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Verfahren zur Entgiftung von Abwässern Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren zur Entgiftung von Abwässern, welche aus chemischen oder elektrochemischen
Betrieben anfallen. Solche Betriebe sind beispielsweise galvanische Anlagen und
Beizereien.
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Zahlreiche Verfahren zur Behandlung von Industrieabwässern, die schädliche
Bestandteile enthalten, sind bereits bekannt. Dabei kommt den Maßnahmen, die eine
Verringerung der Menge und Giftigkeit der Abwässer zur Folge haben, eine besondere
Bedeutung zu. Hierzu gehören unter anderem die Einsparung von Spülwasser durch Verwendung
von Kaskadenspüleinrichtungen, Sprüheinrichtungen, Leitfähigkeitsmeßfühlern zur
Regelung der Spülwasserzufuhr, Umwälzvorrichtungen für das Spülwasser u. dgl. Durch
die genannten Maßnahmen läßt sich zwar die Spülwasser- und damit auch die Abwassermenge
verringern, aber das Abwasserproblem wird dadurch nicht vollständig gelöst.
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Es ist ferner bekannt, Bädern für die chemische oder elektrochemische
Oberflächenbehandlung sogenannte Sparspülbehälter in einer so großen Zahl nachzuschalten,
daß schließlich nach einer größeren Anzahl von Spülvorgängen praktisch keine Giftstoffe
mehr durch das Behandlungsgut ausgetragen werden.
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Da man die Verdunstungsverluste der Behandlungsbäder aus dem Inhalt
der Sparspülbehälter auffüllt, ist man somit in der Lage, die Giftstoffe aus dem
Abwasser fernzuhalten, sofern die Verdunstung der Behandlungsbäder eine genügend
häufige Entleerung der Sparspülbehälter gestattet. Je geringer die Verdunstung ist,
z. B. bei kalt arbeitenden Bädern, desto mehr Sparspülbehälter sind erforderlich,
um ein Austragen von Giftstoffen zu vermeiden, da die Entleerung der Sparspülbehälter
weniger häufig möglich ist und die Giftkonzentrationen der Sparspülbehälterflüssigkeit
daher stärker ansteigen.
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Die Vermeidung der Bildung giftiger Abwässer durch die Verwendung
von Sparspülbehältern allein erfordert daher sowohl eine größere Anzahl solcher
Behälter, d. h. Investitions- und Raumkosten, als auch einen erheblichen Mehraufwand
an Arbeit, der sich aus der großen Anzahl der Spülvorgänge ergibt.
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Die Entfernung der Giftstoffe aus dem Abwasser kann auch mit Hilfe
von Ionenaustauschern erfolgen.
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Dabei erfolgt entweder eine weitgehende Entsalzung des Abwassers,
das dann erneut in den Betriebswasserkreislauf zurückgeführt werden kann, oder aber
man entfernt mit Hilfe der Ionenaustauscher nur die »giftigen« Ionen des Abwassers,
das man anschließend ableitet.
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Der Einsatz von Ionenaustauschern erfordert je-
doch, daß die darin
zurückgehaltenen Giftstoffe tumusmäßig zunächst mittels besonderer Chemikalien eluiert
und die dabei entstehenden Regenerate anschließend in einer getrennten Anlage entgiftet
und neutralisiert werden. Bei den bisher bekannten Anlagen mit Ionenaustauschern
liegen dieselben in einem Wasserkreislauf, in welchem sich ein Fließspülbehälter
befindet, der als letzte Stufe für das behandelte Werkstück anzusehen ist. Der Nachteil
der Ionenaustauscheranlage mit Wasserkreislauf besteht darin, daß für die Ionenaustauscher
relativ kurze Regenerationsintervalle vorgesehen werden müssen, wodurch ein sehr
hoher Chemikalienverbrauch bedingt ist. Der Wartungsaufwand für eine solche Anlage
ist dementsprechend sehr hoch. Wenn man, um die Regenerationsintervalle zu verlängern,
die Anlage entsprechend vergrößert, so treten darüber hinaus so erhebliche Anlagekosten
auf, daß eine wirtschaftliche Arbeitsweise der Anlage nicht mehr gegeben ist.
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Die Entgiftung und Neutralisation der Abwässer in der herkömmlichen
Weise läßt sich sowohl kontinuierlich in sogenannten Durchlaufanlagen als auch diskontinuierlich
in sogenannten Standanlagen durchführen. Der Verfahrensgang ist in beiden Fällen
im Prinzip derselbe. Wenn etwa neutrale zyanidhaltige Spülwässer in größerer Menge
anfallen, so ist die gesamte Abwassermenge so stark alkalisch zu machen, daß die
z. B. mit Hypochlorit mögliche Entgiftung störungsfrei abläuft. Anschließend ist
durch Säurezugabe zu neutralisieren. Die Oxydation von Nitrit- bzw. die Reduktion
von Chromationen hingegen erfordern ein saures Medium. Anschließend sind ebenfalls
weitere Chemikalien zur Neutralisation erforderlich.
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Die Entfernung von Schwermetallen als Hydroxyde ist ebenfalls nicht
einfach, weil die Metallkonzentration wegen der großen Verdünnung im allgemeinen
so niedrig ist, daß die Abtrennung der Hydroxyde zur Erzielung klarer Abwässer meistens
einen erheblichen Aufwand an Klär- und Absetzbeckenvolumen erfordert.
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Somit verursacht auch die Abwasseraufbereitung in der herkömmlichen
Weise sowohl einen erheblichen baulichen Aufwand als auch häufig beträchtliche Chemikalienkosten,
da nur selten z. B. die sauren und alkalischen Wässer in einem solchen Verhältnis
anfallen, daß allein das Zusammenführen bereits die notwendige Neutralisation ergibt.
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Dem Verfahren gemäß der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die
skizzierten Verfahren zur Abwasserbehandlung in besonderer Weise zu kombinieren,
so daß jeweils die Vorteile der einzelnen Verfahren zur Geltung kommen, ohne daß
ihre Nachteile wie bisher in Kauf genommen werden müssen.
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Da jedes Verfahren nur unter bestimmten Bedingungen angewandt werden
kann, wobei gleichzeitig die wirtschaftlich optimale Lösung des Problems erreicht
werden soll, werden die Standspülmethode, die Fließspülmethode und das Ionenaustauschverfahren
miteinander kombiniert, so daß mehrere Vorteile gleichzeitig erzielt werden können.
Die Eluate der Ionenaustauscher werden in bekannter Weise aufgearbeitet.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung, bei welchem zur Entgiftung der
Abwässer aus chemischen oder elektrochemischen Betrieben die Standspülmethode und
ein aus Fließspülbehälter und Ionenaustauschern bestehender Wasserkreislauf verwendet
werden, ist derart ausgebildet, daß man die Standspülmethode je nach Salzgehalt
und Zähigkeit des galvanischen Bades nach dem Durchgang des Werkstücks durch einen
oder mehrere Standspülbehälter abbricht und auf das Spülen im Wasserkreislauf übergeht.
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Durch die Erfindung werden demnach zwei an sich bekannte Verfahren
so günstig miteinander kombiniert, daß nur die Vorteile dieser Verfahren wirksam
werden, während ihre Nachteile umgangen sind.
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Das Abbrechen der Standspülmethode bei einem Verfahrensstand, welcher
sich je nach dem Salzgehalt oder der Zähigkeit des galvanischen Bades richtet, und
der Übergang zu diesem Zeitpunkt auf den Wasserkreislauf, welcher an sich unwirtschaftlicher
ist als die Standspülmethode, bringen den überraschenden Effekt mit sich, daß das
gesamte Verfahren gerade durch den Abbruch der Standspülmethode wirtschaftlicher
wird. Durch den Einsatz der Standspülbehälter kann nämlich die Regenerationszeit
der Ionenaustauscher erheblich verlängert werden, so daß auch dieses Verfahren erheblich
besser ausgenutzt werden kann.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung wird an Hand der Schemazeichnung
näher beschrieben. Die in den Behandlungsbädern 1 bearbeiteten Teile werden in den
jeweils zugehörigen Standspülbehältern 2 gespült.
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Die Anzahl der Standspülbehälter 2 richtet sich dabei selbstverständlich
sowohl nach den räumlichen und durch den Verfahrensgang bedingten Gegebenheiten
als auch danach, ob die Behandlungsbäder verdünnte warme oder etwa konzentrierte
kalte Lösungen enthalten. In letztem Fall ist die Anzahl der Standspül-
behälter
2 selbstverständlich nach Möglichkeit zu erhöhen, um möglichst wenig Giftstoffe
in die Fließspülbehälter3 einzuschleppen. Andererseits soll die Anzahl der Standspülbehälter
2 zur Vermeidung höherer Anlage- und Lohnkosten möglichst niedrig gehalten werden.
Das Optimum läßt sich entsprechend den Gegebenheiten einstellen.
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Aus den Fließspülbehältern 3 wird ständig Spülwasser abgezogen und
in den Sammelbehälter 4 geleitet. Alle Elüssigkeitsverluste in den - beispielsweise
chemischen oder elektrolytischen - Behandlungsbädern 1 werden aus den zugehörigen
Standspülbehältern 2 aufgefüllt, und die Standspülbehälter2 ihrerseits werden aus
den Fließspülbehältern 3 aufgefüllt. Der in den Fließspülbehältern 3 auftretende
Wasserbedarf wird durch Frischwasserzulauf 4a in den Sammelbehälter4 automatisch
ergänzt. Das Spülwasser wird nun über das Filter 5 und die Ionenaustauscherbatterie
6 von allen störenden Kationen und Anionen gereinigt und in die Fließspülbehälter
3 zurückgeführt.
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Sobald eine Regeneration der Ionenaustauscher notwendig ist, wird
die jeweils erforderliche Chemikalienmenge aus den Behältern 7 über die Ionenaustauscher
6 geleitet, und die dabei anfallenden Eluate gelangen je nach ihrer Zusammensetzung
in eine herkömmliche Entgiftungsanlage 8. Da es sich bei dem skizzierten Beispiel
nur um die Erläuterung des Prinzips handelt, wurden nur zwei Ionenaustauscher angedeutet.
Bei besonders komplex zusammengesetzten Spülwässern kann sich ihre Anzahl erhöhen.
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In der Entgiftungsanlage 8 werden einerseits die Eluate der Ionenaustauscher
unschädlich gemacht, andererseits können auch unbrauchbar gewordene Konzentrate
aus den Behandlungsbädern 1 sowie Lösungen aus den Standspülbehältern 2, die nicht
in die Behandlungsbäder 1 zurückgeführt werden können, in derselben Entgiftungsanlage
in herkömmlicher Weise aufgearbeitet werden.