DE19812605A1 - Verfahren zur Ausfällung und Entfernung von Schwermetallen aus einem Fluid, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Verfahren zur Herstellung eines Granulates - Google Patents

Verfahren zur Ausfällung und Entfernung von Schwermetallen aus einem Fluid, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Verfahren zur Herstellung eines Granulates

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Abstract

Verfahren zur Ausfällung von gelösten Schwermetallen aus einem Fluid, bei dem aus einer löslichen Sulfidverbindung Sulfid zur Ausfällung der Schwermetalle gelöst wird. Als Sulfidverbindung ist Eisensulfid gewählt. DOLLAR A Zur Entfernung von Schwermetallen aus einem Fluid werden die Schwermetalle ausgefällt und mittels einer Sedimentation bzw. Filtration entfernt. DOLLAR A Bei der Herstellung eines Granulates zur Verwendung in einem Verfahren zur Ausfällung von gelösten Schwermetallen aus einem Fluid wird Eisensulfidpulver in poröses Material, beispielsweise Tonbrei, eingemischt und zu dem Granulat (8) gebrannt. DOLLAR A Die Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Ausfällung von gelösten Schwermetallen aus einem Fluid weist einen Reaktor (7) zur Aufnahme von Eisensulfid, eine Fluidleitung (1) zur Zuführung von belastetem Fluid zu dem Reaktor (8), und einen Behälter (15) mit Säure (16) und Lauge (17) auf. An dem Behälter (15) ist eine Säureleitung (10), die in die Fluidleitung (1) vor dem Reaktor (7) mündet, und eine Laugenleitung (21), die mit der Fluidleitung (1) nach dem Reaktor (7) verbunden ist, angeordnet.

Description

Die Erfindung beschäftigt sich mit der Ausfällung und Entfernung von Schwermetallen aus einem Fluid.
In Fluiden, beispielsweise Abwässern, sind oftmals Schwermetalle, auch komplex, gebunden, die entfernt werden müssen, bevor die Abwässer in das öffentliche Kanalnetz eingeleitet werden dürfen.
Es ist bekannt, die Entfernung von komplex gebundenen Schwermetallen aus wässrigen Lösungen durch Sulfidfällung der Schwermetalle mit anschließender Separation derselben durch Sedimentation oder Filtration durchzuführen. Dafür wird mittels Zugabe von leicht löslichen Sulfidverbindungen wie Natrium- oder Organosulfiden die wirksame Komponente Sulfid der Lösung zugeführt. Problematisch sind die sich ergebenen Überschüsse an giftigen Sulfiden in dem gereinigten Abwasser.
Die Entfernung dieser Sulfide ist aufwendig und kostspielig.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die bekannte Ausfällung und Entfernung von Schwermetallen aus einem Fluid derart weiterzubilden, daß dies einfach und kostengünstig durchgeführt werden kann. Weiterhin soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und ein Verfahren zur Herstellung eines Granulates zur Benutzung bei dem Verfahren aufgezeigt werden.
Das Problem betreffend der Ausfällung gelöster Schwermetalle wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst, das der Entfernung von Schwermetallen durch die Merkmale des Anspruches 12, das Problem betreffend der Herstellung eines Granulates durch die Merkmale des Anspruches 13 und dasjenige betreffend der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruches 15 gelöst.
Vorliegend wird zur Ausfällung von gelösten Schwermetallen aus dem Fluid vorgeschlagen, daß die erforderlichen Sulfide aus einer schwer löslichen Sulfidverbindung, nämlich Eisensulfid, gewonnen werden.
Zur Lösung der Sulfide kann die Sulfidverbindung mit einer Flüssigkeit, die einen pH-Wert von 2 bis 6, vorzugsweise 2 bis 3, aufweist, kontaktiert werden.
Es ergibt sich dann folgende Reaktionsgleichung:
FeS + 2HCl → Fe2+ + S2- + 2H⁺ + 2Cl⁻.
Werden nun diese gelösten Sulfide in dem verunreinigten Fluid in Lösung gebracht, so fallen die in dem Fluid befindlichen Schwermetalle aus. Beispielhaft sei die Reaktionsgleichung für Cadmium nachfolgend angegeben:
Cd2+ + 2Cl⁻ + Fe2+ + S2+ + 2H⁺ + 2Cl⁻ →
CdS ↓ + Fe2+ + 2H⁺ + 4Cl⁻.
Die derart ausgefallenen Schwermetalle können dann mittels Sedimentation bzw. Filtration aus dem Fluid entfernt werden.
Mit diesem Verfahren ist es möglich, selbst komplex gebundene Schwermetalle vollständig aus dem Fluid zu entfernen.
Der erforderliche technische und damit auch finanzielle Aufwand ist relativ gering.
Die reaktive Komponente ist das Eisensulfid. Die angesäuerte Flüssigkeit löst aus dem Eisensulfid die Sulfid-Ionen, die sich mit den Schwermetallen verbinden, so daß diese dann als schwer lösliche Sulfide ausfallen und mittels der Filtration bzw. Sedimentation aus der Flüssigkeit entfernt werden können. Die Einleitgrenzwerte der Schwermetalle werden bei diesem Verfahren zumeist weit unterschritten.
Weiterhin werden die gelösten Eisen-II-Ionen (gelöstes FeS) zu Eisen-III-Ionen aufoxidiert, bilden hydrolytisch schwer lösliches Eisenhydroxid und fallen ebenfalls aus. Die überschüssigen Sulfid-Ionen werden bei der Oxydation der Eisen-II-Ionen zu Schwefel reduziert und können, wie die Schwermetalle, aus dem Wasser durch Sedimentation bzw. Filtration entfernt werden. Der dafür benötigte Sauerstoff ist zumeist bereits in dem Fluid enthalten. Andernfalls erfolgt eine entsprechende Zugabe.
In der Reaktionsgleichung stellt sich dies wie folgt dar:
½O2 + Fe2+ + 2H2O → Fe3+ + 3OH⁻ + H⁺
Fe(OH)3 ↓ + H⁺.
Die Menge des durch die Flüssigkeit in Lösung gebrachten Eisensulfides kann durch eine Einstellung des pH-Wertes der Flüssigkeit in Abhängigkeit der Menge der auszufällenden Schwermetalle erfolgen. Je geringer der pH-Wert eingestellt wird, desto größer ist die Löslichkeit des Eisensulfides. Dadurch wird sichergestellt, daß einerseits genügend Eisensulfid zur Lösung gebracht wird, um alle Schwermetalle zu binden, und anderseits keine Überschüsse entstehen.
Als Flüssigkeit kann eine unbelastete Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, gewählt sein. Die Flüssigkeit wird dann, nach der Kontaktierung mit der Sulfidverbindung, mit dem belasteten Fluid vermischt. Als Wasser kann auch gereinigtes Fluid Verwendung finden.
Es ist aber auch möglich und in den meisten Fällen sinnvoll, als Flüssigkeit das belastete Fluid zu wählen. Vor der Kontaktierung wird dann der pH-Wert des Fluides entsprechend eingestellt.
Das Fluid bzw. die Flüssigkeit kann vor der Kontaktierung mit dem Eisensulfid in einen ersten und zweiten Fluidstrom geteilt werden, wobei nur einer der beiden Fluidströme mit dem Eisensulfid kontaktiert wird und die Fluidströme nach der Kontaktierung des einen Fluidstromes wieder zusammengeführt werden. Durch diese Maßnahme ist eine weitere Möglichkeit der Dosierung der Sulfid- Konzentration in dem Fluid bzw. in der Flüssigkeit gegeben. Der abgeteilte Fluidstrom wird mit der Sulfidverbindung kontaktiert und löst die Sulfid- Ionen. Dieser Fluidstrom wird zumeist kleiner als derjenige sein, der nicht mit dem Eisensulfid in Kontakt gebracht wird. Beide Fluidströme werden nach der Kontaktierung wieder vereinigt, vermischt durch beispielsweise einer Verwirbelung und anschließend durch Filtration bzw. alternative Verfahren von den gefällten Schwermetallen gereinigt.
Es versteht sich, daß die vorgeschlagenen Möglichkeiten der Dosierung durch Teilung des Fluidstromes und der Einstellung des pH-Wertes sowohl einzeln als auch als aufeinander folgende oder parallel ablaufende Verfahrensschritte Verwendung finden können.
Insgesamt ergibt sich dadurch eine genaue Dosierung der Sulfid-Ionen in dem Fluid bzw. der Flüssigkeit. Eine unnötige Überdosierung von Sulfid-Ionen wird zuverlässig vermieden. Damit einher geht ein minimierter Verbrauch an Eisensulfid.
Das Eisensulfid kann in einen Reaktor eingebracht und die Flüssigkeit bzw. das Fluid durch den Reaktor geleitet werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein kontinuierlicher oder quasi-kon­ tinuierlicher Betrieb gewünscht ist.
Das Eisensulfid kann in den verschiedensten Zuständen Verwendung finden:
Es kann in feinkörniger Form als reines Eisensulfid (mit ggf. Verunreinigungen), in vermischter Form oder auch als Granulat verwendet werden.
Bei Verwendung von Eisensulfid in feinkörniger Form kann dieses in den Reaktor gefüllt und die Flüssigkeit durch diesen geleitet werden, oder aber das Eisensulfid kann einem Behältnis, in dem sich das Fluid befindet, zugegeben werden.
Diese Möglichkeit verursacht die geringsten Herstellungskosten und ist universell einsetzbar. Aufgrund der Durchströmbarkeit bei Verwendung in einem Reaktor ist die Körnung relativ grob zu wählen. Dadurch bedingt ist die reaktive Oberfläche des Eisensulfides entsprechend gering. Durch Ablagerungen von unlöslichen Metallsulfiden auf der Oberfläche des Eisensulfides wird die Löslichkeit des Eisensulfides während der Anwendung stetig verringert. Dies erschwert eine konstante Dosierung der Sulfid-Ionen.
Zur Verwendung in einem Reaktor eignet sich ein Gemisch aus Eisensulfid und einem festen, unlöslichen Substrat mit einem engen Korngrößenspektrum, beispielsweise Sand. Dieses Gemisch eignet sich hervorragend für die Reinigung von Fluiden mit höheren Schwermetallgehalten. Es ist kostengünstig und in beliebig großen Mengen herzustellen. Ein Einsatz ist in einfachen Reaktoren aus Metall bzw. Kunststoff möglich. Nach dem Gebrauch kann das Gemisch aufgearbeitet werden, indem der Sand gewaschen und anschließend mit neuem Eisensulfid-Pulver versehen wird. Die herausgewaschenen Schwermetallsulfide (einschließlich der Rost) können deponiert oder in Hochöfen zur Metallgewinnung verarbeitet werden.
Zur Herstellung des Gemisches wird vorzugsweise Sand mit einem engen Korngrößenspektrum (vorzugsweise 1 mm bis 2 mm) mit Eisensulfid-Pulver vermischt, welches vorteilhafterweise eine Korngröße von 100 µm bis 500 µm haben sollte. Es kann in Mengen bis zu 30 Gew.-% in den Sand eingemischt werden.
Das Eisensulfid kann auch mit einem porösen Grundkörper, beispielsweise Ton, vermischt und zu einem Granulat gebrannt werden. Dieses Granulat wird dann in den Reaktor eingebracht und das Fluid bzw. die unbelastete Flüssigkeit durch den Reaktor geleitet. Diese Vorgehensweise ist insbesondere für Fluide mit geringen Schwermetallgehalten, wie beispielsweise wenig belastete Grundwässer, geeignet. In diesen Fällen ist es durchaus ausreichend, die Flüssigkeit durch das Granulat zu leiten. Bei Einhaltung einer ausreichenden Kontaktzeit, die entsprechend der Belastung des Fluides einzustellen ist, findet eine Umfällung der Schwermetalle mit dem Eisensulfid statt. Das gelöste Eisen fällt anschließend aus und wird durch den möglichst hochporösen Granulatkörper herausgefiltert. Nach dem Gebrauch kann das Granulat als Bau- und Verfüllmaterial, z. B. im Salzbergbau, Verwendung finden.
Das Fluid kann, nachdem das Eisensulfid in Lösung gegangen ist, auf einen pH-Wert von 7 bis 12, vorzugsweise 9 bis 10, eingestellt werden. Dadurch werden auch diejenigen Metalle ausgefällt, die nur im alkalischen Milieu schwer lösliche Sulfide bilden. Von wenigen Ausnahmen abgesehen, sind Schwermetallsulfide im sauren Milieu unlöslich. Zu dieser Gruppe gehören Schwermetalle wie Kupfer, Blei, Cadmium, Quecksilber, Silber, Platin und Zinn. Die Elemente Kobalt, Nickel und Zink bilden nur im alkalischen Bereich schwer lösliche Sulfide. Diese Elemente werden zusammen mit den überschüssigen Eisen-Ionen im alkalischen Milieu entfernt. Ggf. wird der pH-Wert des Fluides durch Zugabe von Calciumhydroxid oder anderen Laugen angehoben. Es fallen dann Kobalt, Nickel und Zink als schwer lösliche Sulfide aus.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist einen Reaktor zur Aufnahme von Eisensulfid auf. Eine Fluidleitung dient der Zuführung von belastetem Fluid zu dem Reaktor. Weiterhin ist ein Behälter mit Säure und Lauge vorgesehen, der eine Säureleitung und eine Laugenleitung aufweist. Die Säureleitung mündet vor dem Reaktor in die Fluidleitung, die Laugenleitung ist mit der Fluidleitung nach dem Reaktor verbunden.
Es kann ein Bypass zu dem Reaktor in der Fluidleitung vorgesehen sein. Dadurch besteht die Möglichkeit, nur ein Teil des belasteten Fluides durch den Reaktor zu leiten.
Dem Reaktor kann eine Filtriervorrichtung nachgeschaltet sein, die die ausgefallenen Schwermetallsulfide filtriert.
Dem Reaktor kann eine eingangs angeordnete Wasserleitung zugeordnet sein, um eine Zuleitung von unbelasteter Flüssigkeit zu ermöglichen.
Zur Herstellung des Granulates wird das Eisensulfidpulver in poröses Material, beispielsweise Tonbrei, eingemischt und zu dem Granulat gebrannt.
Vorteilhafterweise können zwei Teile Ton, drei Teile Wasser und ein Teil Eisensulfidpulver vermischt werden, dem Gemisch zum Aufschäumen bezogen auf das Trockengewicht ca. 5% Natronlauge und 0,5% Aluminiumpulver zugegeben und vermischt werden. Das Gemisch wird bei 200°C bis 300°C getrocknet. Ein sich ergebener Granulatkuchen wird in Stücke von 0,5 mm bis 10 mm, vorzugsweise 1 mm bis 6 mm, Durchmesser zerkleinert. Die Stücke werden dann bei 700°C bis 950°C zu dem Granulat gebrannt.
Die Anteile mit zu kleinem Korndurchmesser werden wieder eingeweicht und zu neuem Granulatkuchen verarbeitet.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert.
Es zeigen, jeweils in schematisierter Darstellung,
Fig. 1 eine erste Ausführungsvariante des Verfahrens und
Fig. 2 eine zweite Ausführungsvariante.
In der Fig. 1 ist eine Fluidleitung 1 dargestellt, durch die ein mit Schwermetallen belastetes Fluid über ein Ventil 2 von einer Pumpe 3 gefördert wird, wie es durch einen Pfeil 4 angedeutet ist.
Die Fluidleitung 1 weist eine Abzweigung 5 auf, durch die das Fluid über ein Ventil 6 einem Reaktor 7 mit eisensulfidhaltigem Granulat 8 zuführbar ist. Ein Ausgang 9 des Reaktors 7 ist mit der die Pumpe 3 verlassenden Fluidleitung 1 über eine Reaktorausgangsleitung 10 verbunden. Ein Ventil 11 ist in der Fluidleitung 1 zwischen der Abzweigung 5 und einem Einleitort 12 der Reaktorausgangsleitung 10 angeordnet.
Im weiteren Verlauf der Fluidleitung 1 ist eine Verwirbelungskammer 13 und eine Filtriervorrichtung 14 vorgesehen.
Ein Behälter 15 mit Säure 16 und Lauge 17 ist über Ventile 18, 19 und dazugehöriger Säureleitung 20 und Laugenleitung 21 mit einer Reaktoreingangsleitung 22 bzw. der Fluidleitung 1 hinter dem Einleitort 12 verbunden.
Eine Wasserleitung 23 führt über ein Ventil 24 und einer Pumpe 25 in die Reaktoreingangsleitung 22.
Im folgenden wird die Funktionsweise weiter beschrieben.
Mit gelösten Schwermetallen belastetes Fluid wird gemäß dem Pfeil 4 mittels der Pumpe 3 durch die Fluidleitung 1 transportiert. Das Ventil 3 dient der Absperrung und/oder Reduzierung des Fluidflusses.
Bei einer ersten Verfahrensalternative sind die Ventile 11 und 24 geschlossen, so daß das gesamte belastete Fluid unverdünnt dem mit dem Granulat 8 gefüllten Reaktor 7 zugeführt wird. Vor der Einleitung in den Reaktor 7 wird der pH-Wert des Fluides entsprechend den jeweiligen Gegebenheiten eingestellt. Dafür wird das Ventil 18 geöffnet und Säure 16 über die Säureleitung 10 dem Fluid zugeführt.
In dem Reaktor 7 werden Sulfid-Ionen gelöst, die sich mit den Schwermetallen verbinden und ausfallen, wie es oben beschrieben ist.
Über die Reaktorausgangsleitung 10 wird die Flüssigkeit nun wieder der Fluidleitung 1 zugeführt.
Falls erforderlich, wird das Ventil 19 geöffnet und damit eine Verbindung der Fluidleitung 1 mit der Laugenseite des Behälters 15 freigegeben. Die Flüssigkeit wird hier auf einen alkalischen Wert eingestellt, so daß auch die Schwermetalle ausfallen, die nur im alkalischen Milieu schwer lösliche Sulfide bilden.
Die Flüssigkeit mit den Schwermetallsulfiden wird in der Verwirbelungskammer 13 vermischt und der Filtriervorrichtung 14 gemäß einem Pfeil 26 zugeführt.
Nach dem Ausfiltrieren der Schwermetallsulfide in der Filtriervorrichtung 14 kann die Einleitung in ein öffentliches Kanalnetz 27 erfolgen. Es versteht sich, daß auch eine Weiterverwendung der Flüssigkeit möglich ist.
Das Verfahren kann kontinuierlich oder diskontinuierlich ablaufen.
Alternativ zu dem vorgehend beschriebenen Verfahrensablauf kann das Fluid auch in zwei Teilströme geteilt werden, indem die beiden Ventile 6 und 11 entsprechend geöffnet werden. Die Menge der jeweiligen Fluidströme wird entsprechend den Verhältnissen bei dem Fluid eingestellt. Nur der eine Fluidstrom wird angesäuert und durch den Reaktor 7 geleitet, während der zweite Fluidstrom den Reaktor 7 umgeht. Die Zusammenführung der beiden Fluidströme erfolgt nach dem Reaktor 7 in dem Einleitungsort 12. Die weitere Behandlung des nun wieder ungeteilten Flüssigkeitsstromes erfolgt wie oben beschrieben.
Die Teilung des Fluides in zwei Fluidströme kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn das Fluid bereits alkalisch ist. Nach der Zusammenführung wird dann der pH-Wert des angesäuerten Fluidstromes durch den zweiten Fluidstrom angehoben, so daß in der Regel eine weitere Zudosierung von Lauge nicht nötig ist.
Als weitere Alternative kann eine unbelastete Flüssigkeit über die Wasserleitung 23 dem Reaktor zugeführt werden, während das belastete Fluid durch Absperrung der Abzweigung 5 mittels des Ventiles 6 den Reaktor 7 umgeht. Das Ventil 24 ist geöffnet und die Pumpe 25 eingeschaltet. Die unbelastete Flüssigkeit in der Wasserleitung 23 wird vor dem Eintritt in den Reaktor 7 mit Säure vermischt, so daß in dem Reaktor Sulfide gelöst werden. Die sulfidhaltige Flüssigkeit wird in dem Einleitungsort 12 mit dem belasteten Fluid vermischt, so daß dann die Ausfällung der Schwermetalle aus dem Fluid erfolgt. Nach einer ggf. Zugabe von Lauge wird die Flüssigkeit mit den ausgefällten Schwermetallen der Verwirbelungskammer 13 und anschließend der Filtriervorrichtung 14 zugeführt.
Dies eignet sich besonders zur Vermeidung von einer Anlagerung ausgefällter Schwermetallsulfide in dem Reaktor 7.
Es besteht auch die Möglichkeit, die Einleitung unbelasteter Flüssigkeit in den Reaktor 7, wie zuvor beschrieben, nur in bestimmten Zeitabschnitten vorzunehmen, nämlich dann, wenn eine Ablagerung von Schwermetallsulfiden an dem Granulat 8 bereits erfolgt ist. Das Granulat 8 wird dadurch gereinigt. Vor und/oder nach diesem Reinigungsvorgang kann durch Schließen des Ventiles 23 die Zufuhr von unbelasteter Flüssigkeit abgesperrt und das belastete Fluid im Voll- oder Teilstrom wieder durch den Reaktor geleitet werden.
Auch nach erfolgter Reinigung des gesamten Fluides, also wenn kein belastetes Fluid mehr vorliegt, kann eine Reinigung des Granulates 8 mittels der unbelasteten Flüssigkeit erfolgen.
Die Wasserleitung 23 kann einerseits an das öffentliche Wassernetz oder aber auch, wie durch die strichpunktierte Linie angedeutet ist, über eine Leitung 28 mit einem Ausgang 29 der Filtriervorrichtung 14 verbunden sein. In diesem Fall wird die gesamte Menge oder aber eine Teilmenge der benötigten unbelasteten Flüssigkeit durch die gereinigte Flüssigkeit zur Verfügung gestellt.
Die hier alternativ beschriebenen Verfahren können sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich durchgeführt werden. Weiterhin ist eine Kombination der einzelnen Verfahren durchaus denkbar. So kann beispielsweise sowohl unbelastete Flüssigkeit als auch ein Teilstrom des belasteten Fluides dem Reaktor 7 zugeführt werden. Weitere Kombinationen sind möglich.
In der Fig. 2 ist ein Behälter 29' dargestellt, in dem belastetes Fluid eingebracht ist. Die Einstellung des pH-Wertes erfolgt mittels Säure 16 bzw. Lauge 17 aus dem Behälter 15. Nach Zugabe von Eisensulfid aus dem Vorrat 30 erfolgt mittels eines Quirls 31 eine Vermischung, wie es durch einen Pfeil 32 angedeutet ist. Nach der Ausfällung der Schwermetalle wird die sich dann in dem Behälter 29' befindliche Flüssigkeit einer Filtration oder Sedimentation zugeführt.
Bezugszeichenliste
1
Fluidleitung
2
Ventil
3
Pumpe
4
Pfeil
5
Abzweigung
6
Ventil
7
Reaktor
8
Granulat
9
Ausgang
10
Reaktorausgangsleitung
11
Ventil
12
Einleitort
13
Verwirbelungskammer
14
Filtriervorrichtung
15
Behälter
16
Säure
17
Lauge
18
Ventil
19
Ventil
20
Säureleitung
21
Laugenleitung
22
Reaktoreingangsleitung
23
Wasserleitung
24
Ventil
25
Pumpe
26
Pfeil
27
Kanalnetz
28
Leitung
29
Ausgang
29
' Behälter
30
Vorrat
31
Quirl
32
Pfeil

Claims (18)

1. Verfahren zur Ausfällung von gelösten Schwermetallen aus einem Fluid, bei dem aus einer löslichen Sulfidverbindung Sulfid zur Ausfällung der Schwermetalle gelöst wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Sulfidverbindung Eisensulfid gewählt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sulfidverbindung mit einer Flüssigkeit, die einen pH-Wert von 2 bis 6, vorzugsweise 2 bis 3, aufweist, kontaktiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des durch die Flüssigkeit in Lösung gebrachten Eisensulfides durch eine Einstellung des pH-Wertes der Flüssigkeit erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit eine unbelastete Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, gewählt ist, und daß die Flüssigkeit, nach der Kontaktierung mit der Sulfidverbindung, mit dem belasteten Fluid vermischt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit das belastete Fluid gewählt wird, und daß vor der Kontaktierung der pH-Wert des Fluides eingestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid bzw. die Flüssigkeit vor der Kontaktierung mit dem Eisensulfid in einen ersten und zweiten Fluidstrom geteilt wird, daß nur einer der beiden Fluidströme mit dem Eisensulfid kontaktiert wird, und daß die Fluidströme nach der Kontaktierung des einen Fluidstromes wieder zusammengeführt werden.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Eisensulfid in einen Reaktor (7) eingebracht und die Flüssigkeit bzw. das Fluid durch den Reaktor (7) geleitet wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Eisensulfid in feinkörniger Form Verwendung findet.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Eisensulfid in Form eines Gemisches aus Eisensulfid und einem festen, unlöslichen Substrat mit einem engen Korngrößenspektrum, beispielsweise Sand, Verwendung findet.
10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Eisensulfid mit einem porösen Grundkörper, beispielsweise Ton, vermischt und zu einem Granulat gebrannt wird, und daß dieses Granulat Verwendung findet.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid, nachdem das Eisensulfid in Lösung gebracht ist, auf einen pH-Wert von 7 bis 12, vorzugsweise 9 bis 10, eingestellt wird.
12. Verfahren zur Entfernung von Schwermetallen aus einem Fluid mit folgenden Merkmalen:
  • 1. Ausfällung der Schwermetalle gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 und
  • 2. Durchführung einer Sedimentation bzw. Filtration.
13. Verfahren zur Herstellung eines Granulates zur Verwendung in einem Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Eisensulfidpulver in poröses Material, beispielsweise Tonbrei, eingemischt und zu dem Granulat (8) gebrannt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Teile Ton, drei Teile Wasser und ein Teil Eisensulfidpulver vermischt werden, daß dem Gemisch zum Aufschäumen bezogen auf das Trockengewicht ca. 5% Natronlauge und 0,5% Aluminiumpulver zugegeben und vermischt werden, daß das Gemisch bei 200°C bis 300°C getrocknet wird, daß ein sich ergebener Granulatkuchen in Stücke von 0,5 mm bis 10 mm, vorzugsweise 1 mm bis 6 mm, Durchmesser zerkleinert wird und die Stücke bei 700°C bis 950°C zu dem Granulat (8) gebrannt werden.
15. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, mit folgenden Merkmalen:
  • 1. einem Reaktor (7) zur Aufnahme von Eisensulfid,
  • 2. einer Fluidleitung (1) zur Zuführung von belastetem Fluid zu dem Reaktor (8), und
  • 3. einem Behälter (15) mit Säure (16) und Lauge (17), der eine
    • 3.1 Säureleitung (10), die in die Fluidleitung (1) vor dem Reaktor (7) mündet und einer
    • 3.2 Laugenleitung (21), die mit der Fluidleitung (1) nach dem Reaktor (7) verbunden ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bypass zu dem Reaktor (7) in der Fluidleitung (1) vorgesehen ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reaktor (7) eine Filtriervorrichtung (14) nachgeschaltet ist.
18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reaktor (7) eine eingangs angeordnete Wasserleitung (23) zugeordnet ist.
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CN113461131B (zh) * 2021-07-01 2022-06-07 中冶南方都市环保工程技术股份有限公司 一种重金属与有机物复合污水净化剂的制备方法及应用

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