DE102009035764A1 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Entfernung von Schadstoffen und/oder Verunreinigungen aus Trink- und/oder Prozesswasser - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Entfernung von Schadstoffen und/oder Verunreinigungen aus Trink- und/oder Prozesswasser Download PDF

Info

Publication number
DE102009035764A1
DE102009035764A1 DE102009035764A DE102009035764A DE102009035764A1 DE 102009035764 A1 DE102009035764 A1 DE 102009035764A1 DE 102009035764 A DE102009035764 A DE 102009035764A DE 102009035764 A DE102009035764 A DE 102009035764A DE 102009035764 A1 DE102009035764 A1 DE 102009035764A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sorbents
magnetic
pollutants
separation
impurities
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102009035764A
Other languages
English (en)
Inventor
Andreas Hauser
Manfred Dr. Rührig
Harald Dr. Schmidt
Wolfgang Dr. Schmidt
Franz-Josef Dr. Spieß
Manfred Dr. Waidhas
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE102009035764A priority Critical patent/DE102009035764A1/de
Priority to PCT/EP2010/060904 priority patent/WO2011015493A1/de
Publication of DE102009035764A1 publication Critical patent/DE102009035764A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/281Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/48Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
    • C02F1/488Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields for separation of magnetic materials, e.g. magnetic flocculation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/288Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using composite sorbents, e.g. coated, impregnated, multi-layered
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/38Treatment of water, waste water, or sewage by centrifugal separation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/48Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
    • C02F1/481Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields using permanent magnets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • C02F2101/103Arsenic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • C02F2101/106Selenium compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/06Contaminated groundwater or leachate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/001Upstream control, i.e. monitoring for predictive control
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/003Downstream control, i.e. outlet monitoring, e.g. to check the treating agents, such as halogens or ozone, leaving the process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00General aspects of water treatment
    • C02F2301/02Fluid flow conditions
    • C02F2301/026Spiral, helicoidal, radial
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/16Regeneration of sorbents, filters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/18Removal of treatment agents after treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

Schadstoffe und/oder Verunreinigungen können insbesondere im Trinkwasser langfristig gesundheitsschädliche Wirkungen haben. Auch im Prozesswasser sind sie aber unerwünscht. Erfindungsgemäß wird das mit Schadstoffen verunreinigte Wasser mit magnetisch aktivierbaren Sorbentien in Kontakt gebracht und werden die Schadstoffe und/oder Verunreinigungen von den Sorbentien abgetrennt. Die Sorbentien werden im gleichen Prozessschritt von den Schadstoffen und/oder den Verunreinigungen befreit und in den Arbeitsprozess zurückgeführt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Entfernung von Schadstoffen und/oder Verunreinigungen aus Trink- und/oder Prozesswasser mittels magnetisch aktivierbarer Sorbentien. Daneben bezieht sich die Erfindung auch auf die zugehörige Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Die schädliche Wirkung von Arsen auf den menschlichen Organismus ist bekannt. Auch bei geringen Mengen von Arsen, beispielsweise im Trinkwasser, ergeben sich langfristig negative Folgen, da im Organismus für das Arsen eine so genannte Speicherfunktion besteht. Der tolerierbare Grenzwert beträgt 10 μg/l nach WHO (World Health Organisation).
  • Im Fokus letzterer Betrachtungen sind momentan die Trinkwasserquellen in Indien/Kalkutta und insbesondere in Bangladesch, bei denen vergleichsweise hoher Arsenanteil von bis zu 500 μg/l festgestellt wird. Bisher wird dort das Wasser vor der Verwendung als Trinkwasser gefiltert.
  • Es ist bereits bekannt, dass in geeigneter Formation das Arsen chemisch und insbesondere auch magnetisch entfernt werden kann. Im Forschungsbericht des Forschungszentrums Karlsruhe (Mai 2003) mit der Bezeichnung „Entwicklung und Anwendung von magnetischen Mikrosorbentien auf der Basis von Manganoxid und Aktivtonerde zur selektiven Elimination von Arsen und Fluorid aus Wässern” werden Untersuchungsmethoden zur Entfernung von Arsen, Selen und Fluoriden, die nur in geringen Konzentrationen auftreten, beschrieben.
  • Demgegenüber ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, die beim Stand der Technik beschriebenen Verfahren zu verbessern bzw. derart zu vereinfachen, dass sie in eine praxisgerechte Verwendung überführt werden können. Dafür soll eine geeignete Vorrichtung geschaffen werden, die in den betroffenen Gebieten eingesetzt werden kann.
  • Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Abfolge der Maßnahmen des Patentanspruches 1 gelöst. Eine zugehörige Vorrichtung ist im Patentanspruch 15 angegeben. Weiterbildungen des Verfahrens und der zugehörigen Vorrichtung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Gegenstand der Erfindung ist es, mittels spezifischer magnetischer Sorbentien die unerwünschten Schadstoffe aus Trink- oder Prozesswasser zu entfernen. Dabei brauchen keine der, bei anderen Verfahren gängigen sogenannten „chemischen Verbinder” eingesetzt werden, bei denen der Schadstoff über wenigstens eine weitere Chemikalie an die Magnetpartikel gebunden wird.
  • Vorteilhafterweise sind bei der Erfindung die Sorbentien Eisen-basiert, beispielsweise Magnetit (Fe3O4) oder Maghemit (γ-Fe2O3). Solche Stoffe können in natürlicher Form vorkommen oder können synthetisch hergestellt werden.
  • Die Sorbentien können in unterschiedlichster Weise modifiziert werden. Beispielsweise können die magnetischen Partikel beschichtet werden, um die Sorptionskapazität zu erhöhen. Es können ein- oder mehrlagige Oberflächenschichten vorhanden sein. Die Partikelgrößen der Sorbentien sind i. A. kleiner als 10 μm. Insbesondere liegen die Partikelgrößen < 1 μm, beispielsweise bis 0,01 μm, womit man in den Nanobereich gelangt.
  • Bei der zugehörigen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Mischreaktor verwendet, in dem das zu reinigende Wasser mit den Sorbentien gemischt wird. Wesentlich ist dabei, dass nach Beladung der Sorptionsmittel mit den Schadstoffen im Prozessablauf nach dem unten beschriebenen magnetischen Trennschritt eine Desorption erfolgen kann und ein Teil des aufbereiteten Sorptionsmittels in die Vorrichtung zurückgeführt werden kann. Als Desorptionsmittel werden insbesondere Natriumhydroxid (NaOH), Ammoniak (NH3) oder Natriumcarbonat (Na2CO3) verwendet.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Patentansprüchen.
  • Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung
  • 1 das Prozessschema der erfindungsgemäßen Vorgehensweise,
  • 2 eine Vorrichtung mit einem Hydrozyklon zum Einsatz beim Verfahren gemäß 1 und
  • 3 eine Steuereinrichtung zur Generierung geeigneter Magnetfelder bei der Entmagnetisierung und Trennung unerwünschter Bestandteile und.
  • Die einzelnen Figuren werden nachfolgend weitestgehend gemeinsam beschrieben.
  • In der 1 ist ein Mischreaktor mit 1 bezeichnet, der einen Eingang 2 für eine Flüssigkeit, beispielsweise für Grundwasser, und einen Ausgang 3 für die gereinigte Flüssigkeit hat. Weiterhin sind Eingänge 6, 6' für Sorptionsmittel, und zwar für frisches Sorptionsmittel einerseits und wiederaufbereitete Sorptionsmittel andererseits vorhanden. Im Reaktor 1 ist wenigstens ein Sensor 9 für die chemische Messung von Arsen eingebracht. Außerhalb des Rektors sind Sensoren 15, 15', 15'', ... im Flüssigkeitsstrom vorhanden.
  • Der angegebene Mischreaktor kann ein- oder aber vorzugsweisemehrstufig aufgebaut sein. Bei einer mehrstufigen Ausführung – wie in 1 angedeutet – sind die zweite Stufe und die dritte Stufe mit im Wesentlichen gleich aufgebauten Reaktoren realisiert. Es können n Reaktoren für einen n-stufigen Prozess vorhanden sein.
  • Über einen ersten Ausgang des Reaktors 1 gelangt nach der Magnetseparation unmittelbar Trinkwasser TrW zum Verbraucher, wobei gegebenenfalls noch ein Filter 19 nachgeschaltet sein können, um z. B. sonstige Verunreinigungen zu entfernen.
  • An einzelnen Ausgängen 4, 4', 4'', ... wird das mit den magnetischen Sorbentien beladene Arsen herausgeführt und durchläuft eine Einrichtung 20 zur Trennung der festen von den flüssigen Bestandteilchen. Nachgeschaltet ist eine Magnetanordnung 30 zur Trennung der Magnetteilchen vom Arsen.
  • In der Einheit 20 wird also zunächst der Wassergehalt beispielsweise durch ein Hydrozyklon weitgehend abgetrennt und dem Mischreaktorzulauf wieder zugeführt bzw. es dient einer Spülung der parallel aufgebauten Regenerationsstufe.
  • In der Einrichtung 20 wird in einem so genannten Zyklon ein Desorptionsmittel zugeführt. Beispielsweise erfüllt Natriumhydroxid (NaOH = basische Natronlauge), das mit dem Arsen die Verbindungen Natriumarsenat (NaAsO4/-AsO3) bildet, die Desorptionsfunktion. In einer weiteren Zyklotronschritt wird dann das sich in einer Lösung befindliche Arsenat vom Magnetit abgetrennt und in einen Auffangbehälter zur Entsorgung gesammelt.
  • Der an den Wänden des Zyklons verbliebene Magnetit wird mit einem Spülvorgang, und zwar vorteilhafterweise durch das primär abgetrennte Wasser, freigesetzt und wieder dem Mischreaktor 1 zugeführt und kann erneut als Sorptionsmittel verwendet werden.
  • Um einen kontinuierlichen Prozess zu realisieren ist es vorteilhaft, zwei Regenerationsstufen parallel prozessversetzt zu betreiben, wozu auf die 2 und 3 verwiesen wird.
  • In 2 ist die Anordnung 20 aus Zyklonen 25, 25' verdeutlicht, bei dem durch Rotation bewirkte Fliehkräfte eine Abtrennung der festen Bestandteile erfolgt. Dabei stehen in den einzelnen Prozess-Stufen I, II, III die Bezeichnungen +H2O für Wasserzugabe und –H2O für Wasserentzug sowie +Base für die Zugabe des basischen Desorptionsmittels und –Na3As4O4 für die Wegführung der gebundenen Arsenverbindungen. Im Zyklon sind dann HB + As an Magnetit gebunden. Wird beispielsweise Na2CO3 und/oder NH4OH und/oder NaOH zugegeben, bildet sich die Verbindung Na3AsO3/AsO4 in konzentrierter Form, die zur Endlagerung entfernt werden kann.
  • In 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer magnetischen Separationseinheit dargestellt, deren Grundzüge in anderem Zusammenhang aus der einschlägigen Fachliteratur bekannt sind (siehe z. B. P. Komarek, „Hochstromanwendung der Supraleitung", Teubner Studienbücher Physik 1995, Fig. 3.36 auf Seite 215).
  • Die Trenneinrichtung 30 besteht im Wesentlichen aus einer Magnetanordnung mit einem durch zwei begrenzende Zylinderwänden 41, 42 ausgebildeten ringförmigen Durchströmkanal für eine strömende Flüssigkeit. Im eingehenden Flüssigkeitsstrom 40 verteilte magnetische Teilchen 50i werden darin durch steuerbare magnetische Gradientenfelder zur äußeren Wand 42 gezogen und am Ausgang der Einheit durch eine Trennblende 43 vom gereinigten Flüssigkeitsstrom 44 getrennt. Die Gradientenfelder werden durch einen Stapel von Magnetspulen 45', 45'', 45''' ... mit Ansteuereinheiten 46', 45'', 46''' ... erzeugt, in dem benachbarte Spulen entgegengesetzte Stromrichtungen aufweisen.
  • Bei der Vorrichtung der angegebenen Literaturstelle werden die Magnetspulen mit Gleichstrom erregt. Dies birgt den Nachteil, dass die magnetischen Teilchen an der Wand der Separationseinheit haften bleiben und nicht durch die Trennblende austreten können. Daher werden in der hier beschriebenen magnetischen Separationseinheit die einzelnen Spulen mit zeitlich veränderlichen Strömen entsprechend den Einheiten 46erregt, wobei der Strom für ein bestimmtes Zeitintervall zu Null wird, so dass die Magnetteilchen sich nicht an der Wand festsetzen können, sondern durch den Flüssigkeitsstrom zur Trennblende transportiert werden. Die Magnete dienen also zur Aufkonzentration der magnetischen Teilchen in der Nähe der Außenwand des Reaktors, der Flüssigkeitsstrom transportiert die Teilchen zur Trennblende.
  • Vorstehend wurde anhand von spezifischen Beispielen aufgezeigt, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren als Schadstoffe bzw. Verunreinigungen die Elemente aus der 5. Hauptgruppe des Periodensystems verringert werden können, wobei im Wesentlichen Arsen, Selen bzw. deren Verbindungen betrachtet werden. Auch bestimmte radioaktive Elemente, wie insbesondere Uran (U) oder Cäsium (Cs), und weiterhin zweiwertiges Nickel (Ni2 +) oder Ytterbium (Yb), die im Grundwasser enthalten sein können
  • Als magnetische Sorbentien werden natürliche Substanzen der aber synthetischen Substanzen verwendet. Dabei werden magnetische Sorbentien Eisen(Fe)-basierte Substanzen vorteilhafterweise verwendet, insbesondere Magnetit (Fe3O4) oder Maghemit (γ-Fe2O3). Es können modifizierte Sorbentien verwendet werden, z. B. durch ein- oder mehrlagige Oberflächenschichten. Die Sorbentien können durch Zugabe von Desorptionsmitteln vom Schadstoffstrom getrennt werden. Ein regelbarer Anteil vom abgetrennten Sorbentien-haltigen Teilstrom wieder in den Reaktionsstrom zurückgeführt wird.
  • Es kann sinnvoll sein, dass die aufkonzentrierten Schadstoffströme einer weiteren Behandlung unterzogen werden, bei der entweder der Schadstoff weiter aufkonzentriert, abgetrennt oder als Wertstoff zurück gewonnen wird.
  • Es hat sich gezeigt, dass der Prozess in mehreren Stufen erfolgen sollte. Somit können etwaige verbleibende beladene magnetische Sorbentien in einem 2-ten bis n-ten Prozessschritt entfernt werden. Dabei kann nach jeder Separationsstufe mittels eines Sensors die Konzentrationen der magnetischen Sorbentien einerseits und die Schadstoff-Konzentration andererseits gemessen werden.
  • Beim beschriebenen Beispiel kann der Mischreaktor neben den Zulauf für Prozesswasser, einer Zuführung und/oder einer Rückführung der magnetischen Sorbentien, gegebenenfalls mechanische oder hydrodynamische Mischvorrichtungen haben. Die magnetische Separation durch ansteuerbare Elektromagnete und/oder Permanentmagnete quer zur Flussrichtung übt Kräfte auf die beladenen magnetischen Sorbentien aus und ermöglicht somit eine Abtrennung aus dem Hauptstrom. Gegebenenfalls verwendete Permanentmagnete können auch mechanisch verschiebbar sein.
  • Zur kontinuierlichen Abtrennung kann ein Hydrozyklon, ein Dekanter oder eine Zentrifuge verwendet werden. In der Regenerationseinheit können die Sorbentien durch Zugabe von Desorptionsmitteln vom Schadstoff getrennt werden. Dabei enthalten die Desorptionsmittel insbesondere NaOH, Ammoniak oder Natriumcarbonat (Na2CO3) enthalten. Die Regenerationskammer enthält einen Auslass für das Schadstoffkonzentrat (Eluat) und einen Mechanismus zum Rücktransport des regenerierten Sorbens in die Reaktorkammer, wobei eine Neutralisationsstufe der Regenerationskammer und als Neutralisationsmittel eine Säure, z. B. HCl oder eine Säure bildende Flüssigkeit CO2, verwendet wird.
  • Zusammenfassend ist festzuhalten, dass Schadstoffe und/oder Verunreinigungen können insbesondere im Trinkwasser langfristig gesundheitsschädliche Wirkungen haben. Auch im Prozesswasser sind sie aber unerwünscht. Erfindungsgemäß wird das mit Schadstoffen verunreinigte Wasser mit magnetisch aktivierbaren Sorbentien in Kontakt gebracht und werden die Schadstoffe und/oder Verunreinigungen von den Sorbentien abgetrennt. Die Sorbentien werden im gleichen Prozessschritt von den Schadstoffen und/oder den Verunreinigungen befreit und in den Arbeitsprozess zurückgeführt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - P. Komarek, „Hochstromanwendung der Supraleitung”, Teubner Studienbücher Physik 1995, Fig. 3.36 auf Seite 215 [0026]

Claims (35)

  1. Verfahren zur kontinuierlichen Entfernung von Schadstoffen und/oder Verunreinigungen aus Trink- und/oder Prozesswasser mittels magnetischer oder magnetisierbarer Sorbentien, mit folgenden Verfahrensschritten: – das mit den Schadstoffen verunreinigte Wasser wird mit den Sorbentien in Kontakt gebracht, – die Sorbentien werden und mit den Schadstoffen und/oder den Verunreinigungen beladen, – die mit den Schadstoffen und/oder den Verunreinigungen beladenen Sorbentien werden mittels einer Magnetanordnung von der Flüssigkeit getrennt, – die Sorbentien werden von den Schadstoffen und/oder den Verunreinigungen befreit und in den Reinigungsprozess für die Flüssigkeit zurückgeführt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schadstoffen bzw. Verunreinigungen Elemente aus der 5. Hauptgruppe des Periodensystems sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schadstoffe bzw. Verunreinigungen Arsen (As), Selen (Se) bzw. deren Verbindungen sind.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schadstoffe bzw. Verunreinigungen andere, an magnetischen Sorbentien haftende Elemente, bspw. Uran (U), Cäsium (Cs), zweiwertiges Nickel(Ni2+) oder Ytterbium (Yb) sind.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als magnetische Sorbentien natürliche Substanzen verwendet werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als magnetische Sorbentien synthetische Substanzen verwendet werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als magnetische Sorbentien Eisen(Fe)-basierte Substanzen verwendet werden, insbesondere Magnetit (Fe3O4) oder Maghemit (γ-Fe2O3).
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass modifiziert Sorbentien verwendet werden, z. B. durch ein- oder mehrlagige Oberflächenschichten.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sorbentien durch Zugabe von Desorptionsmitteln vom Schadstoffstrom getrennt werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein regelbarer Anteil vom abgetrennten Sorbentien-haltigen Teilstrom wieder in den Reaktionsstrom zurückgeführt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aufkonzentrierten Schadstoffströme einer weiteren Behandlung unterzogen werden, bei der entweder der Schadstoff weiter aufkonzentriert, abgetrennt oder als Wertstoff zurück gewonnen wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozess in mehreren Stufen erfolgt.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass etwaige verbleibende beladene magnetische Sorbentien in einem 2-ten bis n-ten Prozessschritt entfernt werden.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass nach jeder Separationsstufe mittels eines Sensors die Konzentrationen der magnetischen Sorbentien einerseits und die Schadstoff-Konzentration andererseits gemessen werden.
  15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 10, umfassend wenigstens einen Mischreaktor (1) für die Aufnahme von verunreinigtem Wasser und eines magnetischen Sorbens, wenigstens eine magnetische Separationseinheit (20) mit einzelnen Magnetfelderzeugern (45, 46) und weiterhin eine Regenerationseinheit (35) zur Abtrennung der aufkonzentrierten Schadstoffe und/oder Verunreinigungen von den Sorbentien und ggf. zur Rückführung der regenerierten Sorbentien in den Mischreaktor (1).
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Sorbentien Eisen(Fe)-basiert sind, z. B. Magnetit (Fe3O4) oder Maghemit (γ-Fe2O3)
  17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Sorbentien natürlich oder synthetisch gebildet sind.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Sorbentien modifiziert sind, z. B. durch ein- oder mehrlagige Oberflächenschichten.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelgrößen kleiner als 10 μm sind.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 19 dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelgrößen zwischen 0,01 μm und 1 μm betragen.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischreaktor (1) einen Zulauf (2) für Grund- und/oder Prozesswasser, einer Zuführung und/oder einer Rückführung der magnetischen Sorbentien, gegebenenfalls mechanische oder hydrodynamische Mischvorrichtungen und einem Ablauf (3) mit Zuführung zu wenigstens einer mechanischen Trennvorrichtung (20) und der magnetischen Separationseinheit (30) hat.
  22. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Separation durch getrennt ansteuerbare Elektromagnete (45i, 46i) und/oder Permanentmagnete quer zur Flussrichtung Kräfte auf die beladenen magnetischen Sorbentien ausübt und somit eine Abtrennung aus dem Hauptstrom ermöglicht.
  23. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete mechanisch verschiebbar sind.
  24. Vorrichtung nach Anspruch 11, mit mehreren Separationsstufen, dadurch gekennzeichnet, dass nach der ersten Separationsstufe (10) im Hauptstrom weitere Separationsstufen angeordnet sind, um etwaige verbleibende beladene magnetische Sorbentien in einem 2-ten bis n-ten Prozessschritt zu entfernen, und wobei nach jeder Separationsstufe (10, 10', 10'', ...) ein Sensor (15, 15', 15'', ...) installiert ist, der die Konzentration der magnetischen Sorbentien und/oder die Schadstoff-Konzentration misst.
  25. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass i nach der n-ten/letzten Separationsstufe (10n') das Wasser einem Trink- bzw. Brauchwassersystem, wie insbesondere Tank, Leitung, etc., zugeführt wird.
  26. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere Reinigungseinheit (19), z. B. durch mechanische Filter, zwischengeschaltet ist.
  27. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich nach der magnetischen Separationsstufe (30) eine Abtrennstufe (35) angeordnet ist, mit der die abgetrennten, beladenen Sorbentien entwässert werden, wobei das Wasser in den Mischreaktor (1) zurückführbar ist.
  28. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass zur kontinuierlichen Abtrennung wenigstens ein Hydrozyklon (20, 20') vorhanden ist.
  29. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass zur kontinuierlichen Abtrennung wenigstens ein Dekanter vorhanden ist.
  30. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass zur kontinuierlichen Abtrennung wenigstens eine Zentrifuge vorhanden ist.
  31. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass in der Regenerationseinheit (35) die Sorbentien durch Zugabe von Desorptionsmitteln vom Schadstoff getrennt werden.
  32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Desorptionsmittel insbesondere Natronlauge (NaOH), Ammoniak (NH4) oder Natriumcarbonat (Na2CO3) enthalten.
  33. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Regenerationseinheit (35) einen Auslass für das Schadstoffkonzentrat (Eluat) enthält und einen Mechanismus zum Rücktransport des regenerierten Sorbens in den Mischreaktor (1).
  34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass eine Neutralisationsstufe der Regenerationseinheit (35) nachgeschaltet ist, um das Sorbens zu neutralisieren.
  35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die als Neutralisationsmittel eine Säure, z. B. HCl, oder ein Säure-bildendes Fluid, z. B. CO2, verwendet wird.
DE102009035764A 2009-08-03 2009-08-03 Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Entfernung von Schadstoffen und/oder Verunreinigungen aus Trink- und/oder Prozesswasser Ceased DE102009035764A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009035764A DE102009035764A1 (de) 2009-08-03 2009-08-03 Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Entfernung von Schadstoffen und/oder Verunreinigungen aus Trink- und/oder Prozesswasser
PCT/EP2010/060904 WO2011015493A1 (de) 2009-08-03 2010-07-27 Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen entfernung von schadstoffen und/oder verunreinigungen aus trink- und/oder prozesswasser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009035764A DE102009035764A1 (de) 2009-08-03 2009-08-03 Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Entfernung von Schadstoffen und/oder Verunreinigungen aus Trink- und/oder Prozesswasser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009035764A1 true DE102009035764A1 (de) 2011-02-17

Family

ID=42799664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009035764A Ceased DE102009035764A1 (de) 2009-08-03 2009-08-03 Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Entfernung von Schadstoffen und/oder Verunreinigungen aus Trink- und/oder Prozesswasser

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102009035764A1 (de)
WO (1) WO2011015493A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015044446A1 (en) * 2013-09-30 2015-04-02 Mærsk Olie Og Gas A/S Method and system for the recovery of oil, using water that has been treated using magnetic particles
WO2015044445A1 (en) * 2013-09-30 2015-04-02 Mærsk Olie Og Gas A/S Method and system for the enhanced recovery of oil, using water that has been depleted in ions using magnetic particles
US9028687B2 (en) 2011-03-02 2015-05-12 Siemens Aktiengesellschaft Separating device for separating magnetic or magnetizable particles present in suspension
US9969943B2 (en) 2013-09-30 2018-05-15 Maersk Olie Og Gas A/S Use of magnetic nanoparticles for depletion of aromatic compounds in oil
US9975790B2 (en) 2013-09-30 2018-05-22 Maersk Olie Og Gas A/S Water treatment suited for oil production wells

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2483027C1 (ru) * 2011-11-25 2013-05-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" (ФГБОУ ВПО "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина") Способ очистки промышленных сточных и питьевых вод на глауконите от катионов железа (ii)
RU2504568C1 (ru) * 2012-07-19 2014-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" Расширяющийся тампонажный состав

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19637711A1 (de) * 1995-09-19 1997-03-20 Hitachi Ltd Magnet-Separationsvorrichtung sowie Vorrichtung zur Reinigung von Flüssigkeiten
JP2005046728A (ja) * 2003-07-29 2005-02-24 Japan Science & Technology Agency 水溶液中の砒素除去処理方法及び水溶液中の砒素除去処理システム
US7247242B1 (en) * 2001-10-10 2007-07-24 Sandia Corporation Arsenic removal from water
CN101041491A (zh) * 2007-03-15 2007-09-26 郭玉同 二级磁分离技术处理工业废/污水的方法
CN101231899A (zh) * 2008-02-25 2008-07-30 中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所 一种磁性颗粒萃取剂及分离放射性核素的方法
JP2008284520A (ja) * 2007-05-21 2008-11-27 Futaba Shoji Kk 担持触媒型磁性吸着剤および過酸化物含有廃水の処理方法
EP2055377A1 (de) * 2006-08-25 2009-05-06 National University Corporation Nagoya University Magnetischer chemischer dämpfer, verfahren zu seiner herstellung und regenerierung sowie verfahren zur flüssigabfallbehandlung

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0486574B1 (de) * 1989-08-16 1994-02-23 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Klärverfahren
EP0515686A4 (en) * 1990-12-07 1993-08-11 Environ Umweltschutz Ag Method of water purification
US6896815B2 (en) * 2001-05-30 2005-05-24 Steven L. Cort Methods for removing heavy metals from water using chemical precipitation and field separation methods
US7820053B2 (en) * 2006-09-27 2010-10-26 Cort Steven L Magnetic separation and seeding to improve ballasted clarification of water

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19637711A1 (de) * 1995-09-19 1997-03-20 Hitachi Ltd Magnet-Separationsvorrichtung sowie Vorrichtung zur Reinigung von Flüssigkeiten
US7247242B1 (en) * 2001-10-10 2007-07-24 Sandia Corporation Arsenic removal from water
JP2005046728A (ja) * 2003-07-29 2005-02-24 Japan Science & Technology Agency 水溶液中の砒素除去処理方法及び水溶液中の砒素除去処理システム
EP2055377A1 (de) * 2006-08-25 2009-05-06 National University Corporation Nagoya University Magnetischer chemischer dämpfer, verfahren zu seiner herstellung und regenerierung sowie verfahren zur flüssigabfallbehandlung
CN101041491A (zh) * 2007-03-15 2007-09-26 郭玉同 二级磁分离技术处理工业废/污水的方法
JP2008284520A (ja) * 2007-05-21 2008-11-27 Futaba Shoji Kk 担持触媒型磁性吸着剤および過酸化物含有廃水の処理方法
CN101231899A (zh) * 2008-02-25 2008-07-30 中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所 一种磁性颗粒萃取剂及分离放射性核素的方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Afkhami,A. und Norooz-Asl,R.: Removal, preconcentration and determination of Mo(VI) from water and wastewater samples using maghemite nanoparticles. In: Colloids and Surfaces A, 2009, Vol. 346, S.52-57 *
Franzreb,M.: Magnettechnologie in der Verfahrenstechnik wässriger Medien. Karlsruhe, Forschungszentrum Karlsruhe, 2003 *
JP 2005 046 728 AA und elektronische Übersetzung
JP 2005046728 A und elektronische Übersetzung *
P. Komarek, "Hochstromanwendung der Supraleitung", Teubner Studienbücher Physik 1995, Fig. 3.36 auf Seite 215

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9028687B2 (en) 2011-03-02 2015-05-12 Siemens Aktiengesellschaft Separating device for separating magnetic or magnetizable particles present in suspension
WO2015044446A1 (en) * 2013-09-30 2015-04-02 Mærsk Olie Og Gas A/S Method and system for the recovery of oil, using water that has been treated using magnetic particles
WO2015044445A1 (en) * 2013-09-30 2015-04-02 Mærsk Olie Og Gas A/S Method and system for the enhanced recovery of oil, using water that has been depleted in ions using magnetic particles
US9969943B2 (en) 2013-09-30 2018-05-15 Maersk Olie Og Gas A/S Use of magnetic nanoparticles for depletion of aromatic compounds in oil
US9975790B2 (en) 2013-09-30 2018-05-22 Maersk Olie Og Gas A/S Water treatment suited for oil production wells
US10138410B2 (en) 2013-09-30 2018-11-27 Total E&P Danmark A/S Method and system for the enhanced recovery of oil, using water that has been depleted in ions using magnetic particles
US10150908B2 (en) 2013-09-30 2018-12-11 Total E&P Danmark A/S Method and system for the recovery of oil, using water that has been treated using magnetic particles

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011015493A1 (de) 2011-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009035764A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Entfernung von Schadstoffen und/oder Verunreinigungen aus Trink- und/oder Prozesswasser
DE69200465T2 (de) Reinigung von Lösungen.
DE1769201C3 (de) Ionenaustauschverfahren
DE2524544C3 (de) Verfahren zur Aufbereitung einer durch Festteilchen verunreinigten RohnOssigkeit
US9799418B2 (en) Method of treating radioactive liquid waste and radioactive liquid waste treatment apparatus
DE102010023131A1 (de) Anordnung und Verfahren zum Trennen magnetisierbarer Partikel von einer Flüssigkeit
DE3503760A1 (de) Verfahren zur behandlung von waessrigen pertechnetatloesungen
DE102010061952A1 (de) Vorrichtung zum Abscheiden von ferromagnetischen Partikeln aus einer Suspension
EP0111825B1 (de) Vorrichtung der Hochgradienten-Magnettrenntechnik zum Abscheiden magnetisierbarer Teilchen
DE60221438T2 (de) Elektrochemisches verfahren zur dekontamination von radioaktiven materialien
DE102008047842A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Abscheiden ferromagnetischer Partikel aus einer Suspension
EP2051941B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur entfernung von in gelöster form vorliegenden fremdstoffen aus abwasser
WO2017129682A1 (de) Kartusche zur reinigung von wasser durch elektroactiven adsorbermaterial (zeta potential)
EP2926897B1 (de) Vorrichtung zur rückgewinnung von halogenierten kohlenwasserstoffen
DE3620660C2 (de)
DE19951642A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Reduzieren von kationischen Verunreinigungen und zum Dosieren von Lithium im Kühlwasser eines Leichtwasserreaktors und Kühlwassersystem eines Leichtwasserreaktors mit einer solchen Vorrichtung
KR102074989B1 (ko) 나노융합소재를 이용하여 방사성 오염수를 처리하는 수처리 시스템 및 그 방법
DE102010042723A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Separation von Neél- und Brown-magnetischen Partikeln
Baeza et al. Elimination of man-made radionuclides from natural waters by applying a standard coagulation-flocculation process
DE102018107923B4 (de) Verfahren und Verwendung von Siderophoren zur Rückgewinnung von Nichteisenmetallen aus Industrieabwässern
KR102062141B1 (ko) 자성 그래핀 산화물을 이용한 자기 분리 장치 및 방법
DE102016101640A1 (de) Filter und Verfahren zur Reinigung von Wasser
DE102008046973A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Beseitigung von Verunreinigungen aus Wasser
DE102011006664A1 (de) Wasseraufbereitungsgerät
DE112019004459T5 (de) Anreicherung von proben mittels magnetischer partikel in mikrokanälen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20130426