DD144254A1

DD144254A1 - Verfahren zur reinigung von waessern,die farbstoffe enthalten

Info

Publication number: DD144254A1
Application number: DD21353179A
Authority: DD
Inventors: Siegrun Bauer; Brigitte Kiesel; Herbert Schuster; Lutz Wenige; Lutz Wuensch
Original assignee: Siegrun Bauer; Brigitte Kiesel; Herbert Schuster; Lutz Wenige; Lutz Wuensch
Priority date: 1979-06-11
Filing date: 1979-06-11
Publication date: 1980-10-08
Also published as: DE3018086A1

Description

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Titel der Erfindung

Verfahren zur Entfärbung von Abwässern

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfärbung der insbesondere in den chemischen Industriezentren und in der Veredlungsindustrie des Industriezweiges Kohle und Energie anfallenden gefärbten Abwässer«· Das Verfahren' eignet sich besonders zur Entfärbung von physikalischchemisch oder biologisch vorgereinigten Abwässern sowie zur Entfernung von organischen und anorganischen Farbstoffen aus Wässern«

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die in der Technik bekannten Verfahrea zur Entfärbung von Industrie«» abwassern beruhen zum größten Teil auf Adsorptions« und Fällungsreaktionen mit Α-Kohle und Chemikalien·¹ So wird in der DE-OS 2055 850 ein Verfahren zur Reinigung von organisch belasteten Wässern durch katalytischen Abbau von organischen Substanzen beschrieben» Die zur Umsetzung und Reaktion der abzbauenden Stoffe notwendige Luft wird mittels Oberflächenbelüfter oder Flotationsrührer in das Wasser ein«

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gebracht und verteilt« Als Katalysator wird vorwiegend vorbehandelte A«Kohle in gekörnter Form eingesetzte' Nebea dem Einsatz des teuren Katalysators ist bei diesen Verfahren nachteilig, daß die Aufenthaltszeit im Reaktionsbacken mit zunehmender Wassermenge steigt und. derBeinigungseffekt abnimmt.

ϊη einem ähnlichen Verfahren wird zur Behandlung von Abwässern aus der Papier-, Leder-, Textil-, Reinigungsindustrie als Katalysator ;A-K©hle verwendet (DE-(B 2050 8?4- und DE-OS 2437 7^5)· Die Abwasser werden ia eine mit einer porösen Xatalysatortsasse auf Kohle- oder lonenausiauscherbasis gefüllte Reaktionskammer eingeführt und dieses Katalysator-Wassergemisch wird mit Luft flotiert« Bei der katalytiscfaen Oxidation werdea vorzugsweise organische Stoffe aufgen©mmen_e Trotz des hohen apparativen Aufwandes wird'nur eine Teilentfärbung erreicht«

In der DS-OS 2509 4-32 wird ebenfalls ein Verfahren zur Entfernung v®& organischen Stoffe» mit Hilfe der Α-Kohle bzw»' die Verwendung von anorganischen Adsorptionsmittel (Kieselgur, Silicagel oder AIpO.,) beschriebene Die Adsorptionsmittel müssen vorzugsweise in granulierter Form vorliegen.

In einem weiteren bekannten Verfahren wird zur Entfärbung des Abwassers eine physikalisch-cheisische-biologisch-bakteriologische Reinigung beschrieben (DE-OS 2150 480). Neben dem Einsatz von teuren Adsorptionsmittel» und Chemikalien muß bei diesem Verfahren eine pH*¥ert«=Korrektur sowie die Beseitigung der Störstoffe vorgenommen werden» " ' ' '' -'"\

Bei Anwendung von Schallenergie und Ozon (DE-*OS 2219 65I) ^wi^r<* eine Farbqualitätsverbesserung von trüb-dunkelbraun nach durchscheinend -bernsteinfarbig erreicht.! In den beschriebenen Verfahren ist das Fassungsvermögen der Beschallungskammer _auf 26,5 1 begrenzt, und ein hoher apparatetechnischer Aufwand ist notwendig.

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Entfärbeng von sauren gelösten Farbstoffen ist weiterhin ein Verfahren bekannt (DE-QS 2515 175)» bei dem der Farbstoff in Anwesenheit einer bestimmten Menge Aluminiumselfat nit Dicyandiamid-Formaldehyd-Harss gefällt wird©' Mit diesem Verfahren läßt sich jedoch nur saurer Farbstoff mit einer bekannten Konzentration optimal ausfällen·

Die Anwendung von feinstverteiltem Ozon zur Klärung von gefärbten und/oder trüben Abwässern gegebenenfalls bei Zugabe von Chlor wird in DE-OS 243^· 061 beschrieben. Dieses Verfahren zeigt nur einen guten Effekt bei niedriger Konzentration, deshalb ist es in der Regel notwendig, diese Abwasser zu verdünnen, da sonst starke Verkrusimngen auftreten»

Ein weiteres bekanntes Verfahren (DE-OS 2711 072) verwendet zur Entfernung von Farbkörpern die Ultrafiltration mit semipermeablen Membranen die aus einem Polysuifonfilm bestehen, der mit Polyäthylenimin überzogen ist,

Dieses Vorfahren ist vorzugsweise anwendbar für Abwasser aus der Papier- und ZellstoffIndustrie. Ein wesentlicher Nachteil dieses Vor« fahrens besteht neben hohen Kosten darin, daß das Verfahren in einem pH-Wertbereich von 9 bis 14 und in einem bestimmten Temperaturintervall (37*8 bis 81,1 ⁰C) durchzuführen ist'.¹ Die Feststoffe müssen weitestgehend aus dem Abwasser entfernt werden, um eine Verschmutzung der ÜltrafiltrationsEjembran zu vermeiden«

Gut wasserlösliche anionische und kationische Farbstoffe können durch das in der DE-OS 2440 379 beschriebene Verfahren mittels Braunkohle und unter Zugabe von Koagulationsmitteln, Flockungsmitteln oder Entfärbungsmitteln (A«Kohle) entfernt werden* Ähnliche Verfahren mit dem gleichen Adsorptionsmittel' Braunkohle bzw. Rohbraunkohle oder Braunkohlenstaub v/erden in den Patentschriften DD~PS 62 785, DD-FS 78 967 und DD-PS 70 529 beschrieben«? Der hauptsächliche Nachteil dieser o» gV Verfahren besteht darin₉ daß die als Energieträger wortvolle Rohbr_aunkohle als Adsorptionsmittel verwendet wird«

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die dargestellten Mangel der bekannten technischen Lösungen zu beseitigen und eine vorflutgerechte Reinigung zu optisch sauberes Abwasser Mit geringeis ökonomischen Aufwendungen zu erzielen«

Darlegung des Wesens der Erfladung

Der Erfindung liegt die Auf gate zugrunde_s ein Verfahren zu schaffen, das die Ädso^ptioissfähigkeit tron Xylit, Saßaschexylii, teil verkokt eis Aschexjrlit u£d thermisch oder chemisch aktivierte Asche und Xylit und/oder die Fiockungseigenscftaften von Elektrofilteraschen, Flug« < staub aus Feuerungsanlagen, EaSaschen ausnutzt und/oder die Kopplung mit nach biochemischen oder'pfejsikalisc&t-acheinischen Verfahren vorge-· reinigten Abwassern^ die trots mehrstufiger Behandlung noch Farbstoffe und d_aiait ¥asserlaststoffe entkalten und durch unansehnliches Aussehen die vorf lutgerechte Qualität Ih Zweifel stellen, ermöglicht« D_abei wird die Reinigung mit einem geringen ökonomischen Aufwand erzielt»

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die gefärbten Abwasser mittels teilverkoktes; Aschexylit Tszv;» Rohxjlit und/oder Filteraschen aus Eaergieerzeugungsanlagea__s die mit festen Brenn·* stoffes arbeiten bsW,- xylithaliige Abprodukte, teilverkoktem Asche*· xylit oder init Xylit, der nack an sich bekannten Methoden, wie zr£^; B«* der SäVirebehandlußg, aktivier*^ ist, gereinigt werden»

Das Prinzip des Verfahrens beruht darauf_s daß das zv. entfärbende vor« gereinigte Abwasser mit einer· Farbstoffkoasentratioa bis cirka 20' an anionischen, kationischea ©äer nichtionogenen Farbstoffen durch die adsorbierend ürlrkenden Abprodukte_c «i-e teilverkokter Aschexylit und/oder Kofasylit ©der aktivierter Rohxylit, geleitet wird, wobei

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3 2 der Adsorber mit einer Flächenbelastung bis 10 m Abwasser/m Adsorber-

3 2 ' ' ' ffcäche und Stunde, vorzugsweise 3 bis 0,6 m /m * h arbeitet.

Der pH-Wert der Abwasser liegt zwischen 1 und 14· und wird vorzugsweise auf 6 bis 8 eingestellt. ·

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, die Flockungseigen« schaft der Elektrofilteraschen und der Flugstäube zur Entfernung von organischen und anorganischen Farbstoffen aus Wässern auszunutzen; Dazu werden die Abwasser in einen an sich bekannten Rührbehälter gegeben und mit trockener Elektrofilterasche oder Flugstaub in einer Menge von

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10 kg/m bis I50 kg/m Abwasser versetzt.=

Ia einer an sich bekannten, .nachgeschalteten Absetzvorrichtung, zT Bv einem Eindicker, werden bei einer Verweilzeit von 1 bis 3 Stunden, vorzugsweise von 1 Stunde, die farbstoffbeladenen Feststoffphasen durch Sedimentation abgetrennt und die entfärbte Klarwasserphase in den Vorfluter abgeleitet. ' ·..--.

Eur Entfärbung von Wässern, die Gemische aus organischen und anorgani« sehen Farbstoffen enthalten, werden die Wasser je nach Konzentration aa organischen und anorganischen Farbstoffen zur Adsorption über xylithaltige Abprodukte geleitet und zur anschließenden Flockung mit Elektrofilterasche oder Flugstaub versetzt bzw_ö zur Flockung mit Elektrofilter« asche oder Flugstaub versetzt und anschließend zur Adsorption -über xyÜthaltige Abprodukte geleitet. ^l

N_ach dein erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich die im allgemeinen kompliziert aufzubereitenden gefärbten Abwasser mit billigen und in großem Umfang zur Verfugung stehenden Abprodukten des Industriezweiges Kohle und Energie,^: wie Naßaschexylit, teilverkokter Aschexylit und Elektrofilterasche, vorteilhafter und in einfacher Weise aufbereiten, indem die Farbkoraponenten reduziert oder ganz beseitigt werden, wobei ein vorflutgerechter Reinigungseffekt erreicht wirdv

Dadurch wird eine Verringerung der Op-Zohruag im Vorfluter ermöglicht und die Kosten für die nachgeordneten ¥assernutzer sinkea_e

Ein weiterer Vorteil des erfJbadungs gemäße η Verfahrens ist sein ge« ringer Bedienungsaufwand infolge einer einfachen Technologie»

An Hand von reinen organischen wasserlöslichen Farbstoffen wurde der Kachweis erbracht₉ daß die Abprodukte teilverkokter Aschexylit . Xylit und Blektrofilteraschen eingesetzt werden können.

Äusführungsbeispiel 1

Für die Laborversuche wurden folgende organische Farbstofflösungen mit einer Konzentration von 100 mg/I verwendet;

Methylenblau^ Malachitgrün^ Eriochromblauschwarz S₉ Eriochromschwarz T₉ Eriochromrotg' Murexid₉ Toluidinblau 0 und Thionin«; Die Lichtdurchlässigkeit der Lösung liegt zwischen 0 und 20 %i- Je 100 mg der ο«, ge· Farbstoffe werden in 1 1 Wasser gelöst und über eine Ad« sorptionssäule mit einem Durchmesser von 7₈3 cm und einer Xylitmenge von 800 g bei optimalen Durchflußroengen von 50 ml/min gegeben« Das entspricht einer Strömungsgeschwindigkeit von 7

Die Entfärbungseffekte liegen je nach Strömungsgeschwindigkeit und Konzentration der Farbstoffe zwischen 25 % und 100 %»

Zur Flockung mit Elektrofilterasche wurden ebenfalls die o7 g,' Te'st« lösungen verwendet«

In die jeweiligen Farbstofflösungen mit pH«¥ert 7»0₉ 3*0 tnd 1₈5

3 -'-' 3 wurden 60 g bzw» 100 g, das entspricht 60 kg/m bzw« 100 kg/ia ₉ Elektrofilterasche gegeben und 5 miß gerührte N_ach Sedimentation bzWe": Filtration der Suspension über einen Faltenfilter ergaben sich Entfärbungseffekte gegenüber der Ausgangslösung von 90 bis 100 %,

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Ausführungsbeispiel 2

10 1 biologisch gereinigtes Abwasser mit einer Sichtdurchlässigkeit voa <T 20 f* und einem pH-Wert von 8 werden über einen mit Xylit ge-

2 füllten Adsorber, Fläche 41 »8 cm _β mit einer Durchflußgeschwindigksj von 0,6 l/h geleitet· Der Entfäfbungseffekt beträgt 50 #,

Ausführungsbeispiel 3 (siehe Figur 1)

Bas Abwasser gelangt in den Rührbehälter 2 durch Leitung 1» In diesen Behälter wird unter Rühren trockene Filterasche über Zugabeweg 12 eingetragen wobei die Farbstoffkomponenten elektrochemisch an die Aschepartikel gebunden werden. Durch Leitung 11 kann zur pH-Wert-Einstellung Säure zudosiert werden_c Dann wird das Asche-Wasser-'Gemisch über die Leitungen 5 bzw, 6 aura Absetzbehälter 3 oder zum Filter k· geführt. Das abgetrennte Klarwasser wird entweder durch die Leitungen. 7 bzw, 10 dem Vorfluter 16 zugeführt bzw, bei sauren oder alkalischen Wässern durch den Neutralisationsbehälter 15 geschickt, in dem durch Leitung 1? ein Neutralisationsmittel dosiert wird_t um ein Abwasser mit einem pH-Wert von 6 bis 8 zu erhalten.

Der farbstoffbeladene Ascherückstand aus dem Absetzbehälter 3 bzw; der Filterrückst_and aus dem Filter 4 wird über die Leitungen 8 bzw* 9 zur Deponie gegeben«

Ausführungsbeispiel A-(siehe Figur 2)

Das Abwasser gel_angt durch Leitung 1 in den Adsorber 13» der über den Zugabeweg 14· mit Xylit,, Naßaschescylit^ teilverkoktem Xylit, odor thermisch oder chemisch aktivierter Asche mit Xylit gefüllt wird*

Durch Leitung 18 wird das entfärbte Abwasser und durch Leitung 12 die Elektrofilterasche in den Rührbehälter 2 eingetragen» In diesem Behälter 2 werden die Farbstoffe elektrochemisch an die Äschepartikel gebunden,' Durch Leitung 5 gelangt das Äsche«¥asser«Gemisch in den Absstsbehälter 3» ia dem durch Sedimentation die Feststoffe abgetrennt wefden baw"» durch Leitung 6 in den Filter 4* wo durch Filtration die Trennung erfolgt» Die bei den jeweils angewendeten Trennungsverfahren, anfallenden Rückstände werden durch die Leitungen 8 und 9 einer Deponie zugeführt. Das gereinigte Abwasser (Leitung 7» 9 und 19) wird dem Vorfluter züge«· führte. '..!.'

Claims

Erfinduagsansprüche

Verfahren zur Reinigung von Wässern, die echt gelöste und/oder kolloidal verteilte anorganische und/oder organische Farbstoffe bis ca? 20 kg/m enthalten, dadurch g e k e η η «· zeichnet, daß ^n' die bei einem pH-Wert von 1 bis 1A- an* fallenden, vorzugsweise auf einen pH-Wert von 6 bis 8 einge·* stellten Wässer, über adsorbierend wirkende Abprodukte, wie Naßasche, Xylit, Naßaschexylit, teilverkokter Aschexylit und thermisch oder chemisch aktivierter Xylit, geleitet werden und/ oder in die Wässer trockene Elektrofilterasche oder Flugstaub eingetragen und die Farbstoffe durch die Aschepartikel geflockt und elektrochemisch gebunden werden^ . _j .
2»^; Verfahren nach Punki 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser über Rohxylit, aktivierten Rohxylit oder xylithaltige Abprodukte oder teilverkokten Aschexylit mit einer

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. Flächenbelastung bis zu 10 m je m Adsorberflache und Stunde,

3 2

insbesondere 3 bis 0,6 m je m Adsorberfläche und Stunde geleitet wird,

3· Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekenn«· zeichnet, daß die Elektrofilterasche oder Flugstäube in Mengen ι

werden.

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Mengen von 10 kg/m Abwasser bis 150 kg/n Abwasser eingetragen

Verfahren nach Punkt 1 bis 3s dadurch gekennzeichnet ,daß eine pH«Wert«Absenkung im Bereich 1,5 bis 6φ eingestellt wird«

5ϊ. Verfahren nach Punkt 1 bis 4, dadurch ge kenn-

ζ e i c h η e t _t daß in Abhängigkeit der Farbstoffe im Abwasser folgende Verfahrensstufen gekoppelt werden: ;

*> Adsorption an Rohxylit₈ thermisch oder chemisch aktiviertem
Xylit, xylithaltigen Abprodukten bzw. teilverkoktem Aschexylit

' und nachgeschaltete Flockung mit Elektrofilterasche oder Flugstaub- ' '·_ ''· ,.;' «V , .' '..**/,' ' . ' . -.''· '· '

• vorgeschaltete biologische Reinigungsstufe und nachgesch_altete Flockung mit Elektrofilterasche oder Flugstaub

» vorgeschaltete biologische Eeinigungsstufe und nachgeschaltete Adsorption an aktiviertes 3£ylit₉ Rohxylit_t xylitiialtigen Ab«
produkten bzw«, teil verkokt era Aschexylit

·» vorgeschaltete biologische Reinigungsstufe und nachgeschaltete
3.

Adsorption aa Rohxylit_s aktiviertem XyUt₉ xylithaltigen Abprodukten bzw« teilverkoktem Aschexylit und Flockung mit Elek« trofilterasche oder Flugstaub

« vorgeschaltete biologische Reinigungsstufe vnd. nachgeschaltete Flockung mit Elektrofiltsrasche oder Flugstaub und nachgeschaltete Adsorption an Rohxylit₉ aktiviertem Xylit, xylithaltigen Abprodukten bzw¹»" t ei !verkoktem Aschexylit*

«* Hierzu 2 Blatt Zeichnungen «.