-
Verfahren zur Behandlung von Abwasser Die Erfindung betrifft ein
Verfahren zur Behandlung von Abwasser, insbesondere ein Verfahren zur wirksamen
Behandlung von gefärbtem Abwasser mit einer großen Menge an darin enthaltenen oberflächenaktiven
Substanzen.
-
Zur Behandlung von gefärbtem Abwasser mit einer großen Menge an oberflächenaktiven
Substanzen, z3. zur Behandlung von gefärbtem Abwasser aus Färbereien, in denen der
Färbeflotte unbedingt eine große Menge an oberflächenaktiven Substanzen als Egalisiermittel
(dsh. zur Vermeidung unterschiedlicher Farbschattierungen beim Färbevorgang durch
Dispergieren des Farbstoffs) beigemischt werden müssen, -eignet sich bekanntlich
die sogenannte Agglutinationsbehaaldlung, Hierbei erreicht man in einfacher und
wirtschaftlicher Weise sowohl eine wirksame Entfärbung als auch eine Erniedrigung
des biologischen (BSB) und des chemischen (CSB) Sauerstoffbedaß.
-
Da jedoch ein solches Abwasser aus Färbereien wegen seines hohen Gehalts
an oberflächenaktiven Substanzen eine stabile Dispersion bildet, läßt sich wegen
der entgegengesetzten Dispergierwirkung der in einem solchen Abwasser enthaltenen
oberflächenaktiven Substanzen selbst bei
Zusatz eines Agglutinationsmittels
bzw. Bindemittels (zur Verbesserung des Agglutinationseffekts bzw. der Verklebung)
keine der Menge an zugesetztem Bindemittel entsprechende Agglutination bzw. Zusammenballung
oder Verklebung erreichen. Infolgedessen muß man also eine Erniedrigung des Wirkungsgrades
der Behandlung in Kauf nehmen oder mehr als erforderlich Agglutinationsmittel bzw.
Bindemittel zusetzen.
-
Erwartungsgemäß müßte man durch Beseitigung' oder Abscheidung der
oberflächenaktiven Substanzen die zuzusetzende Menge an Agglutinationsmittel senken
und den Agglutinationseffekt erhöhen können.
-
Es ist nun bekannt, daß bei der Durchführung des soge nannten Schaumabscheidungsverfahrens
(Flotationsverfanrens) die Hauptmenge der in einer Flüssigkeit befindlichen oberflächenaktiven
Mittel beim Schütteln der die betreffenden Mittel enthaltenden Flüssigkeit oder
beim Einblasen von Luft in den hierbei infolge einer unterschiedlichen Oberflächenspannung
gebildeten Schaum übergeht und mit diesem abgetrennt werden kann.
-
Da jedoch dieses Flotvationsverfahren kein wirksames Verfahren zur
Behandlung der vom Schaum befreiten Flüssigkeit darstellt, wird dieses Verfahren
in der Industrie auch nicht zur Aufbereitung eines eine größere Menge an oberflächenaktiven
Mitteln enthaltenden gefärbten Abwassers angewandt. Selbstverständlich könnte das
geschilderte Schaumabscheidungsverfahren ebenfalls im großtechnischen Maßstab zum
Einsatz gelangen, wenn ihm ein geeignetes Verfahren zur Behandlung der vom Schaum
befreiten Flüssigkeit nachgeschaltet werden kdnate. In einem
solchen
Falle würden erwartungsgemäß bei der Flot Stion nicht nur die oberflächenaktiven
Mittel des Abwassers in den Schaum übergehen, sondern auch die Konzentration an
Farbstoffen im Abwasser infolge einer Adsorption der Farbstoffe durch den Schaum
(und anschließende Entfernung zusammen mit dem Schaum) verringert. Weiterhin ließe
sich die Menge des der vom Schaum befreiten Flüssigkeit zuzusetzenden Aggiutinations-
oder Bindemittels verringern, da aus dieser bei der Abscheidung des aus der Flot
ation stammenden Schaums der Hauptteil an den ursprünglich vorhandenen oberflächenaktiven
Mitteln abgetrennt wurde. Bei dem Floteationsverfahren läßt sich ferner die Menge
an abgetrennter Flüssigkeit innerhalb gewisser praktischer Grenzen nach Belieben
steuern, indem man das Volumen an eingeblasener Luft so einstellt, daß ein Schaum
mit Poren eines geringeren als festgelegten Durchmessers entsteht.
-
Folglich lassen sich der chemische und biologische Sauerstoffbedarf
sowie der als Maß für die vorhandenen färbenden Substanzen angesehene Konzentrationsgrad
über die Menge an abgetrennter Flüssigkeit steuern. Auf diese Weise lassen sich
die betreffenden Eigenschaften dieses Verfahrens so wirksam ausnutzen, daß sich
das gesamte Abwasserbehandlungssystem noch genauer steuern läßt.
-
Es ist andererseits bekannt, daß der bei Einwirkung eines Agglutinations-
bzw. Bindemittels bei der Koagulier- bzw.
-
Agglutinierbehandlung abgeschiedene bzw. zusammengeballte Schlamm
wirksam wiederverwendet oder dazu ausgenutzt werden kann, aufgrund seiner Restaktivität
ohne erneute Zugabe eines Agglutinationsmittels die noch im Wasser befindlichen
Schwebstoffe wirksam zusammenzuballen und zu konzentrieren.
-
Es ist nun bekannt, den bei Verwendung eines Agglutina tionsmittels
bei der Koagulier- und Agglutinierbehandlung von Abwasser entstandenen Schlamm in
einem Schlammsack bzw. einer -decke wiederzuverwenden. In einem solchen Schlammsack
oder in einer ähnlichen gebräuchlichen Vorrichtung wird die (zu reinigende) Flüssigkeit
beim bloßen Durchtritt (durch den Schlamm) mit dem natürlich abgesetzten Schlammanteil
in Berührung gebracht. Da die hindurchtretende Flüssigkeit in diesem Falle keinen
Widerstand erfährt, ist die Konzentration an Kontaktschlamm in einem solchen Falle
extrem niedrig und liegt in der Regel in der Größenordnung von 0,2 bis O,5. Die
tatsächliche Wiederverwendbarkeit eines solchen Schlamms ist aus praktischen Gesichtspunkten
somit höchst fraglich.
-
Erfindungsgemäß wurde nun gefunden, daß die folgenden Merkmale für
eine erfolgreiche Agglutination von Schlamm im Rahmen eines Schaumabscheidungsverfahrens,
d.h. eines Flottionsverfahrens, beachtet werden müssen: 1. Agglutinierter Schlamm
weist noch eine weiter ausnutzbare Restaktivität auf; 2. hierbei handelt es sich
um eine vermutlich der Langmuir'schen Adsorptionsisotherme" folgende Adsorptionsaktivität;
3. um die Restaktivität des Schlamms wirksam ausnutzen zu können, ist es notwendig,
den (Flüssigkeit/Schlamm-) Kontakt bei einer Adsorptionsmittelkonzentration von
1,5, vorzugsweise über 2%, unter kräftigem Mischen oder Rühren und dergleichen zu
bewerkstelligen; 4. mit zunehmender Adsorptionsmittelkonzentration steigt auch der
Adsorptionseffekt;
5. es ist wirksamer, die Anfangsadsorptionskraft
mehrmals wiederholt auszunutzen, indem die Kontaktzeit zwischen dem Adsorptionsmittel
und den zu adsorbierenden Substanzen begrenzt wird.
-
Basierend auf diesen Erkenntnissen wird dem Fachmann erfindungsgemäß
ein Verfahren zur wirksamen Behandlung von eine große Menge an oberflächenaktiven
Mitteln enthaltenen dem, gefärbtem Abwasser an die Hand gegeben. Hierbei wird zunächst
vor der Zugabe eines Agglutinationsmittels der durch Flotwatlon gebildete Schaum
abgetr@=ntf wodurch die Koagulation oder Agglutination durch das Agglutinations
mittel in der vom Schaum befreiten Flüssigkeit erleichtert wird. Dann wird der in
der abgetrennten Flüssigkeit enthaltene Schlamm durch krEStige Mischbewegung adsorbiert
und agglutinierts worauf der agglutinierte oder koagulierte Schlamm mit der vom
Schaum befreiten Flüssigkeit in Berührung gebracht wird. Weiterhin wird das hierbei
angefallene Schlammkonzentrat erneut in die beschriebene Misch- und Kontaktstufe
zur Agglutination P d Konzentration von weiterem Schlamm eingetragen and kiederholt
die geschilderten Maßnahmen unter Ausnutzung der Restaktivität des koagulierten
Schlamms aus der vorhergehenden Stufe so oft angewandt, bis letztlich ein Schlammkuchen
erhalten wird. Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch
dzEgestellten Fließbildes näher erläutert.
-
Das aus einer Färberei abgelassene gefärbte Abwasser fließt in ein
Wassersammelbecken 15 und wird von dort aus mittels einer Pumpe 16 einem Belüftungsbecken
1 zum zeitweiligen Verbleib zugeführt. Im Belüftungsb,ecken 1 wird mit Hilfe eines
Gebläses 11 Luft in das Wasser geblasen, um in der +) werden
geschilderten
Weise eine Schaumbildung zu bewirken. Damit der Schaum nahezu die Gesamtmenge an
den im Abwasser enthaltenen oberflächenaktiven Mitteln und ferner auch noch farbige
Substanzen aufnehmen kann, ist es zweckmäßig, die Menge der mit Hilfe des Gebläses
11 eingeblasenen Luft in Übereinstimmung mit der Menge an abgetrennter Flüssigkeit
(in Form des Schaums entfernte Flüssigkeitsmenge) im Bereich zwischen dem 0,3- bis
3-fachen der pro min in das Belüftungsbecken 1 einströmenden Flüssigkeitsmenge zu
steuern. In einem solchen Falle ist es ferner zweckmäßig, den Durchmesser der Luftverteilungsöffnungen
des Gebläses 11 kleiner als 0,05 mm zu halten, um mit Hilfe des Gebläses 11 eine
geeignete Belüftung zu gewahrleisten und den Luftbläschen eine zweckmäßige Große
zu geben. Das im Belüftungsbecken vorgesehens Wehrs mit dessen Hilfe der gebildete
Schaum von der iüssigkeitsoberf,läche getrennt wird, überragt die Flüssigkeitsoberfläche
zweckmäßigerweise um 5 bis 15 cm. In den m mest Fällen dauert es durchschnittlich
20 bis 30 min, bis der Schaum verschwindet und wieder in die konzentrierte Flüssigkeit
übergeht.
-
Der gebildete Schaum wird entweder von dem später gebildeten Schaum
weitergeschoben und fällt über das Wehr oder er wird nach Erreichen eines Schaumabscheidungsbeckens
2 mittels einer Schaumfangvorrichtung gesammelt.
-
Andererseits wird die nach der Abscheidung des Schaums im Belüftungsbecken
1 verbliebene Flüssigkeit in einem Reak tionsbecken 7 für eine chemische Umsetzung
mit einem Agglutinations- oder Koagulationsmittel 12 und einem Mittel 13 zur Einstellung
des pH-Werts versetzt. Weiterhin wird in einem Becken 8 zur Verbesserung der Koagulation
ein die Agglutination oder Koagulation förderndes
Mittel 14 zugesetzt.
Hinauf wird die restliche Flüssigkeit zur Sedimentation und Abtrennung des agglutinierten
bzw.
-
koagulierten Schlamms in ein Absetz- und Trennbecken 9 geleitet. In
diesem Falle war die in das Becken 7 zur chemischen Umsetzung eingeleitete Flüssigkeit
in der vorhergehenden Schaumabscheidungsstufe bereits vollständig oder weitestgehend
von den ursprünglich vorhandenen oberflächenaktiven Mitteln und farbigen Substanzen
befreit worden. Aus diesem Grunde gestaltet sich die Abwasserbehandlung selbst bei
Zugabe einer im Vergleich zur bisher verwendeten Menge geringen Menge an Agglutinations-
oder Koagulationsmittel äußerst wirksam. Einschlägige Untersuchungen haben gezeigt,
daß sich hierbei 15 bis 40% Agglutinations- oder Koagulationsmittel einsparen lassen.
Da die überstehende Flüssigkeit im Absetz- und' Trennbecken 9 bereits genügend rein
ist, kann sie ohne oder nach einer gegebenenfalls erforderlichen Nachbehandlung
abgelassen werden.
-
Der Schaum, der sich nach einer bestimmten Aufenthaltszeit im Schaumabscheidebecken
2 wieder verflüssigt hat, wird in ein Schlammischbecken 4 überführt und dort mit
dem im Abstz- und Trennbecken 9 agglutinierten bzw. koagulierten und mittels einer
SchlAmmpumpe 3 in das Schlammmischbecken 4 geförderten Schlamm unter kräftiger Mischbewegung
in Berührung gebracht. Wie die später angegebenen Analysenergebnisse zeigen, besitzt
diese Maßnahme eine stark entfärbende Wirkung. Diese Erscheinung beruht vermutlich
auf einer speziellen Adsorption farbiger Substanzen in Abhängigkeit vom Dispergiervermögen
der ob erflächenaktiven Mittel.
-
Wie die später angegebenen Analysenergebnisse ferner zeigen, läßt
sich durch die geschilderte Behandlung zwar der
BSB, nicht dagegen
der CSB in merklicher Weise beeinflussen.
-
Da der CSB über die Schaumabscheidung erniedrigt und die Menge an
wiederverflüssigtem Schaum, bezogen auf die Gesamtflüssigkeitsmenge, naturgemäß
gering ist, wird die Qualität des gesamten abgelassenen Wassers nicht merklich beeinflußt,
d.h. die Konzentration einer einen CSB hervorrufenden Substanz beeinträchtigt die
Wasserqualität nicht nennenswert. Folglich wird also hierdurch der Erfolg des Verfahrens
gemäß der Erfindung insgesamt nicht in Frage gestellt.
-
Der Schlamm, dessen Restadsorptionsaktivität teilweise bei dem Mischkontakt
im Schlammischbecken 4 ausgenutzt wurde, wird mit Hilfe einer Schlammpumpe 5 in
ein Konzentrationsbecken 6 gefördert. Die Uberstehende Flüssigkeit wird abgetrennt
und verworfen, der konzentrierte Schlamm erneut in das Schlammischbecken 4 überführt
und dort mit der aus dem Schlammabscheidungsbecken 2 stammenden abgetrennten Flüssigkeit
in Berührung gebracht, wobei zum wiederholten Male die Restadsorptionsaktivität
des Schlamms ausgenutzt wird.
-
Im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung kommt es folglich durch
Agglutinieren oder Koagulieren der insbesondere eine größere Menge an Netzmitteln
und farbigen Substanzen enthaltenen abgetrennten Flüssigkeit (d.h. des wiederverflUssigten-Schaums)
zu einer starken Konzentration, wobei die Restaktivität des durch das Agglutinier-
oder Koagulationsmittel agglutinierten bzw. koagulierten Schlamms ausgenutzt wird.
Die anschließende Entwässerungsbehandlung des überschüssigen Schlamms erfolgt mit
Hilfe einer Entwässerungsvorrichtung 10, wobei ein Schlammkuchen in endgültiger
Form erhalten wird.
-
Das Agglutinier- oder Koaguliermittel wird in dem Becken 7, in welchem
eine chemische Umsetzung stattfindet, zu der nach der Schaumabtrennung, d.h. nach
der Flotfiations in dem Belüftungsbecken verbliebenen (restlichen) Flüssigkeit zugegeben.
Der überschüssige, weitestgehend oder vollständig koagulierte Schlamm kann in geeigneter
Weise zu der Entwässerungsvorrichtung 10 überführt und dort direkt entwässert werden.
-
In der folgenden Tabelle I sind die Ergebnisse einer üblichen Direktagglutinierbehandlung
eines Abwassers aus Färbereien (für hauptsächlich Kunstfasern) zusammengestellt.
Die Agglutinierbehandlung wurde wie folgt durchgeführt: 1. Für 1.1 Abwasser wurde
1 g aktivierte Diatomeenerde verwendet; 2. nach der Zugabe der Diatomeenerde wurde
der pH-Wert des Abwassers auf 4,8 eingestellt; 3. hierauf wurde etwa 5 min lang
mit Hilfe eines mit 150 Upm umlaufenden Rührers gemischt; 4. anschließend wurden
150 mg gelöschter Kalk zugesetzt; 5. hierauf wurde etwa 15 min lang mit Hilf. eines
mit 50 Upm umlaufenden Rührers gemischt; 6. das Gemisch wurde etwa 40 min lang stehen
und abset zen gelassen, worauf 7. die Durchlässigkeit und der chemische Sausrstoffbedarf
der überstehenden Flüssigkeit nach dem Verfahren JIS K-0102 ermittelt wurden.
-
Tabelle I Probe Durchsichtig- chemischer Nr. keit Sauerstoffbedarf
Abwasser aus der Färberei 4 (cm) 243 (ppm) 1 Behandeltes Wasser 13,5 119 2 n 19,0
121 3 " 19,5 111 Die Tabellen II und III zeigen die Einsparung an Agglutiniermittel
(bzw. die Aufhebung des Antikoaguliereffekts), die Entfärbungswirkung und den Konzentrationseffekt,
sofern das Abwasser nach dem Verfahren gemäß der Erfindung behandelt wurde.
-
Hierbei wurde wie folgt vorgegangen: In einen üblichen Meßzylinder
wurden 1 11 1 Abwasser gefüllt, worauf in das Abwasser zur Bildung von Schaum auf
der Wasseroberfläche Luft eingeblasen wurde. Indem man mehr Schaum bildete, als
sich in 20 bis 40 min wieder verflüssigte, kam es zu einem Überlaufen des Schaums
über den Rand des Neßzylinders. Dieser überfließende Schaum wurde als "abgetrennte
Flüssigkeit" aufgefangen.
-
Das Einblasen der Luft wurde 30 min lang durchgeführt.
-
Als Agglutinier- bzw. Koagulationsmittel wurde aktivierte Diatomeenerde
verwendet. Die Messung der Durchlässigkeit bzw. Durchsichtigkeit und des chemischen
Sauerstoffbedarfs erfolgte wie bei Tabelle 1. Der Grad der Lichtabsorption wurde
mit Hilfe eines Spektralphotometers und zwei 1-cm-KUvetten gemessen. Die Nu1lpurfteinstellung
wurde durch Einfüllen von reinem Wasser in eine Küvette durchgeführt, die Messung
des Lichtabsorptionsgrades
erfolgte mit dem Abwasser bzw. dem
behandelten Abwasser in der anderen Küvette. Die Messung erfolgte bei einer konstanten
Wellenlänge von 400 m .
-
Tabelle II Einsparung an Agglutinier- bzw. Koagulationsmittel (Beseitigung
des Antikoagulationseffekts) Luft- Menge an verwen- Durchsichtig- Lichtab- chemischer
strom detem Aggluti- keit (cm) sorp- Sauerstoffl/min niermittel (g/l) tions- bedarf
grad (ppm) 0,8 27 0,060 100 1 0,6 25 0,088 108 0,8 30< 0,070 95 2 0,6 27,7 0,072
91 0,8 30< 0,077 87 3 0,6 30< 0,087 92 0,8 30< 0,055 75 4 0,6 30< 0,070
80 Tabelle III Konzentrationswirkung (der Liohtabsorptionsgrad des Abwassers aus
der Färberei betrug 0,435, der chemische Sauerstoffbedarf 243 ppm) Lichtabsorptionsgrad
Flüssigkeitsvolumen chemischer Sauerstoffbedarf (ppm) Luft- restliche abgetrennte
restliche abgetrennt rest- abgestrom Fldssig- Flüssigkeit Flüssig- te Flüs- liche
trenn l/min keit keit sigkeit Flüs- te sig- Flüskeit sich.
-
1 0,355 2,320 1070 30 202 870 2 0,312 1,120 970 130 182 635 3 0,265
0,730 860 240 166 435 4 0,255 0,600 715 385 160 390
Der Lichtabsorptionsgrad
der restlichen Flüssigkeit in den Tabellen II und III zeigt in beiden Fällen die
Entfärbungswirkung. Die Entfärbungswirkung wurde wie folgt ermittelt. Wenn (vgl.
Tabelle III) der Lichtabsorptionsgrad des ursprünglichen Abwassers 0,435 und der
restlichen Flüssigkeit 0,355 ist und es eine genaue funktionelle Beziehung zwischen
X = 1 und Y = 0,435 gibt, ist der Wert X bei Y = 0,355 = 0,183.
-
Dieser Wert von 0,183 entspricht im vorliegenden Falle einer Entfärbungswirkung
von 18,35'o. Die in der geschilderten Weise auf der Grundlage des Lichtabsorptionsgrades
ermittelte Entfärbungswirkung ist im Falle der Tabelle II (überstehende Flüssigkeit
nach Zugabe des Aggluti nier- bzw. Koagulationsmittels): Lichtabsorptionsgrad Entfärbungswirkung
0,060 86,25'a 0,088 79 80 0,070 83,9% 0,072 83,4% 0,077 82,3% 0,087 80,0% 0,055
87,4% 0,070 83,9% Im Falle der Tabelle III (vor Zugabe des Agglutinier- bzw.
-
Koagulationsmittels) ist die ermittelte Entfärbungswirkung folgende:
Lichtabsorptionsgrad
Entfärbungswirkung 0,355 18,4% 0,312 28,3% 0,265 39,1% 0,255 41,4% Ferner läßt sich
aus dem in Tabelle III angegebenen Licht absorptionsgrad der abgetrennten Flüssigkeit
der Konzentrationseffekt ermitteln. Der Konzentrationseffekt ergibt sich durch eine
ähnliche Berechnung, wie sie im Falle der Entfä'rbungswirkung durchgeführt wurdee
Bei Y = 2,320 ist X=###########=-4,333.
-
Der Wert -4,333 ist im vorliegenden Falle als 433,3%iger Konzentrationseffekt
angegeben Der in der geschilderten Weise auf der Grundlage des Lichtabsorptionsgrades
ermittelte Konzentrationseffekt ergibt sich aus folgender Gegenüberstellung: Lichtabsorptionsgrad
Konzentrationseffekt 2,320 433,3% 1,120 157,5% 0,730 67,8% 0,600 37,9% Ein Vergleich
der Tabellen I und II zeigt, daß sowohl die Durchsichtigkeit als auch der chemische
Sauerstoffbedarf im Falle der erfindungsgemäßen Behandlung (Tabelle II) besser sind
als im Falle der üblichen Agglutinierbehandlung
(Tabelle 1). Insbesondere
geht hervor, daß sich bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung gegenüber
dem bekannten Verfahren die Menge an Agglutiniermittel von 1 g/l Abwasser auf 0,6
g/l Abwasser, d.h.
-
also um 0,4 g/l Abwasser verringern läßt. Dies beruht vermutlich auf
einer Beseitigung des Antikoagulationseffekts.
-
Im folgenden wird die Wirkung einer Behandlung der abgetrennten Flüssigkeit
näher erläutert. Als Behandlungsmittel wurde der mit Hilfe eines Agglutinier- bzw
Koagulationsmittels bei der vorher beschriebenen Schaumabscheidungsbehandlung bzw.
Flottation sedimentierte und abgeschiedene Schlamm verwendet, wobei dessen Restadsorptionsaktivität
ausgenutzt wurde.
-
Die Tabelle IV zeigt die Ergebnisse einer Messung des Lichtabsorptionsgrades
bzw. Aborptonskoeffizienten des Filtrats (bei einer Wellenläng von 365 ?. Se Das
Filtrat wurde dadurch erhalten, daß 2,26 g bzw. 4,52 g des durch Sedimentation abgetrennten
Schlamms mit 200 ml Färbeflotte durch 20-minütiges gründliches Rühren mit Hilfe
eines mit 150 Upm umlaufenden Rührer gründlich gemischt wurden, worauf das erhaltene
Gemisch 2 std lang stehen gelassen und schlreBllch durch ein handelsübliches Filterpapier
filtriert wurde. Bei diesem Versuch wurde die Restkonzentration über die Beziehung
des Lichtabsorptionsgrades ermittelt, wobei zunächst der Lichtabsorptionsgrad bzw.
Absorptionskoeffizient eines bekannten Farbstoffs in verschiedenen Konzentrationen
gemessen wurde. Der verwendete Farbstoff bestand aus dem unter der Handelsbezeichnung
TD Orange D - BGL von der Firma Daito Chemical Co. vertriebenen Farbstoff.
-
Aus Tabelle IV geht hervor, daß der durch Sedimentation abgetrennte
Schlamm noch eine Restaktivität besitzt und eine ausgezeichnete Entfärbungswirkung
entfaltet.
-
Tabelle IV Farbstoff- 2,26 g Schlammkuchen 4,52 g Schlammkuchen konzentra-
Entfärbungs- Restkon- Entfärtungs- Restkontion verhältnis zentra- verhältnis zentra-(mg/l)
tion tion 150 64,3 53,5 85,3 22,0 200 59,3 81,4 88,3 23,5 250 60,0 100,0 84,0 40,0
Bei Verwendung von 2,26 g des bei der Sedimentation abgetrennten Schlamms (Schlammkuchen~)
und einer Farbstoffkonzentration von 150, 200 bzw. 250 mg/l ließ sich der Farbstoff
pro 1 g Schlammkuchen in einer Menge von 8,5, 10,5 bzw. 13,3 mg/g entfernen. Bei
Verwendung von 4,5 g Schlamskuchen beträgt die pro 1 g Schlammkuchen entfernte Farbstoffmenge
bei den angegebenen Ausgangskonzentrationen 5,7, 7,8 bzw. 9,3 mg. Diesen-Ergebnissen
ist zu entnehmen, daß mit zunehmender Farbstoffkonzentration die Farbstoffentfernung
pro g Schlammkuchen steigt. Andererseits ist das Entfärbungsverhältnis selbst bei
variierenden Farbstoffkonzentrationen praktisch konstant.
-
Vermutlich hängt also der (Entfernungs-) Mechanismus nicht vom Agglutiniermittel,
sondern vom Adsorptionsmittel ab.
-
Die folgenden Tabellen V und VI zeigen die Beziehung zwischen der
Behandlungsdauer mit der Färbeflotte und der Menge an durch Sedimentation abgetrenntem
Schlamm.
-
Aus den Tabellen V und VI geht hervor, daß eine größere Wirkung bei
wiederholtem Inberührungbringen mit einem hochkonzentrierten Schlamm zu erwarten
ist.
-
Tabelle V Konzen- Kontaktzeit tra- (min) 20 40 60 80 100 130 170
tion des durch Sedimentation abgeschiedenen Schlamms Lichtabsorptionsgrad 0,810
0,700 0,630 0,580 0,510 0,490 0,470 1,0% Entfärbungsverhältnis (%) 53,4 60,0 64,2
67,1 71,3 72,5 73,7 Lichtabsorptionsgrad 0,448 0,270 0,191 0,143 0,095 0,097 -1,5%
Entfärbungsverhältnis (%) 75,0 85,6 90,4 93,2 96,1 96,0 -Tabelle VI Konzen- Kontaktzeit
tration (min) 5 10 15 25 40 60 des durch Sedimentation abgeschiedenen Schlamms Lichtabsorptionsgrad
0,388 0,190 0,092 0,048 0,035 0,030 2,0% Entfärbungsverhältnis (ß) 78,6 90,4 96,3
98,9 99,7 100 Lichtabsorptionsgrad 0,328 0,080 0,037 0,032 0,040 -2,5% Entfärbungsverhältnis
(;) 82,2 97,0 99,6 99,8 99,4 -Lichtabsorptionsgrad 0,063 0,027 0,018 0,031 - -3,096
Entfärbungsverhältnis (5') 98,0 100 100 99,9 - -
Bemerkung: Verwendeter
Farbstoff: Resoline Blue BR Farbstoffkonzentration: 250 mg/l Mischschlammkonzentration:
1% 2g/200 ml (Trockengewicht) 1,5% 3g/200 ml ( ) 2% 4g/200 ml ( " ) 2,5% 5g/200
ml (") 3% 6g/200 ml ( I1 ) Im folgenden wird die Beziehung zwischen der Flüssigkeitskonzentration
und dem Adsorptionsäquivalent näher veranschaulicht. Die Frage, wie das Adsorptionsäquivalent
von unterschiedlichen Konzentrationen farbiger Substanzen in der Flüssigkeit beeinflußt
wird und welche Bedingungen in der Praxis optimal sind, wurde durch in der geschilderten
Weise durchgeführte Versuche beantwortet. Die bei diesen Versuehen erhaltenen Ergebnisse
sind in der folgenden Tabelle VII zusammengestellt: Tabelle VII Farbstoff- Lichtab-
Restkon- Entfär- Adsorkonzentra- sorptions- zentra- bungs- bierte C/X/M tion (mg/l)
grad tion (C) verhält- Menge nis (%) X/M 100 0,061 4,7 95,3 9,0 11,11 150 0,143
17,0 88,7 12,6 11,90 200 0,400 55,3 72,4 13,8 14,49 250 0,610 86,7 65,3 15,6 16,02
300 0,720 103,1 65,6 18,8 15,95 350 1,100 160,0 54,3 18,2, 19,23 400 1,400 204,6
48,9 18,6 21,50
Die Ergebnisse der Tabelle VII zeigen, daß mit
zunehmender Konzentration an farbigen Substanzen der durch C/X/M wiedergegebene
Adsorptionseffekt höher wird. Offensichtlich läßt sich diese Tatsache in höchst
wirksamer Weise in der bei der Schaumabscheidung, d.h. Flotation, durch Einblasen
von Luft abgetrennten Flüssigkeit, d.h. in dem wiederverflüssigten Schaum, ausnutzen.
-
Tabelle VIII Menge an ver- Lichtab- Restkonzen- Adsor- X/M C/X/M
wendetem sorptions- tration C bierte Schlamm, M grad Menge X 14,37 g 0,91 201 99
6,89 29,2 17,24 0,77 17n 130 7,54 22,6 21,88 0,66 144 156 7,13 20,2 23,00 0,42 90
210 9,13 9,9 25,87 0,28 63 237 9,16 6,9 Bemerkung: Konzentration des verwendeten
Farbtffs Resoline Blue BR 300 mg/l'.
-
Der Ausdruck C/X/M steht in praktisch linearer Beziehung zum Parameter
C, so daß auf das betreffende System vermutlich die Langmuirtsche Gleichung anwendbar
ist. Folglich ist die Restadsorptionskraft des Schlamms praktisch begrenzt.
-
Es wurde eine Untersuchung durchgeführt, ob die durch die zu der restlichen
Flüssigkeit nach der Schlammabscheidung, d.h. Flotation, zugesetzte Chemikalienmenge
erhaltene Schlammenge ausreicht, um die bei der Schaumabscheidung, d.h. Flotation,
abgetrennte Flüssigkeit, d.h. den wiederverflüssigten Schaum, erfolgreich behandeln
zu können.
-
Hierbei wurde folgendes gefunden.
-
Unter der Annahme, daß die Schlammkonzentration bei dreimaliger Wiederverwendung
in einem durchschnittlichen Verhältnis von 60% Jeweils 2%o beträgt, gilt im Falle,
daß in die nach der Schlammabscheidung, d . h. nach der Flotfiation, überbleibende
Flüssigkeit 0,5 g/l Agglutinier- bzw. Koagulationsmittel eingeführt wird, folgendes
Massengleichgewicht: (Bei einer Menge des ursprünglichen Abwassers von 1 1 beträgt
gemäß vorheriger Bestimmung die zuzusetzende Menge an Agglutinier- bzw. Koagulationsmittel
0,5 g) Damit die 0,5 g zu 2% äquivalent sind, muß die Menge q an abgetrennter Flüssigkeit
entsprechend der Gleichung 0.5 = 1U 25 g bzw. 25 ml oder q 100 ####x x 100 = 2,5%
betragen.
-
Wenn der Schlamm dreimal verwendet wird, gilt 2,5 x 3 = 7,5%.
-
Dies bedeutet, das Massengleichgewicht ist im Falle, daß die bei der
Schaumabscheidung abgetrennte Flüssigkeit, d.h. der wiederverflüssigte Schaum, unter
7,' ausmacht, gegeben.
-
Da das Schaumabscheidungsverhältnis, d.h. das Floiationsverhältnis,
in der Praxis durch Steuern des eingeblasenen Luftvolumens veränderbar ist, stellt
dieses System eine geeignete Behandlungsmaßnahme dar.
-
Das folgende Beispiel soll das Verfahren gemäß der Erfindung näher
veranschaulichen.
-
Beispiel Das aus Färbereien für insbesondere Kunstfasern stammende
Abwasser wurde in einer Menge von 1,1 1 in einen üblichen 1 1 fassenden Meßzylinder
eingefüllt. Dieser Meßzylinder war an seinem einen Ende mit Luftverteilungsöffnungen
aus Sandstein versehen. Durch diese Luftverteilungsöffnungen wurde über einen an
einen Kompressor angeschlossenen Strömungsmesser Luft in das Abwasser eingdiasen.
Der über den Neßzylinderrand austretende Schaum wurde gesammelt. Mit diesem wiederverflüssigten
Schaum wurde der bei der Behandlung eines anderen farbstoffhaltigen Abwassers mit
einem hauptsächlich aus attivierter Diatomeenerde bestehenden Agglutinier- bzw.
Koagulationsmittel gebildete Schlamm derart gemischt, daß die Schlammkonzentration
2% bzw. 20 g/l ausmachte. Das Ganze wurde dann mit Hilfe eines mit 60 Upm umlaufenden
Rührers 30 min lang gerührt.
-
Hierauf wurden die Lichtabsorptionsfähigkeit, der chemische Sauerstoffbedarf
und das Entfärbungsverhältnis bestimmt. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind in
den folgenden Tabellen IX und X zusammengestellt.
-
Tabelle IX Luftvolu- Lichtabsorptions- Flüssigkeits- Chemischer Sauermen
(1/min) fähigkeit volumen (ml) stoffbedarf (ppm) Restflüs- abgetrenn-Restflüs- abge-
Restflüs- abgesigkeit te Flüs- sigkeit trenn-sigkeit trennte sigkeit te Flüssig
Flüs- keit sigk.
-
1 0,355 2,320 1070 30 202 870 2 0,312 1,120 970 130 182 635
(Ursprüngliches
Abwasser: Chemischer Sauerstoffbedarf 243 ppm, Lichtabsorptionsfähigkeit 0,435)
Tabelle X Luftvo- Lichtabsorp- Abgetrenntes Lichtabsorp- Entfärbungslumen tionsfähig-
Flüssigkeits- tionsfähig- verhältnis l/min keit volumen (ml) Reit* 1 2,320 30 0,250
73,0 2 1,120 130 0215 68,0 * nach der Adsorptionsbehandlung Die Tabellen enthalten
die Durchschnittswerte von drei mit demselben Schlamm wiederholten Versuchen