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Hamburg, Carl von Ossietzky

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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-36065
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2008/3606/


Einsatz von derivatisierten Stärken als Flockungsmittel für die Fest/Flüssig-Trennung am Beispiel von Hafenschlicksuspension

Use of Starch Derivatives as Flocculant for solid/liquid-Separation on the Example of Harbour Sludge Suspension

Shirzad-Semsar, Mohsen

Originalveröffentlichung: (2008) Cationic Starches as Substitute for Synthetic Cationic Flocculants in Solid-Liquid Separation of Harbor Sludge. J. Phys. Chem. B, 111, (29), 8641-8648, 2007.
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SWD-Schlagwörter: Stärkederivate , Hafenschlick , Flockungsmittel , Abwasserreinigung
Freie Schlagwörter (Deutsch): Fest/Flüssig-Trennung , Flockung
Freie Schlagwörter (Englisch): solid/liquid-Separation , flocculation
Basisklassifikation: 58.51
Institut: Chemie
DDC-Sachgruppe: Chemie
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Kulicke, Werner Michael (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 08.02.2008
Erstellungsjahr: 2008
Publikationsdatum: 11.03.2008
Kurzfassung auf Deutsch: Die vorliegende Arbeit ist ein Beitrag zu dem Bemühen, zusammen mit den Kooperationspartnern Hamburg Port Authority, Emslandstärke GmbH und CUTEC Institut GmbH den Ablauf technischer Prozesse so umweltfreundlich wie irgendmöglich zu gestalten. Bei der mechanischen Fest/Flüssig-Trennung von kolloiden Feststoffen aus wässerigen Suspensionen werden Flockungsmittel eingesetzt, um die Kolloide zur Koagulation zu bringen und dadurch die Sedimentation zu beschleunigen. In modernen Anlagen werden zunehmend mehr wasserlösliche polymere Flockungsmittel zur Fest/Flüssig-Trennung eingesetzt, die allerdings toxisch und damit umweltbelastend sind. Bei der Freihaltung der Hafenbecken in Hamburg fallen große Mengen von Hafenschlick an, der auf Deponien gelagert werden soll. Die Aufbereitung dieses Hafenschlicks gestaltet sich wegen des hohen Anteils anorganischer Substanzen ungleich schwieriger als die Aufbereitung z.B. von Klärschlamm. Bei der Aufbereitung des Hafenschlickes muss eine Dualflockung vorgenommen werden, d.h. es müssen sowohl anionische als auch kationische Flockungsmittel eingesetzt werden. Während das bei der Freihaltung der Wasserstraßen für die Schifffahrt anfallende Baggergut weltweit aus allen Häfen in das offene Meer verklappt wird, wird das kontaminierte Baggergut in Hamburg auf der Anlage METHA (MEchanische Trennung von Hafensedimenten) nach dem neuesten Stand der Umwelttechnik aufbereitet. Bei der Entwässerung von Hafenschlick konnte nach der doppelten Dualflockung mit vier synthetischen Flockungsmitteln unterschiedlicher Molmassen, Ionogenitäten, Konzentrationen, eine deutlich verbesserte Trenneffektivität und ausreichende Scherstabilität der Flocken bei gleichzeitiger Verringerung der Gesamtpolymereinsatzkonzentration erzielt werden. Zurzeit werden auf der METHA für eine optimale Entwässerung ein synthetisches Polyanion und zwei Polykationen in Kombination eingesetzt. Dabei werden ausschließlich synthetische Polymere auf Polyacrylamid-Basis als Flockungsmittel verwendet. Ziel dieser Arbeit war es, zu untersuchen, ob die derzeit verwendeten synthetischen Flockungsmittel, die unerwünschte Fischtoxizität nach sich ziehen, sukzessiv durch ionische Flockungsmittel auf Stärkebasis, die deutlich weniger giftig sind, ersetzt werden können.

Kurzfassung auf Englisch: In cooperation with Hamburg Port Authority, Emslandstärke GmbH and CUTEC Institute GmbH - this investigation is intended to contribute to the attempts to render indispensable technical processes as favourable for the environment as possible. For the mechanical solid-liquid separation of the solid content from aqueous solutions flocculants are applied in order to cause colloids to coagulate and so to accelerate sedimentation. In modern plants increasingly more admittedly toxic and thus ecologically harmful water soluble synthetic flocculants are used. When the harbour is cleared from the sediments huge amounts of sludge are accumulated which are to be deposited on mud hills. Due to the high proportion of inorganic substances the reprocessing of the sludge from the bottom of the harbour is far more difficult than the reprocessing of for instance sewage sludge. For the reprocessing of harbour sludge dual flocculation is indispensable, i.e. anionic as well as cationic flocculants must be applied. In order to keep the waterways free the dredged material from nearly all harbours worldwide is disposed of in the open sea. In Hamburg, however, the dredged material is cleaned according to the latest ecological standards at a plant called METHA (MEchanical Treatment and Dewatering of Harbour Sediments). By help of a double dual flocculation process with four synthetic flocculants with different molar masses, ionogenities and concentrations a distinctly improved dewatering efficiency and sufficient shear stability of the flocs has been achieved and simultaneously the total amount of added polyelectrolytes could be reduced. Now a combination of one synthetic polyanion and two polycations is used at METHA. As it is, synthetic polymers based on polyacrylamide, exclusively, serve as flocculants. This investigation’s intention was to find an answer to the question if the synthetic flocculants presently used which bring about unwanted and harmful fish toxicity can successively be substituted by cationic starches which have already been proved to be considerably less toxic than synthetic flocculants.






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