiedenen Schlammarten konditioniert werden.

Die Polymeren gemäß der Erfindung können allein oder in Kombination mit den anorganischen Konditionierungsmitteln, wie den Ferri- und Perrosalzen und/oder Kalk verwendet werden. Das bevorzugte anorganische Konditionierungsmittel ist Ferrichlorid.

Wenn eine Kombination des Polymer gemäß der Erfindung mit einem anorganischen Konditionierungsmittel verwendet wird, so kann das Polymer zuerst, zusammen mit dem anorganischen Konditionierungsmittel oder nach Zusatz des anorganischen, Konditionierungsmittels zugesetzt werden. Manche Schlammarten entwässern besser, wenn zunächst das Polymer dem wäßrigen Schlamm zugemischt wird, bevor das anorganische Konditionierungsmittel zugesetzt wird. Es gibt aber auch Schlammarten, die besser entwässern, wenn das anorganische Konditionierungsmittel gründlich mit dem wäßrigen Schlamm vermischt wird, bevor das Polymer zugesetzt wird. Außerdem gibt es Schlammarten, die am besten entwässern, wenn das Polymer und das anorganische Konditionierungsmittel gleichzeitig zugesetzt werden. Wenn das Polymer und das anorganische Kondi-

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tionierungsmittel gleichzeitig zugesetzt werden, ist es möglich, das Polymer und das anorganische Konditionierungsmittel miteinander zu vermischen, bevor sie zusammen mit dem Schlamm in Kontakt gebracht werden. Alternativ werden das Polymer und das anorganische Konditionierungsmittel getrennt voneinander aber gleichzeitig zugesetzt. Durch Durchführung einer Reihe von Büchner-Trichter-Tests kann leicht ermittelt werden, welches die beste Art des Zusatzes' ist.

Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht' darin, daß man den Schlamm mit dem Polymer oder mit dem anorganischen Konditionier rungsmittel konditioniert und den konditioniert en Schlamm dann einer Stufe für eine mechanische Entwässerung zuführt. Der Schlamm wird konditioniert, indem man ihn mit dem Polymer oder dem Polymer und dem anorganischen Konditionierungsmittel gründlich vermischt und in Kontakt bringt. Wenn das Polymer als das einzige Konditionierungsmittel verwendet wird, so wird es in Konzentrationen von 10 bis 1500 ppm, bezogen auf das Gewicht des gesamten wäßrigen Schlamms, zugesetzt. Wenn eine Kombinationsbehandlung angewandt wird, so werden 'etwa 100 bis jJOOO ppm der Kombination von Polymer und anorganischem Konditionierungsmittel verwendet. Das Polymer macht etwa 1,0 bis 25,0$ der Kombination aus, während der Rest aus dem anorganischen Konditionierungsmittel besteht.

Wie oben erwähnt, sind die Polymeren gemäß der Erfindung wasserlösliche hochmolekulare kationische Acrylamid-polymere. Absolute Grenzen für das Molekulargewicht eines Polymer, das gemäß der Erfindung verwendet werden kann, existieren nicht. Ein Polymer von niedrigem Molekulargewicht ist insoweit wirksam, als es den Schlamm bis zu einem gewissen Grad konditioniert. Das Polymer von niedrigem Molekulargewicht ist aber etwas unwirksamer als ein Polymer von hohem Molekulargewicht. Allgemein sind die Polymeren von höherem Molekulargewicht sehr viel wirksamer. Daher soll unter einem Polymer von hohem Molekulargewicht ein Polymer mit

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JO

einem Molekulargewicht von wenigstens etwa 100000 und vorzugsweise mehr als 1 000 000 verstanden werden. Vorzugsweise beträgt das Molekulargewicht 10 bis 20 Millionen oder darüber.

Gemäß der Erfindung kann der Schlamm auch außer mit dem Polymer oder mit dem Polymer und dem anorganischen Konditionierungsmittel noch mit Kalk behandelt werden. Bekanntlich ist es für eine wirksame Schlammkonditionierung oft erforderlich, das pH einzustellen. Daher kann der Schlamm entweder vor oder nach der Konditionierung mit dem Polymer oder mit dem Polymer und dem anorganischen Konditionierungsmittel mit Kalk versetzt werden.

Obwohl, wie oben erwähnt, bisher schon verschiedene Entwässerungs· verfahren angewandt worden sind, hat die Entwässerung von Kanalisations- und Industrieabwasserschlamm durch Zentrifugieren gegenüber anderen Entwässerungsverfahren einige Vorteile, wie geringere Betriebskosten (compound cost), minimalen Bedienungsaufwand, die Tatsache, daß Zentrifugen vollkommen eingeschlossen sind, so daß der Schlamm der Atmosphäre nicht ausgesetzt wird und damit Geruchsprobleme ausgeschaltet werden, kontinuierlicher Betrieb und dergl.

Für die Entwässerung in dem Verfahren gemäß der Erfindung können entweder Gleichstromzentrifugen oder Gegenstromzentrifugen verwendet werden. Für eine Verwendung gemäß der Erfindung wird die typische Gleichstromzentrifuge oder "standard solid bowl centrifuge" gewöhnlich mit einer Anordnung versehen, durch die die oben besprochene Polymerlösung der Zentrifuge zugesetzt werden kann. Einige Zentrifugen haben eine Einrichtung zum direkten Einbringen der Polymerlösung in die Schale (bowl) der Zentrifuge, was insofern vorteilhaft ist, als der erste Kontakt des Polymer mit dem Schlamm an der wirksamsten Stelle erfolgt. Wenn der Kanalisations- oder Industrieabwassersöhlamm außerordentlich feine Feststoffe enthält, ist es erwünscht und oft notwendig, das Polymer im Inneren zuzusetzen. Die mit den PoIy-

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meren gemäß der Erfindung erzielbare Agglomerierung von Teilchen verbessert die Absetzeigenschaften beträchtlich, so daß die Zentrifuge bei erhöhten Zufuhrgeschwindigkeiten ein zufriedenstellendes Konzentrat abgeben kann.

Es wurde nachgewiesen, daß das Verfahren gemäß der Erfindung eine wirksame Schlammkonditionierung für die Entwässerung ist. Eine Reihe von BÜchner-Trichter-Tests wurde mit verschiedenen, Schlammproben, die von verschiedenen Kanalisationswasserbehandlungsanlagen des mittleren Ostens erhalten waren, durchgeführt. Der Schlamm war jeweils eine Kombination von Haushalts- und Industrieabfällen. Bei dem Büchner-Trichter-Test wird der Schlamm in einem Büchner-Trichter gehalten, Feuchtigkeit wird mittels einer Vakuumpumpe von dem Schlamm abgezogen, und die Fiitrat ions geschwindigkeit wird mit einer mit Einteilung versehenen Bürette gemessen. Der Test wird wie folgt durchgeführt: Zunächst wird ein Filterpapier oder Filtertuch in den Büchner-Trichter, der mit der Meßbürette verbunden ist, eingebracht. ■Dann werden 100 bis 500 ml der wäßrigen Schlammsuspension in einen Becher eingemessen. Der Schlamm wird konditioniert, indem man ihm das Konditionierungsmittel zusetzt und gründlich einmischt. Wenn dem Schlamm zwei oder mehr Konditionierungsmittel zugesetzt werden, so wird nach jedem Zusatz gründlich gemischt. Der konditionierte Schlamm wird in den zuvor vorbereiteten Trichter eingebracht, und Vakuum wird angelegt. Die Zeit, die erforderlich ist, um eine bestimmte Menge an Fiitrat in ml von dem Schlamm abzuziehen, wird aufgezeichnet. Außerdem wird das gesamte korrigierte Filtratvolumen (ml Fiitrat minus ml zugesetzte Chemikalien) nach einigen Minuten unter Vakuum aufgezeichnet. Dann wird der Test abgebrochen, und die Trockenheit des Kuchens wird aufgezeichnet. Die folgenden Tabellen veranschaulichen die Ergebnisse einiger Büchner-Trichter-Tests.

Tabelle 1 veranschaulicht die Wirkung einer Reihe von Copolymeren von Acrylamid (AM) und ^-Acrylamido-jS-methyl-butyl-tri-

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methyl-ammoniumchlorid (AMBTAC). Der Schlamm war ein direkter aktivierter Abfallschlamm von einer Kanalisationsabwasserbehandlungsanlage des mittleren Ostens. Der Schlamm hatte eine Anfangskonzentration von etwa 2,0$ Feststoffen. Die Polymeren wurden in einer Menge von 100 ppm zu 200 ml Schlamm in dem Büchner-Trichter zugesetzt.

-	T a	bei	1 e	125 ml FiI- trat	150 ml FiI- trat	1	Abgezogene Ge samtmenge FiI-	Konzentration des entwässer
Zusammenset zung in MoI-Ji	Zeit in Sekunden zum Abziehen von	50 55 54 94	74 75 75 120	trat, ml	ten Schlamms, Gew.-%
AM/AMBTAC	100 ml PiI- trat	167 163 164 144	12,1 10,8 11,1 7,2
0/100 10/90 20/80 40/60	35 42 40 76

Tabelle 2 veranschaulicht die Wirkung einer Anzahl Copolymerer von Acrylamid (AH) und 3-Acrylamido-3-methyl-butyl-trimethylammoniumchlorid (AMBTAC). Der Schlamm war ein digerierter primärer und sekundärer Schlamm von einer Kanalisationsabwasserbehandlungsani age des mittleren Ostens. Er hatte eine Anfangsfest st off konzentrat ion von 4,5$. Die Polymeren wurden in verschiedenen Mengen zugesetzt, und in den Büchner-Trichter wurden jeweils 100 ml Schlammproben eingebracht.

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Tabelle

Zusammen setzung	zuge setzte	Zeit in Sekunden zum Abziehen von	50 ml PiI- trat	75 ml FiI-. trat	Abgezogene Ge samtmenge FiI-	Konzentra tion des
in Mol-# ' AM/AMBTAC	Menge, Ppm	25 ml PiI- trat	33 '	120	trat, ml	entwässer ten Schlamms, Gew.-%
0/100	250	10	25	72	65	12,9
	350	9	58	>120	65	12,9
10/90	250	14	36	120	51	9,2
	350	10	69	———	61	11,5
20/80	250	16	42	__-	46	8,3
	350	10	50	9,0

Tabelle 3 veranschaulicht die Wirkung einer Anzahl Horhopolymerer von AMBTAC. Der Schlamm war digerierter primärer und sekundärer Schlamm und hatte eine Anfangsfeststoffkonzentratlon von 5,9$· Die Polymeren wurden in einer Menge von 3OQ ppm zugesetzt,und in den Büchner-Trichter wurden 100-ml-Proben des Schlamms eingebracht. .

Tabelle 3

Probe Nr.	Zeit in	Sekunden von	zum Abziehen	Abgezogene Gesamtmen	Konzentration des entwässer
	25 ml Piltrat	50 ml Piltrat	75 ml Piltrat	ge Piltrat, ml	ten Schlamms, Gew.-^
1	5	18	I05	65	16,9
2	8	24	120	63	16,0
3	5	17	120	63	16,0
4	6	22		61	15,1
5	7	32	---	58	14,1

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Tabelle 4 veranschaulicht die Wirkung von Polymeren, die 2-Acrylamido-2-methyl-propyl-trimethyl-ammoniumchlorid (AMPTAC) enthalten. Der Schlamm war ein digerierter primärer und sekundärer Schlamm, der von einer Kanalisationsabwasseranlage des mittleren Ostens erhalten war. Er hatte eine Anfangs fest st off konzentrat ion von ^,2.%. Die Polymeren wurden in verschiedenen Mengen zugesetzt, und jeweils 100 ml Schlamm wurden in den Büohner-Trichter eingebracht.

Tabelle

Zusammensetzung in MoI-Si AM/AMPTAC

0/100

20/80

zuge setzte	Zeit in	Sekunden hen von	zum Abzie-	Abgezogene Gesamtmen	Konzentra tion des
Menge, ppm	25 ml Piltrat	50 ml Piltrat	75 ml Piltrat	ge Piltrat, ml	entwässer ten Schlamms Gew.-%
350	8	24	67	64	11,7
450	8	25	60	65	12,0
500	9	27	60	65	12,0
350	7	15	110	61	10,8
400	7	17	84	61	10,8
. 450	14	31	118	57	9,8

Tabelle 5 veranschaulicht die Wirkung der Polymeren gemäß der Erfindung auf Gemische verschiedener Schlammarten. Der verwendete Schlamm war ein Gemisch von digeriertem primärem und aktiviertem Abfallschlamm mit einem hohen Verhältnis an aktiviertem Abfall und war von einer Kanalisationsabwasserbehandlungsanlage des mittleren Ostens erhalten. Er hatte eine Anfangsfeststoff konzentrat ion von 2,5$. Das verwendete Polymer war AMBTAC, und die zugesetzte Menge betrug 50 bis 200 ppm. Der Büehner-Trichter-Test wurde unter Verwendung von jeweils 200 ml Schlamm durchgeführt.

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Tabelle

Zugesetzte	Zeit in	Sekunden	zum Abziehen	Abgezogene	Konzentration
Menge, ppm		von		Gesamtmenge	des entwässer
	100 ml	125 ml	150 ml	Piltrat,	ten Schlamms,
	Piltrat	Flltrat	Piltrat	ml	Gew.-;^
50	72	120	———	121	6,55
60	65	100	.	129	7,05
70	49	84		155	7,7
80	42	65		145	. 8,9
100		55	105	149	9,8
125 .	52	48	85	152	10,4
150	28	44	72	155	11,1
175	27	41	65	156	11,4
200	28	40	61	157	11,6

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Claims

P a tentansprüche

Verfahren zum Entwässern eines wäßrigen Abfallschlamms, wobei der Abfallschlamm mit einem chemischen Konditionierungsmittel konditioniert und der konditionierte Schlamm einer mechanischen Entwässerungsstufe zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet , daß man als chemisches Konditionierungsmittel ein wasserlösliches hochmolekulares Polymer, das wenigstens 1,0 MoI-^ Einheiten der Formel

L ρττ
-^H₂ ?6
- C
ι
C =
• } NH
t
-σ
ι
- CH
t ι 2 'n R₂ t
^Rz " ^Rl

oder

- C CH₂ C = O t NH t -C-R₄ ^R5 - CH H, ^H₂)_n ^Rl

enthält, verwendet, worin R. und Rp unabhängig voneinander lineare oder verzweigte Alkylgruppen mit bis zu 18 Kohlenstoffatomen oder Aralkylgruppen mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen sind und R. und R₂ unter Bildung einer heterocyclischen Gruppe mit einem oder mehreren Heteroatomen miteinander verbunden sein können; R-, Wasserstoff, eine niedrigmolekulare Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder ein Halogenatom ist; R^ Wasserstoff, Halogen, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen ist; Rc Phenyl, eine niedrigmolekulare Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte Phenylgruppe, in der die Substituenten niedrigmolekulare Alkylgruppen mit 1 bis

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Kohlenstoffatomen oder niedrigmolekulare Alkoxygruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen sein können, ist; R-, oder R₂^ mit R₁- unter Bildung einer cyclischen Gruppe mit wenigstens β Kohlenstoffatomen oder einer bicyclischen Gruppe mit wenigstens 7 Kohlenstoffatomen vereinigt sein können, wobei die cyclischen Gruppen mit linearen oder verzweigten Alkylgruppen mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen substituiert sein können; Rg Wasserstoff oder Methyl ist; R irgendeine Gruppe, die den

.2 /-N

Stickstoff zu quaternisleren vermag, ist; X^ ein Anion ist und η eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß R^, R₂, R^, R₁- und R₂ niedrigmolekulare Alkylgruppen mit 1 bis Ϊ Kohlenstoffatomen sind, R, und Rg Wasserstoff sind, η 0 oder 1 ist und X^ ein Halogenion ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß R^, R₂, R^, R₅ und R Methylgruppen sind, R₅ und Rg Wasserstoffatome sind, η 0 oder 1 ist und X^ ein Chlorion ist.
4. Verfahren zum Entwässern eines wäßrigen Abfallschlamms, wobei der Abfallschlamm mit einem chemischen Konditionierungsmittel konditioniert und dann einer mechanischen Entwässerungsstufe zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet , daß man als das chemische Konditionierungsmittel ein wasserlösliches hochmolekulares Polymer, das wenigstens 1,0 Mol-# Einheiten der Formel

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—[—CH₀ - C H r-CHo - CH -J Γ~^ΰ±1ρ γ

T ² έ₌₀/\ C=O⁷V c.

NH ^W NH^ ^y NH

R₅-C- R₄ R₅ - C

R₃-CH R₅- CH

(CH₂)_n

- R₁

_R ^₂ IX₁

enthält, verwendet, worin R. und R₂ unabhängig voneinander lineare oder verzweigte Alkylgruppen mit bis zu 18 Kohlenstoffatomen oder Aralky!gruppen mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen sind und R. und R₂ unter Bildung einer heterocyclischen Gruppe mit einem oder mehreren Heteroatomen miteinander verbunden sein können; R^, Wasserstoff, eine niedrigmolekulare Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Halogen ist; R₁, Wasserstoff, Halogen, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen ist; R₁- Phenyl, niedrigmolekulares Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder substituiertes Phenyl, worin die Substituenten niedrigmolekulare Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder niedrigmolekulare Alkoxygruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen sein können, ist; R, oder R₂, zusammen mit R^- eine cyclische Gruppe mit wenigstens 6 Kohlenstoffatomen oder eine bicyclische Gruppe mit wenigstens J Kohlenstoffatomen bilden können, wobei die cyclische Gruppe mit linearen oder verzweigten Alkylgruppen mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen substituiert sein kann; Rg Wasserstoff oder Methyl ist; R irgendeine Gruppe, die den Stickstoff zu quaternisieren vermag, ist; xP ein Anion ist; η eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist; w 0 bis 100 Mol-# ist; y 0 bis 99,0 Mol-# ist; ζ 0 bis 100 Mol-# ist und die Summe von w und ζ wenigstens 1,0 ist.

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5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß R., R₂, R₂^, R₁- und R_z niedrigmolekulare Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen sind, R-, und Rg Wasserstoff sind, η 0 oder 1 ist und X^ ein Halogenion ist.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß R₁, R₂, R^, Rr und R_z Methylgruppen siiid, R, und R^ Wasserst off atome sind, η 0 oder 1 ist und 3M ein Chlorion ist.

7« Verfahren zum Entwässern eines wäßrigen Abfallschlamms, wobei der Abfallschlamm mit einem chemischen Konditionierungsmittel ■ konditioniert und der konditionierte Schlamm einer mechanischen Entwässerungsstufe zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man als das chemische Konditionierungsmittel ein wasserlösliches hochmolekulares Polymer, das wenigstens 1,0 Mol-$ Einheiten der Formel

- CH H h-CH_o - CH

C = O' \ C = O

t _w ι

NH ^w NH₂

-C-CH₂

enthält, verwendet, worin η O oder 1 ist, w 1,0 bis 100 ist, y O bis 99,0 Mol-% ist und wobei das Polymer ein Moleku largewicht von wenigstens etwa 1 000 000 hat.

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