DE2311921C3

DE2311921C3 - Verfahren zur Abscheidung von emulgierten Ölen und oberflächenaktiven Substanzen aus Abwässern

Info

Publication number: DE2311921C3
Application number: DE19732311921
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-03-09
Filing date: 1973-03-09
Publication date: 1976-12-02

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Abscheidung von emulgierten Ölen und oberflächenaktiven Substanzen aus Abwässern von z. B. Maschinenfabriken und Gießereien mittels Elektrolyse und anschließender Ausflockung der Abfallstoffe.

Nach einem bekannten Verfahren (DT-AS 11 77 081) werden netzmittelhaltige Abwässer in zwei Elektrolyse-Stufen behandelt, wobei die erste Elektrolyse-Stufe lediglich zum Aufbrechen der Emulsion und die zweite Stufe zur Flockenbildung der abzuscheidenden Stoffe dient. Die netzmittelhaltigen Abwasser sind Färbereiprodukte der Textilfärberei, wobei in der ersten Elektrolyse-Stufe unter Verwendung von Eisenelektroden der pH-Wert auf 7,0 oder größer und in der zweiten Stufe unter Verwendung von Aluminiumelektroden der pH-Wert auf vorzugsweise 4,5 bis 5,5 eingestellt wird.

In der Fachliteratur sind ferner Verfahren beschrieben, durch die mit zwei verschiedenen Substanzen versetzte Abwässer gereinigt werden sollen. Der Verfahrensablauf umfaßt lediglich das Brechen der Emulsion mittels Elektrolyse und das Absetzen bzw. Ausflocken der Abfallstoffe durch ein bereits anfangs zugesetztes Leitsalz und gelösten Kalk. Eine getrennte Abscheidung beider Substanzen ist nicht vorgesehen und kann mit den angegebenen Mitteln auch nicht erreicht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art aufzuzeigen, das eine Aufbereitung und Reinigung von Abwässern ermöglicht, die erhebliche Anteile an ölen, ζ. B. Schmierölen, und an oberflächenaktiven Substanzen enthalten, wie sie beispielsweise in Maschinenfabriken, Gießereien od. dgl. anfallen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der pH-Wert der Abwässer zunächst auf 3 oder ⁶S weniger eingestellt und die Trübe einer ersten Elektrolyse unterworfen wird, bei welcher die Ölphase von der wäßrigen, die oberflächenaktiven Substanzen enthaltenden Phase abgetrennt wird, wobei eine Anode, die aus einem säurenfesten Material, und eine Kathode, die aus einem einfachen Elektrodenmaterial besteht, verwendet werden, daß danach der pH-Wert der von der Ölphase abgetrennten Rest trübe je nach dem, ob sie anionische oder kationische oberflächenaktive Substanzen enthält, eingestellt wird und daß danach die Resttrübe einer weiteren Elektrolyse unter Verwendung eines Aluminium-Elektrodenpaares unterworfen und so die oberflächenaktiven Substanzen als Schlamm vom Wasser abgeschieden werden.

Als Material für die säurefeste Anode in der ersten Elektrolysenstufe kann mit Vorteil ein Titanium-Blei-Oxyd verwendet werden.

In der Zeichnung ist ein vereinfachtes Füeß-Schema des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.

Eine aufzubereitende Abfall-Flüssigkeit wird in einem Konditionierapparat 1 eingeleitet, in dem der pH-Wert auf 3 oder weniger durch Zusetzen einer Säure, z. B. Schwefelsäure, eingestellt wird. Danach wird sie zu einem ersten Elektrolyse-Tank 2 gefördert und die erste Stufe der Elektrolyse durchgeführt. Da in dieser ersten Stufen-Elektrolyse ein Säurerest erzeugt wird, sollte die Anode des ersten Elektrolyse-Tankes aus einem säurefesten Elektrodenmaterial bestehen, welches von diesem Säurerest nicht angegriffen wird. Als derartige säurefesten Elektrodenmaterialien können Edelmetalle, wie Gold, Silber und Platin, eingesetzt werden, wobei jedoch die Verwendung einer aus Titan und einem geeigneten Blei-Oxyd zusammengesetzten Elektrode besondere Vorteile, insbesondere hinsichtlich der geringeren Kosten und einer guten Lebensdauer bietet. Das für die zusammengesetzte Elektrode verwendete Bleioxyd braucht nicht PbO zu sein, sondern kann auch andere zweckmäßige Bleioxyde, wie PbO₂. Pb₁O₄ usw., umfassen, wobei jedoch im Hinblick auf das Lösungsvermögen in Säure Bleioxyd (oder Bleiperoxyd) bevorzugt wird. Bei der Kathode ist die Art des verwendeten Materials nicht besonders kritisch, so daß ein einfaches Elektrodenmaterial, z. B. Kohlenstoff oder Eis^n. frei gewählt werden kann.

Durch die erste Stufen-Elektrolyse wird die eingegebene Abfall-Flüssigkeit in eine ölphase und eine Trübe, die oberflächenaktiven Verunreinigungen bzw. Stoffe enthaltende wäßrige Phase getrennt. Die so gebildete Misch-Flüssigkeit wird danach in einen Ölabscheider 3 eingeleitet, wo die ölphase von der wäßrigen Phase abgeschieden wird. Allein die wäßrige Phase kann dann in einen zweiten Elektrolyse-Tank 4 strömen, wo die zweite Stufe der Elektrolyse durchgeführt wird. Diese elektrolytische Behandlung erfolgt unter Verwendung eines Paares von Aluminiumelektroden. Hierbei ist es vorteilhaft, daß der pH-Wert der wäßrigen Phase in Abhängigkeit von der Art der in der Mischung enthaltenen oberflächenaktiven Stoffe (surfactants) eingestellt wird. Ist eine anionische oberflächenaktive Substanz vorhanden, dann wird der pH-Wert auf 3 oder weniger eingestellt. Ist dagegen die oberflächenaktive Substanz kathionisch, dann wird der pH-Wert auf 7 oder mehr eingestellt. Ist die oberflächenaktive Substanz nicht ionisiert, dann wird der pH-Wert auf einen neutralen Bereich eingestellt. Ist die Art der oberflächenaktiven Substanz nicht bekannt, dann ist es vorteilhaft, den pH-Wert auf 6 bis 8 einzustellen.

Durch die zweite elektrolytische Behandlung werden die oberflächenaktiven Substanzen als Schlamm ausgefällt, welcher dann durch Filtern, Zentrifugalabscheidung oder einen ähnlichen Vorgang abgetrennt wird. So

kann ein klares, weitestgehend von oberflächenaktiven Substanzen freies Wasser erhalten werden.

Die Elektrolyse-Bedingungen in dem Verfahren gemäß der Erfindung variieren in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Abwassers und seiner Gehalte. Im allgemeinen wird die Elektrolyse jedoch bei einer Spannung von 2 bis 50 V und einer Stromstärke von 1OmA durchgeführt. Es ist wesentlich, die Elektrolyse der ersten Stufe mit Gleichstrom durchzuführen, wobei die weitere Stufe der Elektrolyse mit entweder Gleichoder Wechselstrom durchgeführt werden kann. Im allgemeinen kann die Elektrolysezeit durch Vergrößerung der Stromstärke verkürzt werden, zweckmäßig werden jedoch die Aufbereitungsbedingungen so gewählt, daß die Elektrolyse in etwa 1 bis 5 Minuten abgeschlossen ist. Während der Elektrolyse ist es vorteilhaft, wenn die Flüssigkeit gleichmäßig durch Einblasen von Luft oder durch Rühren bewegt wird, um dadurch die an den OberfläcLen der Elektroden haftenden Elektrolyseprodukte zu entfernen.

Um die Elektrolyse äußerst wirksam durchzuführen, wird in vorteilhaftet Weise als Elektrolysen-Tank ein korrosionsfestes Gefäß verwendet, in dem eine Vielzahl von Elektroden-Platten-Paaren angeordnet sind.

Gemäß der Erfindung wird ein Industrie-Abwasser mit mindestens 1% Öl und mindestens 0,3% oberflächenaktiven Stoffen aufbereitet, um den Ölgehalt auf 10 ppm oder weniger und den Gehalt an oberflächenaktiven Stoffen auf 1 ppm oder weniger zu reduzieren. Ferner können auch suspendierte anorganische oder organische Bestandteile, Metallpulver und andere Verunreinigungen vorteilhaft gleichzeitig mit den Ölen und oberflächenaktiven Stoffen als Schlamm entfernt werden.

Ausführungsbeispiel:

In ein 1-Liter-Becherglas wurden 500 ml der Abfallflüssigkeit einer Walzstraße gegeben, welche 800 ppm Öle und 200 ppm oberflächenaktive Substanzen enthielt.

Der pH-Wert der Abfall-Flüssigkeit wurde auf etwa 3,0 eingestellt. Danach wurde die Abfall-Flüssigkeit einer elektrolytischen Behandlung mit Gleichstrom von b V und einer Stromstärke von 50 mA zwei Minuten lang unterworfen, wobei der Abstand zwischen den Elektroden 40 mm betrug und ein Luftstrom vom Boden aus in den Behälter eingeblasen wurde. Eine durch

ίο Aufdampfen von Blei-Oxyd auf ein Titan-Netz hergestellte Elektrode diente als Anode und eine Kohlenstoff-Elektrode als Kathode.

Die aufbereitete Abfall-Flüssigkeit wurde in einen Scheidetrichter geleitet und eine Zeit lang in Ruhe gelassen. Die Ölphase wurde als obere Lage von der

unteren Lage der trüben, wäßrigen Phase abgeschieden.

Nur die untere Schicht wurde dann in den obigen

Becher überführt und die Elektroden durch ein Paar von Aluminium-Elektroden ersetzt. Der pH-Wert wurde durch Zugabe von Natron-Lauge auf 7,5 eingestellt und die Elektrolyse unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben durchgeführt. Durch diese Behandlung schieden sich die oberflächenaktiven Substanzen als grauweißer Schlamm ab, und die wäßrige Phase wurde durchsichtig. Nach Abfiltern des Schlammes wurde der Ölgehalt, der Gehalt an oberflächenaktiven Substanzen und der COD-Wert mit Bezug auf das zurückbleibende geklärte Wasser bestimmt. Der Ölgehalt betrug 10 ppm und der COD-Wert war 5, wogegen die Anwesenheit von oberflächenaktiven Substanzen (surfactants) nicht festgestellt werden konnte.

Obwohl in der beschriebenen Aufbereitungsanlage zwei getrennte Elektrolyse-Behälter vorgesehen sind, kann die zweistufige Elektrolyse auch in einem einzigen Behälter durchgeführt werden. Zwei gesonderte Elektrolyse-Behälter sind jedoch vorteilhafter, weil dadurch eine schwierige Operation beim Austauschen bzw. Ersetzen der Elektroaen verhindert werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Abscheidung von emulgierten ölen und oberflächenaktiven Substanzen aus Abwässern von z. B. Maschinenfabriken und Gießereien mittels Elektrolyse und anschließender Ausflokkung der Abfallstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der Abwässer zunächst auf 3 oder weniger eingestellt und die Trübe einer ersten Elektrolyse unterworfen wird, bei welcher die Ölphase von der wäßrigen, die oberflächenaktiven Substanzen enthaltenden Phase abgetrennt wird, wobei eine Anode, die aus einem säurefesten Material, und eine Kathode, die aus einem einfachen Elektrodenmaterial besteht, verwendet werden, daß danach der pH-Wert der in der Ölphase abgetrennten Resttrübe je nach dem, ob sie anionische oder kathionische oberflächenaktive Substanzen enthält, eingestellt wird und daß danach die Resttrübe einer weiteren Elektrolyse unter Verwendung eines Aluminium-Elektrodenpaares unterworfen und so die oberflächenaktiven Substanzen als Schlamm vom Wasser abgeschieden werden.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die säurefeste Anode in der ersten Elektrolysenstufe ein Titanium-Blei-Oxyd verwendet wird.