DE1517628A1

DE1517628A1 - Process for wastewater treatment

Info

Publication number: DE1517628A1
Application number: DE19631517628
Authority: DE
Inventors: Schluetter Dipl-Ing Aloys; Heinz Merkel
Original assignee: NIEDERRHEINISCHE BERGWERKS AG
Current assignee: NIEDERRHEINISCHE BERGWERKS AG
Priority date: 1963-12-07
Filing date: 1963-12-07
Publication date: 1969-06-26
Also published as: DE1517628B2

Description

Verfahren zur Abwasserreinigung Die Erfindung bezieht sich auf das Reinigen von Abwasser von suspendierten und/oder echt undXodel kolloidal gelosten Stoffen, insbesondere von Öl. Sie betrifft ein Verfahrer, das auf einfache Weise die Erreichung zumindest der von den hfutigen Wasserreinhaltungs-Gesetzen geforderten iasserreinheit (z. Ei. dürfen hiernach ölhaltige Abwässer höchsters 10 mg Ol pro Liter Wasser enthalten) ermöglicht. Process for wastewater purification The invention relates to the Purification of wastewater from suspended and / or real undXodel colloidal solutions Substances, especially of oil. It concerns a process that is simple the achievement of at least what is required by the current water pollution control laws Water purity (e.g. oily wastewater may not exceed 10 mg oil per Liters of water).

Es sind heute eine ganze Reihe von Verfahren zur Abwasserreinigung bekannt. Sie arbeiten mit Schwerkraftabscheidern, Trernschleudern, Sohlefiltern, Separatoren, Clfängern oder anderen Vorrichtungen.There are quite a number of methods for treating wastewater today known. You work with gravity separators, centrifuges, sole filters, Separators, traps or other devices.

Liese Verfahren lassen in Hinblick auf die erhaltene Wasserreinheit und auf die Wirtschaftlichkeit zu wünsche übrig.These methods are unsatisfactory in terms of water purity obtained and left to be desired on the economy.

Ler Erfinder will einer, neuen Weg gehen und die Bindefähigkeit des Kohlepulvers bei der Abwasserreinigung ausnützen.The inventor wants to go a new way and the bonding ability of the Use coal powder in wastewater treatment.

Seit langem ist es an sich bekannt, da# zwischen Kohle und verschiedenen Stoffen, insbesondere Öl, eine groLe Bindefreudigkeit besteht.It has long been known per se that there is between coal and various Substances, especially oil, have a great ability to bind.

Die gute Bindefahigkeit von Stoffen an Kohle wird bereits auf Gebieten, bei denen es nicht um die Abwasserreinigung geht, ausgenützt. So wird z. B, in der Flotationstechnik (@ckwimmaufbereitung - Trennung von srzen und anderen Stoffen vor taubem Gestein) die Kohle mithilfe von Öl, z. B. Steinkohlenteeröl, aus der Tribe herausgeholt, indem das Ol sich bevorzugt an die Kohle bindet, wobei fir die Wirksamkieit eine gute Durchmischur.g als ausschlaggebend angesehen wird. Zur Erreichung einer guten Durchmischung werden deshlalt Rührwerkszeller eingesetzt. Hier soll also keine Flüssigkeit von Ol gereinigt werden, sondern es soll Kohle mithilfe von Steinkohler, teerol als Arbeitsstoff selektiv aus einer Trübe gewonnen werden.The good ability of substances to bind to coal is already demonstrated in areas at who are not concerned with wastewater treatment. So z. B, in flotation technology (@ckwimmaufbereitung - separation of rocks and other substances from dead rock) the coal with the help of oil, e.g. B. Coal tar oil, extracted from the tribe, in that the oil binds itself preferentially to the coal, whereby for the effectiveness a good mixing is considered crucial. To achieve a good Agitator cells are therefore used for thorough mixing. So there shouldn't be any liquid here be cleaned of oil, but it should be coal with the help of hard coal, teerol can be selectively obtained as a working substance from a pulp.

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Abwasserreinigung, bei dem erstmalig die Bindefähigkeit des Kohlepulvers und die Erscheinung, daft die Bindefähigkeit des Kohlepulvers mit wachsender Oberfläche des letzteren zunimmt, nutzbar gemacht werden. Im Gegensatz zu dem Flotationsverfahren dirent hier das Kohlepulver als Arbeitsstoff, d. h. mithilfe des Kohlepulvers soll aus Abwasser der Wertstoff Reinwasser gewonnen werden.The aim of the invention is a method for wastewater purification in which for the first time the binding capacity of the carbon powder and the appearance, daft the binding capacity of the carbon powder increases as the surface of the latter increases, made usable will. In contrast to the flotation process, here the coal powder is used as Working substance, d. H. With the help of the coal powder, the valuable substance pure water is to be made from wastewater be won.

Es wird ein Verfahren zur Reinigung von Abwasser von suspendierten und/oder echt undfoder kolloidal gelösten Stoffen, insbesondere von Öl, vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daL das Wasser mit sehr feinem Kohlepulver - vorzugsweise unter 10 v - vorgemischt, diese Mischung homogenisiert und dann das Kohlepulver mit den daran gebundenen Verunreinigungen aus dem wasser entfernt wird.It is a process for purifying wastewater from suspended and / or real and / or colloidally dissolved substances, in particular of oil, are proposed, which is characterized by the fact that the water is mixed with very fine carbon powder - preferably below 10 v - premixed, this mixture homogenized and then the carbon powder with the impurities bound to it is removed from the water.

Unter Homogenisierung ist hier jede mechanische Behandlung der Suspension verstanden, durch die die Feinheit und Gleichmä#igkeit der Verteilung erhöht werden.Any mechanical treatment of the suspension is called homogenization understood, through which the delicacy and uniformity of the distribution are increased.

Durch die Homogenisierung der Mischung (Abswasser - feines Kohlepulver) tritt eine gewisse weitere Zerkleinerun, des Kohlepulvers und damit Steigerung der Bindefähigkeit der Kohlenstaubteilchen für die Verunreinigungen ein. Auberdem wird durch den Homogenisi erungaprozef eine bessere Verteilung der Schmutzstoffe, insbesondere des (les, in dem zu reinigenden Abwasser erreicht, die sich günstig auf die Bindung auswirkt. Vor allem werden aber infolge der starken echerbewegung, welche mit jeder Art Homogenisierung verknüpft ist, die schmutzteilchen an die Kohlekörner herangebracht, so dal. sie dort gebunden uerden können. Die Stärke der Homogenisierung wird man dem jeweils vorliegenden Problem anpassen und den Homogenisator entsprechend auswählen.By homogenizing the mixture (waste water - fine coal powder) There is a certain further crushing of the coal powder and thus an increase in the The ability of the coal dust particles to bind the impurities. Also will through the homogenization process a better distribution of the contaminants, in particular des (les, reached in the wastewater to be purified, which is beneficial to the bond affects. Above all, however, as a result of the strong echer movement, which with everyone Kind of homogenization is linked, the dirt particles are brought to the coal grains, so there. they can be bound there. The strength of the homogenization becomes one Adapt to the problem at hand and select the homogenizer accordingly.

Vorteilhaft kann es sein, wenn man dem zu reinigenden Abswasser neben dem feinen Kohlepulver noch Flockungsmittel, vorzugsweise Aluminiumsulfat, zusetzt. Der Erfinder hat erkannt, da# durch diese Malnahmen überraachenderw.ise die Absitzfähigkeit so gesteigert wirt, da#. das überstehende Wasser völlig klar ist.It can be advantageous if the wastewater to be cleaned is next to flocculant, preferably aluminum sulfate, is added to the fine coal powder. The inventor has recognized that these malfunctions surprisingly increase the ability to sit down so increased that #. the excess water is completely clear.

Zum erfindungsgema#en Homogenisieren. ist eine grobe Zahl von Maschinen tekannt, von der einfachen Zentrifugalpumpe über Schlag- und Kolloidmühlen bis zu nachstehend beschriebener Maschine.For homogenizing according to the invention. is a large number of machines from the simple centrifugal pump to beater and colloid mills to machine described below.

In den Fällen, in denen eine besonders starke Binderfähigkeit indes feinen Kchlepulvers erzielt werden 6011, kann zum Homogenisieren eine mit einer Entspannungsdüse ausgerüstete Hochdruckpumpe eingesetzt werder., durch deren Düse das Gemisch mit sehr hohem Druck (bis über 500 atü) gepreft. wird.In those cases in which a particularly strong binding capacity, however fine Kchlepulver 6011, can be used for homogenizing with a A high-pressure pump equipped with a relief nozzle is used werder., through its nozzle, the mixture is checked at very high pressure (up to over 500 atmospheres). will.

Vorteilhaft kann es sein, wenn vor der Düse des Düsenhomogenisators ein Frallstift od. dgl. angeordnet wird, an dem dns Gemisch beim Auftreffen zerstäubt wird.It can be advantageous if in front of the nozzle of the nozzle homogenizer a falling pin or the like is arranged on which the mixture is atomized when it hits will.

Bei dem mit Düsenhomogenisator und Irallstift arbeitenden Verfahren wird das Gemisch einer hohen Beschleunigunskraft (es werden Geschwindigkeiten in der Düse über 800 km/h erreicht), äu#erst starker und intensiver Turbulenz, Kavitation sowie hydraulischer Scherung uniterworfen. Die Einwirkung dieser Kombination von Dispergierungskr,:fjen wird durch einen heftigen Aufprall beendet.In the process using a nozzle homogenizer and Irall pen If the mixture is subject to a high acceleration force (speeds in the nozzle reaches over 800 km / h), extremely strong and intense turbulence, cavitation as well as hydraulic shear. The action of this combination of Dispersion force is terminated by a violent impact.

Die chemischen und physikalischen Vorgänge spielen sich in Bruchteilen einer Sekunde ab und können z. B. für den Fall der Abwasserreinigung von Öl wie folgt analysiert werden 1. Durch den Zusatz von Aluminiumsulfat tritt, wie an sich bekannt ist, eine grobe Trennung zwischen Öl und Wasser ein. Es fillt ein Gel aus. c. eim Aufprall des Gemisches mit der sehr hohen Geschwindigkeit auf de Frallstift od. dgl. wird der Kohlenstaub nochmals zerkleinert.The chemical and physical processes play out in fractions a second off and can, for. B. in the case of wastewater purification of oil such as be analyzed as follows 1. By the addition of aluminum sulfate occurs, as per se is known to have a rough separation between oil and water. It fills out a gel. c. On impact of the mixture with the very high speed on the falling pin od. The like. The coal dust is crushed again.

Durch die Erhöhung der Oberfläche der Kohlenstaubteilchen können diese mehr Öl binden. By increasing the surface area of the coal dust particles you can these bind more oil.

3. Das ganze Gemisch erfährt in der Düss des Homogenisators eine Temperaturerhöhung, wodurch die Benetzbarkeit der Kohlenstaubteilchen erheblich gesteigert wird.3. The whole mixture experiences a temperature increase in the homogenizer, whereby the wettability of the coal dust particles is considerably increased.

4. Infolge der verschiedenen Gewichte der einzelnen Komponenten im Trägermedium ist mit einer unterschiedlichen Beschleunigung dieser Komponenten zu rechnen. Das bedeutet, da# Ölteilchen an mehreren Kohlenstaubteilchen vorbeigleiten und so die Wahrscheinlichkeit einer Bindung erhöht wird.4. As a result of the different weights of the individual components in the Carrier medium is with a different acceleration of these components calculate. This means that # oil particles slide past several coal dust particles and thus the likelihood of a bond is increased.

Es ist zwar bekannt, daL bei dem Convertol-Verfahren (bei diesem werden die Oberflächeneigenschaften der Kohlekörnchen durch lzugabe verndert und das Öl in Form eines dünnen Olfilms an die Kohleteilchen gebunden) anstelle von Mischer, Knetpumpe und Dispergiermaschine auch eine Pralltellermühle verwendet werden kann, in der Öl unter Aufwendung erheblicher mechanischer Kräfte an die Oberfläche der Kohleteilchen gebunden, d. h. die Bindefähigkeit der Kohleteilchen an (1 stark erhöht wird. Bei diesem Verfahren, bei dem es überhaupt nicht um die Abwasserreinigung geht, liegen die Verhültnisse aber ganz anders als bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie an folgendem Schema gezeigt wird: Convertolverfahren: Ziel: Es soll der Wertstoff Kohle gewonnen werden.It is known that in the convertol process the surface properties of the carbon grains are changed by the addition of oil and the oil bound to the coal particles in the form of a thin film of oil) instead of mixer, Kneading pump and dispersing machine, a disc grinder can also be used, in the oil with the application of considerable mechanical forces to the surface of the Coal particles bound, d. H. the ability of the coal particles to bind to (1 is greatly increased will. In this process, which is not at all about wastewater treatment goes, the circumstances are very different from the method according to the invention, as shown in the following scheme: Convertol process: Goal: The recyclable material should be used Coal can be extracted.

Vorgang: Zu einer vorhandenen Kohlensusension wird Öl zugesetzt, die Mischung wird homogenisiert und gefiltert. Die Kohlensuspensieon ist llauptstoff und das Öl ist Arbeitsstoff.Procedure: Oil is added to an existing coal suspension, which Mixture is homogenized and filtered. The suspension of coal is the main substance and the oil is a working substance.

Effekt: leichte Entwässerung des Filterkuchens.Effect: easy drainage of the filter cake.

Verfahren nach Erfindung: Ziet: Es soll der Wertstoff Reinwasser gewonnen werden.Method according to the invention: Ziet: The valuable substance pure water is to be obtained will.

Vorgang: Zu einer vorhandenen ulsuspension oder einer anderen Suspension wird Kohle zugesetzt. Die Mischung wird homogenisiert, zum Absitzen gebracht und eingedickt.Procedure: To an existing pulse suspension or another suspension coal is added. The mixture is homogenized, allowed to settle and thickened.

Die Ölsuspension usw. ist hier Hauptstoff und das Kohlepulver Arbeitsstoff. The oil suspension etc. is the main substance here and the coal powder is the working substance.

Effekt: Bindung aller Schmutzstoffe an Kohle; Klares Absetzen der Suspension.Effect: binding of all pollutants to coal; Clear setting of the Suspension.

Aus dem Convertolverfahren ist also das erfindungsgemä#e Verfahren weder bekanntgeworden noch nahegelegt.The method according to the invention is thus derived from the convertol method Neither known nor suggested.

Der Erfindar hat also erstmalIg für die Abwasserreinigung die Verwendung von feinem Kohlepulver als Bindemittel und die Homogenisierung der Mischung (Abwasser - Kohlepulver) zur Erhöhung der Bindefähigkeit des Kohlepulvers vorgeschlagen. Für schwierig zu bindende Schmutzstoffe hat er die Verwendung einer mit einer Entspannungsdüse ausgerüsteten Hochkruckpumpe (DUsenhomogenisator) vorgeschlagen. Die Stärke der Ifomoger. isierung, d. h. die Art des Homogenisators, ist, wie schon erwähnt, dem jeweiligen Protlem anzupassen.The inventor therefore has the use for the first time for wastewater purification of fine coal powder as a binder and the homogenization of the mixture (waste water - Coal powder) to increase the binding capacity of the coal powder. For Difficult-to-bind contaminants he has to use one with an expansion nozzle equipped high pressure pump (DUsenhomogenizer) proposed. The strength of the Ifomoger. ization, d. H. the type of homogenizer is, as already mentioned, the to adapt to the respective protlem.

Die für das Verfahren nötige Feinkohle steht als Nebenprodukt der Kohlenaufbereitungsanlagen preiswert zur Verfügung, Ihr Wert kann durch das erfindungsgemä#e Verfahren sogar etwas gesteigert werden, wenn lan nämlich einen schwach entwässerten Kohleschlaia einsetzt und dieser ii Lauf des erfindungsgemä#en Verfahrens zu brennfähigem Zustand eingedickt wird, wobei der Heizwert noch durch die aufgenommene Schmutzschicht steigt.The fine coal required for the process is a by-product of the Coal processing plants are available inexpensively, their value can be increased by the invention Process can even be increased somewhat if it is poorly drained Kohleschlaia sets in and this ii run of the process according to the invention becomes combustible State is thickened, the calorific value still increasing through the absorbed layer of dirt.

Unter der kurzen Bezeichnung "Öl" sind hier alle im Abwasser enthaltenen ölartigen Substanzen verstanden, gekennzeichnet durch schlechte Benetzbarkeit mit Wasser.Under the short term "oil" are all contained in the wastewater Understood oily substances, characterized by poor wettability with Water.

Es wurden verschiedene Versuche durchgeführt und bei diesen u. a.Various tests have been carried out and these include, inter alia.

01, Stärke und Zucker aus Abwasser entfernt.01, starch and sugar removed from wastewater.

Bei einem Versuch, bei dem 1000 ccm verunreinigtes Wasser (Gemisch aus Wasser, 01, Aluminiumsulfat) und 50 ml Feinkohle nch der Vormischung mit einem Druck von 500 atü durch die Düse eines Homogenisators (mit einer Entspannungsdüse ausgerüstete liochdruckpumpe) gepre#t wurden, wobei die Temperatur der Mischung auf 380 C anstieg, klärte sich die entstandene Trübe nach kurzer Zeit durch die Absetzung des Kohle-Öl-Gemisches am Boden. Die Reinheit des Wassers entsprach den behördlichen Arbrderungen.In an experiment in which 1000 ccm of contaminated water (mixture from water, oil, aluminum sulfate) and 50 ml of fine coal after premixing with a Pressure of 500 atü through the nozzle of a homogenizer (with an expansion nozzle equipped high pressure pump) were pressed, with the temperature of the mixture rose to 380 C, the resulting turbidity cleared after a short time due to the The coal-oil mixture settles on the ground. The purity of the water corresponded to that official commissions.

Un weiterer Versuch mit den Ziel, Stärke und Zucker aus dem Abwasser zu entfernen, brachte eine wesentlich einfachere Versuchsdurchführung.Another attempt to get starch and sugar out of the sewage to remove made the experiment much easier.

Es genügte dabei bereits, den in einer Iu.pe entstehenden Druck auszunützen, um die Stärke an die zugesetzte Kohle zu binden. Die Kohlenaugate betrug ca. 10 g/l. Die Analyse des geklärten Wassers ergab, daL Stärke und Zucker restlos au dem Abwasser entfernt waren.It was enough to take advantage of the pressure created in an Iu.pe to bind the starch to the added charcoal. The coal intake was approx. 10 g / l. The analysis of the clarified water showed that starch and sugar were completely added Wastewater were removed.

Ein Versuch, bei dem eine Mischung aus 10 1 Wasser, 20 ml Kohleöl, 10 g Aluminiuasulfat und 5 g Flockungsmittel itt 20 g Feinstkohle (Korngrö#en zwischen 0 und 10 ) versetzt und mit einem hochtourigen Rührer miteinander intensiv vermischt wurden, brachte nicht die von den Aasserwirtschaftsämtern geforderte Wasserreinheit. Durch eine nachfolgende Homogenisierung der Mischung war aber sofort und ohne Schwierigkeiten - auch ohne Zusatz eines Flockungsmittels - eine einwandfreie Trennung (die Trennung erfolgte auf einem Eindick- und Austragfilter) des Kohle-Öl-Schlammes vom Wasser und die Erreichung einer Wasserreinheit möglich, die weit höher lag, als die heutigen Wasserreinhaltungs-Gesetze vorschreibet. Aus diesem Versuch erkennt man die Bedeutung des liomogenisierungsprozesses, Las Kohlepulver mit den daran gebundenen Verunreinigungen kucn aus dem Vasser auf verscliedene Art und Weise entfernt werden. So kann man z. B. die Feststoffe zuerst absitzen lassen und dann das darüber stehende Klare Wasser abziehen und den Satz nach an sich bekannten Methoden eindicken. Hierzu können z. B. irgendwelche Absitzvorric@tungen, Eindick- und Austragfilter u. dgl. dienen.An experiment in which a mixture of 10 1 water, 20 ml coal oil, 10 g aluminum sulfate and 5 g flocculant with 20 g fine carbon (Grain sizes between 0 and 10) and mixed together intensively with a high-speed stirrer were mixed, did not bring the water purity required by the Aasserwirtschaftsamt. Subsequent homogenization of the mixture was immediate and easy - even without the addition of a flocculant - a perfect separation (the separation took place on a thickening and discharge filter) of the coal-oil sludge from the water and it is possible to achieve a water purity that was far higher than today's Prescribes water pollution laws. From this attempt one can see the meaning of the homogenization process, Las carbon powder with the impurities bound to it kucn can be removed from the water in various ways. So you can z. B. let the solids settle first and then the clear standing over it Remove the water and thicken the set according to methods known per se. You can do this z. B. any Absitzvorric @ lines, thickening and discharge filters and the like.

Vorteilhaft kann es tein, wenn der stark eingedickte Satz als Brennstoff verwendet wird. Durch Zentrifugierung oder Trocknung karn so der Feuchtigkeitsgrad der benetzter. Kohle herabgesetzt werden, das : eine Verfeverung möglich iEt.It can be advantageous if the strongly thickened sentence is used as fuel is used. The degree of moisture can be determined by centrifugation or drying the wetted one. Coal to be reduced, that: a refining is possible.

Da die Filtratior. auf dem Eindickfilter od. dgl. oft kein ausreichend klares Filtrat erEit,t, kann es von Vorteil sein, wenn das wasser aus der Eindkckung zum einlaufender. Abwasser zurückgeführt. wird.As the Filtratior. Often not sufficient on the thickening filter or the like If the filtrate is clear, it can be an advantage if the water is removed from the cover to the incoming. Recirculated wastewater. will.

In der Zeichnung ist beispielsweise und schematisch eine Anlage fur die Durchführung des Verfahrens veranschaulicht.The drawing shows, for example and schematically, a system for illustrates the implementation of the procedure.

Das durch die Leitung 1 zuflieXende Abwasser 2 wird in dem Rührbehälter 3, in dem die Flügel 4 umlaufen, mit dem durch die Dosierrinne 5 zugeführten Kohlepulver 6, dem noch ein Flockungsmittel, vorzugsweise Aluminimsulfat, beigegeben sein kann, vorgemiscl.The wastewater 2 flowing in through line 1 is in the stirred tank 3, in which the wings 4 rotate, with the carbon powder fed through the metering channel 5 6, to which a flocculant, preferably aluminum sulfate, can also be added, pre-mixed

Aus dem Rührbehälter 3 kommt die Mischung durch die teitung 7 in die Hochdruckpumpe 8, aus der oie dann mithilfe des Kolben 9 durch die Entspannungsdüse 10 gegen den Prallstift 11 geprel;t wird. Die auf diese Weise homogenisierte Mischung kommt dann durch die Leitung 12 in die Absitzvorrichtung 13, aus der das über dem Satz 14 stehende klare Wasser 15 durch die Leitune 16 abflieft, während der Satz 14 durch die Leitung 17 dem Eindickfilter 18 zugefiihrt wird. Das wasser 19 aus der Eindickung wird durch die Leitung 20 in das einlaufende Abwasser 2 mithilfe der Pumpe 21 zurückgefihrt.From the stirred tank 3, the mixture comes through the line 7 into the High pressure pump 8, from the oie then with the help of the piston 9 through the expansion nozzle 10 is pressed against the impact pin 11. The mixture homogenized in this way then comes through the line 12 in the settling device 13, from which the above Set 14 standing clear water 15 drains through the Leitune 16 during the set 14 is fed through the line 17 to the thickening filter 18. The water 19 out the thickening is through the line 20 into the incoming wastewater 2 using the pump 21 fed back.

Das Transportband 22 trägt den Filterkuchen c3 zur Verfeuerung.The conveyor belt 22 carries the filter cake c3 for combustion.

Claims

Claims 1. A method for purifying wastewater from suspended and / or real and / or colloidally dissolved substances, in particular oil, characterized in that that the water is premixed with very fine carbon powder - preferably below 10 ounces, this mixture is homogenized and then the carbon powder with the impurities bound to it removed from the water.

2. The method according to claim 1, characterized in that the water Flocculant, preferably aluminum sulfate, is added.

3. The method according to claim 1 ocer, characterized in that # the Homogenization with known homogenizers, e.g. B. one with a relaxation nozzle equipped high pressure pump.

4. A method for separating the carbon powder with don thereon according to claim 1 bound impurities from water, characterized in that: one first lets the solids settle and then draws off the clear water above and thicken the sentence according to methods known per se.

5. Use of the strongly thickened sentence according to claim 4 as fuel,

6. Process according to claims 1 to 4, characterized by recycling the water from the thickening to the incoming wastewater.