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Verfahren zur Reinigung von säurehaltigen Abwässern Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Reinigung von säurehaltigen Abwässern, insbesondere von
in Beizereien anfallenden Abwässern.
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Die Reinigung der in Beizereien und Galvanik-Betrieben anfallenden
Abwässer bereitet wegen ihres hohen Schwermetallgehaltes große Schwierigkeiten.
Die bisher angewandten Reinigungs- und Neutralisations-Verfahren sind teilweise
mit erheblichen Nachteilen verbunden.
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Ein bekanntes Reinigungsverfahren ist die sogenannte Kalkneutralisation.
Dieses Verfahren erfordert jedoch einen größeren Zeitaufwand. Ein noch größerer
Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß große Mengen von Hydroxidschlämmen
anfallen, deren Beseitigung ein kaum zu bewältigendes Problem darstellt.
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Man ist daher dazu übergegangen, anstelle der Kalkneutralisation Ionenaustauscher
zu verwenden.
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Diese arbeiten zwar zufriedenstellend, die Kosten für ihre Unterhaltung
und insbesondere für die Herstellung einer derartigen Anlage sind jedoch in den
meisten Fällen zu hoch. Das trifft in besonderem Maße für kleinere Betriebe zu.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile
der bisher angewandten Reinigungsverfahren
für säurehaltige Abwässer
zu vermeiden und insbesondere ein auch für kleinere Betriebsgrößen gut geeignetes
Reinigungsverfahren zu schaffen.
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Die gestellte Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem
Abwasser Kalziumkarbonat und/oder Kalziumhydrogenkarbonat und gegebenenfalls Kohlendioxid
zugemischt, das Abwasser in einem Reaktor nach Durchmischung mit Kalkmilch einer
an sich bekannten Schnell-Entkarbonisierung mit nachfolgender Filterung in einem
Kiesfilter unterzogen wird, wobei vor der Filterung ein Teil des Wassers in einer
Rückführleitung abgezweigt, über einen Kationenaustauscher geleitet und dem Abwasser
vor dem Reaktor wieder zugeführt wird.
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Das bekannte und mit vielen Vorteilen verbundene Schnell-Entkarbonisierungsverfahren
ist bisher für säurehaltige Abwässer nicht verwendet worden, da die bekannten Vorbedingungen
zur Anwendung dieses Verfahrens bei diesen Abwässern nicht gegeben sind und bisher
in der Fachwelt auch kein Weg gewiesen wurde, wie diese Bedingungen zu erlangen
sind. Der Einfluß größerer Mengen von Metallionen auf den Entkarbonisierungsvorgang
bei der Schnell-Entkarbonisierung war bisher nicht bekannt. Bei bekannten Verfahren
war ihr Anteil mit einem Maximalwert von etwa 15 mg/l vernachlässigbar klein (nach
Angaben des Technischen überwachungsvereins und der -Vereinigung der Großkesselbesitzer).
In den in Frage kommenden Beizereiabwässern sind jedoch bis zu 1000 mg/l Metallionen
vorhanden.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens besteht darin, daß das im Reaktor anfallende Hartkorn aus diesem in einen
mit Entwässerungsfiltern versehenen Hartkornsilo abgezogen wird und das hier anfallende
Wasser dem Abwasser vor dem Reaktor zugeführt wird. Es wird durch die Doppelfunktion
des Hartkornsilos auf einfache Weise zusätzliches gefiltertes Wasser zur Verdünnung
des Abwassers geBon-rlen.
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Das anfallende Hartkorn besitzt einen hohen prozentualen Anteil an
Metallen. Der Kupfergehalt wird verwertet, indem das Kupfer in beträchtlicher Menge
zurückgewonnen wird. Die Aufwendungen für die Rückgewinnung sind dabei se #gering,
daß die erzielten Gewinne eine erhebliche Steigerung der Wirtschaften lichkeit des
erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt.
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Ein Ausführungsbeispiel des neuen Verfahrens soll anhand der Zeichnung,
die ein Fließchema darstellt, nachfolgend erläutert werden.
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Das Abwasser gelangt durch eine Leitung 1 in ein Pufferbecken 2, das
einen reichlich bemessenen Nutzraum aufweist. Durch eine Leitung 3 wird mittels
einer Dosierpumpe 4 Kalziumkarbonat- bzw. Kalziumhydrogenkarbonatsusvpension in
das Becken 2 geleitet. Die Steuerung der Dosierpumpe erfolgt pH-Wert-abhängig mittels
einer nicht dargestellten pH-Wert-Meß- und Regelanlage. Ein langsam laufendes Rührwerk
5 dient einer besseren Durchmischung. Aus einem vom Pufferbecken 2 abgeteilten Pumpensumpf
6 wird das vorbehandelte Abwasser in die Leitung 7 abgezogen, in die eine Leitung
8 einmündet, über die mittels einer ebenfalls pH-Wert-abhängig gesteuerte Dosierpumpe
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Kalkmilch zudosiert wird. Das Optimum der Zudosierung liegt bei
dem bekannten Verhältnis 2p=m.
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Das Abwasser strömt nunmehr tangential in den unteren Teil des Reaktors
10 ein. Besondere Einlaufvorrichtungen bewirken an dieser Stelle eine innige Durchmischung
und spontane Reaktion zwischen dem Abwasser und der Kalkmilch. Im Reaktor werden
Hydrogenjkarbona tionen als unlösliches Karbonat ausgefällt, daß sich kristallin
als kugelförmiges Granulat anlagert und die Metallhydroxide bzw. Metallkarbonate
mit einschließt. Das auf diese Weise gebildete Hartkorn wird während des Betriebs
mit Eigendruck aus dem Reaktor abgezogen und in einen Hartkornsilo ll engeführt.
Mittels Filterkerzen 12 wird das Hartkorn bis auf einen Restwassergehalt von etwa
10 % seiner Masse entwässert. Das abgezogene Wasser wird über die Leitung 13 in
den Pumpensumpf 6 eingeleitet. Im Reaktor 10 wird als Katalysator für den Anfahrbetrieb
normaler Silbersand verwendet.
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Das nunmehr weitgehend gereinigte Wasser gelangt vom Reaktor 10 über
eine Leitung 14 zur Ausfilterung von Verunreinigungsresten in das Kiesfilter 15
und danach über die Leitung 16 in den Vorfluter, Ein größerer Teilstrom des Wassers
wird aus der Leitung 14 in eine Riickfu~hrleitung 17 abgezogen, in der ein Kationenaustauscher
18 angeordnet ist. Das im Kationenaustauscher 18 geCiXterte Wasser wird zur Konzentrationsminderung
des weitgehend unbehandelten Abwassers in den Pumpensuf 6 zurückgeführt.
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Die Menge des zurückgeführten Wassers hangt von dem Metallgehalt des
Abwassers ab. Als vorteilhaft hat sich eine Verdünnung bis zu einem Metallgehalt
von etwa 70 bis 80 mg/l des dem Reaktor zugeführten Wassers erwiesen. Der Kationenaustauscher
18 wirkt einer unbeherrsohbaren
Anreicherung des Wassers mit MetalL-onen
und Schlamm, insbesondere bei Störungen, die beispielsweise während des Anfahrbetriebes
auS-treten können, entgegen. Die Regeneration des Kationenaustauschers kann mit
Abfalisäure erfolgen, die dann in das Pufferbecken 2 zurückgeführt wird.
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Das Hartkorn, das eine KorngrößevDn etwa 0,3 bis 5 mm aufweist, wird
nach der Entwässerung aus dem Hartkornsilo 11 abgezogen und einer Weiterbehandlung
zugeführt. Unlösliche Metallverbindungen fallen in ihm in einer Menge bis zu 40
% seiner Masse an.
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In bekannten speziellen Schmelz öfen wird das im Hartkorn vorhandene
Metall, insbesondere Kupfer und Nickel, zurückgewonnen.
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BeispielI Es wurde nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer
Versuchsanlage ein Abwasser behandelt, das im Mittel die folgenden Verunreinigungen
aufw X sen: (pH-Wert gleich oder größer als 2) Cu 68mg/l Ni 43 mg/l Pb 2,0 mg/l
Zn 35 mg/l Mn 1,5 mg/l Fe ges. 240 mg/l Sn nicht nachweisbar Cr3 75,5 mg/l Mo 2
mg/l Ti 1 mg/l cr6 1 mg/l Cl 25 mg/l NO3 650 mg/l sQ4 1045 mg/l
Der
Anlage wurden 30 bis 35 m3/h Abwasser zugeführt.
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Im Kreislauf zurückgeführt wurden etwa 165 m3/h, so daß sich in der
Anlage ein Gesamtstrom von etwa 200 m3/h ergab.
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Der pH-Wert des gereinigten Abwassers lag bei etwa 9-10. Es wies eine
Rest-Karbonathärte von nur 20 dH (deutsche Härtegrade) entsprechend 0,7# mval/L
(Millival). Der mittlere Metallgehalt betrug am Reaktoreintritt 80 mg/L.
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Sollte insbesondere infolge unterschiedlicher Zusammensetzung des
Abwassers der Säureüberschuß-fnicht ausreichen 30 wird vorteilhafterweise Koh-oder
Beizkonzentrat lendioxid/ in das Pufferbecken 2-eingeleitet, wie durch den Pfeil
19 angedeutet ist. Das Kohlendioxid kann z.B. mit einem Öl- oder Gasbrenner erzeugt
wurden. Außerdem kann bei starken Schwankungen eine zusätzliche Kalziumhydrokarbonat-Produktionsanrichtung
erforderlich sein.
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Außerdem hat es sich herausgestellt, daß es in einigen Fällen notwendig
ist, zur Zerstörung von sogenannten Komplexbildnern im Pufferbecken 2 dem Abwaser
Chlor oder Chlorkalk beizumischen.
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Patentansprüche: