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Verfahren zur Entfernung von Chrom (VI)-Ionen aus Abwässern
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beim chemischen Vorgang verbrauchten Säure für erforderlich halten, wurde gefunden, dass die alkalischen Chrom (VI)-haltigen Lösungen, deren pH-Wert zweckmässig 8,5 oder mehr beträgt, durchein Eisen (IQ-Hydroxydbett filtriert in wenigen Augenblicken reduziert werden und infolge des unter obigen Bedingungen ausfallenden Chrom (III)-Hydroxyds die Filtriereinrichtung praktisch ohne Chromgehalt (ein Wert, der der Lösbarkeit des Chrom (III) - Hydroxyds entspricht) verlassen.
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Erfindungsgemäss wird so vorgegangen, dass das zu reinigende Abwasser in einem alkalischen Medium bei einem pH-Wert von 8, 5 - 11, zweckmässig bei PH 8, 5-9, 0 durch ein Eisen (n)-Hydroxydbett filtriert wird.
Zur Einstellung des pH-Wertes können Ca(OH)2, NaOH, NH4OH oder NaCO verwendet werden.
Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird das Filtern durch das Eisen (II)-Hydroxydbett durch einen als Filterschicht ausgebildeten Niederschlag vorgenommen.
Eine weitere günstige Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass die zu behandelnde Flüssigkeit durch ein im Schwebezustand gehaltenes Eisen (II)-Hydroxyd-Flockenwirbel- bett filtriert und somit vom Chromgehalt befreit wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann auch derart realisiert werden, dass das Eisen (II)-Hydroxyd im zu behandelnden Abwasser kontinuierlich, unter ständiger Dosierung von Alkalien und im Wasser löslichen Eisen (II)-Salzen gebildet wird, so dass die Reduktion der Chrom (V1) -Verbindungen in einem alkalischen Medium durchgeführt wird. Das erfindungsgemässe Verfahren kann ferner auch in Gegenwart von andern Schwermetallsalzen durchgeführt werden, wobei keine besonderen Massnahmen notwendig sind.
Die Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens können gegenüber den bisher bekannten Verfahren wie folgt aufgezählt werden :
Die in saurem Medium durchgeführte Reduktion fällt weg, dementsprechend werden die säurebeständigen Apparaturen überflüssig ; kann die gesamte Menge der zur Säuerung erforderlichen Säure eingespart werden ; kann die gesamte Menge der zur Neutralisierung der Säuerung verwendeten Säure erforderlichen Kalkes (Alkali) eingespart werden ; verringert sich entsprechend der entstehenden Ersparung an Chemikalien die Menge des entstandenen Schlammes ; ergibt sich die Möglichkeit zur vorausgehenden Ausbildung des Eisen (II)-Hydroxyds, wodurch die Chromfreimachung durch einen sich gut absetzenden Schlamm von hoher Filtrierfähigkeit durchgeführt werden kann ;
wird auch das Ausfällen der bei Oberflächenbehandlungen ständig vorhandenen übrigen Schwermetallsalze (die Abscheidung von Cu++, Zn++ usw.) zugleich mit der Chromfreimachung durchgeführt ; wird der Wirkungsgrad der Reinigung durch Konzentrationsschwankungen des Abwassers bis zur Erschöpfung des Schlammbettes nicht beeinflusst, so dass in der Zwischenzeit nur auf die Konstanthaltung des pH-Wertes geachtet werden muss ; kann die Abwasserreinigung entsprechend der Menge und dem Verunreinigungsgrad der zu behandelnden Flüssigkeit in einer einfachen und leicht zu bedienenden Einrichtung durchgeführt werden ; werden die Betriebsund Investitionskosten in hohem Masse verringert ; kann die Chromfreimachung einfach kontrolliert werden, grössere Einrichtungen können automatisiert werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird in den folgenden Ausführungsbeispielen erläutert :
Beispiel1 :DieChromfreimachungwirdineinereinrichtungnachFig.1durchgeführt.
In einen mit dem Rührer --4-- ausgestatteten Rührbehälter --A-- wird über die Rohrleitung --2-- Eisen (l1) -sulfat dosiert, während durch die Rohrleitung --3-- Alkali zugeführt wird, wobei Eisen (II)- - Hydroxyd abgeschieden wird derart, dass der pH-Wert der Flüssigkeit auf 8,5 eingestellt wird. Als Alkalien können Ca(OH)2, NaOH, NH4OH oder NaCO dienen. Die erhaltene Suspension wird mit Hilfe einer Pumpe--B-- nach Öffnen des Hahnes --5-- durch die Filterpresse --C-- filtriert, wonach in den leergewordenen Rührbehälter-A-über die Rohrleitung --1-- Abwasser befördert wird. Nach Alkalisierung desselben wird die Lösung mit Hilfe der Pumpe --B-- durch das in der Filterpresse ausgebildete Eisen (l1) -Hydroxydbett gedrückt.
Bei Entlassung des nächsten Oberflächenbehandlungsbades wird die basische Lösung (PH = 8,5) erneut auf das bereits vorher verwendete Eisen (II)-Hydroxydbett geleitet. Dies wird so lange wiederholt,
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bis im vom Filter abfliessenden Wasser--6-- das VI-wertige Chrom erscheint. Hienach wird der Filtrierprozess abgestellt und die Filterpresse gereinigt. Erschöpfter Schlamm wird bei 7 abgezogen.
NachAnfertigung eines frischen Eisen (II)-Hydroxydbettes kann der Reinigungsprozess erneut fortgesetzt werden. Je nach Menge und Konzentration des zu reinigenden Abwassers kann auch derart vorgegangen werden, dass das Eisen (II)-Hydroxyd in einem gesonderten Gefäss gebildet wird, und auch das zu behandelnde Abwasser in einem gesonderten Behälter gesammelt und hierin seineNeutralisierungvorge- nommen werden.
In bestimmten Fällen kann zweckmässig so vorgegangen werden, dass die Dosierung der Eisen (II)- -sulfat-Lösung (im Überschuss berechnet auf die Cr (VI)-Konzentration), die Alkalisierung und die Dosierung des zu behandelnden Abwassers zur gleichen Zeit durchgeführt werden. Bei letzterer Methode kann die Eisen (II)-sulfat-Dosierung nach einer bestimmten Zeit abgestellt werden, wonach die Reinigung bis zur Erschöpfung des Bettes nur noch unter Kontrolle und Konstanthaltung des pH-Wertes fortgesetzt wird.
Beispiel2 :DieAbwasserreinigungwirdineinereinrichtungnachFig.2verwirkdicht.
In den mit dem Rührer --4/B-- ausgestatteten Absetzbehälter --B-- werden über die Rohrleitung - -2-- Eisen (II) -sulfat und die Rohtleitung --3/B-- Ca (OH)2 dosiert Auf diese Weise wird unter Rühren Eisen (II)-Hydroxyd ausgefällt. Nach Ausfällen wird der Rührprozess abgestellt, wonach der Niederschlag rasch eingedickt wird.
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durch es basisch wird. Hienach wird durch Einstellung des Hahnes --5-- die basische Flüssigkeit durch das im Absetzbehälter ausgebildete Eisen (II)-Hydroxydbett hindurchfiltriert.
Die Durchflussgeschwindigkeit wird derart geregelt, dass sich der Schlamm ständig im Schwebezustand befindet, der obere Pegel der Schlammwolke jedoch unterhalb des Überlaufes bleibt, damit das abfliessende Wasser --6-- keinen Niederschlag mitnimmt. Die Dosierung des Abwassers kann bis zur Erschöpfung des Bettes fortgesetzt werden. Diese wird durch das Gelbwerden, sowie eine z. B. mittels Diphenylkarbohydrazid durchgeführte Farbreaktion sofort angezeigt. Im Falle der Erschöpfung des Eisen (II)-Hydroxyds oder der Auffüllung des Setzraumes mit Niederschlag wird der Schlamm nach kurzem Absetzen (Eindicken des Niederschlages) durch den Hahn--7-- abgelassen.
DieAusführungsform des erfindungsgemässenverfahrens gemäss dem obigen Beispiel ist insbesondere in Fällen zweckmässig verwendbar, falls als Aufgabe die kontinuierliche Chromfreimachung von dünnen Abwassern von verhältnismässig hoher Menge vorliegt.
Beispiel 3: Ein drittes Ausführungsbeispiel der Chromfreimachung wird in der Fig. 3 dargestellt.
Die verwendete Einrichtung stellt einen entsprechend ausgebildeten Typ der aus der Frischwasseraufbereitungstechnik bekannten Einrichtung vom Acceleratortyp dar. In den mit dem Rührer --4-- aus- gestatteten Rührraum --A-- werden über die Rohrleitung-2-Eisen (II)-sulfatlösung und über die Rohrleitung --3-- Kalkmilch dosiert. Somit wird eine Eisen (11)-Hydroxyd-Suspension dargestellt, wonach durch die Rohrleitung --1-- die Zuführung des zu behandelnden Abwassers in Gang gesetzt wird.
Der im Rührraum erforderliche pH-Wert von 8,5-9 wird derart gesichert, dass das zu behandelnde Abwasser bereits im voraus basisch gemacht wird, zu diesem Zweck kann auch das Abwasser der in einem andern Betriebsteil entlassenen basischen Behandlungsbäder verwendet werden, oder aber es wird in den Rührraum Kalkmilch (Alkali) entsprechender Menge eingegeben.
Wächst die Schlammkonzentration im Absetzraum --B-- über ein bestimmtes Mass hinaus an, so wird im Zustand der Erschöpfung über die Rohrleitunt --7-- Schlamm abgelassen, wonach das Eisen (II)- - Hydroxydbett durch Zugabe von Eisen (II)-sulfatlösung und Kalkmilch aufgefrischt wird. In dieser Zeit ist es zweckmässig, die Zuführung des Abwassers abzustellen. Durch zeitweise Schlammentnahme und Bildung von frischem Eisen (II)-Hydroxydbett kann der Reiniger auch kontinuierlich betrieben werden, wobei sein Betrieb zu jeder beliebigen Zeit abgebrochen (z. B. Stillegung des Betriebes über Wochenende oder nach Schichtschluss), nach Zubereitung des Eisen (II)-hydroxydschlammes jedoch je nach Bedarf erneut in Gang gesetzt werden kann.
DieAusführungsform des erfindungsgemässenverfahrens gemäss Beispiel 3 wird zweckmässig in Fällen angewendet, wo die Aufgabe die Reinigung von Abwässern relativ hoher Menge und veränderlicher Konzentration ist.
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wonach durch die Rohrleitung --1-- die Zuführung des zu behandelnden Abwassers in Gang gesetzt wird.
Der im Rührraum erforderliche pH-Wert von 8, 5bis 9 wird durch die Einführung von Kalkmilch (Alkali) eingestellt. Aus dem Rührbehälter wird das Abwässer durch die Rohrleitung --5-- in den Absetzbe- hälter--B-- dosiert. Das gereinigte Wasser wird durch die Rohrleitung --6-- abgeleitet. Die abgesetzte Eisen (II)-Hydroxyd enthaltende Schlammsuspension wird durch die Rohrleitung --8-- mit Hilfe der Pumpe --C-- kontinuierlich in den Rührbehälter --A-- befördert. Im Falle der Erschöpfung des Eisen- - (II)-Hydroxyds wird der Schlamm aus dem Absetzbehälter--B-durch die Rohrleitung --7-- abgelassen, wonach ein neues Eisen (II)-Hydroxydbett durch Zugabe von Eisen (lI) -Sulfatlösung und Kalkmilch ausgebildet wird.
Obzwar die Anwendung von zwei getrennten Einrichtungen teurer ausfällt, ist sie in bestimmten Fällen trotzdem begründet, da sie eine noch höhere Pufferkapazität als die Lösung gemäss Beispiel 3 gewährleistet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Entfernung von Chrom (VI)-Ionen aus solche Ionen, gegebenenfalls neben andern Schwermetallionen enthaltenden Abwässern, dadurch gekennzeichnet, dass diese Abwässer auf einen PH-Wert von 8, 5 bis 11, vorzugsweise 8, 5 bis 9, 0 gebracht und durch ein Eisen (II)-Hydroxyd- bett filtriert werden.
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