DD284368A7 - METHOD FOR THE DESALINATION OF ACID WASTEWATER - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung gehoert in das Gebiet der Behandlung von industriellem Abwasser und bezieht sich auf die Entsalzung von saurem Abwasser mit hoher Magnesiumhaerte. Das Verfahren ist vorteilhaft in der chemischen Industrie, der Erzaufbereitung und im Bergbau anwendbar. Durch Nutzung und Mischung von Flug- und Rostasche aus Heizkraftwerken wird mit geringem verfahrens- und apparatetechnischen Aufwand unter Beachtung der notwendigen Durchlaessigkeit und erforderlicher Verweil- und Reaktionszeit die Entsalzung von saurem Abwasser realisiert und eine sichere Deponie sowie eine Entlastung der Umwelt garantiert.{Abwasser, sauer; Entsalzung; Magnesiumhaerte; Industrie, chemisch; Erzaufbereitung; Bergbau; Mischung; Flugasche; Restasche; Durchlaessigkeit; Verweilzeit; Reaktionszeit; Deponie; Umwelt}The invention belongs to the field of industrial wastewater treatment and relates to the desalination of high magnesium acid acid wastewater. The method is advantageously applicable in the chemical industry, mineral processing and mining. By using and mixing fly ash and grate ash from combined heat and power plants, the desalination of acid wastewater is realized with low procedural and technical outlay, taking into account the necessary permeability and required dwell and reaction time, guaranteeing a safe landfill and a discharge of the environment. angry; Desalination; Magnesiumhaerte; Industry, chemical; mineral processing; Mining; Mixture; Fly ash; Residual ash; throughness; residence; Reaction time; landfill; Environment}
Description
Die Erfindung gehört in das Gebiet der Behandlung von industriellem Abwasser und bezieht sich auf die Entsalzung von saurem Abwasser mit hoher Magnesiumhärte. Das Verfahren ist vorteilhaft in der chemischen Industrie, der Erzaufbereitung und im Bergbau anwendbar.The invention belongs to the field of treatment of industrial wastewater and relates to the desalination of acidic wastewater with high magnesium hardness. The method is advantageously applicable in the chemical industry, mineral processing and mining.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Die Behandlung von Abwasser mit Aschen, speziell Flugasche, die als Abprodukte bei der Verbrennung von Braunkohle in Kraftwerken anfallen, ist bekannt.The treatment of waste water with ashes, especially fly ash, which are obtained as waste products in the combustion of lignite in power plants, is known.
Feinkörnige Filterasche wird vorwiegend zur Behandlung von Abwasser mit organischen Stoffen und Schwermetallen eingesetzt. Papachriston beschreibt im Ergebnis der Versuche zur Reinigung der Abwässer aus Akkumulatorenbetrieben mit Hilfe von Aschen; Industrieabwässer; Düsseldorf; 1986; S. 1 die Anwendung von Asche zur fast vollständigen Beseitigung des Bleis aus dem Abwasser. In DD 120590 wird ein Verfahren beschrieben, das durch Zugabe von Elektrofilterasche hydrophobe organische Stoffe, insbesondere Öle und Fette, aus Industrieabwässern reinigt.Fine-grained filter ash is mainly used to treat wastewater with organic matter and heavy metals. Papachriston describes as a result of attempts to clean the waste water from accumulator operations using ashes; Industrial wastewater; Dusseldorf; 1986; P. 1 the use of ash to almost completely remove the lead from the wastewater. DD 120590 describes a process which, by adding electrostatic filter ash, purifies hydrophobic organic substances, in particular oils and fats, from industrial wastewaters.
DE 3026430 beschreibt ein Verfahren, das in Abwasser gelöste Schwermetalle an Schlacken, die auf eine Korngröße kleiner 0,15mm aufgemahlert wurden, der Stahlherstellung adsorbiert. Alle genannten Verfahren weisen die Nachteile auf, daß die Aschen bzw. Schlacken den Abwässern zudosiert und intensiv durchmischt werden müssen und die nachfolgende Abtrennung der Feststoffe aufwendige verfahrenstechnische Einrichtungen erfordert. Die Schlämme müssen eingedickt und oftmals vor der Deponie einer Sonderbehandlung unterzogen werden. So wird in DD 238035 ein Verfahren zur Reinigung von schwebstoffhaltigem Abwasser unter Verwendung von Braunkohlenflugaschen beschrieben, bei dem der Dünnschlamm in gesonderten Einrichtungen weiter eingedickt und in Zwangsrührmischern unter Zugabe weiterer Flugasche zu einem deponiefähigen Produkt verarbeitet wird.DE 3026430 describes a process which adsorbs the heavy metals dissolved in waste water to slags which have been ground to a particle size of less than 0.15 mm, the steel production. All these methods have the disadvantages that the ashes or slags must be metered into the wastewater and thoroughly mixed and the subsequent separation of the solids requires complex process engineering facilities. The sludge must be thickened and often subjected to special treatment before landfill. For example, DD 238035 describes a process for the purification of wastewater containing wastewater using lignite fly ash, in which the thin sludge is further thickened in separate facilities and processed in forced-mix mixers with the addition of further fly ash to form a landfillable product.
Nach DD 201 649 und DE 2925882 werden Stoffe, die die Umwelt belasten, in feste abbindende Materialien eingebunden und deponiert. Dieses Verfahren kann auch mit gut abbindefähigen Filteraschen realisiert werden, dazu sind aber erhebliche Mengen von hochwertigen Filteraschen erforderlich, da die Einbindung des Abwassers nur bis zu einem Verhältnis von 0,8 m3 Abwasser pro m3 Asche sicher funktioniert. Bei großen Abwassermengen sind somit riesige Deponien erforderlich.According to DD 201 649 and DE 2925882, substances that pollute the environment are incorporated into solid setting materials and dumped. This method can also be realized with well settable filter ashes, but this considerable amounts of high-quality filter ashes are required because the integration of the wastewater works only up to a ratio of 0.8 m 3 wastewater per m 3 ash safely. For large quantities of wastewater huge landfills are required.
Weiterhin wird durch den Abbindeprozeß der Asche das Reinigungsvermögen durch Adsorption, Fällung, chemische Bindung usw. nicht genutzt.Furthermore, the detergency of adsorption, precipitation, chemical bonding, etc. is not utilized by the setting process of the ashes.
In der Patentanmeldung Az. WP C 02 F/3005625 wird eine minderwertige Asche zur Reinigung schadstoffbeladener Industrieabwässer oder Suspensionen genutzt. Bei Anwendung des Verfahrens erfolgt die Mischung der Asche mit dem Abwasser und die gemeinsame Verspülung in eine Deponie.In the patent application Az. WP C 02 F / 3005625 an inferior ash is used for the purification of pollutant-laden industrial wastewater or suspensions. When using the method, the mixture of the ash with the wastewater and the common leaching takes place in a landfill.
Eine Überprüfung des Verfahrens zeigt, daß minderwertige Aschen keinen bzw. einen zu geringen Reinigungseffekt der Abwässer bewirken und die Kontaktzeit zwischen Asche und Abwasser zu gering ist. Bei der Verspülung in die Deponie tritt sofort eine Entmischung der Suspension ein. Ebenfalls ist eine Drainage der Abwässer durch die Aschedeponie nicht gesichert. Eine Speicherung der Aschen und der Abwässer in der Deponie ist aber zu kosten- und volumenaufwendig.A review of the process shows that inferior ashes cause no or too little cleaning effect of the wastewater and the contact time between ash and waste water is too low. When rinsing in the landfill occurs immediately segregation of the suspension. Also, a drainage of wastewater through the ash dump is not secured. However, storage of the ashes and waste water in the landfill is too costly and expensive in terms of volume.
In DD 229887 wird ein Verfahren zur Untergrundwasserbehandlung dargestellt, bei dem in Gräben oder Gruben abgebundene gekörnte Kraftwerksasche bzw. Kraftwerksasche mit einer Trägersubstanz, vorzugsweise Sand, deponiert wird. Die eingeleiteten schwermetallhaltigen Wässer werden in den Aschegräben gereinigt. Durch die Abbindung der Asche vor dem Einbringen in die Gräben geht ein erheblicher Teil der Reinigungskapazität verloren. Weiterhin sind die geringen Volumen der Gräben nur für die Reinigung kleiner Abwassermengen geeignet.In DD 229887 a process for the treatment of groundwater is shown, in which grained or power plant ashes bagged in trenches or pits with a carrier substance, preferably sand, is deposited. The heavy metals containing water are cleaned in the ash pits. By setting the ash before placing in the trenches a significant part of the cleaning capacity is lost. Furthermore, the small volume of the trenches are only suitable for the purification of small amounts of waste water.
Bei den genannten Verfahren werden nach der Reinigung der Abwässer die Aschen mit den Schadstoffen in Deponien abgelagert, dabei wird oft die langfristige Fixierung der Schadstoffe nicht garantiert. Bei einem Abbau der Alkalität der Aschen ist eine spätere Mobilisierung der Schadstoffe z. B. durch saure Niederschläge nicht auszuschließen.In the case of the abovementioned processes, after the wastewater has been cleaned, the ashes containing the pollutants are deposited in landfills, often without the long-term fixation of the pollutants being guaranteed. When reducing the alkalinity of the ashes is a subsequent mobilization of pollutants z. B. can not be excluded by acid precipitation.
Weiterhin ist nicht befriedigend, daß bei der Anwendung von Braunkohleaschen nur die feinkörnige Flugasche mit einem hohen CaO-Gehalt zur Anwendung kommt, während die grobe Rostasche keine Verwendung findet. Dieser Mangel hat deshalb besondereBedeutung, da diese Flugasche als Sekundärrohstoff bereits in der Bauindustrie, im Bergbau und anderen Industriezweigen eine breite Anwendung findet.Furthermore, it is not satisfactory that in the application of brown coal ash only the fine-grained fly ash with a high CaO content is used, while the coarse rust ash is not used. This deficiency is therefore of particular importance, since this fly ash is widely used as a secondary raw material already in the construction industry, mining and other industries.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Das Ziel der Erfindung besteht in der volkswirtschaftlichen Nutzung von Abprodukten mit geringem Verfahrens- und apparatetechnischen Aufwand, der Senkung der Invest- und Betriebskosten bei der Entsalzung von Wässern mit hoher Magnesiumhärte sowie der Entlastung der Umwelt.The aim of the invention is the economic use of waste products with low process and apparatus technical effort, the reduction of investment and operating costs in the desalination of waters with high magnesium hardness and the discharge of the environment.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrundetein Verfahren zur sicheren Deponie von Schadstoffen zur Verfügung zu stellen, das mit einfachen und billigen Mitteln unter Nutzung von Deponieaschen die Entsalzung von sauren Abwässern mit hoher Magnesiumhärte realisiert sowie die notwendige Durchlässigkeit und erforderliche Verweil- und Reaktionszeit garantiert. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Entsalzung von saurem Abwasser mit einem Mg-Gehalt von 0,5 g/l bis 50 g/l, einem Ca-Gehalt kleiner 0,7 g/l und einem Fe-Gehalt kleiner 3 g/l, die weitestgehend in Form gelöster Sulfate vorliegen, die Aschearten, Rost-und Flugasche, in einer die Verweilzeit, von 30 bis 100 Tagen, der Abwasser regulierende Weise im Verhältnis 1:1,25 bis 1:10 gemischt, wobei der Anteil an freiem CaO-Gehalt der Flugasche 0,5% bis 4% beträgt und schichtenweise auf eine Deponie, deren Höhe von 5 m bis 50 m beträgt, aufgehaldet und das zu reinigende saure Abwasser mit einer Berieselungsdichte von kleiner gleich 0,1 m3/m2h, vorzugsweise 0,05 m3/m2h, bis zu einem Verhältnis von 0,5 m3 bis 2,5m3Abwasser pro m3 gemischter Flug- und Rostasche aufgegeben wird. Der Rostascheanteil wird so zugemischt, daß die Aschedeponie eine Durchlässigkeit mit einem Kf-Wertvon 5 10~5m/s bis 5 · 10~7m/s erreicht und eine Verweil-und Reaktionszeit von 30 bis 100 Tagen in der Halde ermöglicht wird. In dieser speziell vorbereiteten Mischaschehalde erfolgt die Reinigung des Abwassers während der Infiltration bzw. Filtration des Abwassers durch diese Halde.The invention is based on the object t a method for secure landfill pollutants to provide that realized with simple and inexpensive means utilizing landfill ash desalination of acidic waste water with high magnesium hardness and guarantees the necessary permeability and required dwell and reaction time. According to the invention the object is achieved in that for the desalting of acidic wastewater having a Mg content of 0.5 g / l to 50 g / l, a Ca content of less than 0.7 g / l and an Fe content of less than 3 g / l, which are largely in the form of dissolved sulphates, the ash species, rust and fly ash, in a residence time of 30 to 100 days, the waste water regulating manner in the ratio 1: 1.25 to 1:10 mixed, the proportion of free CaO content of the fly ash to 4% is 0.5% and in layers, stockpiled to a landfill, the amount is from 5 m to 50 m and to be cleaned acidic effluent with a sprinkling density of less than or equal to 0.1 m 3 / m 2 h, preferably 0.05 m 3 / m 2 h, up to a ratio of 0.5 m 3 to 2.5m 3 of wastewater per m 3 mixed air and rust ash is abandoned. The ash content is admixed such that the ash deposit achieves a permeability with a Kf value of 5 10 ~ 5 m / s to 5 × 10 ~ 7 m / s and allows a residence and reaction time of 30 to 100 days in the heap. In this specially prepared Mischaschehalde the wastewater is purified during the infiltration or filtration of the wastewater through this heap.
Die Reaktionen der gemischten Flug- und Rostasche mit den Salzen, überwiegend MgSO4 und Fe2(SO4I3, des Abwassers erfolgen zeitlich gestaffelt in mehreren Schritten.The reactions of the mixed aviation and rust ash with the salts, predominantly MgSO 4 and Fe 2 (SO 4 I 3 , of the waste water take place staggered in stages in several steps.
Die erste Reaktion der Bindung des Salzlast und der Härte erfolgt mit der feinkörnigen Flugasche. Die Reaktion mit der Flugasche dauert etwa 1 Stunde, dabei ist die Alkalität der Flugasche entscheidend. Aus diesem Grund erhöht die Zugabe von Flugasche aus Rauchgasentschwefelungsanlagen, die das Kalk-Additiv-Verfahren anwenden, oder die Zugabe von Kalk in Form von Ca(OH)2 die Reaktionsfähigkeit der Asche.The first reaction of salt load binding and hardness is with the fine-grained fly ash. The reaction with the fly ash takes about 1 hour, while the alkalinity of the fly ash is crucial. For this reason, the addition of fly ash from flue gas desulphurisation plants which use the lime additive process or the addition of lime in the form of Ca (OH) 2 increases the reactivity of the ash.
Durch Mischung der Flugasche mit Rostasche wird die notwendige Durchlässigkeit für eine gleichmäßige Infiltration der Aschehalde mit der erforderlichen Verweil- und Reaktionszeit zur Abwasserreinigung gegeben. Die Mischung der Flug- und Rostasche bringt bei einer Durchlässigkeit mit einem Kf-Wertvon 5 · 10~6m/s bis 5 10~7m/s und einerVerweil- und Reaktionszeit von 30 bis 100 Tagen überraschenderweise eine solche Verbesserung der Abwasserreinigung, gegenüber der Verwendung von reiner Flugasche, daß neben der Vergleichmäßigung des Infiltrationsprozesses durch die Rostasche eine katalytische Wirkung angenommen werden muß. Nach der ersten schnellen Reaktion des Abwassers mit der Flugasche liegen Mg und Fe aus dem Abwasser weitgehend als Hydroxide vor.By mixing the fly ash with grate ash, the necessary permeability for a uniform infiltration of ash ash with the required residence and reaction time for wastewater treatment is given. The mixture of air and grate ash brings at a transmittance with a Kf value of 5 x 10 -6 m / s to 5 10 ~ 7 m / s and einerVerweil- and reaction time of 30 to 100 days, surprisingly, such an improvement of the waste water treatment, opposite the use of pure fly ash that in addition to the homogenization of the infiltration process by the rust ash as a catalytic effect must be assumed. After the first rapid reaction of the wastewater with the fly ash, Mg and Fe from the wastewater are largely present as hydroxides.
In der zweiten Reaktion, die durch die Rostasche bei langsamer Infiltration des sauren Abwassers mit einer Reaktionszeit von 30 bis 100 Tagen abläuft, erfolgt eine Mineralneubildung. Es bilden sich Hemihydrat und Gips sowie vermutlich Hydromagnesit, Alumohydrocalzit, Pickeringit und Magnesio-Jarosit. Ein Teil des Mg wird wahrscheinlich auch durch Ionenaustausch bzw. adsorptiv im Haftwasserraum der Asche gebunden. Die Infiltration von Niederschlagswasser in die abgesättigte Aschedeponie führt zu keiner wesentlichen Wiederauflösung von Mg und SO4.In the second reaction, which proceeds through the Rostasche with slow infiltration of acidic wastewater with a reaction time of 30 to 100 days, a new mineral formation takes place. It forms hemihydrate and gypsum and presumably hydromagnesite, alumohydrocalzite, pickeringite and magnesio-jarosite. Part of the Mg is probably also bound by ion exchange or adsorption in the adhesive water space of the ash. The infiltration of precipitation water into the saturated ash deposit does not lead to any significant re-dissolution of Mg and SO 4 .
Das aus der Aschedeponie austretende gereinigte Abwasser wird gesammelt und bei einer Gesamthärte von kleiner 200° dH der Vorflut bzw. bei einer Gesamthärte von größer 200°dH einer Weiterverarbeitung zugeführt.The purified wastewater leaving the ash deposit is collected and fed to the receiving water at a total hardness of less than 200 ° dH or, with a total hardness of greater than 200 ° dH, to further processing.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to two embodiments.
Ausführungsbeispiel 1Embodiment 1
In einem Bergbaubetrieb fallen durch natürliche bakterielle und chemische Auslaugung von Halden und von das Grubengebäude umgebenden Gebirgsschichten, saure Schacht- und Abwässer mit einem Mg-Gehalt zwischen 0,5g/l und 50 g/l, einem Fe-Gehalt kleiner 3g/l und einem Ca-Gehalt kleiner 0,7 g/l an, die weitestgehend in Form gelöster Sulfate vorliegen. Auf Hpchhalden bzw. anderen devastierten Flächen wird Flugasche (Filter- und Zyklonasche) und Rostasche aus umliegenden Heizkraftwerken in einem Verhältnis von 1:2 bis 1:4 schichtenweise aufgefahren und mit Aufreißern durchmischt, dabei wird eine Durchlässigkeit mit einem Kf-Wertvon etwa 10~6m/s eingestellt und bei der Durchströmung von Flüssigkeiten eine Verweil- und Reaktionszeit von 30 bis 100 Tagen erreicht. Die Durchmischung der Aschen wird durch Zwischenlagerung verbessert und reduziert die Wahrscheinlichkeit der Herausbildung von Kurzschlüssen bzw. gut durchlässigen Bereichen. Die Aufschüttung der Mischaschedeponie erfolgt auf vorbereiteten Flächen, die gegenüber darunterliegenden Grundwasserleitern bzw. gut durchlässigen Schichten eine Abdichtung besitzen und die Erfassung von ausdrainierenden Lösungen ermöglichen. Danach erfolgt die Verregnung der sauren Abwasser auf der angelegten Mischaschehalde mit einer Berieselungsdichte von 0,05 m3/m2h. Der Prozeß wird bei einem Verhältnis von 1,5m3 Abwasser pro m3 Mischasche eingestellt. Die aus der Aschedeponie ausdrainierenden gereinigten Wasser werden gesammelt und bei einer Gesamthärte von kleiner 200°dH der Vorflut und von größer 200°dH der Weiterverarbeitung zugeführt. Die effektive MgSO4-Abtrennung beträgt 90%.In a mining operation fall by natural bacterial and chemical leaching of dumps and the mine surrounding mountains, acidic wells and wastewater with a Mg content between 0.5g / l and 50 g / l, an Fe content less than 3g / l and a Ca content of less than 0.7 g / l, which are largely in the form of dissolved sulfates. On Hpchhalden or other devastated areas fly ash (filter and Zyklonasche) and grate ash from nearby heating plants in a ratio of 1: 2 to 1: 4 is built up in layers and mixed with tears, thereby a permeability with a Kf value of about 10 ~ 6 m / s and reached during the passage of liquids a residence and reaction time of 30 to 100 days. The mixing of the ashes is improved by intermediate storage and reduces the probability of the formation of short circuits or well-drained areas. The landfill of the Mischaschedeponie takes place on prepared areas, which have a seal against underlying aquifers or well-drained layers and allow the detection of out-draining solutions. After that, the acidification of the acidic wastewater is carried out on the laid-up Mischaschehalde with a sprinkling density of 0.05 m 3 / m 2 h. The process is set at a ratio of 1.5m 3 wastewater per m 3 mixing ash. The purified water evacuated from the ash deposit is collected and fed to the receiving water at a total hardness of less than 200 ° dH and further processing for greater than 200 ° dH. The effective MgSO 4 separation is 90%.
Ausführungsbeispiel 2Embodiment 2
Das Ausführungsbeispiel 2 entspricht weitgehend dem Ausführungsbeispiel 1, nur daß die Flugasche einen freien CaO-Gehalt kleiner 0,5% aufweist.The embodiment 2 corresponds largely to the embodiment 1, except that the fly ash has a free CaO content less than 0.5%.
Vor der Mischung der Flug- und Rostasche erfolgt eine Zugabe von 50 kg Kalk pro t gemischter Flug- und Rostasche in Form von Ca(OH)2. Mit der Kalkzugabe wird insbesondere der freie CaO-Gehalt der Flugasche erhöht, wodurch ein Verhältnis von 2,5 m3 Abwasser pro m3 gemischter Flug- und Rostasche realisiert werden kann.Before mixing the fly ash and the bottom ash, add 50 kg of lime per ton of mixed aviation and rust ash in the form of Ca (OH) 2 . With the addition of lime in particular the free CaO content of the fly ash is increased, whereby a ratio of 2.5 m 3 wastewater per m 3 mixed aviation and grate ash can be realized.
Claims (1)
Priority Applications (1)
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| DD32323688A DD284368A7 (en) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | METHOD FOR THE DESALINATION OF ACID WASTEWATER |
Applications Claiming Priority (1)
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| DD32323688A DD284368A7 (en) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | METHOD FOR THE DESALINATION OF ACID WASTEWATER |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DD284368A7 true DD284368A7 (en) | 1990-11-14 |
Family
ID=5605102
Family Applications (1)
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| DD32323688A DD284368A7 (en) | 1988-12-16 | 1988-12-16 | METHOD FOR THE DESALINATION OF ACID WASTEWATER |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD284368A7 (en) |
-
1988
- 1988-12-16 DD DD32323688A patent/DD284368A7/en unknown
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