DE1517628C

DE1517628C - Process for cleaning wastewater which is contaminated with suspended and / or real and / or colloidally dissolved substances, in particular oil

Info

Publication number: DE1517628C
Application number: DE19631517628
Authority: DE
Inventors: Heinz 4133 Neukirchen Vluyn Schlutter Aloys Dipl Ing 4151 Toms berg Merkel
Original assignee: Ruhrkohle AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 1963-12-07
Filing date: 1963-12-07
Publication date: 1973-07-05

Description

nung von Öl oder ölhaltigen Substanzen von der 50 fähigkeit so gesteigert wird, daß das überstehendetion of oil or substances containing oil is increased by the ability so that the supernatant

Wasseroberfläche sieht vor, Kohle wegen ihrer gro- Wasser völlig klar ist.Water surface provides coal because of its large- water is completely clear.

ßen Oberfläche auf die Verunreinigungen aufzu- Zum erfindungsgemäßen Homogenisieren ist eine streuen und mit diesen zu vermischen, wobei vor der große Zahl von Maschinen bekannt, von der einZugabe eine Homogenisicrungsbehandlung erfolgt. fachen Zentrifugalpumpe über Schlag- und Kolloid-To homogenize according to the invention is a sprinkle and mix with these, being known from the addition of the large number of machines a homogenization treatment is carried out. fold centrifugal pump via impact and colloid

Schließlich sind Verfahren bekannt, die den Ein- 55 mühlen bis zu nächstehend beschriebener Maschine,Finally, methods are known which grind the mills up to the machine described below,

satz aktivierten Kokses und Peches zur Abwasser- In den Fällen, in denen eine besonders starkerate activated coke and pitch for sewage In those cases where a particularly strong

behandlung vorsehen. . Bindefähigkeit des feinen Kohlepulvers erzielt wer-provide treatment. . Binding ability of the fine carbon powder can be achieved

Die Erfindung will in neuer Weise die Bindefähig- den soll, kann zum Homogenisieren eine mit einerThe invention wants the binding properties in a new way, can one with one for homogenization

keit des Kohlepulvers bei der Abwasserreinigung aus- Entspannungsdüse ausgerüstete HochdruckpumpeAbility of the coal powder in wastewater purification from a high-pressure pump equipped with an expansion nozzle

nutzen. 60 eingesetzt werden, durch deren Düse das Gemisch mitto use. 60 are used, through whose nozzle the mixture with

Seit langem ist es an sich bekannt, daß zwischen sehr hohem Druck (bis über 500 atü) gepreßt wird.It has long been known that pressing is carried out between very high pressures (up to over 500 atmospheres).

Kohle und verschiedenen Stoffen, insbesondere Öl, Vor der Düse des Düsenhomogenisators ist einCoal and various substances, especially oil, in front of the nozzle of the nozzle homogenizer is a

eine große Bindefreudigkeit besteht. Die gute Binde- Prallstift od. dgl. angeordnet, an dem das Gemischthere is a great willingness to bond. The good binding impact pin od. Like. Arranged on which the mixture

fähigkeit von Stoffen an Kohle wird bereits auf Ge- beim Auftreffen zerstäubt wird.Ability of substances on coal is already atomized on impact when it hits.

bieten, bei denen es nicht um die Abwasserreinigung 65 Bei dem mit Düsenhomogenisator und Prallstiftoffer, which are not about wastewater treatment 65 In the case of the nozzle homogeniser and impact pin

geht, ausgenutzt. So wird z. B. in der Flotationstech- arbeitenden Verfahren wird das Gemisch einer hohengoes, exploited. So z. B. in the flotation process, the mixture is a high

nik (Schwimmaufbereitung — Trennung von Erzen Beschleunigungskraft (es werden Geschwindigkeitennik (flotation - separation of ores acceleration force (there are speeds

und anderen Stoffen von taubem Gesteint die Kohle in der Düse über 800 km/h erreicht"), äußerst starkerand other substances from dead rock, the coal in the nozzle reaches over 800 km / h "), extremely strong

und intensiver Turbulenz, Kavitation sowie hydraulischer Scherung unterworfen. Die Einwirkung dieser Kombination von Dispergierungskräften wird durch einen heftigen Aufprall beendet.and subjected to intense turbulence, cavitation and hydraulic shear. The action of this Combination of dispersing forces 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:The chemical and physical processes take place in fractions of a second and can z. B. in the case of wastewater treatment of oil can be analyzed as follows:

1. Durch den Zusatz von Aluminiumsulfat tritt, wie an sich bekannt ist, eine grobe Trennung zwischen Öl und Wasser ein. Es fällt ein Gel aus.1. As is known per se, the addition of aluminum sulfate results in a rough separation between oil and water. A gel precipitates.

2. Beim Aufprall des Gemisches mit der sehr hohen Geschwindigkeit auf den Prallstift od. dgl., wird der Kohlenstaub nochmals zerkleinert. Durch die Erhöhung der Oberfläche der Kohlenstäubteilchen können diese mehr Öl binden.2. When the mixture hits the impact pin at the very high speed the coal dust is crushed again. By increasing the surface area of the carbon dust particles these can bind more oil.

3. Das ganze Gemisch erfährt in der Düse des Homogenisators eine Temperaturerhöhung, wodurch die Benetzbarkeit der Kohlenstaubteilchcn erheblich gesteigert wird. ^,3. The whole mixture experiences a temperature increase in the nozzle of the homogenizer, as a result of which the wettability of the coal dust particles is considerably increased. ^,

4. Infolge der verschiedenen Geweichte der einzelnen Komponenten im Triigermedium ist mit einer unterschiedlichen Beschleunigung dieser Komponenten zu rechnen. Das bedeutet, daß Ölteiichen an mehreren Kohlenstaubteilchen vorbeigleiten und so die Wahrscheinlichkeit einer Bindung erhöht wi^d.4. As a result of the different weights of each Components in the trigger medium is with a different acceleration of this Components to be expected. This means that oil particles are attached to several coal dust particles slide past, increasing the likelihood of a bond wi ^ d.

Es ist zwar bekannt, daß bei dem Convertol-Verfahren (bei diesem werden die Oberflächenergenschaiten der Kohlekörnchen durch Ölzugabe verändert und das Öl in Form eines dünnen Ölfilms an die Kohleteilchen gebunden) an Stelle von Mischer, Knetpumpe und Dispergiermaschinc 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 Öl stark erhöht wird. Bei diesem Verfahren, bei dem es überhaupt nicht um die Abwasserreinigung geht, liegen die Verhältnisse aber ganz anders als bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie an folgendem Schema gezeigt wird: .It is known that in the convertol process (In this case, the surface energy of the carbon grains is changed by adding oil and the oil is bound to the coal particles in the form of a thin oil film) instead of a mixer, Kneading pump and dispersing machine also an impact plate mill can 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 oil is greatly increased will. In this process, which is not about wastewater treatment at all, the circumstances are right but quite different from the method according to the invention, as shown in the following scheme will: .

ConvertolverfahreriConvertolver driveri

Ziel: Es soll der Wertstoff Kohle gewonnenObjective: The valuable material coal should be extracted

werden.will.

Vorgang: Zu einer vorhandenen Kohlensuspension wird Öl zugesetzt, die Mischung wird homogenisiert und gefiltert. Die Kohlensuspension ist Hauptstoff, und das öl ist Arbeitsstoff. Procedure: Oil is added to an existing coal suspension and the mixture is homogenized and filtered. The carbon suspension is the main substance and the oil is the working substance.

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

Verfahren nach der ErfindungMethod according to the invention

Ziel: Es soll der Wertstoff Reinwasser gewonObjective: The valuable resource, pure water, should be obtained

nen werden.will be.

Vorgang: Zu einer vorhandenen Ölsuspension oder einer anderen Suspension wird Kohle zugesetzt. Die Mischung wird homogenisiert, zum Absitzen gebracht und eingedickt. Die Ölsuspension usw. ist hier Hauptstoff und das Kohlepulver ArbeitsstofF.Procedure: Charcoal is added to an existing oil suspension or other suspension. The mixture is homogenized, allowed to settle and thickened. The oil suspension etc. is the main substance here and the powdered carbon agent.

Effekt: Bindung aller Schmutzstoffe an Kohle; klares Absetzen der Suspension.Effect: binding of all pollutants to coal; clear settling of the suspension.

Aus dem Convertolverfahren ist also das erfindungsgemäße Verfahren weder bekanntgeworden noch nahegelegt.The process according to the invention has therefore not become known from the convertol process still suggested.

Der Erfinder 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 offenbart. Für schwierig zu bindende Schmutzstoffe hat er die Verwendung einer mit einer Entspannungsdüse ausgerüsteten Hochdruckpumpe (Düsenhomogenisierung) offenbart. Die Stärke der Homogenisierung, d.^i. dieSo the inventor first worked for wastewater treatment the use of fine coal powder as a binder and the homogenization of the mixture (Wastewater — Carbon Powder) to increase the binding capacity of the carbon powder. for Difficult-to-bind contaminants, he has the use of an equipped with a relaxation nozzle High pressure pump (nozzle homogenization) disclosed. The strength of the homogenization, d. ^ I. the

ίο Art des Homogenisators, ist, wie schon erwähnt, dem jeweiligen Problem anzupassen.ίο The type of homogenizer, as already mentioned, is the to adapt to the respective problem.

Die für das Verfahren nötige Feinkohle steht als Nebenprodukt der Kohlenaufbereitungsanlagen preiswert zur Verfügung. Ihr Wert kann durch das erfindungsgemäße Verfahren sogar etwas gesteigert werden, wenn man nämlich einen schwach entwässerten Kohleschlamm einsetzt und dieser im Lauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zu brennfähigem Zustand eingedickt wird^-wobei der Heizwert noch durch die aufgenommene Schmutzschicht steigt.The fine coal required for the process is inexpensive as a by-product of the coal processing plants to disposal. Their value can even be increased somewhat by the method according to the invention, if you use a poorly dehydrated coal sludge and this in the course of the invention Process to combustible state is thickened ^ - the calorific value still by the absorbed dirt layer increases.

Unter der kurzen Bezeichnung »Öl« sind hier alle , im Abwasser enthaltenen ölartigen Substanzen ver-. ₍. standen, gekennzeichnet durch schJechte^Ben'dfzbaf^,'._ ■'"■ keit mit Wasser. - ,,-,_ / ;,All oily substances contained in wastewater are referred to as "oil" for short. ₍ . stood, characterized by poor ^ Ben'dfzbaf ^, '._ ■'"■ keit with water. - ,, -, _ /;,

Es wurden verschiedene Versuche durchgeführt und bei diesen unter anderem Öl, Stärke und Zucker aus Abwasser entfernt.Various experiments have been carried out and these have included oil, starch and sugar removed from sewage.

Bei einem Versuch, bei dem 1000 ecm verunreinigtes Wasser (Gemisch aus Wasser, Öl, Aiuminiumsulfat und 50 ml Feinstkohle nach der Vormischung mit einem Druck von 500 atü durch die Düse eines Homogenisators (mit einer Entspannungsdüse ausgerüstete Hochdruckpumpe) gepreßt wurden, wobei die Temperatur der Mischung auf 38" C anstieg, klärte sich die entstandene Trübe nach kurzer Zeit durch Absetzung des Kohle-Öl-Gemisches am Boden. Die Reinheit des Wassers entsprach den behördlichen Anforderungen.In an attempt at the 1000 ecm contaminated Water (mixture of water, oil, aluminum sulfate and 50 ml of fine carbon after premixing with a pressure of 500 atü through the nozzle of a homogenizer (equipped with an expansion nozzle High pressure pump) were pressed, whereby the temperature of the mixture rose to 38 "C, clarified the resulting turbidity after a short time due to the sedimentation of the coal-oil mixture on the bottom. the The purity of the water met the official requirements.

Ein weiterer Versuch init dem Ziel, Stärke und Zucker aus dem Abwasser zu entfernen, brachte eine wesentlich einfachere Versuchsdurchführung. Es genügte dabei bereits, den in einer Pumpe entstehenden Druck auszunutzen, um die Stärke an die zugesetzte -_t Kohle—zu binden- Die- Kohtenzugabrj,betrUif~etvva ,'■>■ 10 g/l. Die Analyse des geklärten. Wassers ergab,"daß ; Stärke und Zucker restlos aus. dem Abwasser entfernt ' waren. Ein Versuch, bei dem eine Mischung aus 101 Wasser, 20 ml Kohleöl, 10 g Aluminiumsulfat und 5 g Flockungsmittel mit 20 g Feinstkohle (Korngrößen zwischen 0 und 10 μ) versetzt und mit einem hochtourigen Rührer miteinander intensiv vermischt wurden, brachte nicht die von den Wasserwirtschaftsämtern 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 Wasserreinhaltungsgesetze vorschreiben. Aus diesem Versuch erkennt man die Bedeutung des Homogenisierungsprozesses. Another attempt with the aim of removing starch and sugar from the wastewater made the experiment much easier to carry out. There was enough there to take advantage of the pressure generated in a pump to the strength of the added - _t coal to binden- DIE Kohtenzugabrj, betrUif ~ etvva, '■> ■ 10 g / l. Analysis of the clarified. Water showed that "starch and sugar had been completely removed from the wastewater." μ) were added and intensively mixed with one another with a high-speed stirrer, did not bring the water purity required by the water management authorities. However, a subsequent homogenization of the mixture immediately and without difficulty - even without the addition of a flocculant - a perfect separation (the separation was carried out on a Thickening and discharge filters) of the coal-oil sludge from the water and the achievement of a water purity that was far higher than the current water pollution laws prescribe. This experiment shows the importance of the homogenization process.

Das Kohlepulver mit den daran gebundenen Verunreinigungen kann aus dem Wasser auf verschiedene Art und Weise entfernt werden. So kann man z. B. die Feststoffe zuerst absitzen lassen und dann das darüberstehende klare Wasser abziehen und den SatzThe carbon powder with the impurities bound to it can come from the water in various ways Way to be removed. So you can z. B. let the solids settle first and then the one above it Peel off clear water and the set

nach an sich bekannten Methoden eindicken. Hierzu können z. B. irgendwelche Absitzvorrichtungen, Eindick- und Austragfiltcr u. dgl. dienen.thicken according to methods known per se. For this purpose z. B. any settling devices, thickening and discharge filters and the like are used.

Vorteilhaft kann es sein, wenn der stark eingedickte Satz als Brennstoff verwendet wird. Durch Zentrifugicrung oder Trocknung kann der Feuchtigkeitsgrad der benetzten Kohle so herabgesetzt werden, daß eine Verfeuerung möglich ist. Da die Filtration auf dem Eindickfilter od. dgl. oft kein ausreichend klares Filtrat ergibt, kann es von Vorteil sein, wenn das Wasser aus der Eindickung zum einlaufenden Abwasser zurückgeführt wird.It can be advantageous if the strongly thickened sentence is used as fuel. Through Centrifugation or drying can reduce the moisture level of the wetted charcoal in such a way that that combustion is possible. Since the filtration on the thickening filter or the like is often not sufficient If the filtrate is clear, it can be advantageous if the water from the thickening to the incoming Waste water is recycled.

In der Zeichnung ist beispielsweise und schematisch eine Anlage für die Durchführung des Verfahrens veranschaulicht.The drawing shows, for example and schematically, a system for carrying out the method illustrated.

Das durch die Leitung 1 zufließende 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 Aluminiumsulfat, beigegeben sein kann. vorgemischt. Aus dem Rührbehälter 3 kommt die Mischung durch die Leitung 7 in die Hochdruckpumpe 8, aus der sie dann mit Hilfe des Kolbens 9 durch die Entspannungsdüse 10 gegen den Prallstift 11 gepreßt wird. Die auf diese Weise homogenisierte Mischung kommt dann durch die Leitung 12 in dieThe sewage 2 flowing in through line 1 is in the stirred tank 3, in which the blades 4 rotate, with the coal powder 6 supplied through the metering channel 5, which is also a flocculant, preferably Aluminum sulfate, can be added. premixed. From the stirred tank 3 comes the Mixing through the line 7 in the high pressure pump 8, from which it is then with the help of the piston 9 is pressed against the impact pin 11 by the expansion nozzle 10. The homogenized in this way Mixture then comes through line 12 into the

ίο Absitzvorrichtung 13, aus der das über dem Satz 14 stehende klare Wasser 15 durch die Leitung 16 abfließt, während der Satz 14 durch die Leitung 17 dem Eindickfilter 18 zugeführt wird. Das Wasser 19 aus der Eindickung wird durch die Leitung 20 in das einlaufende Abwasser 2 mit Hilfe der Pumpe 21 zurückgeführt. Das Transportband 22 trägt den Filterkuchen 23 zur Verfeuerung.ίο Sitting device 13, from which the above sentence 14 standing clear water 15 flows through line 16, while the set 14 through line 17 the Thickening filter 18 is supplied. The water 19 from the thickening is through the line 20 in the incoming Waste water 2 returned with the aid of the pump 21. The conveyor belt 22 carries the filter cake 23 for combustion.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

1 2 P tenta Dr'che- with the help of ^ 1, e.g. B ^ coal tar oil, brought out of the "'turbidity by the oil preferentially

1. Process for purifying waste water that binds coal, whereby for effectiveness a soft with suspended and / or real and / good mixing is considered crucial or colloidally dissolved substances, especially with 5. To achieve - good mixing Oil, contaminated, mixing of the wastewater are therefore used agitator cells. Here should With a carbon powder of a grain size below so 'no liquid can be cleaned of oil, son-10 μ and homogenize this mixture, since it is supposed to be coal with the help of coal tar oil characterized in that the working substance is selectively obtained from a pulp Coal powder can be used in the homogenization of a me- ίο.

subjected to mechanical crushing. The aim of the invention is a method for

2. The method according to claim 1, characterized by water purification, in which the binding capacity of the indicates that the coal is in a quantity of coal powder and the well-known phenomenon that the 10 g / l is added. The ability of the carbon powder to bind with increasing

3. The method according to claims 1 and 2, since 15 surface increases, are made usable,
characterized in that, in addition to the coal, the invention relates to a method for powder, as is known per se, a flocculant cleaning of wastewater, which is used with suspended and the flocculant to the waste and / or real and / or colloidally dissolved substances, water is mixed together with the coal. especially contaminated with oil, mixing

.- _v 20 of the wastewater with a ■ carbon powder from a ·

1-.SS. ^Λ - grain size below 10 μ and homogenizing _di.eses ,,

·. . Mixture that is characterized by it-fs'Cuass man.

The invention relates to a method for cleaning the carbon powder during the homogenization of a .nie- '

of wastewater which is subjected to suspended and / or mechanical crushing. ,

Really and / or colloidally dissolved substances, in particular 25 In this context, homogenization is any mechanical

Oil, are contaminated. ^ __ treatment of the suspension understood by which the

There are a number of methods for increasing the fineness and uniformity of the distribution water purification known. You work with heavy-. will. Through the homogenization. the mix power separators, centrifugal separators, carbon filters, Se- (waste water - fine carbon powder) occurs a certain amount parators, oil traps or other devices. 30 further crushing of the carbon powder and thus These methods fail in view of the attainable increase in the binding ability of the pulverized coal part water purity and pay attention to the economy for the impurities. Also will to be desired. .- through the homogenization process a better

There is also a method known in which the division of the contaminants, in particular the oil, in

Wastewater is achieved by adding a previously prepared wastewater to the 35 to be cleaned, which is

make pulp made of coal or lignite, possibly affecting the binding. Most of all, though

if with the addition of ferric sulphate and lime, due to the strong shear movement, which with each

need to be. Type of homogenization is linked, the dirt

Also, the use of fer- chen brought to the carbon grains before their use, so that they are more active charcoal in wastewater purification, namely can be bound there. The strength of the Homolich for the production of phenols from aqueous solution will be adapted to the present dissolving and the removal of oily constituents and the homogenizer will be adapted accordingly. from condensation, known. As far as you choose Absorp-. Appropriately there are -man ^ aüt-l ΐ "wastewater" means, for example, when cleaning 10 g of coal powder of the claimed type.
If water containing phenol has been used, it can be advantageous if one. In addition to the fine coal powder, the additional absorbent in the wastewater belonging to the state of the art is also found again and used in the still flocculant, preferably aluminum-treated state. The inventor has recognized that by

Another of the known methods for removing these measures, surprisingly, the settling