DE1517730A1

DE1517730A1 - Verfahren zur Reinigung von Abwaessern

Info

Publication number: DE1517730A1
Application number: DE19641517730
Authority: DE
Inventors: Baer Dr Erhardt; Kurt Xylander
Original assignee: BAER DR ERHARDT
Current assignee: BAER DR ERHARDT
Priority date: 1964-06-30
Filing date: 1964-06-30
Publication date: 1969-05-29
Also published as: US3347786A; DE1517730C3; DE1517730B2

Description

Dr.-lng. v*n KrtisUr Dr.-Ing. ScfiSnwafcf

Or.-lnj. Tk Mtyer Dr. Fues Dr. Eggert Dipl.-Phys.Grav»

KSln, Dalchmannhaus

29^ Juni 1964 Eg/Ki

Hans J» Zimmer Verfahrenstechnik, Frankfurt (Ilain), _ __ Bpr αi&allee. J_r7

Verfahren zur Reinigung von Abwässern

Es ist bekannt, Abwasser, die Verschmutzungen in fein ^

dispergierter Form enthalten, durch Zugabe eines Flck- ™

kungsmittels, wie z.B. eines Metallsalzes und Einstellung e ines bestimmten von der Art des I.Ietallsalzes abhängenden ρττ-Wertes, zu klären. Solche kolloiden oder emulgierten Mischungen lassen sich ohne ein Flockungsmittel oder mit Zentrifugen. Filtern oder ähnlichen Geräten nicht trennen.

Stark verschmutzte Abwässer oder solche mit sehr hohen Gehalt an Detergentien bzw. Emulgatoren benütigen zu ihrer Klärung eine relativ große Menge Flockungsmittel. Zur Klärung eines normal verschmutzten M.ußwassero genügen etwa 100 g Aluminiumsulfat pro m zur Ausflockung Λ und Klärung. Dagegen müssen einem Abwasser der Autoir.obilindustrie mit einigen Prozent Detergentien bzw einen

3 starken Emulgator bis zu 10 kg Flockungsmittel pro m zugegeben werden. Ein Teil des Abwassers wird dabei zwar ebenfalls geklärt, es bildet sich jedoch ein relativ großes Schlammvolumen, das bis zu 90 fi der ursprünglichen Abwassermenge betragen kann. Die Ursache liegt darin, daß die zur Absorption des Schmutzes notwendigen Flocken eine große Menge Wasser aufnehmen- Eei einer Vernichtung des Schlammes durch Verbrennung müßte diese mit verbrannt werden. Für ein vorheriges Eindicken des Schlammes mit Zentrifugen, Filtern und dergl- wäre der apparatemäßige Aufwand zu kostspielig

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Pie Erfindung zielt darauf hin, die zur Klärung eines Abwassers bisher benötigte Menge eines Metallsalzes erheblich zu reduzieren, um Kosten einzusparen und um einen möglichst konzentrierten Schlamm zu erhalten, der ohne Energiezufuhr verbrannt werden kann» Außerdem soll das verwendete Metallsalz nach Möglichkeit wieder zurückgewönne ία werden können.

Die Reinheit des gewonnenen klaren Wassers soll möglichst den für die Einleitung in einen Vorfluter geltenden behördlichen Vorschriften entsprechen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Reinigung von Abwässern durch Zugabe von Metallsalzen und deren Ausflockung als Hydroxyd durch Einstellen eines entsprechenden prr-Wertes im Abwasser, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Metallhydroxyd nach der ersten Ausflockung wieder gelöst wird, daß der p„-Wert des Abwassers nach Abtrennung der ausgeschiedenen Verunreinigungen erneut auf den Plockungspunkt eingestellt wird und daß der Wechsel von Fällung, Wiederauflösen und Ausscheidung der Verunreinigungen erforderlichenfalls mehrfach wiederholt wird.

Es ist bei diesem Verfahren nicht erforderlich, so viel Metallsalz zuzugeben, wie das für eine einmalige vollständige Fällung der Verunreinigungen nötig ware, Es genügt ein Bruchteil, beispielsweise ein Drittel. Mit der ersten Ausflockung erhält man zwar noch kein klares sauberes Wasser. Bringt man nun das aunsefällte Metallhydroxyd wieder in Lösung, so werden/die von dem Hydroxyd ■ adsorbierten Schmutzstoffe, je nach dem Dichteunterschied zum Dispersionsmittel, nach oben oder unten abtrennen, Zu starkes Rühren ist hierbei zu vermeiden, um die ausgeschiedenen Verunreinigungen nicht erneut zu dispergieren. Der Schmutz, der sich an der Oberfläche oder am Boden angesammelt hat, wird dann in an sich bekannter

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Weise abgetrennt. Durch Einstellen des entsprechenden PjT-Wertes kann dann erneut das Hydroxyd ausgefüllt werden, das wieder eine entsprechende Menge der Verunreinigungen des Abwassers adsorbiert. Je nach der Llenge und der Art der Verunreinigungen muß die Prozedur des Aus-'faliens, Wiederauflösens und Ausscheidens der Verunreinigungen ein- oder mehrmals wiederholt werden, so lange, bis das Wasser den erforderlichen Reinheitsgrad erreicht hat. Die sedimentierte Schlammphase und die überstehende klare Phase können dann getrennt werden. Der Metallschlamm, insbesondere der Aluminiumhydroxydschlair.m, der letzten Fällung kann zur Behandlung von frisch ankommendem Abwasser unmittelbar wieder verwendet werden-, wenn dessen p^-Wert so liegt, daß das Hydroxyd zunächst" im Abwasser wieder aufgelöst wird. Der Metallgehalt dieses Schlamms kann aber auch in der Weise genutzt werden, daß er durch Zugabe einer Säure oder Lauge in bekannter Weise in das Metallsalz überführt wird, das dann wieder für weitere Fällungen brauchbar ist. Die Verunreinigungen_: die durch diese Wiederverwendung des Hydroxydschlarr.ms der letzten Fällung in frisch ankommendes Abwaccer eingebracht werden, können vernachlässigt werden, weil die Gesamtverschmutzung bei dem letzten Vorgang des Löoens und Wiederausflockens nur noch relativ gering ist. Aus dem gleichen Grunde sedircentiert der Schlamm auch einwandfrei, während bei den bekannten Verfahren die Sedimentc.tionsrichtung infolge der unterschiedlichen spezifischen Gewichte der Verschmutzungen häufig wechselte

Um eine zu große Versalzung bei einem mehrmaligen Ausfällen und Wiederauflösen zu verhindern, wird man zweckmäßigerweise darauf achten, daß die Säure, die man zum Lösen des Hydroxydniederschlages verwendet, mit der Lauge, die man zum Neutralisieren und wieder Ausfüllen

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des Metallsalzes benutzt, eine unlösliche Verbindung bildet, wie das beispielsweise bei der Verwendung vcn Schwefelsäure als Säure und Kalkmilch als Lauge der Fall ist.

Die besonders schwierig zu reinigenden Abwasser der Autoindustrie, die beispielsweise aus dem Waschwasser und Brhremulsionen bestehen, machen bei der Klärung wegen des hohen Gehalts an Mineralölen und der Detergentien oder Emulgatoren besondere Schwierigkeiten* Diese Abwasser sind meist alkalisch» Bei solchen und anderen alkalischen Abv/ässern empfiehlt es sich, für die Fällung zunächst ein Metallsalz zu verwenden, dessen Hydroxyd etwa im Ρττ-Bereich des Abwassers ausflockt, und dann für die- letzte Fällung ein Metallsalz zu nehmen, dessen Hydroxyd bei geringerem p„-\7ert ausfällt. Beispielsweise kann man für ein Abwasser mit einem PtT-Wert von etwa 11 zunächst Magnesiumsalze für die Fällung in der ersten und den folgenden Stufen verwenden und erst in der letzten Stufe wird dann der Ρττ-Wert so weit gesenkt, daß das Hydroxyd des zweiten Metallsalzes ausflockt. Dieses Salz, beispielsweise ein Aluminium- oder Eisensalz, kann erst unmittelbar vor der letzten Fällungsstufe zugesetzt sein oder bereits vor der ersten Fällungsstufe mit den Magnesiumsalzen zugegeben werden«. Diese Arbeitsweise hat den Vorteil eines nur sehr geringen Verbrauchs an den vergleichsweise teureren Aluminiumsalzeno Trotzdem wird aber für die letzte Fällungsstufe die besonders gute Adsorptio2isfähigkeit des Aluminiumhydroxyds ausgenutzt. Eine weitere Kostenersparnis ergibt sich dadurch, daß der Metallhydroxydschlamm der letzten Fällungsstufe, also das Aluminium- oder Eisenhydroxyd, zur Behandlung von frisch ankommendern Abwasser wieder

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eingesetzt werden kann. Außerdem spielt sich bei- dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens die gesamte Klärung des alkalischen Abwassers in alkalischen bis neutralen Bereich ab. Dadurch wird eine Hachneutralisation vor dem Ablassen des geklärten Wassers in den Vorfluter überflüssig und die Kosten einer Anlage zur "Purchführung dieses Verfahrens sind erheblich geringer, weil die Behälter nicht aus säurefestem Material zu bestehen brauchen,

Bei dem erfindungsgemäßen mehrstufigen Fällungsverfahren sind ,je nach dem ρ,,-Wert des zu klärenden Abwassers auch noch andere Kombinationen von Metallsalzen als Magnesium-Aluminium bzw. MagnesiUIL-I-'.;en denkbar., wie beispielsweise die Kombination Eisen-Aluminium» Wegen der aufgezeigten Möglichkeit der Wiederverwendung des Metallhydroxyds der letzten Fällungsstufe können hier auch Salze von Metallen Verwendung finden, die bisher aus Preisgründen für diesen Zweck nicht in Frage kamen. Mit dem erfindungsgeffiäßen Verfahren werden die eingangs aufgestellten Forderungen der Klärung von schwer zu reinigenden Abwässern, deren Verschmutzungen in kolloider Form vorliegen, voll erfüllt, denn die bei dem mehrstufigen Verfahren benötigte Metallsalzmenge ist wesentlich geringer als bei nur einmaliger Fällung. Die Verunreinigungen werden in stark konzentrierter Form ausgeschieden. Der abgezogene Schmutz hat also einen geringen Wassergehalt und kann leicht verbrannt werden-. Die überwiegenderMenge der Verunreinigungen wird in einer Form abgezogen, bei der praktisch keine Verbindungen des zur Fällung notigen Metalls verloren gehen- Der Metallhydroxydschlamm wird erst in der letzten Stufe abgezogen, in der das Abwasser im wesentlichen geklärt ist, so daß der sich hier gut absetzende Schlamm nur noch relativ geringe

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Mengen von Verunreinigungen enthält und infolgedessen wieder verwendet werden kann. Es gelingt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Abwässer mit einem Mineralölgehalt von 2 io und mehr sowie zusätzlich einem hohen Gehalt von oberflächenaktiven Substanzen bis auf Restgehalte von 50 bis 80 mg ätherextrahierbarer Bestandteile pro Liter zu klären. In fällen, in denen dieser Restgehalt nicht ausreicht, kann sich an die letzte Fällung und das Abtrennen des Hydroxydschlammes eine Reinigung mit Aktivkohlepulver und an sich bekannten Flockungshilfsmitteln oder Coagulmisien anschließen* Die Aktiv-P kohle wird in der Plüssigkeit verrührt, Durch die Zugabe des Flockungshilfsmittels ballen sich dann die dispergierten Aktivkohlepartikel zu größeren Einheiten zusammen und sedimentieren in wenigen Minuten* Das Sediment kann nach der Abtrennung verbrannt werden. Das gereinigte V/asser entspricht mit Restgehalten an ätherextrahierbaren Stoffen unter 10 in g/l auch den strengsten behördlichen' Vorschriften für die Einleitung in ein öffentliches Gewässer ο

Der Wechsel von Fällung, Wiederauflösen und Ausscheidung der Verunreinigungen in den einzelnen Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann mit bekannten Mitteln voll-™ automatisch durchgeführt werden. Selbst bei einer größeren Anzahl von Stufen benötigt das erfindungsgemäße Verfahren im allgemeinen weniger Zeit zur Reinigung der gleichen Abwassermenge als die einmalige Fällung, weil die Ausscheidung der Verunreinigungen in den einzelnen Stufen und das Absetzen des Metallhydroxydschlammes der letzten Stufe immer vergleichsweise rasch vonstatten geht- In vorhandenen Anlagen können daher mit dem neuen Verfahren in der gleichen Zeit größere Abwassermengen geklärt werden«

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Pas erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf die Behandlung von Abwässern beschränkt. Es eignet sich ebensogut zur Behandlung von anderen verschmutzten Wässern, beispielsweise zur Entfernung von radioaktiven Bestandteilen aus Wässern oder für die Erzeugung von Gebrauchswasser aus Pluß- oder Meerwasser.

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Sin Abwasser mit einem Mineralölgehalt von 2 <fo, einem Ρττ-Wert von 11,5 und hohem Gehalt an Detergentien und

Emulgatoren wurde mit 3 kg Al₂(SO-), . 18 H^O pro w M

versetzt und das Aluminiumhydroxyd durch Zugabe von 1,5 kg Schwefelsäure pro m ausgefällt. Das Wasser war noch stark getrübt. Anschließend wurde das Aluminiumhydroxyd durch Zugabe von 0,3 kg Schwefelsäure pro m wieder gelöst. Nach einstündiger Beruhigungszeit hatten sich l/m Schwimmschlamm abgesetzt, Dieser wurde abgetrennt und durch Einstellen des p„-Wertes 6.5 erneut Aluminiumhydroxyd ausgefällt. Nach einer Beruhigungszeit von einigen Stunden war das Wasser vollkommen klar und der Schlammanteil betrug 90 l/m . Die klare Phase hatte nach Abtrennung des Schlammes noch einen Gehalt an ätherextrahierbaren Bestandteilen von 60 mg/l. Nach Zusatz von 0,5 kg Aktivkohlepulver pro m ,gründlicher \

•7.

Verteilung derselben und Zusatz von 3 cm Separan (Wz) pro m sowie Abtrennung der sedirrentierten Aktivkohle hatte das geklärte Abwasser nur noch einen Restgehalt an ätherextrahierbaren Bestandteilen von 8,5 mg/1.

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Claims

Patentansprüche

1.) Verfahren zur Reinigung von Wässern durch Zugabe von Metallsalzen und deren Ausflockung als Hydroxyd durch Einstellen eines entsprechenden p^-Wertes im Wasser, dadurch gekennzeichnet, dai3 das Metallhydroxyd nach der ersten Ausflockung wieder gelöst wird·, daß der pjT-Vfert des Wassers nach Abtrennung der ausgeschiedenen Verunreinigungen erneut auf den Floekungspunkt eingestellt wird und daß der Wechsel von Fällung, Wiederauflösen und Ausscheidung der Verunreinigungen erforderlichenfalls mehrfach wiederholt wird»

2s) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dai3 man eine für eine einmalige vollständige Fällung· der Verunreinigungen unzureichende Menge des Metallsalzes verwendet.

3„) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man bei einem alkalischen Schmutzwasser für die Fällung zunächst ein Metallsalz verwendet, dessen Hydroxyd etwa im p„-Bereich des Wassers ausilcckt und für die letzte Fällung ein Metallsalz nimmt, dessen Hydroxyd bei geringerem p„-Wert ausflockt.

4.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3? dadurch gekennzeichnet, daß man an das Abtrennen des Hydroxydschlammes der letzten Fällung eine Reinigung mit Aktivkohlepulver und an sich bekannten Flockungshilfsmitteln anschließt-

5») Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekeimzeichnet, daß der Metall-, insbesondere Alurainiumhydro-. xydschlamm der letzten Fällung zur Behandlung von frisch ankommendem Schmutzwasser wieder verwendet wird ο

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