DD286805A5 - Verfahren zur eliminierung von in abwasser enthaltenen schwermetallen - Google Patents

Abstract

Das Verfahren betrifft die Behandlung von Mischabwaessern in der metallverarbeitenden Industrie mit geloesten und komplexgebundenen Schwermetallen groeszer 1 mg/l pro Schwermetall. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Reduzierung der Schwermetallgehalte von Mischabwasser unter 0,1 mg/l. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dasz das Abwasser durch ein Sinterprodukt oder Schlacke von Braunkohlenbriketts oder Rohbraunkohle geleitet wird. Die mittels der Bestandteile des Sinterproduktes beziehungsweise der Schlacke erzeugten synergistischen Wirkungen reduzieren die Schwermetallgehalte pro Metall unter 0,1 mg/l.{Abwasserbehandlung; Schwermetalle; Eliminierung, komplexe; Sinterprodukt; Schlacke; Rohbraunkohle; Braunkohlenbriketts}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Eliminierung von in Abwasser gelösten und komplexgebundenen Schwermetallen in der metallverarbeitenden Industrie, insbesondere der Hüttenindustrie, Metallurgie und Oberflächenbehandlung sowie der Wasserwirtschaft. Die erfindungsgemäCe Lösung kann überall dort angewendet werden, wo Spuren an gelösten und komplexgebundenen Schwermetallionen aus Abwässern entfernt werden sollen.

Charakteristik der bekannten technischen Losungen

Die steigenden Anforderungen an die Reinhaltung industrieller Abwässer, insbesondere der Reduzierung dor Gehalte an gelösten Schwermetallen, machen die Anwendung technischer Verfahren notwendig.

Bekannte Verfahren der Reduzierung von gelösten und komplexgebundenen Schwermetallon aus Abwässern sind die Abwasserneutralisation und Fällung, elektrolytische Verfahren, lonenaustouschverfahren und Membrantrennverfahren. Allen diesen Verfahren haften die Nachteile aufwendiger prozeßspezifischer Vor- und Nachbehandlungen an. Insbesondere eignen sich diese Verfahren nicht für schwermetallhaltige Mischabwässer. In der Summe der prozeßbedingten Verfahrensschritte findet meist eine weitere Aufsagung der Abwässer durch kostenintensive Neutralisationsmittel statt. Die unter optimalen Bedingungen erreichbaren Schwermetallkonzentrationen liegen bei diesen Verfahren im Bereich von 1-5 mg/l je Schwermetall.

Woitere technische Lösungen zur Reduzierung von Schwermetallen aus Abwässern stellen die Absorptionsverfahren dar.

In der DE-OS 3731920 wird ein Verfahren zur Entfernung von Schwermetallspuren aus Abwässern durch Absorption an chemisch modifizierter Kohle beschrieben, die durch einen aufwendigen Verfahrensprozeß hergestellt wird.

Die DE-OS 3732329 gibt ein Verfahren zur Aufbereitung von schwermetallhaltigen Abwässern mit Flugasche aus Kohleverbrennungsanlagen an. Nachteilig ist hierbei der zusätzliche Klärvorgang zur Abtrennung der Feststoffe. In der DE-OS 3039660 werden schwerme'.allhaltige Dünnsäuren durch Zugabe von Braunkohlenascho neutralisiert. Im Ergebnis wird ein deponierbares festes Abprodukt erzeugt, was insgesamt hohe transporttechnische Aufwendungen erfordert.

Die Abirennung von Schwermetallen aus Abwässern unter Verwendung von Schlacken aus der Stahlherstellung wird in der DE-PS 3026430 erläutert. Der Nachtoil dos Verfahrens besteht in eine aufwendigen Säurevorbehandlung der Schlacke.

Die DE-PS 2447956 beschreibt ein Verfahren zur Abwasserbehandlung mit Aktivkohle, die herstollungsbedingt sehr touer ist.

In der DE-PS 2320799 wird ein Verfahren zur Reinigung von Indii3trieabwässern auf der Basis des Adsorptionsmittels Y-AI₂Oj dargestellt, welches durch aufwendige Verfahrensschritte hergestellt wird.

Die CH-PS 618148 beschreibt ein Verfahren zur Abtrennung von Metallionen aus den wäßrigen Lösungen von Komplexverbindungen mittels organischen Siilfhydrylgruppen, die aufwendige Vor- und Nachbehandlungen erfordern.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Eliminier ung von Schwermetallen aus Abwässer η zu entwickeln, welches nid it dio Nachteile der beschriebenen bekannten Verfahren aufweist und damit eine effektivere und rationellere Lösung darstellt, das hohen anlagentechnischen und meßtechnischen Aufwand vermeidet und niedrige Betriebs-, Energie- und Chcmikalienkosten verursacht.

Darlegung des Wosens dor Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Eliminierung von in Abwasser enthaltenen Schwermetallen anzugeben, dös den Restgehalt an Schwormotallen luf 1-5 mg/l je Schwermetall senkt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß definierte Mengen von zerkleinerter Braunkohle, Kieselsäure, Aluminiumoxid, Erdalkali- und Alkalioxide, Schwefel und Eisenoxid bei 800-1 200'C einem Brennprozeß unterworfen werden. Diose Mischung wird solange behandelt, bis sie rotglühend zusammengesintert ist. Dann wird das noch glühende Sinterproduki

mit Wasser abgeschreckt Nach dem Abkühlen wird das Produkt auf eine Korngröße von 0,1-1 mm zerkleinert und eine Schüttung hergestellt, durch die Mischabwässer mit einem Gehalt von 1-5mg/l pro Schwermetall gegeben werden. Der Metallgehalt verringerte sich unter 0,012 mg/l, in den überwiegenden Fällen auf Omg/I. Auch Schwermetalle verschieden komplexgebundener Art werden durch dieses Verfahren abgetrennt.

Gemäß der Erfindung kann Schlacke aus dom Verbrennungsprozeß von Rohbraunkohle oder Braunkohlenbriketts anstelle des Sinterproduktes verwendet werden.

Ausfuhrungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsboispielen näher erläutert werden. 1. Eine Mischung, bestehend aus

Kieselsäure 7% Aluminiumoxid 4% Natriumoxid 1 % Kalziumoxid 2%

Schwefel 2%

Eisenoxid 2% zermahlene

Braunkohlenbriketts 80%

wird Im Glühofen auf 10SO⁰C erhitzt. Danach wird mit feinem Wasserstrahl abgeschreckt und nach dom Abkühlen das Sinterprodukt auf eine Korngröße 0,1-1,0mm zerkleinert.

Eine Menge von 10O¹Dg eines solchen Produktes wird in eine Röhre geschüttet, durch die ein mit Hydroxid vorgeklärtes Galvanikabwasser n.ich folgender Zusammensetzung geleitet wird.

pH Eisen Nickel Kupfer Zink	8,0 1,1 mg/1 2,1 mg/1 2,7 mg/1 3,2 mg/1	Gehalt an Schwermetallen im Filtrat Cu Ni Fe	O O O O	Zn
	0 (I 0 0 0 0,02 0,05 0,08		O O O O
Das Ergebnis des Eliminlerungsprozesses gibt Tabelle 1 an.
Tabelle 1 Schwermetalleliminierung durch Sinterprodukt
durchgelaufene Abwassermenge
101 501 1001 2001

2. Schwermetallhaltig ss Abwasser wird durch eine Schlackeschüttung der Korngröße 0,1-50mm aus dem Rückstand der Verbrennung von Braunkohlebriketts oder Rohbraunkohle oder einer ständigen Mischung geleitet. Der pH-Wert des Abwassers sollte im Bereich von 7,0-9,0 liegen. Das Durchströmen der Schlackeschüttung kann drucklos oder mit Druck erfolgen, wobei Verweilerzftiten im Bereich von 5-10 min in der Schlackeschüttung zu realisieren sind. Durch die in der Schlecke onthaltenen, dem Sinterprodukt vergleichbaren Anteile an Sulfiden, Kieselsäure, Aluminiumoxid und unverbrannter Kohle erfolgt vorrangig die Bildung von Schwermetallsulfiden sowie Absorption von Schwermetallen an genannten Absorbentien, die sich auf der Oberfläche und in den Hohlräumen der Sch'acke abscheiden. Gegenüber dem Sinterprodukt tritt eine Verringerung des Wirkungsgrades um 10-20% ein. Untersuchungen zur Steigerung der Durchsatzkapazität isrgaben, daß zweckmäßigerweise eine Hydoxidfäliung im pH-Bereich 7-9 vorgeschaltet werdsn sollte. Nach Erreichen der vollständigen Sättigung der Schlacke mit Schwermetallen ist die Schlackeschüttung auszuwechseln. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt:

Tabelle 2

Schwermetalleliminierung über Schlacke

durchgelaufen«)	Gehalt an Schwer metallen Im Filtrat in mg/1	Ni Fo	Zi>
Abwassermenga	Cu	0 0	0
101	0	0 0	0
501	0	0,05 0	0
1001	0,03	0.12 0	0
2001	0.07

Die Vorteile dor erfindungsgemäßen Lösung liegen auch darin, daß die im Sinterprodukt oder der Schlacke zurückgehaltenen Schwermetall durch Behandlung mit verdünnten Säuren zurückgewonnen werder können und weiterhin über den Einsatz des schwermetallboladenen Sinterproduktes oder der Schlacke ein Recycling-Vorfahren durch direkten Einsatz in der Hüttenindustrie möglich wird.

Claims (3)

1. Verfahren zur Eliminierung von in Mischabwässern gelösten oder komplex gebundenen Schwermetallen, deren Gehalt größer 1 mg/l ist, gekennzeichnet dadurch, daß Mischabwässer mit einem pH-Wert 7-9 durch eine Schüttung aus einem in einem speziellen Brennproz,;ß aus Aluminiumoxid, Kohle, Kieselsäure, Schwefel, Alkalioxide, Erdalkalioxide und Eisenoxid hergestellten Sinterungsproduktes bei einer Korngröße 0,1-50mm mit einer Verweilzeit von 1 bis 100min gegeben werden und durch die chemisch wirkenden Bestandteile des Sinterproduktes durch eine synergistische Wirkung die Eliminierung von Schhwermetallen aus Mischabwässern auf einen Gehalt kleiner 0,1 mg/l pro Schwermetall realisiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Mischabwässer über Schlacke aus Rohbraunkohle oder Braunkohlenbriketts oder Mischung derselben gegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur Steigerung der Durchsatzkapazität aine Hydroxidfällung im pH-Bereich 7-9 vorgeschaltet wird und das vorgeklärte Abwasser im Konzentrationsbereich von 1-5 mg/l je Schwermetall die Schüttung durchläuft.