DE1642424A1 - Anwendung von Stoffen aus Mono- und Polysacchariden und ihren Abkoemmlingen und Schwefelsaeure zur Abscheidung von organischen Verunreinigungen aus industriellen Abwaessern - Google Patents

Description

• Anwendung von Sloffen aus Mono-*und Polyeaechariden und ihren AbkÖmmlingen und Schwefelsäure zur Abscheidung von organischen VerunreiniiMagen aus Industriellen-Abwässern Im Zuge der industriellen Expansion ist in der Bundearepublik Deutschland und in anderen hochindustrialiaierten Staaten die Verschmutzung von Plüssen und Seen durch Abwäseer der Industrie sehr weit vorgesehritten und nicht verschmutztes Wasser muse schon heute als knapper Rohstoff angesehen werden.
• In der Bundesrepublik Deutschland gestattet zwar das Gesetz nur die Einleitung eines vorgereinigten, das Selbstreinigungsvermögen des Vorflutern erhaltenden Abwassers in die Gewässer, jedoch sind die bisher bekannten Reinigun,:-sverfahren, die zumeist rein mechanische Klärung durch Filtr4--tion oder Flockung mit Iletalloxidhydraten oder organischen Plockungsmitteln vorseheng unzulänglich und unwirtschaftlich.
• Nur in Einzelfällen, und zwar vor allem in der chemischen Gro."oinduotrieg ist bisher der aufwendige Wegg das Abwasser in Kombination mit einer meahaliechen Klärung biologisch bis auf den vom Gesetzgeber geforderten Veinheitsgrad zu bringen, realisierbtir.
• Biologische Reinigungsverfahren sind wegen ihrer grossen Emp-findlichkeit gegen-*llber sprunghaften Veränderungen des Abwassers, die als Temperatur- und pH-Wertschwankungen sowie durch wechsblnde Zusammensetzungl d.h. Art und Menge der organischen und Inhaltestoffe in vielun Betrieben auftreten, so sehr in ihrer Anwendung eingeschränktg daso sie nur dort ausgeübt %.-erden köiinen, wo genügend Plutz für - osse HomogenisierunL--s- und Belüftun--ebeaken sowie ,-- r L; Schlaumverbrennun--sanlagen zur Verfügung steht.. Hinderlich ist au,-serdem die unLerechiedliche Zeitspanne" die die verschiedenen Inhaltsstoffe des Abwassers zu ihrem vollständigen Abbau benötigen. Das wirkt sich bes-,nders bei der Festlegung der Abmessungen der Becken aus, Einen Fortschritt schienen die Vorschläge darzuatellene Abwässer nach mechanischer Vorreinigung durch adsorptionaaktive Kunstharze naohaureinigen und die 7-inrze nach ihrer -Beladung mit Alkalien zu regenerieren. Pür die Aufarbeitung der bei jiesem Regenerlerprozeas anfallanden verunreinigten Regenerierlaugen ist zber bislang kein wirtochaftlieh tragbares Verfahren gefunden worden. Auch erwies sich die Aufnahmekapazität der Kunstharze für die Verunreinigun.#en als unzureichend und die Aufnahme vergchiedener orj, ganischer Stoffeg namentlich einiger Farbstoffe# war irreversibel.
• Ebenso wie Kunstharze konnten sich auch Aktivkohlen infolge der mit der Regsgerierung verbundenen Schwierigkeiten in der Abwasserreinigung nur dort durchsetzent wo uas Wasser entweder nur geringfügig verunreinigt oder seine Menge so klein istg .aes auf eine Regenerierung verzichtet und das Adeorptionagut nach Beladung verworfen werden kann. Schliesslich sind zur Lösung der Abwasserprobleme auch noch #--,eitere Verfahren, wie Verr,-;gnung, elektrolytische Oxidation bzw. Reduktion und Behandlung in Oxidationsfiltern auf der Basis chenrischer Oxidt.tionsmittel (Cl 29 KMno41 Cr03 ),1 bekannt geworden.
• N---ch dem Stande der Technik stellt nur das biologisch-mechanische iLeinigungsverfahren in Vetbindung mit der Schlammverbrennung unter den genannten Einschränkungen eine hinreichende" wenn auch kostspielige Lösung. des Abwasserproblems dar.
• Darüber hinaus ist in der Technik bisher kein Vorschlag bekannt geworjent organische* sauerstoffzehrende Bestandteile aus Abwässern mittels billiger Adeorptionsma2sen zu entfernen und das beladene Adaorptionsgut anschliessend zu verbrennen. Aus Mono- oder Polyeaechariden und ihren Abkömlingeng wie z,B. Cellulose oder solche enthaltende Stoffe wie Holzmefilg werden durch Verrühren mit konzentrierter Schwefelsäure schwarze brüchige Massen erhalten, aus denen sich überschüssige Schwefelsäure mit Wasser auswaschen läset.
• Solche Massen wurden In bekannten Verfahren als Entfärbungehilfsmittel in der Zuckerinduetrie angewendetg bevor man sich den porösen Kunstharzen auf der Basis der Polykondensate aus aromr-.tischen Aminen und Aldehydeng wie z.B, Pormal dehydp zuwandte.
• Es wurde gefunden, dass die feuchten§ aus Mono- oder Polysaechariden und ihren Abkömmlingenl z.B. Cellulose oder solche -enthaltende Stoffeg *ie Holimehl und -raunkohleg dureh Reaktion mit konzentrierter Sch-wefels'-ure hergestellten schwarzen Re-...ktionsprodukte vorzüglich geeignet eindg um industrielle Ab- wässer, insbesondere die synthetische Farbstoffe und Detergentien enthaltenden Abwässer aus Textilveredlunge- und Textilf: Urbereibetrieben in einem solchen Maß von nauerstoffverbrauchenden organischen Stoffen zu befreien, daso sie gefahrlos in Bäche und Flüsse eingeleitet werden können und ohne daso Z; das biologische Gleichgewicht der Vorfluter gestört wird. Mit den erfindungsgemäss angewendeten Massen werden f'ie Ab- wässer nicht nur restlos Entfärbt, sgndern auch von den lästigeng das Schäumen verursachenden Überresten Yon Detergentien und anderen organischen aauerstoffzehrenden Stoffen befreit. Die Herstellung von Aktivkohle und synthetischen Harzen ist i ergleich zu den erfindungegemäss'angewendeten Nassen aufwendig und umständlich, so dase letzteren der Vorteil-der einfacheren Herstellung bei mindestens gleichgrosger hktivität zukommt, Als besonders wirksam für die er126dungsgemässe Anwendung haben sich Massen erwieseng die aus Nadelholzmehl mit mindestens der gleichen Menge 96 %iger Schwefelsäure erhaLten werden. Die Zumischung der Säure geschieht z.B. in einer Tranaportschnetke innerhalb eines Zeitraumes von wenigen Sekunden unter intensiver Mischung, wobei ein endogener Tomperaturaufbau bis mindestens locPerfolgt. Massen mit defini#rten Korngrössen und -formen la-.-sen sich aus Strohv Papier und zerkleinerten Laubhölzerng wie Eiche und Buche, in der Weise herstellen, daso das lufttrockene Material innerhalb eines Zeitraumes von einigen Stunden unter Kühlung und Rührung in die Schwefelsäure eingetragen und der erhaltene Teig als Strang ausgepreest, bei 15o bis 18o00 nachgehärtet und geschnitten wird.
• Die elementare Zusarimensetzung einer aus loo g Holzmehl (Fichte) und 15a g konzentrierter Schwefelsäure hergestellteng dan&ch sulfatfrei jewaschenen und bei lo5 0 0 bis zur Gewichtskonstanz Maßoe zeigt die untenstehende Tabelle I. Zum Vergleich sind die ZusaLnmensetzun"-.-efi von dem Ausgan,#---smehl, einer im Handel befizidlichen, für die erfindungsezemässe Anwendung geeigneten J'tktivkohle-und einer Braunkohle mit anzz, dhrt. Man sieht, dass die für die Anwendung gemäss der Erfindung besonders geeigneteg aus Holzmehl und Schwefelsäure erhaltene Masse in ihrer Zusammensetzung von einer Aktivkohle -veit entfernt ist, dagegen der Braunkohle nahestehte ohne dass jedoch Braunkohle irgendeine Al,-tivität bezüglichder Abwässerreinigung besitzt.

  Tabelle I

  Prozent Holz- Masse aus A-Kohle Braun-

  mehl Holzmehl- des Handels kohle

  Schwefel-

  aUure (lzl,5)

  Kohlenstoff 5o9,8 6499 9291 63 - 68

  Wasserstoff 692 397 191 4 - 6

  Sauerstoff 4o93 2994 31,8 27 - 29

  Stickstoff o,6 o,4 o,7 093 - o,6

  Schwefel o,6 li,5 093 294 - 297

  9895 9909 98,0

  Aus den Schwefelgehalten ist zu ersehen, dass die Masse aus Holzmehl und Schwefelsäure keineswegs alg ein Kationenaustauscher mit funktionellen Sulfonsäuregruppen angesehen werden kann.
• Es hat sich auch herausgestellt, daso die Nassen für die Reinigung von Wollfärbereiabwässern ihre höchate Aktivität bei p I erten zwischen 3 und-5 und insbesondere zwischen 3 und 4 haben. Ilan kann die Abwässer auch einfach Kauf einen solchen 1 -, 1 ert einstellen# indem man sie z.B. über die Säureform eines feinvermahlener aktiver Nasse eine Stunde lang bei 2o 0 C innig verrührte die Masse alsdann abfiltriert und die Filtrate analysiert. Die Wirkbamkeit der wie Beispiel 4 hergestellten blasse (Kurve 2) wurde mit der von handelsüblicher, für diesen bestimmten Zweck geeigneter-Aktivkohle (Kurve 1) und mit einer aus loo g Strohmehl und 6o ml 96 %iger Schwefelsäure dargestellten Masse (Ku rve.#3) verglichen. Die Reinigungsergebnisse sind als Punktion von der Konzentration den zugesetzten Adeorptionamittels in den Fig. 1 Ünd 2 zusammengestellt. Man erkennt an den Kurvenzügent die# um einen Aktivitätevergleich zu ermöglichen, auf gleicheg in den Abeorbentien enthaltene Kohlenstoffanteile bezogen sind, daso die Massen aus 1 Teil Holzmehl und 198 Teilen Schwefelsäure den auf wesentlich komplizierterem Weg hergestellten Aktivekohlen mindestens gleichwertig sind. Das intensiv grüne Pärbereiabwanner aus Beispiel 6b wurde ohne jede weitere Vorberbitungt jedoch unter Zusatz von 2oo mg kliziniuaaulfat pro Liter# mit verschiedenen Mengen feingemahlener aktiver Masse eine Stunde lang verrührtg wozu dan Adeorptionagut ungewaschen# d.h. in säurefeuchtem Zuntandp verwendet wurde. Durch Zugabe von Natronlauge wurde der pH-Wert bis auf 6p5 angehoben und dadurch die Ausflockung von Aluminiumozidhydrat bewirkt. Die Aluminiumoxidhydratflocken setzten sich an die feinen Adeorbertellchen an, so dann durch Abglessen vom Niederschlag völlig klare Abwässer erhalten wurdeng deren Reinheit den im Beispiel 6b angegebenen Werten entsprach. (apez. Gewicht von 96 %iger H 2 804 mit 198 gerechnet)

Claims (1)

1. Patentansprüche 1. Anwendung von Stoffent die aus Mono- und Polynacahariden und ihren Abkömmlingent z.B. aellulose oder solche enthaltende Stoffe@ wie Holzaohl und Braunkohlog durch Reaktion mit konzentrierter Schwefelsäure gewonnen werdeng zur Abheidung von organischen, aauerstoffverbrauchenden Ver unreinigungen aus industriellen Abwässerng insbesondere von synthetischen Farbstoffen und Detergentien aus Abwässern von Textilveredelunge- und Textilfärbereibetrieben* 2. Anwendung von Stoffen nach Ansprueh 1, die aus Mono- und Polyeaoehariden durch Reaktion bei über loo 0 mit mindestens dor gleichen 144nge konzentrierter Zehwefelsäure erhalten werden. 3-. Anwendung von Stoffen nach einem der Ansprüche 1 oder 2 auf Abwänser von pH-Wert 3 bin 9. 4. Anwendung von Stoffen nach einem der Anaprüche 1 bis 3 auf Abwässer unter Zusatz von bein Auawasohen der 8toffe mit Wasser anfallender verdünnter Schwefelsäure, 5. Anwendung von #I.),toffen nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit « der ihnen von der Herstellung anhattenden überschüssigen Schwefelsäure. 6. Anwendung von Stoffen nach einem der Ansprüche 1 bis 5 auf mit Mokungsmitteln vorbahandelte Abwässer. 7. Anwendung von Otoffen nach einem der Ansprüche 1 bis 69 wobei die Abwässer über ruhende Schichten der körnigen Stoffe geleitet werden. 8. Anwendung von Stoffen nach einem der Ansprüche 1 bis 69 wobei die feingemahlenen Stoffe mit den Abwässern verrührt und danach getrennt werden. 9. Anwendung von Stoffen nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 8, wobei die Stoffe -emeinsam mit Flockungsmitteln 42i mit dem Abwumr verrührt und danach abgetrennt werden. lo. Anwendung von Stoffen nach einem der Ansprüche 1.bie 59 8 und 9, wobei während oder nach dem Verrühren der Stoffe in,dem Abwasser feinverteilte Gaseg vorzugsweise Luftg eingerühj#t werden.