DE1417530C - Klarlosung für Trink und Abwasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Klärung von Trink- und gasen und Abtrennen des unlöslichen Rückstandes

Abwässern. . _/ erhalten worden ist.

Die metallurgischen Schlacken, komplexe Ge- Es kann zweckmäßig sein, daß außer dem unlösmische, die Silikate, Aluminate, Ferrite, eventuell liehen Rückstand auch das Kieselsäuregel und die Phosphate und Chromate sowie Vanadium-, Magne- 5 Schwermetalle ausgefällt und abgetrennt werden, sium-, Kupfer-, Blei-, Eisen- und Aluminiumverbin- Die erfindungsgemäße Klärlösung kann praktisch düngen usw. enthalten und aus verschiedenen metallur- aus allen Schlacken hergestellt werden, z. B. aus gischen und siderurgischen Prozessen der Metallurgie siderurgischen Schlacken, metallurgischen Schlacken der Nichteisenmetalle, der Herstellung von Legie- aus der Nichteisenmetallgewinnung, der Herstellung rungen der Eisen- und Nichteisenmetalle erhalten io von Ferrolegierung und Legierungen von Nichteisenwerden, bilden in den meisten Fällen enorme Mengen metallen usw. Als Säuren können alle Mineralsäuren, nur wenig gebrauchter Abfälle. ., · in konzentrierter oder verdünnter Form, sowie die

Es ist bekannt, daß durch Behandlung derartiger sauren Abwässer, die beim Beizen der Metalle oder

Schlacken mit Mineralsäure absorptionsfähige, poröse, anderen technologischen Prozessen erhalten werden,

vorwiegend aus Kieselsäure bestehende Stoffe herge- 15 verwendet werden. Der Angriff der Mineralsäuren auf

stellt werden können. die gemahlene Schlacke erfolgt bei normaler Tempe-

Die deutsche Patentschrift 585 938 schützt ein Ver- ratur und bei normalem Druck.

fahren zur Herstellung von Kieselsäure aus porösen Die Schlacken werden zuerst einer Feinmahlung

Schlacken durch topochemische Zersetzung mit SaI- unterworfen und dann einem direkten Angriff von

petersäure bei 40 bis 5O⁰C. 20 Mineralsäuren unterworfen, wobei alle. Bestandteile

Die deutsche Patentschrift 692 837 schützt ein Ver- der behandelten Schlacke völlig oder fast völlig gelöst

fahren zur Herstellung von im wesentlichen aktive werden. Nichtgelöste Bestandteile werden abgetrennt.

Kieselsäure enthaltenden porigen Massen durch Ein- Aus den so erhaltenen sauren Lösungen kann das

wirkung von Säure auf feuerflüssige Schlacke. Siliciumdioxid in Gelform ausgefällt und abgetrennt

Die dabei gebildeten Metallsalze werden ausge- 25 werden, worauf die vorhandenen Metalle einzeln oder

waschen. in Gruppen gänzlich oder teilweise je nach Bedarf

Die deutsche Patentschrift 854"208 schützt ein Ver- durch Anwendung bekannter Verfahren extrahiert

fahren zur Herstellung eisenfreier Kieselsäure aus werden können.

eisenhaltigen Schlacken durch Aufschluß mit Salpeter- Das Abtrennen des Kieselsäuregels und das Ab-

säure. 30 trennen der Schwermetalle ist nicht immer erforderlich.

Weiterhin ist bekannt, Trink-, Gebrauchs- und Ab- Wenn die Schlacken wertvolle Metalle enthalten, wasser nach dem sogenannten Flockungsverfahren zu wie es bei den kupferhaltigen Schlacken der Fall ist, klären. Diese Klärung beruht auf der hydrolytischen kann man der schwefelsauren Lösung Eisen zusetzen Spaltung dem Wasser zugesetzter Salze vorwiegend und durch diese Zementierung das Kupfer rückgedreiwertiger Metalle, insbesondere des Eisens oder 35 winnen. Diese Rückgewinnung ist aber nur dann Aluminiums. Die Wirksamkeit der dabei flockig aus- > wirtschaftlich, wenn der Kupfergehalt in der schwefelfallenden Hydroxide dieser Metalle wird durch zusatz- sauren Lösung über 0,05 % beträgt. . lieh anwesende lösliche Silikate gesteigert. So schützt Die nach dem eventuellen Abtrennen der Metalle die deutsche Patentschrift 880 877 ein Verfahren zur verbleibende saure Lösung kann, wenn dies als zweck-Herstellung eines Flockungsmittels zur Wasserreini- 4° mäßig angesehen wird, wieder in den Kreislauf des gung.durch Vermählen von wasserfreiem Eisenchlorid Verfahrens zurückgeführt oder als solche als Koagu- und basischen Stoffen mit einer zur völligen Ab- lant zur Klärung von Trink-, Ab- oder Industrielöschung nicht ausreichenden Wassermenge. wässern gebraucht werden.

Die deutsche Patentschrift 971180 schützt ein Ver- Ein kräftiger Koagulant wird erhalten durch Einfahren zur Reinigung von Wässern durch Flockung 45 wirkung der obigen sauren Lösung auf eine adäquate mit sauer reagierenden, Salze des Eisens oder Alumi- Menge metallurgischer Schlacke, mit oder ohne Zuniums enthaltenden Kieselsäuresolen bei einem pH gäbe einer zusätzlichen Menge an Säure, bis vorzugsvon 3,5 oder weniger. . " weise eine halbflüssige Paste erhalten wird. Die er-

Durch die in den deutschen Patentschriften 585 938, höhte Wirksamkeit dieses pastenförmigen Koagulants

692 837 und 854 208 geschützten Verfahren werden in 50 ist den Schwermetallen bei Anwesenheit löslichen,

der Hauptsache kieselsäurehaltige Massen gewonnen, Siliciumdioxids zu verdanken.

die insbesondere als Katalysatoren (bzw. eisenfreie Das beschriebene Verfahren gestattet eine prak-

Katalysatoren [s. deutsche Patentschrift 854 208]), tische, quantitative Extraktion des Siliciumdioxids in

Träger für'Kontaktmassen und Reinigungsmassen, Form eines Gels sowie in hohem Maße der Metalle

Füllmittel, Isoliermassen zur Herstellung von Wasser- 55 und bietet die Möglichkeit der Wiederbenutzung der

glas usw. Verwendung finden. sauren Restlösungen. Es gestattet die quantitative

Diese speziell zur Klärung von Abwässern besonders Verwertung metallurgischer Schlacken aller Art und geeigneten Gemische wurden dagegen bisher nicht aus. der verwendeten Mineralsäuren. Das gemäß der Erfinden billigen metallurgischen Schlacken, sondern in der dung erhaltene und mit bekannten Verfahren verHauptsache aus Eisen und Aluminiumsalzen, söge- 60 besserte Gel besitzt eine höhere Kapazität der Entnannten trockenen Eisensolen und löslichen Silikaten färbung und Adsorption für Gase und Flüssigkeiten hergestellt. als die auf üblichem Wege erhaltenen Gele, was auf . Erfindungsgemäß wird nunmehr eine Klärlösung seine höhere Porosität und den Gehalt an metallischen für Trink- und Abwässer vorgeschlagen, die durch Verunreinigungen zurückzuführen ist. Behandlung von metallurgischen Schlacken mit Mine- 65 Bei der Einwirkung von Mineralsäure auf die ralsäuren oder durch Behandlung einer wäßrigen Auf- . metallurgischen Schlacken kann ein Teil dieser schlämmung von feingemahlenen metallurgischen Schlacken unzersetzt zurückbleiben. Bei der Analyse Schlacken mit Schwefeldioxid enthaltenden Industrie- des nicht angegriffenen Schkcxenteils wurde festge-

stellt, daß er wechselnde Mengen SiO₂ und Metalle enthält, die bei Anwendung der üblichen metallurgischen Verfahren extrahiert werden können.

Die infolge ihres hohen Gehalts an Siliciumdioxid nicht angegriffenen Teile können den Sand aus den Zusammensetzungen der bei den pyrrometallurgischen oder anderen. Prozessen gebrauchten Flußmittel ersetzen und so zur quantitativen Verwertung selbst des von der Säure nicht abgegriffenen Siliciumdioxids aus den metallurgischen. Schlacken führen. .

Ebenso wurde bei den Schlacken aus der Metallurgie der Nichteisenmetalle festgestellt, daß die bei der Behandlung dieser Schlacken mit Säure nicht angegriffenen Teile zur . Wiedergewinnung des Goldes, '-Silbers, der Platinmetalle, des Kupfers, Bleis, Zinks usw. dann verarbeitet werden können, wenn die betreffenden in den Rückständen befindlichen Metalle in solcher Menge vorhanden sind, daß sich ihre Extraktion durch Anwendung der entsprechenden metallurgischen Verfahren lohnt. .

An Stelle der Verwendung von Mineralsäurelösungen, z. B. Salz- oder Schwefelsäure, können zum Aufschließen der metallurgischen Schlacken auch Industriegase mit einem Gehalt an Schwefeldioxid oder Kohlendioxid benutzt werden. Es wurde festgestellt, daß beim Durchdrücken eines Schwefel- oder Kohlenoxid enthaltenden Gases durch eine wäßrige Aufschlämmung feingemahlener Schlacke chemische Reaktionen stattfinden, die zur Desaggregation der betreffenden Schlacken führen, wobei gelöstes SiO₂ und ein Teil der Metalle aus der Schlacke in Freiheit gesetzt wird. Zu diesem Zweck können auch die schwefligen Gase mit reichem oder geringem Gehalt an Schwefel- oder Kohlendioxid gebraucht werden. Derartige Gase erhält man aus den verschiedensten metallurgischen oder industriellen Herstellungsverfahren, z. B. beim Rösten mineralischen Schwefels oder Konzentraten metallischen Schwefels, bei der Umformung oder Dissoziation der Sulfate, der Oxydation des Schwefelwasserstoffes oder beim Verbrennen von Brennstoffen.

Die Durchführung der Gase durch die wäßrigen Suspensionen metallurgischer Schlacken erfolgt bei gewöhnlicher Temperatur oder bei Wärme, in Gegenwart oder Abwesenheit von Katalysatoren, welche die Umsetzung der schwefligen Säure in Schwefelsäure begünstigen, wie z. B. Mangankatalysätoren. Nach einer gewissen Reaktionszeit, die von der Konzentration des SiO₂- oder CO₂-GehaIts in den Gasen, der Feinheit der Schlacke, der Art der Schlacke, der Reaktionstemperatur und des verwandten Katalysators abhängt, erhält man einen Schlicker, aus dem durch Filtrieren eine Flüssigkeit gewonnen wird, die lösliches SiO₂, extrahierte Metalle und einen festen Rückstand enthält, der wieder SiO₂ und nicht extrahierte Metalle enthält. Das flüssige Filtrat und der feste Rückstand werden weiter aufgearbeitet. .

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert:

Beispiel 1

60

100 g feingemahlene, aus der Metallurgie des Kupfers kommende Schlacke von der Zusammensetzung: 33,2% SiO₂, 40,2 "/ο Fe₂, 9,7% CaO, ' 0,7% MnO, 0,6% Cu, werden mit 650 ml 12%iger HCl unter kräftigem Rühren 40 Minuten lang behandelt. Wird während des Rührens die Tendenz des Steigens der Viskosität der Lösung bemerkt, so wird eine adäquate Menge 12%iger HCl zugesetzt, um Gelbildung zu ver= meiden. Nach Beendigung des Lösungsvorganges der Schlacke werden 2 bis 300 ml Wasser zugegeben und das Gemisch zur Gelbildung einige Stunden der Ruhe überlassen. Das durch Filtrieren abgetrennte Gel wird mit wenig Wasser, das dem Filtrat beigegeben wird, gewaschen und 24 Stunden lang an der Luft und sodann im Trockenschrank bei 130 bis 150⁰C 2 bis 3 Stunden getrocknet. Das so erhaltene Gel wird als Entfärbe- oder Adsorptionsmittel an Stelle von SiO₂ und der entfärbenden Erden benutzt.

Aus dem sauren, mit Spülwasser für das Gel gemischten Filtrat wird Kupfer durch Zementierung mit Eisen extrahiert. Die nach der Extraktion des Kupfers verbleibende Säureflüssigkeit kann, angereichert mit einer dem durch Zementierung extrahierten Kupfer äquivalenten Menge Eisen, als solche als Koagulant zur Klärung des Trinkwassers oder Industrie- oder Abwassers oder zur Behandlung einer adäquaten Menge metallurgischer Schlacke, nach Hinzufügung der nötigen Menge Säure, um eine Konzentration von 12% HCl zu erhalten, verwendet werden. '

Zur Erzielung eines Koagulanten von pastenförmiger oder fester Konsistenz wird die nach der Extraktion des Kupfers verbleibende Flüssigkeit auf eine Konzentration von 12%iger HCl gebracht und unter kräftigem Rühren mit etwa 250 g feingemahlener Schlacke vermengt, bis eine Paste erhalten wird. Nach 2\ Stunden verdickt die Paste. Das so erhaltene Material kann als sehr wirksamer Koagulant zur Klärung von Wässern an Stelle von z. B. Aluminiumsulfat oder Eisensalzen benutzt werden.

B e i s ρ i e 1 2

100 g Hochofenschlacke, die 34,2% SiO₂, 43,5% CaO und Spuren von Vanadium enthält, werden mit 500 ml 15%iger H₂SO₄ unter kräftigem Rühren 40 Minuten lang behandelt, Wird während des Rührens eine Neigung zur Erhöhung der Viskosität der Flüssigkeit bemerkt, wird eine adäquate Meng3 15%-iger H₂SO₄ zugesetzt, um Gelbildung zu vermeiden. Gegen Ende der Operation werden 200 ml Wasser zugegeben und das Unlösliche, das größtenteils aus Calciumsulfat besteht, durch Filtrieren abgetrennt. Aus dem erhaltenen Filtrat wird das SiO₂-GeI, das sich im Verlaufe von einigen Stunden bildet, durch Dekantieren und Filtrieren abgetrennt.

Das Gel wird mit wenig Wasser, das dem obigen Filtrat zugesetzt wird, gewaschen. Man trocknet 24Stunden lang an der Luft und danach im Trockenschränk 2 bis 3 Stunden bei 140 bis 15O⁰C. Das saure Filtrat, dem Wasser zum Waschen des Gels zugegeben wurde, wird zur Behandlung einer neuen, adäquaten Menge Schlacke, nach Korrigieren der Konzentration auf 12% H₂SO₄, benutzt. Aus dem korrigierten und mehrmals zur Konzentration des wertvollen Metallgehalts 'wiederbenutzten Filtrat können die Metalle, z. B. das Vanadium, durch Anwendung der entsprechenden metallurgischen. Verfahren extrahiert werden.

B e i sp i e 1 3

Die mit HCl aus den Schlacken gemäß Beispiel 1, nach der Trennung des Kupfers durch Zementieren erhaltene saure Flüssigkeit wurde zur Klärung von Fluß- und anderer Wässer mit einem Härtegrad (D) und angeführtem Rückstand verwendet und ergab folgende Klärungsresultate:

Wasserprobe

Wasserhärte	Dt	DP	D1	pH des
deutsch	deutsch	deutsch	Wassers
13,6	3,6	10,0
18,8	8,6	10,2	7,2
.22,0	8,0	14,0	7,2
12,0	4,0	8,0	7,4
13,6	3,6	10,0	7,2
13,8	4,0	9,8	7,2
7,4

Trockenrückstand
des Wassers
• mg/ϊ

Zugesetzter
HCl-Extrakt
cm³/l ■
Wasser

Klärungsdauer des
Wassers
Sekunden

Flußwasser

Flußwasser

Flußwasser .:.....

Flußwasser

Mit Kaolin getrübtes Wasser .
Mit Bentonit getrübtes Wasser
Kohlenwaschwasser

620
520
400
200
160
200
960

5
4
4
3
4
4
6

160
180
160
140
100
180
600

Die Einwirkung des Koagulanten auf das Wasser erfolgt in sehr kurzer Zeit; z. B. schon in der Zeit des Wasserdurchflusses während des Pumpens.

Der technische Fortschritt des Erfindungsgegenstandes wird an Hand der folgenden Vergleichsversuche zwischen der erfindungsgemäßen Klärlösung und der nach Beispiel! der Seite 2, Zeilen 93 bis 99 der deutschen Patentschrift 971 180 hergestellten Klärlösung, dargelegt. Die deutsche Patentschrift 971 180 entspricht dem der vorliegenden Erfindung am nächsten stehenden Stand der Technik. as

Die erfindungsgemäße flockenbildende Lösung (im folgenden mit Lösung A bezeichnet) wurde durch Behandeln von kupferhaltiger Schlacke einer Korngröße von 1 bis 4 mm mit 5°/_oiger Schwefelsäure hergestellt. 10 g Schlacke wurden mit 100 ml 5^D/_Oiger Schwefelsäure 20 Minuten lang geschüttelt und 1 Stunde zur Absetzung der nicht angegriffenen Schlacke stehengelassen. Die erhaltene klare Lösung enthielt Kieselsäure sowie Metallsulfate wie Kupfer-, Aluminium-, Eisen-, Mangansulfate und einige weitere Schwermetallsulfate, hatte ein pH = 4.0 und folgende Analysenwerte: 2% SiO,. 1"YoALO₃. 4.5° _o FcO₃. 1,2% MnO. und 0.05⁰Z₀Cu.

Die Vergleichslösung (im folgenden mit Lösung B bezeichnet) wurde gemäß Beispiel 1 der Seite 2. Zeilen "93 bis 99 der deutschen Patentschrift 971 180 hergestellt. ·

Die beiden Lösungen wurden zur Klärung folgender Wasserproben verwendet:

Probe 1

Donauwasser mit folgenden Kennwerten

Dt -·■ Gesamthärtc 8.68°

Dt — temporäre Harte ..' ...... 7,00³

D₁, — permanente Härte 1,68°

Suspensionen 680 mg'l -

Verbrauch an Permanganat 64 mg/1

Verglühbare Substanz 20 mg/1

Glührückstand 660 mg/1

pH....... 7,2 '

Farbe Gelb,

schillernd

Die folgenden Vergleichsversuche wurden mit je 1000 ml Wasser in Meßzylindern aus Glas durchgeführt:

a) Behandlung des Wassers mit Lösung A

3 ml der Lösung A wurden in den Meßzylinder zu 1000 ml trübem Wasser zugegeben, 1 Minute geschüttelt, dann das pH durch Zugeben von 6 ml l°/_oiger Kalkmilch auf 7,2 gestellt und 1 Minute lang geschüttelt.

Nach 5 Minuten Stehen war die Hälfte der Flüssigkeitssäule vollständig klar, durchsichtig und farblos.

Der Niederschlag mit einer Flockengröße von 2 bis 4 mm setzte sich rasch ab und schleppte nahezu sämtliche Kleinlebewesen mit. Nach weiteren 15 Minuten war die ganze Flüssigkeitssäule vollständig klar, durchsichtig, farblos und praktisch entkeimt. Am Grund des Glaszylinders verblieb eine dünne Schicht schwärzlichen Schlammes. . . ' . ■

b) Die Behandlung derselben Wasserprobe mit
Lösung B

wurde unter denselben Bedingungen wie oben durchgeführt. Im Gegensatz zu den mit Lösung A erzielten Resultaten erscheinen hier die ersten Niederschlagsflocken in der Probe erst nach 5 Minuten stehen. Der Niederschlag mit einer Flockengröße von 0,1 bis 1,0 mm setzt sich nur langsam ab.

Nach weiteren 10 Minuten stehen ist beinahe die Hälfte der Flüssigkeitssäule geklärt. Es verbleiben jedoch feire Flocken in Suspension.
Die ganze Flüssigkeitssäule klärt sich nach ungefähr 30 Minuten. Es verbleiben feine Flocken in Suspension. Die geklärte Flüssigkeit ist gelblich.

Bemerkenswert ist, daß die Wirkung der Lösung A bei jeder beliebigen Wassertemperat.ur unverändert bleibt, während die Wirksamkeit der Lösung B bei Temperaturen unter + 10⁰C beträchtlich abnimmt, was besonders bei der Klärung des Wassers im Herbst, Winter und Frühling von großer Bedeutung ist.

Die beim Vergleich der Lösung A und B gemessenen Werte sind in folgender Tabelle I zusammengestellt:

Tabelle I

Wasserkennwerte

Dt (deutsche
Härtegrade)

Dt (deutsche
Härtegrade)

Dp (deutsche
Härtegrade)

Suspension, mg/1

Verbrauch an Permanganat, mg/1

Verglühbare Substanz,

mg/1

Glührückstand, mg/1

Donau-Roh
wasser

8,68
7,00

1,68
680

20
660

Mit Klärlösun3
behinJiltej Wasser Lösung A { Lösung B

6,70
1,90

4,80
0,00

8,00

10,00
680

7,40 2,60

4,80 60

18,00

15,00 700

Die Vorteile der Lösung A gegenüber der Lösung B a) Behandlung des Abwassers mit Lösuiig A ,,,

sind also folgende: " : I_n den Meßzylinder werden 1000 ml Schlächthaus-

a) vollständige Klärung des behandelten Wassers in _: Abxyasser^ lOM^ung Awbei^nd;d_ann « hr l· ιγ7·ργ 7f\\ langsam 20 Minuten lang geschüttelt. C»annwerr_f

^en ■ ' ■.-■/·., _;V: .den 10 bis 15 ml l%igeKalkmilchzugegeb^urrt

b) das Wasser wird farblos und praktisch keimfrei, . .das pH des Wassers auf 7,0 bis|,5 zu s^eUen/und ;

c) die Lösung A behält dieselbe Wirksamkeit bei ■ *och3 bis 5 Minuten langsam geschüttelt. Nach| Temperaturen unter+ 1O⁰C, . bis 3 Minuten Stehen bUden sich .große Flocken,

. . ,. ■ - ₄ . ,. .j- und nach 1Ö Minuten ist die ;Hälfte.der ;Elüssig-

d) d_ie Losung A verringert die^ gesamte und die ₁₀ ._keitSs_äule vollständig ;klar, farblos üiid praktisch temporäre Härte des Wassers beträchtlich,.... _r keimfrei ■ _' ·, _ü.-_; ./..., .,_. ν ...

e) Lösung A ist sehr billig, da sie aus metallischer Nach 25 Minuten ist die gesamte Flüssigkeitssäule • Schlacke, die in großen Mengen verfügbar ist und vollständig klar, und am Zylinderboden verbleibt

praktisch wertlos ist, gewonnen wird, indem diese eine Schicht, deren Volumen ungefähr;,ip°/o ;des

mit wäßrigen Schwefelsäurelösungen behandelt ^x 5 behandelten Rohwassers ;ausmacht. . :

wird· :"■■■■' ;b) Die !Behandlung desselben Abwassers mit Lösung B

. . unter denselben Bedingungen wie oben zeigt fol-

^Probe2· · ;gende Resultate: ■■;_;. , _■.·_■ .'':_1;,,_ ^.

Abwasser vom Bukarester Schlachthaus mit ₂₀ 1· Nach ungefähr 10 Minuten bilden sich sehr.

. iolgendeh Kennwerten: . Weine Flocken. '

.2. Nach etwa 30 Minuten ist ungefähr die Hälfte

Rückstand nach Verdampfung 2,926 mg/1 der Flüssigkeit geklärt _:und weist auf Grund

-■ Verglühbare Substanz ......: l,852mg/l "ίΤ^!T ™^^ra^^en*^ÜS^^on ^^ine ^¹"

• :· · . . as hch schillernde Farbe auf. ■·.-.-.■ ;,

Mineralgehalt im Rückstand nach der ⁵. 3.. Nach .45 Minuten verbleibt_:am Zylinderboden

Verdampfung 1,074 mg/1 eine Schicht, deren Volumen ungefähr 8 °/_oid.es

Gesamte Suspensionen ............. 1,054 mg/1 behandelten Rohwassers ausmacht. _

, ' . ο« ι „,. „ -4. Das behandelte Wasser hat auf Grund einer

> Gelöster organischer Stoff 1,028 mg/1 , ^ _feinen· Suspension ,eine ,rötlich schillernde

(Ungelöster) organischer Stoff in Sus- Farbe.' . - '

pension 824 mg/1 :Die beim Vergleich der Lösungen A und B gemesse-

Verbrauch an KMnO₄ .. .2,148 mg/1 nen Werte sind in folgender Tabelle zusammengestellt:

Tabelle!!

iMerkmale des Wassers

Rohwasser vom	.-,Wasser behandelt mit	Losung B
: Schlachthaus	Lösung A	2696
2926	2380	680
' 0:852 ;	• "453	2016
•1074	1927	320 '
: J054 -: =	■·...··: ν.-· -38	510
1028	'·■ ·■·■■■. ^414	170
i824	■-■ '29	1026
2148 .j	280	rötlich schillernd
iRotbraun	farblos

Rückstand nach Verdampfung, mg/1

Verglühbare Substanz, mg/1. ,. ...'■

Mineralsubstanz im !Rückstand, mg/1 ,.:.

Suspension insgesamt, mg/1

Gelöste organische Substanz, mg/1...._;

Ungelöste organische Substanz, mg/1 :....

Verbrauch an KMnO₄, mg/1 ....'.

Farbe .'..' ..

Zu bemerken ist weiterhin, daß die Schlachthausabwässer, die mit Lösung A behandelt wurden, praktisch keimfrei waren.

•Die Überlegenheit der Lösung A gegenüber der Lösung B bei der Klärung von Abwässern mit hohem Gehalt an organischen 'Verunreinigungen .wird durch folgende Zusammenstellung nochmals verdeutlicht:

1. Lösung A bewirkt in sehr kurzer Zeit vollständige Klärung und Entfärbung des Wassers sowie dessen Entkeimung. . .

2. Ihre Wirksamkeit wird unterhalb |- 10°Cjiicht beeinträchtigt.

3. Sie ist sehr billig und in beliebig großen Mengen verfügbar. . .

4. Sie liefert einen Schlamm mit guten Düngeeigenschaften für Ackerböden.

5. Sie liefert klares Wasser, guter Filtrierbarkcit, das zur Bewässerung von '_: Ackerböden verwendet werden kann, . ·

■ :-■·■■■. iProbe3

,Abwasser von einem Viefizuchtgehöft _;mit folgenden ^Kennwerten: - ^

SBSB₅ ...:;....:.v..., 8500mg/1

Verbrauch an KMnO₄ 7000 mg/1 -

Rückstand nach der Verdampfung .... 5320 mg/1 Gesamt-Äuf schlämmung .1870 mg/1

;Farbe ·.......... ..·:^....ί· Schwarz

jBehandlung des Abwassers mit Lösung A ,

Hier wird zur Klärung und Entkeimung dieser Abwässer, die mit organischen Substanzen in großen Mengen beladen und stark verseucht sind, die Lösung A im pH-Bereich 1,0 bis 1,5 angewendet.

In den Meßzylinder, der Λ000 ml. Abwasser enthält, werden 25 ml der Lösung A gegeben und .anschließend langsam 15 bis 20.Minuten geschüttelt. :Dann werden ; 35 ml ,1 "/,»ige Kalkmilch ,zugegeben _;;iind ^nociunals _: 10 Minuten lang geschüttelt. :l· ,^ . ^ , ,,,■ "^:

"-" ^: '■ '"^:/ ,' "■ 10^632/33 '

Alsbald entstehen große Flocken, die sich rasch absetzen. .

Nach 10 Minuten ist die Hälfte der Flüssigkeitsäule geklärt. Nach weiteren 10 Minuten hört das Absetzen der Flocken auf; am Boden des Gefäßes setzt sich ein schw'arzgrüner Niederschlag ab, der ungefähr 20°/₀ des Flüssigkeitsvolumens ausmacht. Die Flüssigkeit oberhalb des Schlamms ist vollständig klar, gelblich und praktisch keimfrei.

Folgende Tabelle zeigt die ausgeführten Messungen:

Tabelle III

	Rohwasser	Mit Lösung A behandeltes Wasser
BSB5, mg/1 Verbrauch an KMnO4, mg/1 Rückstand nach Verdamp fung, mg/1 Suspensionen, insgesamt, mg/1 .. Farbe	8500 7000 5320 1870 Schwarz	1260 820 690 40 • Gelblich

35

40

Die Behandlung des Abwassers mit'der Lösung B hat unter denselben Umständen eine Flockenablagerung innerhalb 65 Minuten erzielt. Der abgelagerte Niederschlag nahm etwa 30% des Flüssigkeitsvolumens ein. Die überstehende Flüssigkeit, die gelbgrün gefärbt und undurchsichtig war, enthielt große Mengen suspendierter Partikeln, die sich nicht absetzen.

Im folgenden werden Vergleichsversuche sowohl mit einer Klärlösung, bei welcher Ausfällen und Abtrennen des Kieselsäuregels und dej Schwermetalle nicht notwendig ist, als auch Vergleichsversuche mit einer Klärlösung, bei welcher das Kieselsäuregel ausgefällt und abgetrennt und die Schwermetalle abgetrennt werden und der Klärlösung gemäß Beispiel 1 der Seite2, Zeilen 93 bis 99 der deutschen Patentschrift 971180 beschrieben: ,

'■"■ Lösung C

10g.Schlacke (enthaltend 49%'SiO₂ und 0,42% Cu) werden 40 Minuten lang mit 100 ml 5%iger Schwefelsäure geschüttelt." . '

Nach 24 Stunden Stehen wird eine saure Lösung mit einer Suspension von Kieselgel erhalten. Nach Abtrennung des Kieselgels durch Filtrieren wird ein klares Flockungsmittel erhalten, das folgende Zusammensetzung aufweist: 2,3% SiO₂, 1,2% Al₂O₃, 4,0% Fe₂O₃, 1,6% MnO₂ und 0,14% Cu.

Nach Entfernung des Kupfers durch Zementieren (Zusatz von Eisenspänen) wird ein Flockungsmittel (C) erhalten, das folgende Zusammensetzung aufweist: 2,3% SiO₂, 1,2% AI₂O₃, 4,3% Fe₂O₃, 1,6% MnO₂, 0,04% Cu. .

Lösung D

10 g derselben Schlacke werden 15 Minuten lang mit ·' 100 ml 5%iger Schwefelsäure geschüttelt. Nach 60minutigem Stehen wird eine klare saure Lösung erhalten — Flockungsmittel (D) —, die 2% SiO₂, 1% AI₂O₃, 3,8% Fe₂O₃, 1,2% MnO₂ und 0,03% Cu enthält.

Mit beiden Flockungsmitteln C und D wurden Versuche zur Klärung eines Flußwassers unternommen, welches folgende Eigenschaften aufwies:

Dt — Gesamthärte '. 10,6°

Dt == Temporärhärte , 7,0°

D_p = Permanenthärte 3,6°

Suspensionen .......... 720 mg/1

Verbrauch an KMnO₄ ..·..' 82 mg/I

Verglühbare Substanz.'.. _;.. 88 mg/1

Glührückstand 692 mg/1

pH....... 7,3

Farbe Gelbbraun

Die folgenden Vergleichsversuche wurden mit je 1000 ml Wasser in Meßzylindern aus Glas durchgeführt:

a) Behandlung des Wassers mit Lösung C

3 ml der Lösung C wurden in den Meßzylinder zu 1000 ml trübem Wasser gegeben, 1 Minute geschüttelt und das pH durch Zugeben von 7 ml 1 %iger Kalkmilch auf 7,1 gestellt und dann noch einmal 2 Minuten lang geschüttelt.
Nach 5 Minuten Stehen war die Hälfte der Flüssigkeitssäule vollständig klar, durchsichtig und farblos.

Der Niederschlag mit einer Flockengröße von 1 bis 4 mm setzte sich rasch ab und schleppte nahezu sämtliche Kleinlebewesen mit. Nach weiteren 15 Minuten war die ganze Flüssigkeitssäule vollständig klar, durchsichtig, farblos und praktisch entkeimt. Am Grund des Glaszylinders verblieb eine dünne Schicht schwärzlichen Schlammes.

b) Behandlung derselben Wasserprobe mit ^Flokkungsmittel D

Die Behandlung führte unter gleichen Arbeitsbedingungen zu denselben Ergebnissen, was durch das ähnliche Verhältnis des Kieselsäuregehaltes zum Sulfatgehalt des Flockungsmittels bedingt ist.

Das mit den Flockungsmitteln C und D geklärte Wasser hat folgende Eigenschaften:

Tabelle IV

Eigenschaften

Dt

Dt.

Dp

Suspensionen

Verbrauch an KMnO₄
Verglühbare Substanz ,

pH

Farbe ,

Gereinigt mit Flockungsmittel C . I D

8,6°

4,2°

4,4°

16 mg/1

26 mg/1

20 mg/1

7,1
farblos

8,6°

4,0°

4,6°

18 mg/1

22 mg/1

20 mg/1

7,1 .

farblos

Versuche' zur Klärung desselben Flußwassers mit dem Flockungsmittel B gemäß Beispiel 1 der Seite 2, Zeilen 93 bis 99 der deutschen Patentschrift 971 180 unter denselben Bedingungen haben im Vergleich zu den Flockungsmitteln C und D folgendes ergeben:

Tm Gegensatz zu den mit den Lösungen C und D erzielten Resultaten erscheinen hier die ersten Niederschlagsflocken in der Probe erst nach 8minutigem Stehen. Der Niederschlag mit einer Flockengröße von 0,1 bis 0,5 mm setzt sich nur langsam ab. Nach weiteren 15 Minuten Stehen ist nahezu die Hälfte der Flüs-

Claims (2)

11 12 sigkeitssäule geklärt. Es verbleiben Flocken in der färbungs- und Adsorptionsfähigkeit, Gewinnung Suspension. Die ganze Flüssigkeitssäule klärt sich wertvoller Metalle und insbesondere von Klär- erst nach 45 Minuten. Es verbleiben feine Flocken in . lösungen für Trink- und Abwässer, Suspension. Die geklärte Flüssigkeit weist eine gelbe b) Verwertung der verdünnten Mineralsäuren und Farbe auf. 5 der sauren Restwässer aus verschiedenen techno- Das mit dem Flockungsmittel B geklärte Wasser logischen Prozessen, weist folgende Eigenschaften auf: c) Ersatz der üblichen,' teuren und oft nicht zugäng- Tabelle V ' liehen koagulanten durch billigere Koagulanten. _'',„■ „ ra mit höherer Wirksamkeit, Dt = Gesamtharte , 9,6 ίο , D1 = Temporärhärte . . ...! 6,2° . d> Ve™ertung der an SO2 und/oder CO2 armen Dv = Permanenthärte 3,4° . Industriegase. Suspensionen 56 mg/1 e) Verwertung der in den Schlacken enthaltenen Verbrauch an KMnO4 32 mg/1 seltenen und wertvollen Metalle und deren bei der Verglühbare Substanz 30 mg/1 15 Desaggregation verbliebenen Rückstände. TT η λ Farbe'·! !''.υ!!'.!;!!'.".'..!'.'..'.'.!'.'!!!!!!'.'.'. Gelb Patentansprüche:

1. Klärlösung für Trink- und Abwässer, die

Die vorstehenden Vergleichsversuche zeigen ein- durch Behandlung von metallurgischen Schlacken

deutig die großen Vorteile der erfindungsgemäßen Klär- 20 mit Mineralsäuren oder durch Behandlung einer

lösung gegenüber dem gemäß der deutschen Patent- wäßrigen Aufschlämmung von feingemahlenen

schrift 971180 hergestellten Flockungsmittel. metallurgischen Schlacken mit Schwefeldioxid ent-

Zusammenfassend ergeben sich für die vorliegende haltenden Industriegasen und Abtrennen des un-

Erfindung folgende Vorteile: löslichen Rückstandes erhalten worden ist.

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2. Klärlösung nach Anspruch 1, dadurch ge-

a) Vollständige und wirtschaftliche Auswertung aller . kennzeichnet, daß außer dem unlöslichen Rückstand

Komponenten metallurgischer Schlacken jeder auch das Kieselsäuregel und die Schwermetalle aus-

Art durch Gewinnung von Gelen hoher Ent- gefällt und abgetrennt worden sind.