DE1933035A1

DE1933035A1 - Chemischer Stoff zur Reinigung von Abwasser sowie fuer vergleichbare Anwendungen

Info

Publication number: DE1933035A1
Application number: DE19691933035
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung P Antrag
Original assignee: Sued Chemie AG
Current assignee: Sued Chemie AG
Priority date: 1969-06-30
Filing date: 1969-06-30
Publication date: 1971-01-21
Also published as: DE1933035B2

Description

Chemischer Stoff zur Rei#nigung von Abwasser sowie für vergleichbazre Anwendungen, Die Erfindung betrifft einen chemischen Stoff zur Reinigung und zur Klärung von kommunalen und industriellen Abwässern sowie für vergleichbare Anwendungen, worunter beispielsweise die Verwendung des Stoffes für Zwecke der Ädsorption, der Emulsionsbrechung, der Neutralisation, der Schlammkonditionierung sowie der Flotation zu verstehen ist.
Der übliche Weg zur Aufbereitung kommunaler und industrieller Abwässer führt in der Regel über mechanische, chemische und/oder biologische Verfahren, sei es im einzelnen, sei es in Kombination miteinander. So wird eine chemische Fällung manchmal vor einer biologischen Reinigung vorgenommen, wie auch ein anderes Mal die chemische Behandlung umgekehrt auf die biologische Reinigung folgt. Dies richtet sich natürlich nach den örtlichen Verhältnissen sowie nach der Zusammensetzung des zu reinigenden Wassers.
In allen diesen Fällen steht das chemische Fällungs- und Flockung mittel jedoch jeweils an primärer Stelle.
So ist auch seit langem bekannt, dass wasserlösliche Metallsalze wie Alumiplumsulfat, Natriumaluminat, Alaun und Eisen(III)-chlorid als Sällungs- und Flockungschemikalien verwendet werden.
Es ist nun effindungsgemäß die überraschende Feststellung gemacht worden, dass bei der Herstellung hochaktiver Bleicherden durch Behandlung natürlich vorkommender Aluminiumhydrosilikate mit anorganischen Säuren ein flKsslger sauer reSgierender Stoff entsteht, der als Fällungs- und Flockungsmittel vorzüglich#zur Abwasserreinigung geeignet isto Unter den soeben genannten natürlich vorkommenden Aluminiumhydrosilikaten sind mineralogisch Tone zu verstehen, die der Montmorillonitgruppe angehören; es sind dies Montmorillonite, Beidellite und Nontronite, unter denen Tone mit hohem Montmorillonitgehalt zur Bleicherdeherstellung bevorzugt eingesetzt werden. Ihre molekulare Zusammensetzung ist durch das Verhältnis ihrer Gehalte an Kieselsäure (SiO2) zu Tonerde (Al203) = 4: 1 charakterisiert, wobei das Aluminium durch Eisen (Fe203) oder teilweise durch Magnesium (MgO) ersetzt sein kann, Zur Herstellung von hochaktiven Bleicherden werden diese Tone mit mineralischen Säuren in konzentrierter oder in. mit Wasser verdünnter Form bei Temperaturen unter oder über 10000 (in diesem Falle unter Druck) behandelt. Nach Beendigung eines solchen Aufschlusses wird der Ton abfiltriert, gewaschen, getrocknet und gemahlen. Das hierbei verbleibende, sauer reagierende Filtrat stellt den erfindungsgemäß unerwartet erkannten Stoff dar, dessen Wirkung als Fällungs- und Flockungsmittel sowie als Mittel für vergleichbare Anwendungen sich in Labor und Praxis bestens bewährt hat. Je nach Art und Anteil der Säure sowie gemäß Temperatur und Dauer des jeweiligen Aufschlusses entstehen Filtrate dieser Art mit entsprechend unterschiedlicher Zusammensetzung.
Ein solcher erfindungsgemäßer ehenisehei St4ff, in der Folge als aLl's das Filtrat bezeichnet, der bei der Herstellung einer hochaktiven Bleicherde mit Hilfe eines salzsauren Aufschlusses eines Klones mit hohem Montmorillonitgehalt bei Temperaturn über 9000 resultierte, hatte folgende Zusammensetzung: Durchschnittsanalyse 1000 Gewichtsteile des Filtrates enthalten: als++ 15,90 g/l Fe ++ Fe+++ 5,95 g/l Ca++ 2,90 g/l Mg++ 3,00 g/l freies, kolloidales SiO2 0,30 g/l Cl 85,50 g/l freie HCl 4,80 g/l Das spezifische Gewicht betrug 1,09.
Der pH-Wert lag im sauren Bereich.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile des Filtrates beruhen auf seiner analytischen Zusammensetzung~ welche die in den beiden nachfolgenden Abschnitten erläuterten Wirkungen auslöst Im Gegensatz zu den herkömmlichen, bekannten Flockungschemikalien, die häufig nur aus einem, manchmal auch aus zwei Stoffen bestehen, setzt sich das Filtrat aus mehreren, verschiedenartigen Ionen in Gegenwart von freier kolloidaler Kieselsäure und freier Mineralsäure zusammen. So lösen bereits die in dem Filtrat enthalt tenen Aluminium- und Eisen(III)ionen zusammen mit den gleichzeitig anwesenden Calciumionen sowie mit der freien Kieselsäure eine synergistische Wirkung bei chemischen Fällungs-, Flockungs- und Spaltungsvorgängen auso Es wurde gefunden, dass die Fällung und Flockung mittels des Filtrates gegenüber dem pH-Wert des behandelten Abwassers unempfindlich ist, wenn der Bereich von pH 5 - 9 ausgenutzt werden kann. Im einzelnen verläuft diese Flockung unter Bildung von groben und sich leicht absetzenden Koagulationsprodukten spontan0 Auch wurde festgestellt, dass bestimmte Abwässer durch den Gehalt des Filtrates an freier Mineralsäure während der Einleitung von Fällungen, Flockungs- und Spaltungsvorgängen gleichzeitig neutralisiert werden können Die Reaktionen des Filtrates führen zu chemischen Bindungen, beispielsweise mit Phosphaten, mit Sulfiden und mit Schwefelwasserstoff, zu Adsorptionsvorgängen an den gebildeten Hydroxiden sowie zu elektrischen Umladungen mit Veränderung des Zeta-Potentials oder des isoelektrischen Punktes, womit die Flockung von Kolloiden sowie von gelösten Stoffen verbunden ist. Weiter wurde gefunden, dass bei Reaktionen mittels des Filtrates an feindispersen Schwebestoffen oder an schlammigen Stoffen eine Vergrößerung und Beschwerung ihrer Teilchen und Flocken eintritt, wodurch insbesondere bei Schlämmen der Austritt von Wasser erleichtert wird.
Auf Grund seines soeben geschilderten Verhaltens in chemischer und physikalischer Hinsicht wurden für das Filtrat zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten festgestellt.
In diesem Rahmen ist zunächst der Einsatz des Filtrates zur Reinigung und Klärung kommunaler und industrieller Abwässer zu nennen, der in Fällungs- und Flockungsanlagen, in Simultanfällungsanlagen bei der biologischen Abwasserreinigung sowie bei Betriebswasser-oder Abwasser-Kreisläufen vorgenommen wird.
Als weitere vergleichbare Anwendungen können gemäß der Erfindung beispielsweise folgende verfahrenstechnische Maßnahmen noch vorgeschlagen werden.
Es sind dies die Verwendung des Filtrates zur Adsorption von zOB, Ölen, Farbstoffen, Huminen und organischen Stoffen aus Abwässern, zur Emulsionsbrechung in Spaltanlagen oder in Ölabscheidern, zur Neutralisation alkalisch reagierender Abwässer, zur Schlammkonditionierung und -entwässerung in Schlammeindickern oder in maschinellen Schlammentwässerungsanlagen, als Hilfsmittel bei Flotationen in Flotationseinrichtungeno Es kann dabei noch festgestellt werden, dass die vorstehende Aufzählung nicht erschöpfend behandelt wurde0 Nachstehend ist die Erfindung an drei Beispielen erläutert0 Beispiel t 1 1 häusliches Abwasser wird Je nach Phosphatgehalt mit einer Menge von o,2 - 1,0 ml des Filtrates versetzt und einige Minuten schwach gerührt, bis eine gut absetzbare Flocke entsteht. Nach Absetzzeit von 30 - 60 Minuten kann das überstehende klare Wasser, in dem die Phosphate durchschnittlich um 80 - 90 ffi vermindert wurden, abgezogen werden Beispiel 2 1 1 Produktionsabwasser aus der petrochemischen Industrie mit einem Gehalt von 400 - 800 mg/l an überwiegend emulgierten Ölen und Kohlenwasserstoffen wird in der Vorkammer eines Flotationsapparates mit ~0,5 - 1 ml des Filtrates versetzt und anschließend in der Abscheidekammer entspannt. Durch die stattfindende Emulsionsbrechung und Flotation des Öles mit den gebildeten hydroxidflocken wird der Ölgehalt des Wassers auf 20 - 30 mg/l verringert.
Beispiel 3 1 1 des Abwassers einer Textilfabrik mit einem höheren Gehalt an Farbstoffen wird mit 1 ml des Filtrates versetzt, auf einen pH-Wert von 7 eingestellt und dann 5 Minuten schwach gerührt Durch die adsorptive Wirkung des gebildeten Hydroxidniederschlages werden die vorhandenen Farbstoffe im Bereich des sichtbaren Spektrums zu 80 - 90 % entfernt, Gleichzeitig nimnt der BSB5 um durchschnittlich 85 Sa ab.

Claims

Patentansprüche

1. Chemischer Stoff zur Reinigung bezw. zur Klärung kommunaler und industrieller Abwässer sowie für vergleichbare Anwendungen, gekennzeichnet durch die Verwendung des bei der Herstellung aktivierter oder hochaktiver Bleicherden entstehenden, Aluminium-, Eisen, Calcium- und Magnesium-Ionen sowie freie kolloidale Kieselsäure enthaltenden, mineralsauren Filtrates.

2. Chemischer Stoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Stoff bei der Reinigung bezw. bei der Klärung kommunaler und industrieller Abwässer als Fällungs-, Flockungs-oder Spaltungsmittel eingesetzt wirdp

3. Chemischer Stoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unter den vergleichbaren Anwendungen die Verwendung des Stoffes beispielsweise für Zwecke der Adsorption, der Emulsionsbrechung, der Neutralisation, der Schlammkonditionierung sowie als Hilsmittel bei Flotationen zu verstehen isto

4. Chemischer Stoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Rohstoff für die Herstellung aktivierter oder hochaktiver Bleicherden Tone verwendet werden, die einen Gehalt an dem Tonmineral Montmorillonit bis zu 95 % haben.

5. Chemischer Stoff nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den als Rohstoff für die Herstellung von Bleicherden verwendeten Aluminiumhydrosilikaten das Verhältnis zwischen dem molekulargebundenen Kieselsäuregehalt und dem Tonerdegehalt = 4 : 1 ist.

6e Chemischer Stoff nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Je nach Qualität des Rohstoffes, nach Art und Anteil der Mineralsäure, nach Temperatur und Dauer der Herstellung aktivierter oder hochaktiver Bleicherden Stoffe erhalten werden, die eine entsprechend verschiedene, chemische Zusammensetzung haben