METHOD FOR THE ANAEROBIC DIGESTION OF RINSE AND WASH WATERS AND SETTLED SLUDGE TRANSPORT WATERS CONTAINING CALCIUM IONS

Abstract: 1. Process for the anaerobic digestion of rinse and wash waters and decanted sludge transport waters containing calcium ions, particularly from the process of sugar production, in which the waters are treated in one or more stages in a methane reactor with formation of methane and carbon dioxide, characterized in that calcium ions are removed by precipitation as carbonate before the anaerobic decomposition.

Description: Verfahren zum anaeroben Abbau von calciumionen haltigen Schwemm- und Waschwässern sowie dekan tierten Schlammtransportwässern Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum anaeroben Abbau von calciumionenhaltigen Schwemm- und Waschwässern sowie dekantierten Schlammtransportwässern, insbesondere aus dem Zuckerherstellungsverfahren, bei dem die Wässer ein- oder mehrstufig in einem Methanreaktor unter Bildung von Methan und Kohlendioxid behandelt werden. Beim Zuckerherstellungsverfahren entstehen Schwemm- und Waschwässer beim Waschen und Transportieren der Zuckerrüben vor dem eigentlichen Zuckerherstellungsprozess. Schlammtransportwasser ist das Wasser, mit dem man den Rübenerdeschlamm von den Schlammabsetzaniagen in die Sedimentationsteiche oder Deponien transportiert. Das nach Sedimentation des Rübenerdeschlammes überstehende Wasser wird als dekantiertes Schlammtransportwasser bezeichnet. Aus anderen Verfahren ist heute weitgehend bekannt, wie Schwemm-, Wasch- und Schlammtransportwässer von Rüben Zuckerfabriken anaerob abgebaut werden können. Der anaerobe Abbau, unter Bildung von Methan und Kohlendioxid aus dem Substrat, erfolgt im ein- oder zweistufigen Verfahren. Das entstehende Biogas wird im Methanreaktor gesammelt und verschiedenen Zwecken zugeführt. Das aufbereitete Wasser kann einer weiteren Aufbereitungsstufe unterworfen werden. Für den anaeroben Abbau der o. a. Wässer sind verschiedene Verfahren entwickelt worden (beispielsweise ANAMET-Verfahren FR-PS 230 85 98 und DE-OS 26 16 273; CSM-Verfahren DE-PS 27 28 585 und DE-OS 29 20 978; Two-Phase anaerobic Digestion", Process Biochem. 13 (1978) 4, 15-24; CELROBIC-Process: DE-OS 31 03 760. Den anaeroben Reaktoren wird je nach Verfahren eine Nach- klärung nachgeschaltet (z. B. Lamellenseparation, Dekantation) oder das Abscheidesystm ist in den Reaktoren mit eingebaut. Unterwirft man dekantierte Schlammtransportwasser oder Schwemm- und Waschwässer, die mit Kalkmilch (Ca(OH)2-Lösungen) bis auf einen pH-Wert grösser als 9 alkalisiert werden (Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 1969, 3 Auflage, Bd. 19 Zucker, S. 210) einem anaeroben Abbau nach den o. g. Verfahren, ist folgendes festzustellen: - Die dem Methanreaktor zugeführten Calciumionen werden im Reaktor mit einer hohen Eliminierungsrate (60 bis 80%) in Form von Calciumcarbonaten abgeschieden. - Diese Tatsache führt dazu, dass nach längeren Betriebs zeiten eine Anreicherung von anorganischem Schlamm im Methanreaktor stattfindet, so dass nach einiger Zeit ein ordnungsgemäss verlaufender Betrieb der Anlage nicht mehr möglich ist. - Es finden Calciumcarbonat-Ausfällungen in Rohr- und Sammelleitungen statt, die Verstopfungen an der Anlage verursachen, so dass der anaerobe Prozess und die nach folgenden Prozess stufen, wie Nachklärung usw. erheblich behindert werden. Um die geschilderten Schwierigkeiten zu umgehen, wurde überraschenderweise gefunden, dass Calcium-Ionen aus dekantierten Schlammtransportwässern sowie aus Schwemm- und Waschwässern von Zuckerfabriken vor dem anaeroben Abbau ausgefällt werden können, wenn die Wässer mit dem im Reaktor entstandenen CO2-haltigen Biogas gewaschen werden. Diese Fällungsreaktion wird ein- oder zweistufig in Gas wäschern oder Entcarbonisierungsreaktoren im Gleich- oder Gegenstromverfahren bei 1,0 bis 1,5 bar durchgeführt und zwar bei dem optimalen Entcarbonisierungspunkt des zu behandelnden Wassers, der je nach Zusammensetzung des Wassers im Bereich von 2 x p-Wert = m-Wert liegt (p- und m-Wert siehe DEV, Deutsche Einheitsverfahren, Verlag Chemie, Weinheim, 3. Auflage (1960) D8 und H. 7/8). Um den pH-Wert des optimalen Entcarbonisierungspunktes entsprechend 2 x p-Wert = m-Wert einzuhalten, kann eine Dosierung von beispielsweise Natronlauge herangezogen werden. Dabei entstehen Calciumcarbonate, und der Methangehalt im dann zur Verfügung stehenden Gas wird erhöht, so dass Brennbarkeit und Brennwert des Gases erhöht werden. Dabei findet eine Gasreinigung statt, in der das Gas von H2S befreit wird. Reicht das im Biogas vorhandene Kohlendioxid für die Calcium Fällung nicht aus, werden Carbonatations- und/oder Rauchgas aus der Kesselanlage zur Vorbehandlung des Wassers herangezogen. Die Abtrennung der ausgefällten Calciumcarbonate kann mit Hilfe verschiedener Verfahren durchgeführt werden, beispielsweise durch Filtration, Dekantation oder Zentrifugation. Nach erfolgter Calciumcarbonat-Abtrennung wird das Wasser einer ein- oder zweistufigen Anlage zum anaeroben Abbau zugeführt.

Claims: 1. Process for the anaerobic digestion of rinse and wash waters and decanted sludge transport waters containing calcium ions from the process of sugar production, in which the waters are treated in one or more stages in a methane reactor with formation of methane and carbon dioxide, characterised in that calcium ions are removed by precipitation as carbonate before the anaerobic decomposition. 2. Process according to claim 1, characterised in that the calcium carbonate precipitation is performed by means of the CO₂-containing bio-gas produced in the methane reactor. 3. Process according to claim 1, characterised in that the calcium carbonate precipitation is performed by means of carbonatation gas from the sugar production process. 4. Process according to claim 1, characterised in that the calcium carbonate precipitation is performed by means of stack gas from a boiler plant. 5. Process according to one or more of claims 2 to 4, characterised in that the calcium carbonate precipitation takes place in a gas washer or carbonate removal reactor in a co-current or counter-current process at 1,0 to 1,5 bar, adjusted to the optimal carbonate removal point of the waters being treated. 6. Process according to one of the preceding claims, characterised in that after the carbonate precipitation the resulting sludge is separated, for example by decantation, filtration or centrifuging.

Inventors: NAEHLE, CARLOS, DR., NEUL, HARTMUT, DIPL.-ING., TREUTLER, KURT, ING. GRAD., Nähle, Carlos, Dr.
Applicants: SUEDDEUTSCHE ZUCKER-AKTIENGESELLSCHAFT, SULZER ANLAGEN- UND GEBAEUDETECHNIK GMBH
Application year: 1983
Main classification: C02F3
IPC codes: C02F3