AT200521B - Verfahren zur Abscheidung der Verunreinigungen aus Papierfabriksabwässern od. ähnl. kolloidhaltigen Industrieabwässern - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Abscheidung der Verunreinigungen aus Papierfabriksabwässern od. ähnl. kolloidhaltigen Industrieabwässern 
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 Menge hängt von der Art und der Menge der im Wässer enthaltenen Kolloide und Feststoffe und auch von dem gewünschten Reinigungseffekt ab. 



   Der maximale Kalkzusatz ergibt sich als der Karbonathärte und dem Gehalt an freier Kohlensäure des Wassers entsprechender stöchiometrischer Wert. Im allgemeinen sind geringere Mengen ausreichend. 



   Das derart mit Chemikalien versetzte Wasser wird in an sich bekannten Anlagen zur Flockung gebracht und anschliessend geklärt. 



     Wässer, die Karbonationen   gar nicht oder in unbedeutender Menge enthalten, werden nach Zusatz von Kalziumkarbonat und aktiver Kieselsäure in der beschriebenen Weise zur Flockung gebracht und anschlie- ssend geklärt. Das Kalziumkarbonat wird dabei als gemahlener Kalkstein verwendet. 



   Das   erfindungsgemässe Verfahren   unterscheidet sich von den bekannten Verfahren darin, dass als Flokkungsmittel kein Hydroxyd sondern Kalziumkarbonat verwendet wird. Wenn dieses Flockungsmittel in Karbonat-Ionen enthaltenden Wässern durch Zusatz von Kaliumhydroxyd erst während der Behandlung erzeugt wird, dann ist mit der Niederschlagung von Faserstoffen und Kolloiden zugleich eine Entkarbonisierung verbunden. 



   Falls auch bei   vollständiger Entkarbonisierung   eines solchen Wassers die Menge der anfallenden Flokken nicht ausreicht, um insbesondere die feinsten Feststoffteilchen zu binden, können zur Ergänzung der noch fehlenden Flockenmenge andere bekannte Flockungsmittel, z. B. Aluminiumsulfat, herangezogen werden. Dabei wird jedoch der pH-Wert über 7, 5 gehalten. Durch die Kombination von Kalziumkarbo nat bzw. Kalk und aktiver Kieselsäure tritt auch im alkalischen Bereich eine gute Flockung und Klärung ein, während die Anlagenzur Reinigung von Papierfabriksabwässern bei Verwendung der bekannten Fällungsmittel im sauren Bereich arbeiten. 
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 Chemikalien.

   Die Hauptkomponente, Kalkstein oder Kalk, ist im allgemeinen wohlfeil zu haben, und der erforderliche Zusatz an aktivierter Kieselsäure ist so gering, dass er keinen bedeutenden Kostenfaktor darstellt. 



   Die Abwasserreinigung durch Flockung mittels Chemikalien, die bezüglich der erzielten Wasserqualität den Flotations-und einfachen Sedimentationsverfahren überlegen sind, in den Betriebskosten aber höher liegen. wird durch die Erfindung wesentlich wirtschaftlicher. Das gilt insbesondere, wenn mit der Flockung und Klärung eine Entkarbonisierung und Enthärtung verbunden wird. 



   Die Kalziumkarbonatflocken sind wesentlich dichter als Hydroxydflocken. Sie haben also die höhere   Absetzgeschwindigkeitundbeschweren   die leichten Faserteilchen des Papierfabrikabwassers viel   wirksa -   mer. Während bei Hydroxydflocken Absetzgeschwindigkeiten von 3 bis 4 m/h erreicht wurden, konnten bei Karbonatflocken unter gleichen Bedingungen Absetzgeschwindigkeiten bis zu 8 m/h gemessen werden. 



  Die Absetzgeschwindigkeit kann durch die Menge an zugesetzter aktivierter Kieselsäure noch etwas variiert werden. 



   Die hohe Absetzgeschwindigkeit hat geringere Anlagekosten zur Folge, denn sie erlaubt, die Absetzzone für die Abscheidung der Flocken kleiner auszulegen. 
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 inFlockungsreaktionen in Gegenwart von bereits vorher geflockten Teilchen stattfinden. Dadurch verlaufen die chemischen Reaktionen weiter, und die Flocken werden bezüglich ihrer Adsorptionsfähigkeit besser ausgenutzt, so dass sie eine höhere Absetzgeschwindigkeit erlangen. Besonders geeignet sind Wasserreini-   gungsvorrichtungen, in   welchen eine Suspension von Feststoffen, die während des Verfahrens gebildet oder zugesetzt   werden., in   einem Kreislauf durch mehrere Zonen,   z.

   B.   durch eine Mischzone, eine Reaktionszone und eine Klärzone umgewälzt wird, und in welchen das rohe Wasser und die Zusätze in die Misch zone eingeführt werden, während behandeltes und geklärtes Wasser einerseits und ein Überschuss an Feststoffen als Teilstrom der Suspension aus der Klärzone entnommen werden. In diesem Suspensionskreislauf ist das Prinzip der Rückführung von im Verfahren selbst gebildeten Feststoffen besonders vorteilhaft verwirklicht. Durch die Verlängerung von Reaktionsdauer und Reaktionsweg reagiert das zu behandelnde Wasser mit den Feststoffen besonders weitgehend. Die gebildeten Flocken werden sehr gleichmässig und setzen sich viel schneller   ab,   so dass bei hohen Durchsätzen ein sehr klares Wasser anfällt. 
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 Rückwasser gut verwendet ist.

   Dadurch erniedrigt sich der Abwasseranfall und auch der Wasserverbrauch einer Papierfabrik wesentlich, ohne dass sich die sonst bei Rückführung von Abwasser auftretenden Störungen einstellen. Zweckmässig wird das Verfahren auf das Gesamtabwasser einer Papierfabrik angewendet. Wenn an den einzelnen Papiermaschinen noch   gesonderte Stoffänger   angebracht werden, dann halten diese 

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 einen beträchtlichen Teil der Fasern zurück, und der Chemikalienverbrauch, bezogen auf die Menge des Gesamtabwassers, wird wesentlich erniedrigt. 



   Die Anwendbarkeit des   erfindungsgemässen Verfahrens   ist nicht auf die Behandlung von Papierfabriksabwässern beschränkt, sondern auch bei andern Abwasserarten möglich. Voraussetzung ist dabei, dass die Wässer genügend Bikarbonat bzw. freie Kohlensäure zur Bildung ausreichender Mengen an Kalziumkarbonat enthalten. 



   An Stelle von aktivierter Kieselsäure können auch andere Stoffe verwendet werden, deren Wirksamkeit auf den gleichen Eigenschaften beruht, die also auch durch Ladungsaustausch koagulierend und flokkungsfördernd wirken. Solche Stoffe sind z. B. Tannin, Huminstoffe, Methylzellulose, Stärke. Es hängt von der Abwasserart und vor allem von den darin befindlichen Kolloiden ab, welches Flockungshilfsmittel sich am besten bewährt. 



     Beispiel l :   Das Abwasser einer Papierfabrik hat durchschnittlich folgende Beschaffenheit : 500 mg/l   abfiltrierbare Feststoffe, 250 mg/l Permanganatwert, 70 d. H. Karbonathärte, 40 d. H. freie CO, 5, 5 p. 



  Das Wasser wurde in dem beschriebenen Suspensionskreislaufverfahren mit 150 mg/l Löschkalk und 10 mg/l   
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   :bonathärte, 0 freie Kohlensäure, 911 PH. Gleichzeitig wurde der Schlamm eingedickt auf eine Konzentration von 1, 2 Gew. -0/0, so dass er in diesem Zustand direkt zur Pappenherstellung verwendbar war. Das   Wasser lief anschliessend durch ein Sandfilter mit einer Geschwindigkeit von 10 m/h. Dieses Filter lieferte ein vollkommen blankes Wasser, wobei die Filterlaufzeit 75 h betrug. Das aus der Anlage anfallende Wasser wurde schliesslich durch Erdbecken mit einer Verweilzeit von etwa 24 h geleitet. Danach hatte das Wasser einen Permanganatwert von 30 und konnte ohne jegliche Schwierigkeiten in der Fabrik wieder verwendet werden. 



   Die Absetzgeschwindigkeit der Flocken betrug bei einem Schlammvolumen von 20 % nach 10 Minuten Absetzzeit 5,   1 m/h. Bei   Verwendung von Aluminiumsulfat an Stelle von Kalk und Kieselsäure lag die Absetzzeit bei 3, 8 m/h. Mit Zusätzen von Kalk und Kieselsäure und bei Flockung in einer gesonderten Flockungsapparatur ohne Anwendung des beschriebenen Suspensionskreislaufes ergab sich eine Absetzzeit von 4, 0 m/h. Diese Absetzgeschwindigkeiten sind alle bei gleichem Schlammvolumen gemessen. Die Werte differieren stärker, wenn das Schlammvolumen kleiner ist, doch wurde es in diesem Fall vorgezogen, mit einem höheren Schlammvolumen zu arbeiten, da dann die Reinigungswirkung besser war. 



   Da das Rohwasser in diesemBetrieb eine Karbonathärte von 13 hatte und ausserdem noch an Kalziumkarbonat übersättigt war, konnte durch die Rückführung von 50   %   des auf diese Weise gereinigten Wassers eine Karbonathärte von etwa 80 d. H. eingestellt werden, wodurch die Hauptschwierigkeiten der Wasseraufbereitung, die durch die hohe Härte und die Übersättigung an Kalziumkarbonat hervorgerufen wurden, beseitigt werden konnten. 



   Beispiel 2 : Das Abwasser einer Papierfabrik enthält 500 mg/l an Feststoffen und besitzt dabei eine Karbonathärte von 1, 80. Da man durch Zusatz von Kalk aus diesem Wasser kein Kalziumkarbonat ausfällen kann, um mit diesem die Verunreinigungen des Abwassers niederzuschlagen, wird gemahlener Kalkstein in einer Menge von 100 mg/l zugegeben   u. zw.   gemeinsam mit 10 mg/l aktivierter Kieselsäure. Auf diese Weise erhält man ein klares Wasser mit einem Restfeststoffgehalt von 10 mg/l, einem pH-Wert von   7, 5.   Die Absetzgeschwindigkeit des Schlammes ist 5, 3 m/h. Ein Zusatz von Aluminiumsulfat, also einem Flockungsmittel an sich, erübrigt sich in diesem Falle. Ein Zusatz von Kieselsäure allein ergibt einen Restfeststoffgehalt von 25   mg/l   und eine Absetzgeschwindigkeit von nur 3, 5 m/h. 



    PATENTANSPRÜCHE :      1.   Verfahren zur Abscheidung der Verunreinigungen aus Papierfabriksabwässern   od. ähnl.   kolloid-   haltigen Industrieabwässern   unter Anwendung von Flockungsmitteln und-hilfsmitteln, dadurch gekennzeichnet, dass die Verunreinigungen durch Kalziumkarbonat nach Zusatz von durch elektrischen Ladungsaustausch koagulierend wirkenden Kolloiden niedergeschlagen werden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalziumkarbonat aus der eigenen Härte des Wassers bzw. seinem Gehalt an freier Kohlensäure durch Fällung mit Kalk gebildet wird.

   3. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalziumkarbonat als vermahlener Kalkstein zugefügt wird.

   4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederschlagung der Verunreinigungen in Gegenwart von Feststoffen, die in vorausgehenden Verfahrensabschnitten gebildet wurden erfolgt. <Desc/Clms Page number 4>

   5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Suspension von im Verfahren sich bildenden Feststoffen in dem zu behandelnden Wasser in einem Reaktor durch eine Mischzone, eine Reaktionszone und eine Klärzone im Kreislauf geführt wird, und dass das zu behandelnde Wasser sowie die Flockungsmittel und Hilfsstoffe diesem Kreislauf in der Mischzone zugeführt werden, während behandeltes und geklärtes Wasser und der sich bildende Feststoffüberschuss als Suspension aus der Klärzone an verschiedenen Stellen entnommen werden.

   6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als durch Ladungsaustausch EMI4.1