DE2028322A1

DE2028322A1 - Verfahren zur Reinigung von verun reinigtem Wasser

Info

Publication number: DE2028322A1
Application number: DE19702028322
Authority: DE
Inventors: Kazuo Watanabe Mikio Fukui Morisaki (Japan)
Original assignee: HOKURIKU CHEMICAL MACHINERY CO; SAKAI TEXTILE Manufacturing CO Ltd
Current assignee: HOKURIKU CHEMICAL MACHINERY CO; SAKAI TEXTILE Manufacturing CO Ltd
Priority date: 1969-11-29
Filing date: 1970-06-09
Publication date: 1971-06-03
Also published as: JPS4949069B1; DE2028322B2; GB1299798A; FR2071589A5

Description

Hokuriku Chemical Machinery Co., Ltd« und Qi Juni 1970 Sakai Textile Manufacturing Go., Ltd,

fc bzw« Fukui toen, Japan

Verfahren zur Reinigung von verunreinigtem Wasser

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfärben und Reinigen von industriellen Abwässern, wie Farbabwasser, Zellstoffabwasser und dgl₀

Industrielle Abwasser werden üblicherweise mit Koagulations- und Ausfäll-Ohemikalien, physiologischen und chemischen Aufschlämmitteln oder durch Adsorption mit Aktivkohle behandelt. Diese Verfahren eignen sich jedoch alle nicht für die Behandlung von großen Abwassermengen, da sie hohe Installationskosten, hohen Wartungsaufwand sowie eine große Anlagenfläche erfordern· Insbesondere die Entfärbung ist nicht zufriedenstellend· Mit Hilfe von Diatomeenerde als FiIter-Hilf mittel verwendenden Verfahren ist es zwar möglich, Trinkwasser wirksam zu filtrie« ren bzw. zu behandeln, soweit bekannt, ist Diatomeenerde jedoch bisher nicht als Entfärbungsmittel für farbhaltiges oder verschmutztes Wasser angewandt worden*

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Diatomeenerde bzw· von Perlit ähnlicher Zusammensetzung für die Entfärbung und Reinigung von farbhaltigen industriellen Abwässern,

Genauer gesagt, wird beim erfindungsgemäßen Verfahren Diatomeenerde oder Perlit einer sauren Behandlung und Aktivierung durch Brennen unterworfen, um die darin enthaltenen Metalloxyde, wie Al₂O₃, Fe₃O₃ usw. in wasserlösliche Salze einer Mineralsäure, wie Salzsäure oder Söhwe·

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felsäure oder ein Gemisch derselben, umzuwandeln und hier« bei ein Behandlungsmittel zu bilden, welches !Coagulations«, Adsorptions« und Entfärbungseigenschaften besitzt,, Das Behandlungsmittel kann mit industriellem Abwasser vermischt werden und bildet Flocken, die durch Adsorption auf den Teilchen der behandaLten Diatomeenerde bzw,, des Perlits gewachsen sind« Diese flocken werden sodann ausgefällt und durch Filtrieren abgetrennt.

Perlit kann auf ähnliche Weise behandelt werden und be« sitzt ähnliche Eigenschaften wie Diatomeenerde. ,Obwohl die Erfindung im folgenden in Anwendung auf die Behandlung von industriellem Abwasser mit Diatomeenerde beschrieben ist, gelten die folgenden Ausführungen daher in sinngemäßer Abwandlung auch für Perlit.

Die Zeichnung zeigt ein Durchflußschema zur Veranschaulichung verschiedener Verfahrensschritte bei der Reinigung von industriellem Abwasser nach dem erfindungsgemäßen Terfahren_e

Bei der Durchführung dieses Verfahrens wird zunächst Diatomeenerde mit einer Mineralsäure behandelt und dann auf noch näher zu beschreibende Weise gebrannt· Die gebrannte Diatomeenerde wird pulverisiert, worauf Körnchen mit einer Teilchengröße von unter 1,68 mm (12 mesh) abgetrennt werden. Die pulverisierte Diatomeenerde wird in einem Mischbehälter 1 mit industriellem Abwasser vermischt· Die Teilchen der behandelten Diatomeenerde wirken als Kerne, die im Wasser . enthaltene Verunreinigungen adsorbieren und auf denen sodann Flocken wachsen. Das die Flocken enthaltende Wasser wird 30 bis 60 Minuten lang in einem Ausfäll- und Abtrennbehälter 2 belassen, um die Flocken sich absetzen zu lassen« Die überstehende klare Flüssigkeit wird mittels eines Filters 3 abgefiltert und

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das Filtrat wird sodann ausgetragen, nachdem es in einem Neutralisierbehälter 4· neutralisiert worden ist« Die Koagulation und die Entfärbung erfolgen durch wasserlösliche Aluminium- und/oder Eisen-Salze, die in der mit Säure behandelten und gebrannten Diatomeenerde enthalten sind₀ Der im Ausfall- und Abtrennbehälter 2 ausgefällte und abgesetzte Schlamm wird in einem Filter 5 dehydriert und gefiltert, worauf die erhaltene, filterkuchenartige Substanz getrocknet und in einem Ofen 6 bei einer Temperatur von etwa 30O⁰O fünf Minuten lang gebrannt wird, um wiederverwendet werden zu können»

Vorzugsweise wird Diatomeenerde verwendet, die mit einer Mineralsäure behandelt und durch Brennen aktiviert worden ist. Bei einem Versuch wurde ein Abwasser durch Dispersion von 250 ppm (Teile je Million Teile) (Ö.O.D. 160 ppm) eines Farbstoffs, beispielsweise Resolin Blau BR, in Wasser hergestellt und wurde die für eine 100^-ige Entfärbung der gefärbten Flüssigkeit erforderliche Menge an Diatomeenerde mit dem C.0,D.-Wert verglichen, wie dies in Tabelle I dargestellt ist» Zu Vergleichszwecken enthält die Tabelle I auch die Ergebnisse mit natürlicher Diatomeenerde und mit einem handelsüblichen Diatomeenerde-Filtermittel (Hyflo).

	Tabelle I	Entfärbung	Al-aehalt	O.O.D·
Diatomeenerde-	Menge an Diato	(*)	(10~⁶ß)	(ppm)
s orte	meenerde (g)	100	14 600	11
Natürlich	10
Behandelt mit		100	23 000	11
Säure und akti	1
viert durch
Brennen
Handelsübliche		--.■■" 4	0	145
Diatomeenerde	20O⁺ ^}
(Hyflo)

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■' Im Hinblick auf die schlechte Entfärbungswirkung des handelsüblichen Mittels Hyflo wurden 200 g davon eingesetzt»

Erfindungsgemäß werden die Koagulationseigenschaften der Metallsalze von Aluminium und/oder Eisen in größtmöglichem Ausmaß ausgenutzt, wobei das Ergebnis der Reinigungsbehandlung mit zunehmender Menge an Salz verbessert werden kann« Die nachfolgende Tabelle II zeigt ein Beispiel für den Gehalt an wasserlöslichem Fe und Al in der mit Säure behandelten und durch Brennen aktivierten Diatomeenerde _o

	Tabelle II	Pe₂O₅
	Al₂O₃	W
Säurebehandelte und	W	1,8
gebrannte Diatomeen erde	6,7
Beispiel 1

Al

2,3 1,4

Entfärbungs- und Piltrierversuch bei einer Flüssigkeit, in welcher ein Farbstoff, nämlich Resolin Blau BR, dispergiert war:

Als Rohmaterial wurde Diatomeenerde verwendet, wie sie in Tamasu City, Ishikawa Prefecture, Japan, hergestellt wird. Das Rohmaterial wurde pulverisiert und die Teilchen einer Größe von weniger als etwa 1,68 mm (12 mesh) wurden abgetrennt. Die restlichen Teilchen wurden mit einer Mineralsäure, d.h. Salzsäure, Schwefelsäure oder einem Gemisch dieser Säuren, behandelt und dann durch Brennen bei einer

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Temperatur von 30O⁰O aktiviert. Die aktivierten Teilchen der Diatomeenerde wurden in einer Menge von 1 g/l in Wasser eingegeben, das mit 250 ppm Resolin Blau BR gefärbt war. Der pH-Wert der gefärbten Flüssigkeit im Mischbehälter wurde auf unter 4,5 eingestellt. Die !Flüssigkeit wurde im Mischbehälter koaguliert und entfärbt und dann 30 bis 60 Minuten lang im Ausfäll- und Abtrennbehälter belassen, um die gebildeten Flocken ausfällen zu lassen und abzutrennen« Die überstehende klare Flüssigkeit wurde mittels des Filters 3 filtriert. Die Ergebnisse sind in Tabelle III aufgeführt.

Tabelle III

Entfärbungs-'	Angewandte Menge	Entfärbung	O.O.Do
Mittel	(g/l)	(*)	(ppm)
Säurebehandelte und gebrannte Diatomeenerde	1	100	11
Rohmaterial- Diatomeenerde	10	100	11.
Pulverisierte Aktivkohle	70	98	20
Filterhilfs mittel Hyflo	200	4	145

Die behandelte Flüssigkeit besaß einen Ö.O.D*-Wert von unter 20 ppm, wie dies durch die Vorschriften bezüglich der Öffentlichen Ordnung und des 0.0_#D_o-Werts gefordert wird.

Beispiel 2

-ßntfärbungs— und Filterierversuch von mit einem basi· sehen Farbstoff, Oathion Rot 4GH, in einer Menge von 250 ppm gefärbtem Wassers

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Die gefärbte Flüssigkeit wurde auf die gleiche Weise behandelt wie in Beispiel 1, wobei die mit der säurebehandä-ten und gebrannten Diatomeenerde behandelte' Flüssigkeit mit Hilfe-von der Firma Toyo Roshi Co. vertriebe'em Filtrierpapier No. 6 filtriert wurde_o Die Ergebnisse sind in Tabelle IV aufgeführt«

Tabelle IV

Entfärbungsmittel Angewandte Menge Entfärbung COoD₀

(#) (ppm)

Rohmaterial- 5 100 10

Diatomeenerde

Säurebehandelte 0,5 100 15

und gebrannte

Diatomeenerde

Diese Tabelle zeigt, daß die säurebehandelte und gebrannte Diatomeenerde etwa zelfi&al wirksamer ist als die unbehan^lte Rohmaterial-Diatomeenerde©

Beispiel 3

Adsorptions- und Filtrierversuch von Oberflächenaktiv vatorenj

Konzentration der untersuchten

Flüssigkeit 1000 ppm

Konzentration der Flüssigkeit " 326 ppm

nach der Reinigung (G_o0«,D_e)

Ionische Eigenschaft des Anionisch

Oberflächenaktivators

Nach der Behandlung v/urde die Flüssigkeit mit durch die Firma Toyo Roshi Go₀ vertriebenem Filtrierpapier Mo₀ 6 filtriert.

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Die Ergebnisse sind in Tabelle V aufgeführt.

Tabelle Y

Adsorptionsmittel Angewandte Menge Menge an zur Behänd- C,0_oD«

(g/l) lung der Flüssigkeit (ppm) eingesetztem Oberflächenakt i vat or

Rohmaterial- 10 , 80 26

Diatomeenerde

Säurebehandelte und

gebrannte Diato- 1 85 30

meenerde

Diese Tabelle zeigt, daß die säurebehandelte und gebrannte Diatomeenerde etwa zehnmal wirksamer ist als unbehandelte Diatomeenerde·

Wie aus den Tabellen IY und V deutlich hervorgeht, vermag die erfindungsgemäß verwendete, behandelte Diatomeenerde ionische Substanzen, wie basische Farbstoffe, sowie Anio- nen. enthaltende Oberflächenaktivatoren zu adsorbieren»

Beispiel 4

Entfärbungs- und Filtrierversuch bei Abflüssigkeit, die zum Färben von Tetron unter hohem Druck verwendet wurde:

Konzentration des Abwassers 1000 ppm

(0.0.D.)

Nach der Behandlung wurde die Flüssigkeit mit durch die Firma Toyo Roshi Go. vertriebenem Filtrierpapier Ho. 6 gefiltert; die Ergebnisse sind in Tabelle YI aufgeführt.

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Tabelle VI

Entfärbungsmittel Angewandte Menge Entfärbung 0.O₀D. ____________ (g/l) . ($) " (ppm)

Rohmaterial- 10 46 500

Diatomeenerde

'Säurebehandelte

und gebrannte

Diatomeenerde 1 50 600

) Da. in der Praxis die Konzentration der abgeführten Färbeflüssigkeit um den Faktor 3 oder 4 geringer ist als in der tabelle angegeben, ist es offensichtlich, daß die Behandlungswirksamkeit der säurebehandelten und gebrannten Diatomeenerde den Vorschriften über Öffentliche Ordnung durchaus genügt»

Beispiel 5

Tabelle VII enthält einen Vergleich der Ergebnisse von Versuchen betreffend die Wasserqualität einer Abflüssigkeit vor und nach der erfindungsgemäßen Reinigungsbehandlung. Die Probe der untersuchten Abflüssigkeit ent-" hält einen dispergierten Farbstoff, einen Oberflächenaktivator, anorganische Salze und organische Bestandteile©

Die säurebehandelte und gebrannte Diatomeenerde wurde als Reinigungsmittel in einer Menge von 2 g je Liter Abflüssigkeit eingesetzt; die Versuchsergebnisse sind in Tabelle VII aufgeführt.

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	0.0.	D. (ppm)	Tabelle VII	pH-Wert	Sichttiefe (cm)	Ent-
Farbe der	vor	nach		nach	vor nach	fär bung W
Probe	der	Behandlung	vor	Behandlung	der Behandlung	100
	261	31,4	der	7	mehr als 11,5 30	100
!ahl braun	158	30,9	10	7	mehr als 10,0 30
Dunkel blau		9

Wenn das Abwasser auf diese Weise der erfindungsgemäßen Reinigungsbehandlung unterzogen wird, ist, bei einer Herabset«» zung der G.O.D.-Konzentration des behandelten Abwassers auf etwa 30 ppm, eine 100^-ige Entfärbung möglich«

Beispiel 6

Dieses Beispiel veranschaulicht die Wiederverwendung der aus der ausgefällten und abgetrennten, filterkuchenartigen Substanz zurückgewonnenen Diatomeenerde durch Trocknung und Brennen derselben. Die untersuchte Abflüssigkeit enthielt 250 ppm dispergierten Farbstoff, z.B. Resolin Blau BR; die Ergebnisse sind in Tabelle VIII aufgeführt.

Tabelle VIII

Entfärbungsmittel Angewandte Menge Entfärbung O.O.D. _______ (g/l) (■*) (ppm)

Regenerierte Diatomeenerde

100

Wie eingangs erwähnt, bietet die Erfindung bei Anwendung auf die Reinigungsbehandlung von industriellem Abwasser die folgenden Vorteile»

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«10»

1· Das erfindungsgemäß verwendete Behandlungsmittel wirkt auf das gefärbte Abwasser unter Bildung, von großen Flocken ein₉. durch welche die Wirkung der Koagulation und Entfärbung verstärkt wird«,

2· Das Mittel erhöht die Bildungs=» und Ausfällgeschwindigkeit der Flocken und gewährleistet hierdurch eine einfache und schnelle Abtrennung derselben_o

Beim Filtrieren mittels eines Filters bewirkt die durch einen Ausfall- und Ibtrennbehältar abgetrennte überstehende klare Flüssigkeit eine geringere Verstopfung des Abscheiders,,

4· Da der durch den Ausfall« und Abtrennbehälter abgetrennte, ausgefällte Schlamm siliziumhaltige Schalen enthält, kann er leicht dehydriert und gefiltert werden.

5. Die Vernichtung oder anderweitige Verwendung des dehydrierten Filterkuchens ist einfach,

6* Die Eeinigungsbehandlung kann jahreszeitlich unabhängig das ganze Jahr über durchgeführt werden.

7. Die Kosten für Einrichtung und Wartung der Behandlungsanlage sind niedrig·

8. Das erfindungsgemäße Verfahren verhindert, daß industrielles Abwasser die öffentliche Ordnung und Gesundheit gefährdet·

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9. Die ausgefällte und abgetrennte filterkuchenartige Substanz kann zur Wiederverwendung zurückgewonnen werden.

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Claims

Patentansprüche

1β Verfahren zur Reinigung von verunreinigtem Wasser, bei welchem das Abwasser mit einem koagulierenden, adsorptiven und entfärbenden Mittel vermischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung mit Diatomeenerde oder Perlit vorgenommen wird, die bzw« das vorher einer Säurebehandlung unterworfen und sodann gebrannt worden ist, wobei die darin enthalte- rien Metalloxyde in wasserlösliche Salze einer Säure umgewandelt werden, und daß die bei der Behandlung mit dem Mittel im Abwasser gebildeten Flocken an-

ab/
schließend vom Abwasser 'getrennt werden»

2<> Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säurebehandlung der Diatomeenerde oder des Perlits mit einer Mineralsäure erfolgte

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die säurebehandelte .Diatomeenerde bei einer Temperatur von etwa 30O⁰O gebrannt wird»

4· Verfahren nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß als Mineralsäure Salzsäure oder Schwefelsäure verwendet wird«

5· Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser nach der

en_y Abtrennung von den Flocken filtriert und gegehen*- falls neutralisiert wird.

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6_β Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das verunreinigte Abwasser und das Mittel 30 bis 60 Minuten lang in einem Ausfäll- und Abtrennbehalter belassen werden_e

7» Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgefällte Schlamm getrocknet und gebrannt und sodann zur Wiederverwendung zum Verfahren zurückgeführt wird_e

8« Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm vor dem Trocknen und Brennen dehydriert und filtriert wird.

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