DE102009055378A1

DE102009055378A1 - Abwasserbehandlungsmittel mit oxidativer Wirkung und Verfahren zur Behandlung von Abwasser

Info

Publication number: DE102009055378A1
Application number: DE200910055378
Authority: DE
Inventors: Tom Granli; Günther Dr. 10243 Wasow
Original assignee: Yara International ASA
Current assignee: Yara International ASA
Priority date: 2009-12-29
Filing date: 2009-12-29
Publication date: 2011-07-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Abwasserbehandlungsmittel mit oxidativer Wirkung für Kanalisationsbereiche mit eingeschränkter oder fehlender Zufuhr von Luftsauerstoff und ein Verfahren zur Behandlung von Abwasser in Kanalisationsbereichen mit eingeschränkter oder fehlender Zufuhr von Luftsauerstoff. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schwefelsauerstoff schnell in Verbindung mit nachhaltiger Wirkung für ein nichtseptisches Abwasser zu beseitigen. Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem Abwasserbehandlungsmittel mit oxidativer Wirkung für Kanalisationsbereiche mit eingeschränkter oder fehlender Zufuhr von Luftsauerstoff, dadurch gekennzeichnet, dass Nitrate, Permanganate und hydrolisierbare Aluminiumverbindungen enthalten sind und ein Verfahren zur Abwasserbehandlung, das dadurch gekennzeichnet ist, dass dem Abwasser ein Abwasserbehandlungsmittel gemäß der Ansprüche 1 bis 5 zugesetzt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Abwasserbehandlungsmittel mit oxidativer Wirkung für Kanalisationsbereiche mit eingeschränkter oder fehlender Zufuhr von Luftsauerstoff und ein Verfahren zur Behandlung von Abwasser in Kanalisationsbereichen mit eingeschränkter oder fehlender Zufuhr von Luftsauerstoff.
Um eine Fäulnis des Abwassers bei mangelnder Zufuhr von Sauerstoff zu verhindern, hat sich besonders der Einsatz von Nitraten, vorrangig von Calciumnitrat, als Elektronenakzeptor bewährt. In Gegenwart von Nitraten entsteht ein anoxisches Milieu, das die enzymatische Aktivität und die Zellteilung von Sulfat reduzierenden Bakterienstämmen unterdrückt.
Damit wird nicht nur das Auftreten von toxischem und übel riechendem Schwefelwasserstoff verhindert, sondern ein solchermaßen behandeltes Abwasser beginnt im Gegensatz zum faulenden Abwasser unmittelbar nach dem Eintritt in eine Freigefälleleitung sowie in der Kläranlage mit dem aeroben Abbau der Schmutzfracht, sobald Luftsauerstoff Zutritt zum Abwasser hat.
Ferner ist der Einsatz von Permanganaten zur Bekämpfung von üblen Gerüchen, wie sie in Abdeckereien, Fischverarbeitungsbetrieben und im faulenden Abwasser auftreten, seit langem bekannt. Ausschlaggebend für die Wirkung von Permanganat ist das hohe Oxidationspotential, das durch eine unmittelbare chemische Reaktion geruchsintensive Stoffe zu oxidieren vermag.
Dieses hohe Oxidationspotential führt jedoch auch dazu, dass keine selektive Oxidation erfolgt. Daraus resultiert ein hoher Verbrauch an Permanganat für die Oxidation unkritischer Begleitstoffe. Häufig können geruchsintensive Verbindungen erst dann zerstört werden, nachdem leichter oxidierbare Stoffe bereits einen Großteil der zugesetzten Menge an Permanganat verbraucht haben.
Im Leitungsnetz von Abwasserbetrieben wird Permanganat häufig dazu verwendet, im Wasser gelöste Substanzen mit unerwünschten Eigenschaften, wie Geruchsbildung oder Farbgebung, zu beseitigen.
So werden Permanganate auch zur schnellen Eliminierung von Schwefelwasserstoff eingesetzt. Schwefelwasserstoff ist im Abwasser die Verbindung mit dem höchsten Reduktionspotential und wird daher bevorzugt oxidiert, zunächst zu elementarem Schwefel. Erst wenn kein Schwefelwasserstoff mehr vorhanden ist, werden auch andere Inhaltsstoffe angegriffen. Das sind sowohl andere übel riechende Stoffe wie Mercaptane, niedere Fettsäuren sowie Skatol, aber auch kolloid gelöste Begleitstoffe wie Mikrozellulose und Proteine. Der zunächst in kolloidaler Form abgeschiedene Schwefel kann vom Permanganat über mehrere Zwischenstufen bis zum Sulfat oxidiert werden.
Kolloidal gelöste Stoffe besitzen einen so geringen Dampfdruck, dass sie sich z. B. nicht durch üblen Geruch bemerkbar machen. Sie verursachen aber einen unerwünschten Mehrverbrauch an Oxidationsmittel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schwefelsauerstoff schnell in Verbindung mit nachhaltiger Wirkung für ein nichtseptisches Abwasser zu beseitigen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem Abwasserbehandlungsmittel mit oxidativer Wirkung für Kanalisationsbereiche mit eingeschränkter oder fehlender Zufuhr von Luftsauerstoff, dadurch gekennzeichnet, dass Nitrate, Permanganate und hydrolisierbare Aluminiumverbindungen enthalten sind und ein Verfahren zur Abwasserbehandlung, das dadurch gekennzeichnet ist, dass dem Abwasser ein Abwasserbehandlungsmittel gemäß der Ansprüche 1 bis 5 zugesetzt wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
So ist eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Abwasserbehandlungsmittels dadurch gekennzeichnet, dass Nitrate des Natriums, Kaliums, Magnesiums, Aluminiums, Eisens und/oder Calciums, Permanganate des Natriums und/oder des Kaliums und Aluminiumchlorid und/oder Aluminiumnitrat enthalten sind.
Eine Weiterbildung des Abwasserbehandlungsmittels ist dadurch gekennzeichnet, dass 40 bis 50 Ma.-% anorganische Nitrate, 2 bis 20 Ma.-% Permanganat und 2 bis 20 Ma.-% Aluminiumsalz sowie 20 bis 60 Ma.-% Wasser enthalten sind.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Abwasserbehandlungsmittels ist dadurch gekennzeichnet, dass 40 bis 50 Ma.-% Calciumnitrat, 1 bis 10 Ma.-% Natriumpermanganat, 1 bis 10 Ma.-% Aluminiumnitrat und/oder Aluminiumchlorid und/oder Polyaluminiumchlorid sowie 40 bis 80 Ma.-% Wasser enthalten sind.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Abwasserbehandlungsmittels ist dadurch gekennzeichnet, dass 42 bis 46 Ma.-% Calciumnitrat, 1 bis 5 Ma.-% Natriumpermanganat und 1 bis 5 Ma.-% Aluminiumnitrat enthalten sind.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass das Abwasserbehandlungsmittel in Form einer wässrigen Lösung dem Abwasser zugesetzt wird.
Um eine sofortige Beseitigung von Schwefelwasserstoff und eine nachhaltige Wirkung für ein nichtseptisches Abwasser miteinander zu verbinden, wird erfindungsgemäß besonders vorteilhaft eine Kombination von Nitraten, Permanganaten und Aluminiumsalzen eingesetzt.
Beim Eintrag dieser Lösung in das Abwasser tritt durch die Hydrolyse des Aluminiumsalzes die Bildung von Aluminiumhydroxid, genau genommen von Aluminiumoxidhydrat, ein. Dieses liegt zunächst als amorphes Sol vor, das nach und nach zu stark wasserhaltigen Flocken koaguliert. Die Flocken besitzen eine ausgedehnte Oberfläche, an der sich kolloidale Partikel adsorbieren und von weiterem Aluminiumoxidhydrat umhüllt werden. Damit wird leicht oxidierbares Material aus der Lösung entfernt.
Bei einem ruhenden Abwasser setzen sich die Flocken am Boden ab. Die Abtrennung aus der Lösung wird so auch makroskopisch sichtbar. Aluminiumoxidhydrat stellt genau wie Aluminiumhydroxid eine rein weiße Substanz dar. An der Färbung abgesetzter Flocken bei der Zugabe eines Aluminiumsalzes zum Abwasser erkennt man deutlich, dass eine Adsorption von Schmutzpartikeln stattgefunden hat.
Durch die Isolierung der leicht oxidierbaren kolloidalen Teilchen im Abwasser, z. B. Bruchstücke von Zellulosefasern, verringert sich die notwendige Menge an Permanganat erheblich, da der Zusatz nur zu der erwünschten Oxidation der gelösten Stoffe verbraucht wird.
Gleichzeitig kann der anoxische Zustand über einen langen Zeitraum, bzw. über eine lange Fließstrecke mit einer verringerten Menge an Nitrat aufrecht erhalten.
In der Praxis hat sich eine Lösung bestehend 35 bis 45% Calciumnitrat, 2 bis 10% Natriumpermanganat und 2 bis 20% Aluminiumsalz als vorteilhaft erwiesen. Als Aluminiumsalze lassen sich im Sinne der vorliegenden Erfindung Aluminiumchlorid, Polyaluminiumchlorid (PAC) und Aluminiumnitrat einsetzen.
Um die gemeinsame Lösung von Calciumnitrat, Natriumpermanganat und Aluminiumsalz auch bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt als klare Lösung lagern zu können, beträgt dabei die Gesamtkonzentration der zuvor genannten Salze 40 bis 45 Masseprozent in der wässrigen Lösung.
Im Folgenden soll das Wesen der Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert werden.
Beispiel 1
In den Pumpensumpf am Beginn einer Abwasserdruckrohrleitung mit einem Innendurchmesser von 140 mm und einer Länge von 3500 m wird eine Lösung bestehend aus 45% Calciumnitrat, 3% Natriumpermanganat und 5% Aluminiumnitrat in der Menge von 500 ml/m³ Abwasser dosiert. Beim Austritt des Wassers aus der ADL in eine Freigefälleleitung wurden Werte von < 1,0 mg/l Schwefelwasserstoff und 0,0 mg/l Nitrat gemessen.
Um die gleichen Ablaufwerte ohne den Zusatz von Aluminiumnitrat zu erreichen, war ein Zusatz von 800 ml/m³ der Calciumnitrat/Natriumpermanganat-Lösung notwendig.
Beispiel 2
In den Pumpensumpf am Beginn einer Abwasserdruckrohrleitung mit einem Innendurchmesser von 140 mm und einer Länge von 2800 m wird eine Lösung bestehend aus 45% Calciumnitrat, 6% Natriumpermanganat und 5% Aluminiumnitrat in der Menge von 350 ml/m³ Abwasser dosiert. Das Abwasser ist am Beginn der ADL nur gering mit Schwefelwasserstoff belastet, weist aber einen penetranten Geruch nach Buttersäure auf. Beim Austritt des Wassers aus der ADL in eine Freigefälleleitung war der Geruch nach Buttersäure nicht mehr wahrnehmbar. Außerdem wurden Werte von < 1,0 mg/l Schwefelwasserstoff und 0,0 mg/l Nitrat gemessen.
Um eine Eliminierung des Geruches nach Buttersäure ohne den Zusatz von Aluminiumnitrat zu erreichen, musste die Dosierung auf 500 ml/m³ angehoben werden. Am Ablauf war Schwefelwasserstoff nicht nachweisbar, die Konzentration an Nitrat betrug noch 0,6 mg/l.

Claims

Abwasserbehandlungsmittel mit oxidativer Wirkung für Kanalisationsbereiche mit eingeschränkter oder fehlender Zufuhr von Luftsauerstoff, dadurch gekennzeichnet, dass Nitrate, Permanganate und hydrolisierbare Aluminiumverbindungen enthalten sind.
Abwasserbehandlungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Nitrate des Natriums, Kaliums, Magnesiums, Aluminiums, Eisens und/oder Calciums, Permanganate des Natriums und/oder des Kaliums und Aluminiumchlorid und/oder Aluminiumnitrat enthalten sind.
Abwasserbehandlungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass 40 bis 50 Ma.-% anorganische Nitrate, 2 bis 20 Ma.-% Permanganat und 2 bis 20 Ma.-% Aluminiumsalz sowie 20 bis 60 Ma.-% Wasser enthalten sind.
Abwasserbehandlungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass 40 bis 50 Ma.-% Calciumnitrat, 1 bis 10 Ma.-% Natriumpermanganat, 1 bis 10 Ma.-% Aluminiumnitrat und/oder Aluminiumchlorid und/oder Polyaluminiumchlorid sowie 40 bis 80 Ma.-% Wasser enthalten sind.
Abwasserbehandlungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass 42 bis 46 Ma.-% Calciumnitrat, 1 bis 5 Ma.-% Natriumpermanganat und 1 bis 5 Ma.-% Aluminiumnitrat enthalten sind.
Verfahren zur Behandlung von Abwasser in Kanalisationsbereichen mit eingeschränkter oder fehlender Zufuhr von Luftsauerstoff, dadurch gekennzeichnet, dass dem Abwasser ein Abwasserbehandlungsmittel gemäß der Ansprüche 1 bis 5 zugesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Abwasserbehandlungsmittel in Form einer wässrigen Lösung dem Abwasser zugesetzt wird.