DE19525377C2 - Verfahren zum Entfärben von textilen Abwässern - Google Patents
Verfahren zum Entfärben von textilen AbwässernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfärben von textilen Abwässern.
Solche Verfahren sind bereits bekannt, wobei man im wesentlichen drei ver
schiedene Verfahrenstypen voneinander unterscheidet, die chemische Oxida
tion, Adsorption sowie Fällungs /Flockungsverfahren.
Bei der chemischen Oxidation werden als Oxidationsmittel Wasserstoffperoxid,
Ozon und UV-Licht allein oder in Kombination eingesetzt. Diese auf chemi
scher Oxidation beruhenden Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß sie
sehr kostenintensiv sind. Zunächst muß eine Oxidationsanlage angeschafft
werden, was zu hohen Investitionskosten führt. Des weiteren verursacht der
Betrieb dieser Anlagen verhältnismäßig hohe Betriebskosten.
Bei den Adsorptionsverfahren wird Aktivkohle oder ein ähnlich wirkender
Adsorber eingesetzt und dabei dessen Eigenschaft genutzt, die unerwünschten
Abwasserinhaltsstoffe zu adsorbieren.
Nachteilig ist der dabei entstehende sehr feine Aktivkohleabrieb. Außerdem ist
Aktivkohle nicht regenerierbar und fällt daher als Sondermüll an.
Von den Adsorptionsverfahren gehört das Kathox-Verfahren zu den in der
Textilindustrie großtechnisch am längsten eingeführten Behandlungsweisen.
Dabei wird das Abwasser mit Aktivkohle und Luft in einem Becken
durchmischt, wobei die Aktivkohle die Abwasserinhaltsstoffe adsorbiert. Da
nach werden sie von Mikroorganismen, die sich auf der Oberfläche der Aktiv
kohle ansiedeln, biologisch abgebaut.
Dieses Verfahren wird bevorzugt zu einer Art Nachklärung eingesetzt.
Bei einer anderen Art von Adsorptionsverfahren werden Festbettreaktoren oder
Biofilter verwendet. Hier liegt Aktivkohle, bzw. ein ähnlich wirkender Adsorber
als Schüttung vor, durch die von oben nach unten das Abwasser fließt.
Bei den Fällungs-/Flockungsverfahren werden durch Zugabe von Fällungs- bzw.
Flockungsmitteln die Farbstoffe in einen ungelösten oder mechanisch aus dem
Abwasser abscheidbaren Zustand überführt. Als Fällungsmittel kommen dabei
Eisensalze, Aluminiumsalze und/oder Fällungsmittel auf organischer Basis in
Frage. Nachteilig bei diesen Abwasserbehandlungsverfahren ist jedoch, daß als
Folge des Ausflockens Schlamm in einer Größenordnung anfällt, die sogar ein
Vielfaches der ursprünglich im Abwasser enthaltenden organischen Fracht
betragen kann.
Durch die DE 43 33 328 A1 ist außerdem ein katalytisches Verfahren zur
kontrollierten Zersetzung von Peroxiden bekannt. Bei diesem Verfahren werden
Peroxid enthaltende Mischungen mit Oxidkatalysatoren der Elemente Mangan,
Eisen, Nickel, Kobalt, Cer, Kupfer, Molybdän, Vanadin und/oder Wolfram in
Kontakt gebracht.
Aus dem Artikel von Dr. Karl Heinz Gregor "Oxidative Entfärbung von
Textilabwässern mit Wasserstoffperoxid" in Melliand Textilberichte 12/1990, S. 976
ist weiterhin bekannt, textile Abwässer mittels Waserstoffperoxid in Gegenwart von
gelösten Fe2+-Ionen (Fenton's Reagenz), d. h. mittels einer homogenen Katalyse, zu
entfärben. Die gelösten Eisen-Ionen werden anschließend mit Natronlauge oder
Kalkmilch gefällt und abgetrennt. Nachteilig ist an diesem Verfahren die Bildung des
Eisen/Kalkschlamms, der wegen adsorbierter organischer Stoffe zudem nicht ohne
Probleme deponiert werden kann.
Die Verwendung von Fenton's Reagenz ist ebenfalls aus Chemical Abstracts 121:
16941k (1994) bekannt.
Aus der EP 0 211 530 A2 ist weiterhin ein Verfahren zur Behandlung von oxidierbare
Verunreinigungen enthaltenden Abwässern bekannt, bei dem die oxidierbaren
Verunreinigungen in alkalischer Lösung unter Verwendung von Hypochlorit oder
Wasserstoffperoxid in Gegenwart eines Mischkatalysators aus einem fein verteilten
Oxid eines Elements der Gruppe III des Periodensystems und fein verteiltem
Nickeloxid behandelt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Entfärben von
textilen Abwässern bereitzustellen, das kostengünstig arbeitet und gleichzeitig
das Entstehen von durch die Entfärbungsreaktion bedingten störenden Abfall
produkten vermeidet.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Kombination der Merkmale des
Anspruches 1.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird das Entstehen von Sondermüll,
z. B. in Form von Schlamm beim Ausflocken, wie dies bei den Fällungs-/Floc
kungsverfahren der Fall ist, vermieden. Die abgebauten Farbstoffe verbleiben
einfach im Wasser. Auch ist keine komplizierte Anlage erforderlich, wodurch
Investitionskosten eingespart werden. Vorteilhaft ist außerdem, daß der che
mische Sauerstoffbedarf (CSB) und der biologische Sauerstoffbedarf (BSB) der
entfärbten textilen Abwässer gegenüber den bekannten Verfahren im
Durchschnitt um ca. 50% niedriger liegt.
Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher
erläutert werden. Dabei zeigt die Figur ein das erfindungsgemäße Verfahren
verdeutlichendes Fließschema.
In dem Fließschema der Figur ist ein Färbekessel mit 1 bezeichnet, wobei zum
Färben Säure-Farbstoffe verwendet werden. Beim Färben mit Hilfe dieses Färbe
kessels 1 entsteht beispielsweise eine Farbrestflotte von in etwa 1,5 m3, die in
einen Behälter 2, welcher in etwa 2 m3 Fassungsvermögen aufweist, abgelassen
wird, wie dies die mit a bezeichneten Pfeile in dem Fließschema verdeutlichen.
Die Regulierung des Farbrestflotten-Flusses geschieht über ein pneumatisches
Ventil 3. Die Spülflotten läßt man gemäß dem mit b bezeichneten Pfeil direkt
in den Sammelbehälter 4 ablaufen, der ein Fassungsvermögen von in etwa 12
m3 aufweist. Auch hier ist zur Regulierung ein weiteres pneumatisches Ventil 3
vorgesehen.
Während des Spülvorganges wird die in dem Behälter 2 befindliche Farbrest
flotte mittels einer Umwälzpumpe 5 mit einer Leistung von 3 m3 pro Stunde
aus dem Behälter 2 durch den Katalysator 6 und dann wieder zurück in den
Behälter 2 gepumpt. Als Katalysator wird Kobaltoxid verwendet, der sich auf
einem üblichen Träger befindet. Für ein Farbrestflottenvolumen von in etwa 1,5
m3 wird in etwa eine halbe Stunde benötigt, um diese Farbrestflotte aus dem
Behälter 2 durch den Katalysator und wieder zurück in den Behälter 2 zu
pumpen.
Während die Farbrestflotte durch den Katalysator 6 gepumpt wird, wird ihr
mittels einer Dosierpumpe 7 ständig ein Oxidationsmittel in Form von Peressig
säure zugesetzt. Die Peressigsäure befindet sich dabei in einem Reservoir 8,
von wo sie mittels der Dosierpumpe 7 dosiert mit 0,5 l/m3 der Farbrestflotte
zugesetzt wird.
Beim Durchströmen der mit der Peressigsäure als Oxidationsmittel versetzten
Farbrestflotte werden die im Wasser vorhandenen Farbstoffreste unter Einwir
kung des Katalysators oxidiert und dadurch das Wasser entfärbt. Die abgebau
ten Farbstoffe verbleiben im Wasser.
Nachdem die Farbrestflotte so behandelt worden ist, wird sie ebenfalls in den
Sämmelbehälter 4 abgelassen, wo sie sich mit dem relativ sauberen Spülwasser
der Spülflotten vermischt. Das so im Sammelbehälter 4 zusammengeführte
Abwasser wird anschließend der Kanalisation zugeführt. Es kann aber auch für
einen weiteren Färbevorgang mittels Recycling zur Verfügung stehen.
Da das Schwermetalloxid lediglich als Katalysator dient, ist eine Verunreinigung
des Abwassers durch Schwermetallionen nicht zu befürchten.
- 1. Kobaltoxidkatalysator auf SiO2 als Träger
Katalysator 6 Gew.-% CoO auf SiO2- a) aus Kobaltoxid und SiO2
9,40 g SiO2 (D11-12) der Firma BASF wird mit 600 mg CoO in einem Kneter unter Wasserzusatz und Ameisensäure als Peptisierhilfsmittel gemaischt und zwei Stunden geknetet. Anschließend wird die Masse zu 4 mm Strängen bei einem Pressdruck von 90 bar verformt, bei 120°C für eine Zeitdauer von 16 Stunden getrocknet und 4 Stunden bei 500°C calciniert. - b) durch Imprägnierung der SiO2 Oberfläche
9,40 g SiO2 werden mit einer wäßrigen Lösung von 2,32 g Co(NO3)2 × 6 H2O imprägniert und anschließend bei 160°C für 16 Stunden getrock net, woran sich eine Calcinierung bei 540°C über eine Zeitdauer von 4 Stunden anschließt.
- a) aus Kobaltoxid und SiO2
Entsprechend dem obigen Verfahren wurden auch Katalysatoren mit 3 und 12
Gew.-% Kobaltoxid hergestellt.
1,5 l Färberestflotte bestehend aus 0,5 g/l des Farbstoffes Tectilon Blau 6G Säure
farbstoff der Firma Ciba-Geigy und ca. 0,001 g/l Univadin NT (Egalisierhilfsmittel)
werden über eine Dosierpumpe mit 1,5 ml 15%iger Peressigsäure für eine Zeitdauer
von 40 min versetzt und durch 7 ml des gemäß 1a hergestellten 6% CoO/SiO2-
Katalysators gepumpt. Nach einer Zirkulationszeit von insgesamt 60 min findet eine
nahezu vollständige Entfärbung statt. Das entfärbte Abwasser wird mit Hilfe von Na
tronlauge zu neutralisieren.
Reaktionsbedingungen: Starttemperatur 70°C, Start-pH-Wert 6,8, End-Temperatur
55°C, End-pH-Wert 4,8.
1,5 l Färberestflotte, bestehend aus ca. 0,1 g/l des Farbstoffes Tectilon Blau 6G
(Säurefarbstoff der Fa. Ciba-Geigy), ca. 0,01 g/l des Farbstoffes Tectilon Rot 2B, ca.
0,2 g/l des Farbstoffes Tectilon Orange 3G und 0,001 g/l Univadin NT werden mit 1
ml 15% Peressigsäure für eine Zeitdauer von 25 min über eine Dosierpumpe durch
7 ml des gemäß 1a hergestellten 6% CoO/SiO2 Katalysators gepumpt. Nach insge
samt 70 min. findet eine vollständige Entfärbung statt.
Reaktionsbedingungen: Starttemperatur: 68°C, Start-pH-Wert: 6,5, End-Temperatur:
55°C, End-pH-Wert: 5,3.
Das Verfahren gemäß Ausführungsbeispiel 2 wird wiederholt mit der Änderung, daß
die Färberestflotte aus 0,05 g/l Erionyl Rot B und 0,2 g/l Erionyl Blau 7G (Säurefarb
stoffe der Firma Ciba-Geigy) besteht. Die Zeitdauer bis zur vollständigen Entfärbung
beträgt 80 min.
Reaktionsbedingungen: Anfangstemperatur 30°C, Anfangs-pH-Wert: 5,8; Endtempe
ratur 53°C, End-pH-Wert 4,8.
Die Ausführungsbeispiele 1 bis 3 werden wiederholt, mit dem Unterschied, daß als
Katalysatormaterial 3 Gew.-% Kobaltoxid und 12 Gew.-% Kobaltoxid auf dem SiO2
Träger, die analog zu dem unter 1a beschriebenen Verfahren hergestellt werden,
verwendet werden. Auch mit den 3 Gew.-% CoO/SiO2 und 12 Gew.-% CoO/SiO2
Katalysatoren wird bei den angegebenen Reaktionsbedingungen weitgehend die
gewünschte Entfärbungsreaktion erzielt, wenngleich die besten Ergebnisse mit dem
6 Gew.-% Kobaltoxid auf SiO2 Katalysator erreicht werden.
Anstelle des in den Ausführungsbeispielen 1 bis 3 beschriebenen gemäß 1a herge
stellten 6 Gew.-% CoO auf SiO2 Katalysator wird der durch Imprägnieren der SiO2
Oberfläche hergestellte Katalysator gemäß 1b verwendet. Auch mit diesem Kataly
sator wird bei den angegebenen Reaktionsbedingungen die gewünschte Entfärbung
erzielt.
Die Katalysatorherstellung gemäß 1a und b wird wiederholt, mit dem Unterschied,
daß anstelle des SiO2 TiO2 oder Al2O3 verwendet werden. Auch mit diesen Träger
materialien wird bei den angegebenen Reaktionsbedingungen weitgehend die Ent
färbung beobachtet.
Claims (2)
1. Verfahren zum Entfärben von textilen Abwässern, bei dem die in den
Abwässern enthaltenen Farbstoffe oxidativ abgebaut werden, wobei
als Oxidationsmittel Peressigsäuree verwendet wird und
die Oxidation in Gegenwart von Kobaltoxid als Katalysator erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den
Abwässern enthaltenen Farbstoffe Säurefarbstoffe sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995125377 DE19525377C2 (de) | 1995-07-12 | 1995-07-12 | Verfahren zum Entfärben von textilen Abwässern |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19525377A1 DE19525377A1 (de) | 1997-01-16 |
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DE1995125377 Expired - Fee Related DE19525377C2 (de) | 1995-07-12 | 1995-07-12 | Verfahren zum Entfärben von textilen Abwässern |
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DE19913280A1 (de) * | 1999-03-24 | 2000-09-28 | Saechsisches Textilforsch Inst | Verfahren zur Wiederverwendung von entfärbten Abwässern |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2815430A1 (de) * | 1977-04-14 | 1978-11-16 | Ernst Dr Rohrer | Verfahren zur reduktion des chemischen sauerstoffbedarfs von wasser und abwasser mittels katalytischer oxidation |
EP0211530A2 (de) * | 1985-07-29 | 1987-02-25 | Imperial Chemical Industries Plc | Abwasserbehandlung |
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- 1995-07-12 DE DE1995125377 patent/DE19525377C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
K.M. Gregor, " Oxidative Entfärbung..." Melliand Textilberichte 12, 1990, S.976-979 * |
Referat aus Chemical Abstracts, Vol.114, 1991, p.89, Ref.Nr.114:8439t * |
Referat aus Chemical Abstracts, Vol.121, 1994, p.516, Ref.Nr.121:16941k * |
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