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Mittel zum Bilden mechanisch stabiler Koagulate bzw.
Konglomerate für die Klärung von Trüben
Die Erfindung bezieht sich auf ein
Mittel zum Zusetzen zu Feststoffanteile aufweisenden Trüben bzw. Suspensionen zum
Zwecke des Zusammenschlusses zu mechanisch größeren Teilchen., wie sie als Flockungshilfsmittel
und Sedimentationabeschleuniger bei der Klärung von Trüben bekannt sind. Es werden
bereits synthetisch hergestellte wasserlösliche Hochpolymere als Flockungshilfsmittel
und Sedimentationsbeschleuniger bei der Klärung von Trüben bzw. für eine Klärung
von Suspensionen mit geringem Feststoffgehalt bei großem Flüssigkeitsanteil verwendet.
Ein bevorzugter Anwendungsbereich bietet sich derartigen Flockungshilfsmitteln in
Abwasserreinigungsanlagen für kommunale bzw. industrielle Ab-
wässer, deren
Abwässerschlämme Wassergehalte bis 9595 %
aufweisen. Die Flockungshilfsmittel
dienen hier der Aufgabe, die in den Abwässern enthaltenen Festatoffe organischer
oder anorganischer Herkunft zu einer schnelleren Sedimentation zu bringen, Diese
wasserlöslichen synthetischen Hochpolymere sind teils ionogene, teils nichtionogene
Polyelektrolyte oder Mischpolymerisate wie Polyvinylalkohole, Polyacrylate, Polymethaerylate,
Polyacrylamide, Polyäthylenoxide, Polyimine oder ähnliche Hochpolymere bzw. deren
Mischpolymerisate. Eine Auswahl bestimmter Hochpolymerer wurde u.a. bereits als
sogenannte Schlammdrücker bei der Kohle- und Erzflotation oder für die Klärung von
Salzlösungen und Zuckersäften eingesetzt.
Die auf dem Narkt befindlichen
synthetischen Flockungshilfsmittel werden auch bereits für die Sedimentation von
Metallhydroxide enthaltenden industriellen Abwässern verwendet, um eine bessere
Reinigung durch schnellere Ausflockung der sedimentierbaren Hydroxid- und sonstiger
anorganischer oder organischer Feststoffanteile zu erreichen, wobei zur Nachentwässerung
des feinflockigen Sedimentes entsprechend aufwendige, nachgeordnete Nachentwässerungsaggregate
erforderlich sind. Die hierbei im wesentlichen aus Hydroxiden oder organischen Bestandteilen
gebildeten Flocken ergeben zwar eine verbesserte Sedimentation, als äußerst nachteilig
stellt es sich jedoch heraus, daß die sich in den Schlammsammelbecken absetzenden
Vlocken als unter Einwirkung mechanischer bzw, dynamisch bewirkter Kräfte äußerst
instabil erweisen; bedingt durch ihre zarte Struktur erhöhen sie das anfallenden
Schlammvolumen in unerwünschter Weise. Die hierbei erhaltenen, aus winzigen Flockenverbänden
gebildeten Schlämme neigten bei mechanischer Beanspruchung, wie sie bei Rühr-, Pump-,
Transport- oder VerladevorgängeN bspw. durch Saug-oder Staudruck, Ausrollen In Filterrohren
und Ableiten in Rohrleitungen, auftreten, zur Rediapersion" d.h.. die Flockenverbände;verloren
ihre scheinbare Stabilität und gingen unter Einfluß auf sie einwirkende Kräfte wieder
in Dispersionen bzwa Suspengionen über, Sowohl der Transport als auch eine Ablaterung
sowie-praktisch jede Nachentwässerung wurde dadurch erheblieh erschw&rt. Zur
wenigstens teilweisen Behebung des Nachteiles wurde den Abwasserströmungen am Eintrittsende
sowie zusätzlich nochmals am Austritt eine weitere Menge des ursprünglich verwendeten
Flockungshilfamittela.vorzugeweine In Wasser gelöst, zugegeben. Neben der unzureichenden
Wirkung dieser Maßnahme ergibt sich ein derartiger Bedarf von Flockungshilfsmitteln,
daß ihr Einsatz bei der Aufbereitung kommunaler und sogeannter Industrieschlämme
unwirtschaftlich erschien.
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Es wurde nun gefunden, daß bei Zusatz bestimmter wasserlöslicher
Salze in wässriger Lösung oder in trockener> Zustand, bspwe durch pulverförmige
Mischung, zu dem An sich bekannten
Flockungshilfamittel a-lle an
sich bisher bei mechanischer bzw* dynamischer Beanspruchung der ausgeflockten
Schlämme ergebenden Nachteile beheben lassen:' Anstelle der bisherigen Redispersion
tritt das Zusamo n allen der einzelnen, zarten Flöckchen unter derartigen Beanspruchungen
zu Flöckchenverbänden (Koagulaten) und bei weiterer dynamischer Einwirkung ... ein,..
weitereig Zusammentreten der Koagulate zu groben" stabilen Konglomeratene Anstelle
der unerwünschten Zerkleinerung bei weiteren Bearbeitungs-, Transport- und Lagervorgängen
tritt demnach ein weiterer Zusammenschluß, der die Nachentwässerung erheblich erleichtert
und rationeller durchzuführen erlaubt.
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Als beizumengendes Salz hat sich bspw. dithiocarbaminsaures Natriumaalz
bewährt" das in Mengen von o.0o5 bis 5,0 Gew. %
dem an sich bekannten
Flockungshilfsmittel zugesetzt ist.
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Es wurde gefunden, daß eine große Zahl der bekannten Flockungshilfsmittel
zwar eine ausgezeichnete Thixotropie hervorzurufen Im Stande Ist, die aber bei der
Nachentwässerung durch dynamische Einwirkungen sich als absolut unerwünscht erweist.
Es zeigte sich weiterhin, daß mit HIlfe des gefundenen Zusatzes alle an den
Behälterwandungen und Rohrleitunge'n anhaftenden schmierig-schleimigen Schlammanteile
von den sich bildenden groben Konglomeraten bei entsprechender Turbulenz aufgenommen
und in dieselben eingeschlossen werden. Die Trennung der Feststoffe vom Wasser erfolgt
wesentlich schneller und wirksamer als beim Einsatz allein des Flockungshilfsmittels:
Das unter Verwendung den erfindungsgemäßen Zusatzes erhaltene Filtrat bzw. Dekantat
enthält bedeutend weniger feinste Feststoffanteile als bisher, und diese Tendenz
blieb insbesondere auch nach mechanischer Einwirkung auf die sedimentierten Schlämme
erhalten.
Im folgenden wird an Hand von Beispielen die Wirkung des
gemäß der Erfindung dem bekannten Flockungshilfamittel zuzusetzenden Stoffg im folgenden
"Koastabilit benannt, erläutert: Beispiel 1
Es wurde ein gut
ausgefaulter Kommunalschlamm aus einem beheizten Faulturm entnommen und zu looo
ml Faulschlamm wurden 70 ml einer 0,05 %igen wässrigen Lösung eines
bekannten synthetischen Flockungshilfsmittels 7 ml einer 0.005 %igen
wässrigen Koastabil-Lösung zugesetzt.
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Bei intensivem Schütteltest entstehen grobe Konglomerate.
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Bei alleinigem Zusatz desselben synthetischen Flockungshilfsmittels
entstehen nur Flocken eines Durchmessers von 2 bis 3 mm, die jedoch nach
5omaligem Schütteln wieder redispergieren.
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Die beim Zusatz von Koastabil erzielten Konglomerate dagegen sind
mechanisch beständig.
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Beispiel 2
Es wurde ein noch nicht völlig ausgefaulter Kommunalschlamm
nach ca. 14 Tagen Aufenthalt im Faulturm diesem entnommen und zu looo ml des beschriebenen
Schlammes wurden loo ml einer o,1 %igen wässrigen Lösung eines synthetischen Flockungshilfsmittels
sowie 5 ml einer o.ol %igen wässrigen Koastabil-Lösung zugesetzt, Bei dem
Schütteltest entstehen primär zarte Koagulate, die bei intensiv fortgesetztem Schütteln
zu groben Konglomeraten zusammenschließen.
Der Zusatz bekannter
synthetischer Flockunshilfsmittel blieb wirkungslos. Es wurden hierbei Flockungshilfsmittel
bekannter in- und ausländischer Hersteller unter Berücksichtigung der Anionen- und
Kationenaktivität verwendet. BeisPiel 3
Es wurden Frischschlämme
aus Klärgruben entnommen und zu looo ml Frischschlamm wurden 50 ml einer
o,1 %igen wässrigen Lösung einessynthetischen Flockungshilfsmittels und lo ml.einer
o.o5 %igen wässrigen KoaBtabil-'-#Lösung zugesetzt.
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Beim Schütteltest entstanden grobe Koagulate, die nach weiterem Schütteln
sich bis zu bspw. walnußgroßen Konglomeraten zusammenschlossen. Eine Redispergierung
trat nicht auf. Der Einsatz bekannter anionisch und auch kationisch eingestellter
Flockungshilfsmittel allein ergab keine Flockung. Beispiel 4
Eisenhydroxidschlamm
entstanden aus mit CaCo 3 neutralisierten, Mischsäure enthaltenden Abwässern
mit pH-Werten von 798 bis 8,5 wurde Schlammsammelteichen entnommen,
und zu looo ml des beschriebenen Eisenhydroxidochlammes wurden 4o m1.einer o,1 %igen
wässrigen Flockungshilfsmittellösung sowie 4 ml einer o.o5 %igen wässrigen Koastabil-Lösung
zugesetzt, Bereits nach lomaligem Schütteln wurden grobe Koagulate erhalten.die
sich bei weiterem Schütteln zu groben Konglomeraten zusammenschlossen. Diese Kongomerate
zeigten eine bisher nicht bekannte Stabilität, wobei die bisher bekannten Schmiereigenschaften
von metallhydroxidhaltigen Schlämmen nicht mehr feststellbar waren.
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Mit den bekannten synthetischen Flockungshilfsmitteln wurden feinflockige
Schlämme erhalten, die nach etwa 2omaligem
Schütteln rediapergierten.
Beispiel 5
Galvanikschlamm, teilweise Cyan-entgiftet; bei dem Cr VI
zu Cr Iii reduziert war und der mit NaOH auf pH£Werte um 7,5 neutralisiert
war, wurde der Absetzgrube ohne Überlauf entnommen. Zu looo ml beschriebenen Schlammes
wurden 45 ml einer o,1 %igen wässrigen Lösung eines synthetischen Flockungshilfsmittels
sowie 5 ml einer 0,05 %igen Koaatabil-Lösung zugesetzt.
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Nach kmaligem Schütteln wurden sehr grobe Konglomerate erhalten, die
auch bei starker Turbulenz stabil blieben. Ferner wurde festgestellt, daß das zuvor
noch mit Cyan-Ionen und Chromatspuren belastete Dekantat nach dem Zusatz der beschriebenen
Koastabil-Lösung sich als völlig entgiftet erwies.
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Der Zusatz der bisher bekannten'synthetischen Flockungshilfsmittel
ergab eine beim Schütteln redispergierende feindisperse Flockung.
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Beispiel 6
Ölhaltiger Giehtgas-Waschwasserschlamm wurde
einem Absatzbecken entnommen, Zu looo ml des beschriebenen Schlammes wurden 12o
ml einer o,1 %igen Lösung eines synthetischen Flockungshilfsmittels und lo ml einer
0,5 %igen Koastabil-Lösung zugesetzt. Durch 2omaliges Schütteln wurden Koagulate
erhalten, die bei stärkerer Turbulenz teilweise redispergierten; erst ein Zusatz
von 2 ml einer ca. 5 %igen Doppelsalzlösung-ergab die erwarteten groben Konglomerate,
die auch bei fortgesetztem
Schütteln stabil blieben.
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Alle bisher bekannten Flockungshilfamittel ergaben günstigstenfalls
eine deutliche Thixotropie, die jegliche Sedlmentation unterbindet.
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Beispiel 7
Einenoxydrot enthaltender Glaaurabwasserschlamm
aus keramischen Betrieben in Gemischen von Ton-Quarz-Kaolin-Suspensionen wurde dem
Absetzbecken eines Isolatoren-Werkes entnommen* Zu looo ml des beschriebenen Schlammen
wurden 4o ml einer o,1 %igen Lösung eines synthetischen Flockungshilfamittels und
2 ml einer 0,03 %igen Koastabil-Lösung zugegeben.
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Nach 3omaligem Schütteln wurden Koagulate erhalten, die auch bei fortgesetztem
Schütteln beständig blieben. Die mit übliohen Flockungshilfsmitteln nicht ausfällbaren,
teilweise kolloidal gelösten Eisenoxydrotpigmente wurden von den Koagulaten zum
größten Teil aufgenommen und in den sich beim weiteren Schütteln bildenden Konglomeraten
eingeschlossen. Der alleinige Einsatz der bisher bekannten Flockungshilfsmittel
ergab unter sonst gleichen Bedingungen rediapergierende Flocken.