DD293100A5 - METHOD FOR CLEANING WASTEWATERS, IN PARTICULAR FROM CARBON PROCESSING AND COAL PROCESSING - Google Patents
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- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Abwaessern aus der Kohlefoerderung und Kohleverarbeitung. Sie ist ueberall dort einsetzbar, wo durch Kohle bzw. deren Bestandteile verschmutzte Abwaesser anfallen. Ziel der Erfindung ist die kostenguenstige, schnelle und moeglichst vollstaendige Ausfaellung der Kohleschwebstoffe und Huminstoffe aus den Abwaessern. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe geloest, indem ein zweistufiges Reinigungsverfahren zur Anwendung kommt, wobei die erste Stufe die Faellung der kolloidgeloesten Huminsubstanzen durch Zugabe eines schwefelsauren Aufschlusses von Ton oder Salzen der 2., 3. und 4. Hauptgruppe des PSE umfaszt. In der 2. Stufe erfolgt die Neutralisation und Restfaellung der noch vorhandenen Verunreinigungen im Abwasser. Die anfallenden Endprodukte Kohle und Wasser koennen einer industriellen Verwertung zugefuehrt werden. Prinzipskizze 1{Reinigung, Abwasser; Kohlefoerderung; Kohleverarbeitung; Ausfaellung; Huminstoffe, zweistufig}The invention relates to a method for the purification of effluents from the Kohlefoerderung and coal processing. It can be used wherever coal or its components cause polluted wastewater. The aim of the invention is the cost-effective, fast and possible complete precipitation of carbon fibers and humic substances from the effluents. According to the invention, the object is achieved by using a two-stage purification process, wherein the first stage comprises the precipitation of the colloidally-dissolved humic substances by addition of a sulfuric acid digestion of clay or salts of the second, third and fourth main groups of the PSE. In the second stage, the neutralization and Restfaellung of the remaining impurities in the wastewater takes place. The resulting end products coal and water can be fed to an industrial recycling. Schematic 1 {Cleaning, Wastewater; Coal promotion; Coal processing; precipitation; Humic substances, two-stage}
Description
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von durch Kohle verunreinigtem Wasser mit dem Ziel, die festen Bestandteile sowie Huminstoffe aus dem Abwasser zu beseitigen.The invention relates to a process for the treatment of coal-contaminated water with the aim of eliminating the solid constituents and humic substances from the wastewater.
In der Technik sind oft Abwässer zu reinigen. In den verschiedenen Anlagen der Braunkohlenpnwinnung, -förderung und -Veredlung fallen kohlehaltige Abwässer an, welche wie folgt gereinigt werden:In the art, wastewater is often to be cleaned. In the various brown coal panning, production and processing plants, coal-containing wastewater is produced, which is purified as follows:
1. Sedimentation1. sedimentation
Zu großen Speicherbecken, z. B. Tagebaurestlöchern, Tagebauklärbecken, industriellen Absetzanlagen, wird das Abwasser gebracht und dort zur Klärung belassen. Die groben Kohleteilchen setzen sich ab, während kolloidal gelöste Stoffe und feinste Partikelchen aus den Sedimentationsbecken ausgespült werden. Die Rückgewinnung der sedimentierten Kohle ist kostenaufwendig und schwierig. Über die Sedimentation von Braunkohle wurden von Intelmann (Bergbautechnik Leipzig 20, 1970, 5) Untersuchungen du/chgeführt.To large storage tanks, z. As open pit, open pit, industrial settling, the wastewater is brought and left there for clarification. The coarse particles of coal settle, while colloidally dissolved substances and the finest particles are flushed out of the sedimentation basins. The recovery of the sedimented coal is expensive and difficult. The sedimentation of lignite was investigated by Intelmann (Bergbautechnik Leipzig 20, 1970, 5).
2. Zentrifugatlon2. Centrifugation
Durch Ausnutzung der Zentrifugalkraft kann eine Trennung der Kohletrübe erfolgen. (DDR-Patent AP 39543 und Mangold, Kauding, Lorenz und Schuster „Abwasserreinigung in der ehem. und artverwandten Industrie", Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig 1973.) Es ist ein großer Aufwand und Energieverbrauch erforderlich.By utilizing the centrifugal force, a separation of the coal turbidity can take place. (GDR patent AP 39543 and Mangold, Kauding, Lorenz and Schuster "Wastewater treatment in the former and related industry", Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig 1973.) It is a great effort and energy consumption required.
3. Filtration3. Filtration
Die Filtration wird in der industriellen Abwasserwirtschaft viel angewandt.Filtration is widely used in industrial wastewater management.
Sie kann mittels Druck oder Unterdruck erfolgen. (Kahnt, H.; „Neue Methoden der Kohlestaubrückgewinnung aus Abwässern", Bergbautechnik Leipzig 9,1959,3 und 4). Die Anschwemmfiltration ist ein Spezialfall der Filtration (ABC Umweltschutz, Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig 1976). Es ist eine kontinuierliche und diskontinuierliche Betriebsweise möglich.It can be done by means of pressure or negative pressure. (Kahnt, H., "New methods of coal dust recovery from wastewater", mining technology Leipzig 9.1959.3 and 4.) The precoat filtration is a special case of filtration (ABC environmental protection, publishing house for basic industry Leipzig 1976) It is a continuous and discontinuous Operation possible.
4. Flockung4. flocculation
Im ABC Umweltschutz, Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1976, wird die Flockung als kein separates Reinigungsverfahren, sondern als Hilfsmittel dargestellt.In the ABC environmental protection, publishing house for basic industry, Leipzig 1976, the flocculation is presented as no separate cleaning procedure, but as aids.
Durch den Einsatz von organischen Polymeren erfolgt eine Verteuerung des gesamten Reinigungsverfahrens. Der Einsatz von Aluminium- bzw. Eisensalzen für die Flockung wird in dem DDR-Patent 125853 vorgeschlagen.The use of organic polymers increases the cost of the entire cleaning process. The use of aluminum or iron salts for flocculation is proposed in DDR patent 125,853.
Im DDR WP 140242 werden als Flockungsmittel eisenhaltige Abfallsäuren in Verbindung mit verschiedenen alkalischen Medien oder deren Kombination verwendet.In DDR WP 140242 ferrous waste acids are used as flocculants in combination with various alkaline media or their combination.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, das die Ausfällung der Kohle und Huminstoffe kostengünstig und schneller als die bisherigen Methoden aus kohlehaltigem Abwasser ermöglicht. Die dabei entstehenden Endprodukte können erneut einer Verwendung zugeführt werdenThe aim of the invention is to develop a method that allows the precipitation of coal and humic substances cost and faster than the previous methods of coal-containing wastewater. The resulting end products can be reused
Es sollen einheimische Rohstoffe eingesetzt werden, wobei keine unverwertbaren Abprodukte entstehen. Domestic raw materials are to be used, whereby no unprofitable waste products arise.
Darstellung des Wesens der ErfindungPresentation of the essence of the invention
Die in großen Mengen anfallenden Abwässer bei der Braunkohlengewinnung und -verarbeitung enthalten neben kleinen Mengen fester Kohlebestandteile (Begleitelemente der Kohleherstellung der Lagerstätte) auch Schwefelverbindungen. Die in verschiedenen Formen vorliegenden Humus- und Huminstoffe zerstören alle biologischen Lebensprozsse in den Abwässern.The large amounts of effluent from lignite mining and processing contain, in addition to small amounts of solid coal components (accompanying elements of the coal production of the deposit) and sulfur compounds. The humus and humic substances present in various forms destroy all biological life processes in the waste water.
Protohumine neigen zu kolloidalen Lösungen, welche z.B. ein Absetzen der Kohlestoffe erschweren bzw. unmöglich machen, Aufgabe der Erfindung ist es, dieTrennung der kohlehaltigen Abwässer in ihre Ausgangsstoffe, Kohle und Wasser, sowie Fällung der gelösten bzw. kolloidalen Stoffe in diesem Abwasser durchzuführen.Protohumins are prone to colloidal solutions which are e.g. It is an object of the invention to carry out the separation of the carbonaceous effluents into their starting materials, coal and water, as well as precipitation of the dissolved or colloidal substances in this wastewater.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung in 2 Stufen mit unterschiedlichen pH-Bereichen.According to the invention, the solution takes place in 2 stages with different pH ranges.
4. Gruppe des periodischen Systems (Ca, Mg, Si) die Fällung in der 1. Stufe erfolgt.4th group of the periodic system (Ca, Mg, Si) the precipitation takes place in the 1st stage.
Die im sauren Bereich wirkenden Substanzen zerstören die kolloid gelösten Huminsubstanzen und fä'len dieso bis zu 98% aus. In der 2. Stufe erfolgt die Restfällung im alkalischen bzw. neutralen Bereich.The substances acting in the acidic area destroy the colloidally dissolved humic substances and precipitate up to 98% of them. In the second stage, the residual precipitation takes place in the alkaline or neutral range.
Für jede Stufe wird ein Eindicker, Dorr-Eindicker, mit vorgeschalteter Mischstrecke eingesetzt.For each stage, a thickener, Dorr thickener, with upstream mixing section is used.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des schwefelsauren Aufschlusses in der 1. Stufe Ton oder Kaolin sowie reine oder Abfallschwefelsäure eingesetzt werden kann. Der entstehende Niederschlag setzt sich äußerst schnell und leicht vom überstehenden Wasser ab. Der anfallende Kohleniederschlag kann gut gewaschen werden.The process is characterized in that clay or kaolin and pure or waste sulfuric acid can be used to produce the sulfuric acid digestion in the first stage. The resulting precipitate settles very quickly and easily from the supernatant water. The resulting coal precipitate can be washed well.
In der 2. Stufe wird durch die Zugabe von bekanntem Neutralisationsmittel das IJberlaufwasser der 1. Stufe neutralisiert und eine Restfällung durchgeführt.In the 2nd stage, the addition of known neutralizing agent, the IJberlaufwasser the 1st stage neutralized and carried out a residual precipitation.
Die anfallenden Endprodukte Kohle und Wasser sind erneut in der Volkswirtschaft einsetzbar. Das Verfahren kann kontinuierlich oder diskontinuierlich angewendet werden. Durch die Ausfällung der Humine und Humate ist die Möglichkeit einer schadlosen Zuführung des geklärten Wassers in die Vorflut, jedoch auch die Verwendung als Brauchwasser in der Industrie möglich. Der aus Stufe 1 und 2 abgezogene Schlamm kann bei gemeinsamer Verbrennung die Rauchgasqualität von Kraftwerken verbessern. Das Verfahren ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß es bei Temperaturen von 1°C bis 1000C und bei Feststoffen im Abwasser zwischen 0 bis 200g/l einsetzbar ist.The resulting end products coal and water are again used in the national economy. The process can be applied continuously or discontinuously. The precipitation of humins and humates, the possibility of a harmless supply of clarified water in the flood, but also the use of industrial water in the industry is possible. The sludge withdrawn from stages 1 and 2 can improve the flue gas quality of power plants when burned together. The method is further characterized in that it can be used at temperatures of 1 ° C to 100 0 C and at solids in the wastewater between 0 to 200g / l.
Das Verfahren wird weiterhin gekennzeichnet durch die umweltfreundliche und ökonomische Möglichkeit der einfachen effektiven Abwasserklärung, dos Einsatzes billiger einheimischer Rohstoffe und der unkomplizierten Technologie.The process is further characterized by the eco-friendly and economical possibility of simple effective sewage treatment, the use of cheap local raw materials and the uncomplicated technology.
Es zeichnet sich unter anderem gegenüber den bekannten Verfahren durch eine schnelle Absetzzeit, dadurch kleinere Behälter, kein Abfall von erneuten Abfallstoffen sowie vollkommener Abscheidung allor org. Verunreinigungen besonders aus. Dieses umweltfreundliche Verfahren arbeitet mit Gewinn und kann als Umweltschutzmaßnahme bezeichnet werden.It is characterized, inter alia, compared to the known methods by a fast settling time, thereby smaller containers, no waste of new waste and complete separation allor org. Impurities especially. This environmentally friendly process works profitably and can be described as an environmental protection measure.
Im Lösegefäß (4) werden Ton (1) und Schwefelsäure (3) zugegeben. Mineis einem Rührwerk (2) erfolgt eine Vermischung und Herstellung des sauren Fällungsmittels.In the dissolving vessel (4), clay (1) and sulfuric acid (3) are added. Mineis a stirrer (2) is a mixing and preparation of the acidic precipitant.
Über eine Rohrleitung (5) wird dieses saure Fällungsmittel dem Speicherbehälter (7) mit Dosieranlage zugegeben.Via a pipeline (5), this acidic precipitant is added to the storage tank (7) with dosing.
In diesem Verdünnungsgefäß (7) erfolgt gleichzeitig die Zugabe von Verdünnungswasser (6) im Verhältnis 1:1.In this dilution vessel (7) at the same time the addition of dilution water (6) in the ratio 1: 1.
Durch ein Rührwerk (2) erfolgt eine Vermischung der beiden Medien. In der Zulaufleitung der Kohletrübe (8) erfolgt die Zugabe des verdünnten, sauren Fällungsmittels vor einer Mischrinne. Gemeinsam wird das Gemisch in den Eindicker (9) geleitet. Hier erfolgt die Fällung der Inhaltsstoffe und über (10) wird das Überlaufwasser dem Eindicker (12) für die Restklärung und Neutralisation zugeleitet. Bei (11) erfolgt die Zugabe von Neutralisationsmittel vor einem Mischgerinne in (10). Aus (12) wird ein sauberes und für viele Brauchwasserzwecke einsetzbares Wasser gewonnen, welches über (15) abgeleitet wird. Der eingedickte Kohleschlamm (13) wird gemeinsam mit dem kalkhaltigen Schlamm (14) der Neutralisation über eine Rohrleitung (16) der weiteren Verwertung, z. B. der Verbrennung, zugeführt.By means of an agitator (2) mixing of the two media takes place. In the feed line of the coal pulp (8), the addition of the dilute, acidic precipitant takes place before a mixing trough. Together, the mixture is passed into the thickener (9). Here, the precipitation of the ingredients takes place and via (10), the overflow water is fed to the thickener (12) for the final clarification and neutralization. In (11) the addition of neutralizing agent takes place in front of a mixing channel in (10). From (12) a clean and usable for many service water purposes water is obtained, which is derived via (15). The thickened coal sludge (13), together with the calcareous sludge (14) of the neutralization via a pipeline (16) for further utilization, z. As the combustion supplied.
Der Aufschluß kann auch so erfolgen, daß im Wasser der Ton eingetragen wird, gerührt, und die Zugabe von konzentrierter Schwefelsäure in diese Mischung erfolgt. Bei dieser Variante ist die Aufschlußzeit ca. 2 h, wobei durch die Zuführung von Dampf 10O0C gehalten werden sollte.The digestion can also be carried out so that in the water, the clay is added, stirred, and the addition of concentrated sulfuric acid in this mixture takes place. In this variant, the digestion time is about 2 h, 10O 0 C should be kept by the supply of steam.
Ansatz für diese Variante 200cm2 Wasser, 50g Ton, 25cm3 konzentrierte Schwefelsäure. Es wird erforderlich, bei kontinuierlichem Betrieb einen zweiten Behälter vorzusehen.Approach for this variant 200cm 2 water, 50g clay, 25cm 3 concentrated sulfuric acid. It becomes necessary to provide a second container during continuous operation.
(Prinzipskizze 1)(Schematic 1)
Die kohlehaltigen Abwässer mit einem Feststoffgehalt zwischen 0 und 200g/l und einer Temperatur zwischen 10 und 100°C werden in einer Mischrinne mit der Lösung eines schwefelsauren Ton- bzw. Silizium-Calzium-Aufschlusses versetzt.The coal-containing wastewaters with a solids content between 0 and 200 g / l and a temperature between 10 and 100 ° C are mixed in a mixing trough with the solution of a sulfuric acid clay or silicon-calcium digestion.
Der pH-Wert der Lösung sollte 1 betragen. Ein geringer Überschuß wirkt sich günstig auf die 2. Stufe der Fällung aus. 100 bis 500ml der schwefelsauren Ton-Kaolin-Lösur.g werden pro m3 zugesetzt (es ist von der Einstellung der Lösung abhängig).The pH of the solution should be 1. A slight excess has a favorable effect on the second stage of the precipitation. 100 to 500 ml of the sulfuric clay-kaolin solution.g are added per m 3 (it depends on the solution setting).
Danach gelangt der Schlamm in den Eindicker I (Dorr-Eindicker). Das überlaufende Wasser wird mit Ca(OH)2 versetzt, in eine Mischrinne geleitet und gelangt in den Eindicker II. Das überlaufende Wasser ist von guter Brauchwasserqualität.The sludge then enters the thickener I (Dorr thickener). The overflowing water is mixed with Ca (OH) 2 , passed into a mixing channel and enters the thickener II. The overflowing water is of good service water quality.
Der aus dem Eindicker I kommende Schlamm mit einem Feststoffgehalt von größer 300g/l gelangt direkt zur Nutzung.The sludge coming from the thickener I with a solids content of more than 300 g / l is used directly.
Der aus dem Eindicker Il austretende Kalkschlamm gelangt in ein Absetzbecken und wird nach Abtrocknung der Verwendung,The lime mud leaving the thickener II passes into a settling tank and, after drying, the use,
z. B. in der Landwirtschaft, zur Verfügung gestellt.z. In agriculture.
Claims (3)
Hierzu 1 Seite Zeichnungby means of z. B. lime hydrate is neutralized.
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1990
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