CH632727A5

CH632727A5 - Process for the oxidation of oxidizable pollutants contained in aqueous solution

Info

Publication number: CH632727A5
Application number: CH232678A
Authority: CH
Inventors: Wolfgang Faul; Bertel Prof Dr Kastening
Original assignee: Kernforschungsanlage Juelich
Priority date: 1977-03-30
Filing date: 1978-03-03
Publication date: 1982-10-29
Also published as: JPS53125363A; FR2385649B1; DE2714075C2; DE2714075B1; GB1552573A; FR2385649A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Oxidation von in wässriger Lösung enthaltenen oxidierbaren Schadstoffen an als Katalysator verwendeter Aktivkohle unter Zufuhr von Sauerstoff zur wässrigen Lösung.

Die Oxidatoin von Schadstoffen in wässrigen Lösungen ist bekannt. Sie wird angewandt zur Reinigung von Abwässern, deren Schadstoffgehalt wegen der toxischen Wirkung der Schadstoffe auf niedrige Werte zu begrenzen ist. Bekannt sind vor allem Verfahren zur Oxidation von zyanidhaltigen wässrigen Lösungen, die beispielsweise in der elektrochemischen Industrie beim Galvanisieren von Metalloberflächen oder von an der Oberfläche elektrisch leitenden Körpern aus nichtleitendem Material anfallen.

Zur Beseitigung von zyanidhaltigen Schadstoffen ist die Behandlung der wässrigen Lösung mit Natriumhypochlorit bekannt, wobei das Zyanid zum Zyanat oder weiter bis zum Carbonat oxidiert wird. Bei Zusatz von Natriumhypochlorit, das ebenfalls toxisch wirkt, muss jedoch dafür Sorge getragen werden, dass überschüssiges Natriumhypochlorit nicht in das Abwasser gelangt. Nachteilig ist die starke Aufsalzung der nach diesem Verfahren behandelten wässrigen Lösung durch Natriumchlorid.

Bekannt ist auch ein elektrochemisches Verfahren (vergleiche «Fachberichte für Oberflächentechnik» 1973, Heft 5, Seiten 151 ff.). Durch Einleiten der zyanidhaltigen wässrigen Lösung in eine elektrische Zelle werden die Zyanidionen anodisch oxidiert und unter Bildung von Zyanationen oder von Carbonat und Stickstoff abgebaut. Die Entgiftung der wässrigen Lösungen gelingt jedoch bei vertretbaren Stromausbeuten nur für hohe Zyanid-Konzentrationen in der Lösung. Schon weit oberhalb der für die Abwässer ungefährlichen Maximalkonzentration sinkt die Stromausbeute unter 5 % ab.

Auch ist die Behandlung von Schadstoffen enthaltenden wässrigen Lösungen mit Wasserstoffperoxid und die Oxidation der Schadstoffe unter Verwendung von Katalysatoren bekannt. Nachteilig ist dabei jedoch der Verbrauch sehr teurer Chemikalien. In «Galvano-Technik», 1970, Heft 6, Seite 468 ff. wird vorgeschlagen, wässrige Lösungen, die Nitrit, Zyanid oder oxidierbare organische Schadstoffe enthalten, mit einem Aktivkohlegemisch zu flotieren und der wässrigen Lösung Luftsauerstoff zuzuführen. Die Aktivkohle wirkt bei der Umsetzung der Schadstoffe als Katalysator. Eine genügende Ausbeute liess sich jedoch mit diesem bekannten Verfahren bisher nicht erzielen, da die Umsetzungsgeschwindigkeiten an Aktivkohlepulver zu gering waren. Zur Zyanidbe-seitigung wurde bereits vorgeschlagen, der Lösung zusätzlich Schwermetalle zuzusetzen, um die Katalyse an Aktivkohle zu beschleunigen (vergleiche «Oberflächen-Surface», 1969, Heft 11, Seiten 798/799).

Bekannt ist aus der US-PS 3 650 949 auch die Verwendung von Kupfer-imprägnierten Aktivkohleteilchen zur Beseitigung von Zyanid aus wässrigen Lösungen. Dabei wird jedoch die Adsorption des Zyanids an der Oberfläche der Aktivkohleteilchen und die Bildung eines Kupf er-Zyanid-Kom-plexes angestrebt. Aber auch bei diesem Verfahren lassen sich keine ausreichenden Reaktionsgeschwindigkeiten erzielen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Beseitigung von oxidierbaren Schadstoffen in wässrigen Lösungen zu schaffen, bei dem unter Vermeidung einer Aufsalzung der behandelten wässrigen Lösungen und bei geringem Verbrauch zusätzlicher Chemikalien ein wirtschaftlich ausreichender Umsatz bei der Oxidation des Schadstoffs in der Lösung erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass bei einer Temperatur von über 1000°C in reduzierender oder inerter Atmosphäre geglühte und abgekühlte Aktivkohle verwendet wird. Es hat sich gezeigt, dass in dieser Weise behandelte Aktivkohle eine Oberflächenstruktur aufweist, die für die Oxidation von Schadstoffen in der Lösung unter Zufuhr von Sauerstoff besonders gut geeignet ist.

Zur Erzeugung inerter Atmosphären sind auch Luft, Wasserdampf oder Kohlendioxid geeignet, soweit durch geringe Dosierung dieser Gase dafür gesorgt ist, dass die Oberfläche der Aktivkohle chemisch nur verhältnismässig gering angegriffen wird.

Bevorzugt wird bei einer Temperatur von 1100°C in Wasserstoffatmosphäre wenigstens 30 Minuten lang geglühte Aktivkohle verwendet. Geeignet ist mit gleicher Wirkung daneben auch bei 1100°C in Vakuum wenigstens 30 Minuten lang geglühte Aktivkohle.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfin-dungsgemässen Verfahrens beschrieben. In der Zeichnung ist der zeitliche Verlauf von Reaktionen bei Zyanid-Oxidation wiedergegeben, wobei die Konzentration von Zyanid in wässriger Lösung in mg/1 in logarithmischem Massstab über der Reaktionszeit in h aufgetragen ist.

Ausführungsbeispiel 1

Aktivkohlepulver mit einer Korngrösse bis zu 0,1 mm wurde eine Stunde lang in Wasserstoffatmosphärebei 1100°C geglüht und in dieser Atmosphäre abgekühlt. Das so aufbereitete Aktivkohlepulver wurde in einer Konzentration von 1 Gew.-% in eine 250 mg Zyanid pro Liter enthaltende Lösung, die mit Natriumhydroxid auf einen pH-Wert von 10 eingestellt worden war, suspendiert. Die wässrige Lösung wurde mit Luft begast.

In der Zeichnung ist die Abnahme der Zyanid-Konzen-tration in der wässrigen Lösung in Abhängigkeit von der Reaktionszeit in Kurve a wiedergegeben. Nach 6 Stunden war die Zyanid-Konzentration kontinuierlich etwa auf 5 mg pro Liter abgesunken.

Ausführungsbeispiel 2 Der im vorangegangenen Ausführungsbeispiel angegebenen, 250 mg Zyanid pro Liter enthaltenden Lösung wurde die lOfache Gewichtsmenge Aktivkohlepulver zugegeben, die Konzentration an Aktivkohle in der Lösung betrug 10 Gew.- %. Die wässrige Lösung wurde kontinuierlich mit Luft begast. Nach 4 Stunden Reaktionsdauer war die Zyanid-Konzentration bis zu einer Konzentration von 0,1 mg pro Liter abgesunken. Den Reaktionsverlauf zeigt Kurve b der Zeichnung.

Ausführungsbeispiel 3 Aktivkohlepulver wurde bei einer Temperatur von 1100°C in Vakuum eine Stunde lang geglüht und in Vakuum abges

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kühlt. Die so vorbehandelte Aktivkohle wurde in einer wässrigen Lösung suspendiert, die mit Ätznatron auf einen pH-Wert von 11 eingestellt war. Die Konzentration der Aktivkohle in der wässrigen Lösung betrug 10 Gew.-%. Durch Be-gasen der Lösung mit S02-haltiger Luft wurde in der Lösung

Sulfit gelöst. Das Sulfit wurde an der Aktivkohle zu Sulfat oxidiert, wobei gleichzeitig an der Oberfläche der Aktivkohle der mit der Luft in die wässrige Lösung eingeblasene Sauerstoff in einer für die Oxidation des Sulfits erforderlichen 5 Menge reduziert wurde.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zur Oxidation von in wässriger Lösung enthaltenen oxidierbaren Schadstoffen an als Katalysator verwendeter Aktivkohle unter Zufuhr von Sauerstoff zur wässri-gen Lösung, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Temperatur von über 1000°C in reduzierender oder inerter Atmosphäre geglühte und abgekühlte Aktivkohle verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei 1100°C in Wasserstoffatmosphäre wenigstens 30 Minuten lang geglühte Aktivkohle verwendet wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei 1100°C in Vakuum wenigstens 30 Minuten lang geglühte Aktivkohle verwendet wird.