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Verfahren zur Reinigung von hydrophobe Stoffe enthaltenden Industrieabwässern
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Industrieabwässern, die hydrophobe
organische Stoffe, insbesondere Öle und/oder Fette in Form von Emulsionen und/oder
in grobdisperser Form. enthalten. Das Problem der Aufbereitung von Abwässern besteht
in vielen Industriezweigen. Entsprechend der bestehenden wasserwirtschaftlichen
Bestimmungen dürfen beim Einleiten in die öffentliche Kanalisation bzw. in einen
Vorfluter die Abwässer keine emulgierten Öle und/oder Fette enthalten bzw. die Öle
und/ oder Fette in grobdisperser Form dürfen bestimmte Grenzwerte nicht übersteigen,
Die Emulsionsspaltung wird häufig dadurch erschwert, daß ihr oberflächenaktive Zusätze
und Emulgatoren zugesetzt worden sind und die Emulsionen deshalb eine erhebliche
Stabilität aufweisen.
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Es ist bekannt, h?rid ur.& sulfate der Elemente Eisen, Aluminium
und Magnesium öl- und/oder Fettemulsionen in gelöster Form zuzusetzen und durch
Verringerung der Wassert;offionenkonzentration die Ausfällung der entsprechenden
unlöslichen Metallhydroxide, die das Öl bzw. Fett adsorbieren und somit die Emulsion
spalten, herbeizuführen. Um die Ausflockung und Sedimentation zu beschleunigen,
sind Zusätze von Flockungshilfsmitteln, meist makromolekulare organische Verbindungen,
wie zum Beispiel Torf, vorgeschlagen worden, Nachteilig an diesen Verfahren ist,
daß die flockigen, ölhaltigen Metallhydroxid-Niederschläge selbst bei Zugabe von
Flockungshin ist mitteln sehr e,eringe Sedimentationsgeschwindigkeiten aufweisen,
Es
treten daher lange Absetzzeiten von 4 bis 40 h auf. Bei diesen Verfahren, die groß
Mengen Chemikalien bedürfen, fällt ein lockerer Schlamm in großen Mengen an, der
auf Trockenbeeten weiter eingedickt werden mu, Auch das Zentrifugieren bzw. Filtern
schleimiger Hydroxidsuspensionen bereitet große verfahrenstechnische Schwierigkeiten.
Der Entölungseffekt ist mit 60 bis 80 7 unbefriedigend. Das Verfahren ist für die
praktische Anwendung zu teuer und technisch zu aufwendig.
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Ferner ist die Herstellung spezieller Adsorbentien, die eine hohe
Adsorptionskapazität besitzen, bekannt. Solche Stoffe sind beispielsweise geblähter,
gemahlener und hydrophobierter Perlit, geblähte Glimmerarten, hydrophobierte organische
Trägerstoffe, wie Sägespäne, Korkpulver, Zellstoff, Kunststoffschaum0 Die ölhaltigen
Abwässer werden durch Behälter, in denen sich diese Adsorbentien befinden, geleitet
oder die Pulver werden auf das Wasser auf gestreut bzw, mit ihm verrührt. Ein Nachteil
dieser speziell zur Adsorption von Ölen und ähnlichen hydrophoben Stoffen hergestellten
Adsorbentien ist ihr außerordentlich hoher Preis, da zu ihrer Herstellung mehrere
Verfahrensschritte erforderlich sind. Ihr Einsatz bleibt daher auf die Bekämpfung
von Ihavarien und andere Sonderanwendungen beschränkt Aus ökonomischen Gründen verbietet
sich ihr Einsatz zur Aufbereitung großer Abwassermengen, wie sie in der Industrie
anfallen.
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üU Ä Filtration. Das Verfahren ist für einen großtechnischen Einsatz
apparativ zu aufwendig und hat eine zu geringe Raum-Zeit-Ausbeute, da die Verweilzeit
bis zu 20 h betragen kann. Außerdem muß dabei ein Restölgehait von etwa 15 mg/l
in auf genommen werden.
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Bei einem anderen bekannten Verfahren werden kohlenstoffhaltige Stäube
aus Vergasungs- oder Verbrennungsanlagen für Kohlenwasserstoffe, vorzugsweise Rußschlamm,
zur Adsorption von Ölen, auch in emulgierter Form, aus Abwässern eingesetzt. er
ölhaltige Ruß wird anschließend mit Hilfsöl pelletisiert. Nachteilig an diesem Verfahren
ist, daß der Transport und die Lagerung der kohlenstoffhaltigen Stäube bei der erforderlichen
Beachtung der Vorschriften für Brand- und Explosionsschutz investitionsintensiv
ist. Auch steht dieses Adsorptionsmittel nur in bestimmten Fabrikationsstätten zur
Verfügung. Die Anwendung blieb daher bisher nur auf Betriebe der erhöhlsarbeitenden
Industrie beschrankt.
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Ferner sind auch Verfahren bekannt geworden, bei denen spezielle Harze
(zum Beispiel Copolymerisat aus Vinylpiridin und p-Divinyl benzol im quaternierten
Zustand) in Filtern zur Entfernung von Ölen aus Suspensionen zur Anwendung kommen,
Der technisch befriedigende Einsatz von Harzen scheiterte jedoch bisher am hohen
Preis der Spezialharze und an den erforderlichen hohen Regenerierungskosten.
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Der Zweck der Erfindung besteht darin, die vorgenannten Mängel zu
beseiti'en.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln,
das es gestattet, Industrieabwässer, die hydrophobe organische Stoffe, insbesondere
Öle und/oder Fette in Form von Emulsionen und/oder in grobdisperser Form, enthalten,
mit wenigen unkomplizierten Verfahrensschritten bei geris er Verweilzeit der Abwässer
in der Apparatur mit gerinben Kosten unter Verwendung von Industrieabprodukten zu
reinigen und einen nahezu vollständigen Entölungseffekt zu erreichen, Erfindungsgemäß
wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in das mechanisch gerührte Abwasser trockene
Elektrofilterasche eingetragen wird, die die Emulsion unverzüglich spalte+, da ehemals
emulgierte Öl und/oder Fett adsorbiert und danach das gegebenenfalls
vorhandene
grobdisperse Öl und/oder Fett einbindet, worauf nach Sedimentation der öl- und fetthaltigen
Asche das ölfreie Wasser abgeleitet wird Zweckmäßigerweise kann die Elektrofilterasche
auch als Suspension in Wasser dem Abwasser zugegeben werden. Durch den Einsatz von
Elektrofilterasche mit einem Gehalt an hydrolysierbarem Kalk über 10 % (gerechnet
als CaO) setzt diese sich nach Sedimentation weiter unter Verfestigung um, so daß
ein stichfester für Transport und Ablagerung günstiger Bodenkörper erhalten wird.
Weiterhin ist es zweckmäßig, auch Elektrofilteraschen, die durch die Emulsionsspaltung
hydrophobiert und in bezug auf die Emulsionsspaltung erschöpft sind, zur Einbindung
der noch im grobdispersen Zustand vorliegenden Öle und/oder Fette zu verwenden,
da sie gegenüber er diesen aktiv sind Die einzelnen Verfahrensschritte können bei
Abwassertemperaturen zwischen 0 und 100° C, vorzugsweise zwischen 20 uns 60° C durchgeführt
werden.
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Bie einem Gehalt über 15 % an Ölen und/oder Fetten ist es zweckmäßig,
das abgesetzte Sediment zusammen mit herkömmlichen Brennstoffen einer Verbrennung
zuzuführen.
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Die allgemein schwierig aufzuarbeitenden Öl- und/oder Fettemulsionep
lassen sich vorteilhaft nach den erfindungsgemäßen Verfahren mit Hilfe des äußerst
billigen und in großem Umfang vielerorts zur Verfügung stehenden Abprodukts Elektrofilterasche
aufbereiten.
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Dei aufwendige Verfahrenstechnik der bekannten Verfahren wird
durch
dieses Verfahren außerordentlich vereinfach@@@@ser braucht weder vorbehandelt (EinstellunF
xit?C - < er braucht weder vorbehandelt (Einstellung de d Temperatur) noch nachbehandelt
zu werden und Sedimentationszeiten werden vermieden. Filtredie bei Flockungsverfahren
bekanntermaßen dem erfindungsgemäßen Verfahren ungekannt Verfahren verläuft in zwei
Stufen Die auch die hydrolyse der glasigen Aschepartikel entstehende Aschedispersion
ist entgegengesetzt elektrisch aufgeladen, wie die C1- oder Fettemulsion. Diese
führt innerhalb weniger minuten zur rstörung der Emulsion durch Ladungsausgleich
und Ausflockung. Die organische Substanz wird dabei praktisch vollständig von den
Ascheteilchen adsorbiert. Der Entölungseffekt sowohl bei emulgierten als auch freien
Ölen und/oder Fetten erreicht mit praktisch 100 ffi das überhaupt mögliche Maximum
in nur einem Arbeits-6anÕ Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind
sein geringer Bedienungsaufwand infolge der einfachen nechnelogie sowie die Unempfindlichkeit
gegenüber der Höhe des II und/oder Fettgehalts und der Temperatur des Abwassers
bzw. gegenüber Ascheüberdosierungen. Außerdem sind die Gestehungs-, Transport-und
Lagerkosten für Elektrofilterasche äußerst gering. Auch brauchen keine besonderen
Sicherheitsvorschriften beachtet zu werden. Ein besonderer Vorteil dieses Verfahrens
ist, daß wegen des geringen Preises der Elektrofilterasche keine Regenerierung erforderlich
ist. Das Sediment kann bei geringem Ölgehalt so verkippt werden, wie es bei Asche
im Anfallzustand übiich ist.
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Aschen, die nach der erfindungsgemäßen Verwendung mehr als 15 %
Öl
und/oder Fett in Trockenzustand enthalten, lassen sich vorteilhafterweise als Energieträger
in Feuerungen neben herkbmm lichen Brennstoffen einsetzen, wobei gleichzeitig eine
vollständige Vernichtung der adsorbierten Abwasserinhaltsstoffe erreicht wird, Das
erfindungsgemäße Verfahren kann diskontinuierlich (zum Beispiel Rührbehälter mit
nachfolgender Sedimentation oder Filtration) oder kontinuierlich (zum Beispiel KaskadenapFaratur
mit stetig arbeitendem Filterapparat) angewendet werden. Auch die Aufbereitung kleiner
Abwassermengen ist am Ort des Anfalls wirtschaftlich, Die Erfindung soll nachstehend
an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden: Beispiel 1: 1 m3 Abwasser
in Form einer öl- und fetthaltigen Emulsion (171 mg/l 01 und Fett) aus einem Waschautomaten
für Rollenlager der Eisenbahn wird in einem Behälter unter Rühren bei 60 O C mit
50 kg trockener Elektrofilterasche (13,8 % hydrolysierbarer Kalk) innerhalb von
2 min versetzt. Wach 5 min Rührzeit läßt man die nunmehr öl- und fetthaltige Asche
absetzen, wobei eine Sedimentationsgeschwindigkeit von 1,1 cm/s erreicht trd, Das
ölfreieß völlig klare Wasser kann nach ca. 20 min in
die Kanalisation
abgelassen werden. 12 % des Gesamtvolumens stellen Sediment dar, das nach 24 h als
stichfeste Masse gefahr los verkippt werden kann.
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Beispiel 2: 1 m3 Abwasser nach Beispiel 1, das zusätzlich 55 kg freies,
grobdisperses Öl und Fett enthält, wird mit 130 kg Asche nach Beispiel 1 behandelt.
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Es wird ölfreies klares Wasser und 20 % Sediment in Form einer zähen,
öligen Paste mit 28 % organischer Substanz erhalten.
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Diese wird zusammen mit Rohbraunkohle in einem Rostkessel verbrannt.
Eine Umweltschädigung wird hierdurch ausgeschlossen.