DE2361620A1 - Verfahren zur behandlung von abwasser - Google Patents

Verfahren zur behandlung von abwasser

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DE2361620A1
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sludge
liquid
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wastewater
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Toshio Sasano
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HOKURIKU KAKOKI KK
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HOKURIKU KAKOKI KK
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/24Treatment of water, waste water, or sewage by flotation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening

Description

  • 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

Claims (1)

  1. P a t e n t a n s p r ü c h e Verfahren zur Behandlung von insbesondere gefärbtem Abwas-.
    ser, bei welchem der im Abwasser enthaltene Schlamm durch Koagulationsmittel und dergleichen zusammengeballt, dann konzentriert und entwässert und schließlich abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Abwasser unter Schaumbildung flotert, den gebildeten Schaum abscheidet, die vom Schaum befreite Flüssigkeit mit einem Koagula tionsmittel koaguliert, den koagulierten Schlamm mit dem aus der Flotation stammenden wiederverflüssigten Schaum durch Mischen in innige Berührung bringt, die überstehende Flussigkeit unter Konzentration des Schlamms,abtrennt, den konzentrierten Schlamm und den koagulierten Schlamm erneut mit der abgetrennten Flüssigkeit mischt und das Ganze wiederholt.
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