DE2637288A1

DE2637288A1 - Verfahren zur abwasserbehandlung

Info

Publication number: DE2637288A1
Application number: DE19762637288
Authority: DE
Inventors: Yasuyuki Atarashi; Akira Mori; Tsuneshi Takeda
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1975-09-01
Filing date: 1976-08-19
Publication date: 1977-03-10
Also published as: US4043904A; GB1550129A; CH596103A5; FR2322103A1; JPS5230057A; JPS5723559B2

Description

DR. KARL TH. HBGBL · DIPL.-ING. KLAUS DICKBL

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L J

Ihr Zeichen: Unser Zeichen: 80OO München, den

H 2626

Kao Soap Co., Ltd.

1, 1-chome, Nihonbashi-Kayabacho

Chuo-ku, Tokyo

Japan

Verfahren zur Abwasserbehandlung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von Abwasser, das ein oberlächenaktives Mittel enthält, welches mit Formaldehyd ein Kondensat einer sulfonierten organischen Verbindung wie z. B. einer aromatischen Verbindung, einer kondensierten Benzolringverbindung oder einer HeteroVerbindung bildet, Die Erfindung ist demgemäß darauf gerichtet, ein Verfahren zu schaffen, mittels welchem sich oberflächenaktive Mittel, wie die oben erwähnten, in einer wirkungsvollen Weise aus dem Abwasser entfernen lassen.

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Postscheckkonto: Hamburg 2Θ1220-205 . Bank: Dresdner Bank AG. Hamburg, Kto.-Nr. 3 813 8Θ7

Oberflächenaktive Mittel mit einem Kondensat, das man erhält, 'indem man mit Formaldehyd eine sulfonierte organische Verbindung,

■ wie beispielsweise eine aromatische Verb-indung, eine konden-

! sierte Benzolringverbindung oder eine HeteroVerbindung konden-

j siert, werden in großem Rahmen auf verschiedenen Gebieten als i Dispersionsmittel verwendet.. Die Behandlung von Abwasser, das

diese oberflächenaktive Mittel enthält, führt zu verschiedenen j Problemen. Da diese Verbindungen ein großes Molekulargewicht ' besitzen, lassen sie sich nicht leicht biologisch zersetzen. Dem entsprechend werden sie, obwohl sie bei verschiedenen Verfahren

■ in der Weise eingesetzt werden, daß sie im Kreislauf geführt und wiederholt eingesetzt werden, oftmals aus dem Verfahrenssys-

; tem ausgeschieden. Diese Verbindungen sollen so vollständig wie

! möglich aus dem Abwasser entfernt werden, nachdem dieses aus dem ! Verfahrenssystem ausgeschieden wird. Im allgemeinen wird angei nommen, daß im wesentlichen alle oberflächenaktive Mittel, wie

■ Natriumalkylbenzolsulfonate (ABS), Natriumalkylsulfate und Poly-j

I oxyathylennonylphenylather nahezu vollständig abgetrennt werden \

! können, indem man das Abwasser, das diese oberlächenaktive Mittel enthält, einer Behandlung mit Aktivkohle (aktivierte Holzkohle) unterzieht, da sie sehr gut von Aktivkohle absorbiert werden. Sc weiß man beispielsweise seit langem, daß ABS in einer wirkungsvollen Weise durch eine Aktivkohlenbehandlung entfernt werden kann. Die oben erwähnten sulfonierten Produkte, nämlich Kondensate mit Formaldehyd von sulfonierten aromatischen Verbindungen kondensierten Benzolringverbindungen und HeteroVerbindungen können jedoch nur in einem geringen Ausmaß durch eine Aktivkohlen-

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behandlung entfernt werden·"-Im Hinblick auf die Tatsache, daß diese Verbindungen nicht leicht eine biologische Zersetzung einigehen, führt die Wirkungslosigkeit der Aktivkohlenbehandlung zu einem großen Problem bei der Abführung von Abwasser, das diese Verbindungen enthält.

■'. Es wurde nun ein Verfahren gefunden, nach welchem sich diese Veir-

L "-■■". ι

ι bindungen im wesentlichen vollständig und sehr wirkungsvoll aus-

ι dem Abwasser entfernen lassen.

Unter den oben erwähnten Verbindungen werden diejenigen, die ei ne geeignete Molekulargewichtsverteilung besitzen, wie beispiel weise ein Formaldehydkondensat von Naphtalensulfonsäure in gros sen Mengen als Dispersionsmittel eingesetzt. Die Viskosität ein

wässrigen Lösung einer derartigen Verbindung mit einer Konzentration von 10 Gewichts-% liegt bei 1,1 bis 10 cp bei 25° gemessen!· Es ist nun gelungen, nahezu "vollständig diese Verbindung aus den* Abwasser zu entfernen, das 1 bis 1 000 ppm einer solchen Ver- | bindung enthielt, indem man das Abwasser einer Kombination einejr

Ausflockungsbehandlung und einer Aktivkohlenbehandlung unter- j

zieht. Bei der Ausflockungsbehan-dlung, gemäß der vorliegenden j Erfindung, handelt es sich um eine herkömmliche Ausflockungsbehandlung, bei welcher ein anorganisches Flockulierungsmittel, wie beispielsweise Aluminiumsulfat, Polyaluminiumchlorid, gelöschter Kalk, Eisenchlorid oder Eisenfculfat dem Abwasser in einer Konzentration von 50 bis. 1 000 ppm beigibt, wobei man den pH-Wert des Abwassers bei 6,5 bis 8,5 hält. Falls erforderlich,

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kann ein handelsüblich verfügbares polymeres Flockulierungsmittel, wie beispielsweise Polyacrylamid, Polyacrylsäure oder deren Derivate dem Abwasser in einer Konzentration von 1 bis 10 ppm in Verbindung mit dem oben erwähnten anorganischen Flockulierungsmittel zugefügt werden.

Die Ausflockungsbehandlung kann man beispielsweise mit der Aktiv— kohlenbehandlung so kombinieren, daß man von 1 bis 1 000 ppm pulverisierte Aktivkohle dem Abwasser vor dem Hinzufügen des oben erwähnten anorganischen Flockulierungsmittels beigibt, während man andererseits auch die Aktivkohlenbehandlung nach der Ausflockungsbehandlung durchführen kann. In beiden Fällen läßt sich eine sehr effektive Entfernung der Verbindung erzielen.

Der theoretische Hintergrund für die wirkungsvolle Entfernung der obigen Verbindungen durch die Kombination der Ausflockungsbehandlung und der Aktivkohlenbehandlung soll nachfolgend erläutert werden.

Die vorstehend genannten Verbindungen besitzen eine breite Molekulargewichtsverteilung und enthalten große Mengen von Polykondensaten mit 2 oder mehr Kernen. Diese vielkernigen Kondensate besitzen ein großes Molekularvolumen und ihre Moleküle dringen nicht sehr stark in die Mikroporen der Aktivkohle ein, wobei die Mikroporen mit einer Größe von 70 bis 100 A* gut ausgebildet sind. Nur die einkernigen Verbindungen werden durch die Aktivkohle absorbiert. Die mehrkernigen Kondensate, die durch die Aktivkohlenbehandlung nicht entfernt werden können, lassen sich

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durch die Flockulierungsbehandlung entfernen. Man nimmt im all-^: gemeinen an, daß die oberflächenaktiven Mittel vollständig durch eine Aktivkohlenbehandlung aus dem Abwasser entfernt werden können. Durch Versuche ist jedoch bestätigt worden, daß oberflächenaktive Mittel mit einer breiten Molekulargewichtsverteilung, wie die oben erwähnten mehrkernigen Kondensate, sich nicht wirkungsvoll durch die Aktivkohlenbehandlung allein aus dem Abwasser entfernen lassen, sondern daß sie sich lediglich im wesentlichen vollständig durch eine Kombination der Aktivkohlenbehandlung mit einer Ausflockungsbehandlung entfernen lassen.

Beispiel

Eine wässrige Lösung mit einem Gehalt von 10 % Formaldehydkondensat von Natriumnaphtalensulfonat wurde mit Wasser soweit verdünnt, daß das oberflächenaktive Mittel mit einer Konzentration von 50 ppm vorlag, worauf eine Aktivkohlenbehandlung durchgeführt wurde, indem man verschiedenen Proben der Lösung Aktiv-

kohle mit einer Korngröße von 0,052 (275 mesh JIS) in verschiedenen Mengen zusetzte, wie dies in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt ist. Die Lösung wurde 1 Stunde lang gerührt und anschließend gefiltert, worauf die Konzentration des ober- ■ flächenaktiven Mittels gemessen wurde. Die Temperatur der wäss-j

i rigen Lösung betrug 20° C und die Viskosität der Lösung lag bei 5 cp. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammen'— gefaßt.

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Tabelle I

Konzentration des oberflächenaktiven Mittels (ppm)

absorbierte Menge

(g/g)

entfernte Menge an oberflächenaktivem Mittel

Ausgangsabwasser

50

nach der Behandlung mit 50 ppm Aktivkohle

42

0,16

16

nach der Behandlung mit 100 ppm Aktivkohle

41

0,09

18

nach der Behandlung mit 200 ppm Aktivkohle

Nach der Behandlung mit 400 ppm Aktivkohle

0,06

0,04

22

28

■<3 K) CO CO

Abwasser mit einem Gehalt von 300 ppm des oben erwähnten oberflächenaktiven Mittels wurde einer Flockulationsbehandlung und anschließend einer Äktivkohlenbehandlung ausgesetzt. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt.

.8

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Tabelle II

Konzentration des oberflächenaktiven Mittels (ppm)

Absorbierte Menge

(g/g)

entfernte Menge an oberflächenaktivem Mittel

Ausgangsabwasser

schwimmendes Wasser nach der Ausflockungsbehandlung

nach der Behandlung mit 100 ppm Aktivkohle

nach der Behandlung mit 200 ppm Aktivkohle

300

50

0,14

0,11

83 (bezogen auf das Ausgangsabwasser

28 (bezogen auf das Abwasser nach d. Ausflockung

46 "

nach der Behandlung mit 400 ppm Aktivkohle

10

0,10

80 "

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Das Flockulierungsmittel, das für die Ausflockungsbehandlung einj-

gesetzt wurde, war Al₂(SO₄),, * 18HpO und die Menge an Flockulierjungsmittel betrug 500 ppm bezogen auf das Auijangsabwasser. Die i wiedergewonnene aufschwimmende Flüssigkeit wurde als Wasser genommen, das dann der jeweiligen Aktivkohlenbehandlung unterzogen¹ wurde. Die Aktivkohle war auf eine Größe von kleiner als 0,052
mm pulverisiert und wurde dem aufschwimmenden Wasser von der
j Flockulationsbehandlung beigegeben, worauf das Wasser eine Stun-' de lang gerührt und dann abgefiltert wurde_o Die Konzentration ! . des oberflächenaktiven Mittels wurde in Bezug auf das FiItrat '

' gemessen. I

j Wie die in der Tabelle wiedergegebenen Werte zeigen, läßt sich ■ das oberflächenaktive Mittel im wesentlichen vollständig entfer-j

¹ i

nen, wenn man die Ausflockungsbehandlung mit der Aktivkohlenbe- j

I handlung kombiniert. Die Aktivkohlenbehandlung entfernt mehr ·

i i

' des oberflächenaktiven Mittels aus einem Abwasser, das zuvor ; i !

j einer Ausflockungsbehandlung unterzogen worden ist, im Vergleich

; zu der Menge, an oberflächenaktivem Mittel, das entfernt werden j

ι ι

! kann, wenn nur eine Aktivkohlenbehandlung durchgeführt wird, ob-i ! I

j wohl die Menge an oberflächenaktivem Mittel in dem Abwasser zu Oe- : ginn der Aktivkohlenbehandlung in beiden Fällen gleich ist. Die
I Aktivkohlenbehandlung in Kombination mit der Ausflockungsbehandlung führt zu einem unerwarteten synergistischen Effekt bezüg-
: lieh der entfernbaren Menge an oberflächenaktivem Mittel.

1 Die oben erwähnten oberflächenaktiven Mittel sind bekannte Verbindungen und werden beispielsweise in der amerikanischen Pa-

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tentschrift 3 788 868 beschrieben, auf deren gesamten Inhalt .hier \mit ausdrücklich Bezug genommen wird.

Die oben erwähnten oberflächenaktiven Mittel besitzen ein Molekulargewicht von 1 500 bis 10 000 und die folgende Strukturformel

^S03^X

Ar - CH,

wobei Ar Benzol oder ein kondensierterpolyzyklischeraromatischer Benzolkohlenwasserstoff mit 2 bis 12 Benzolringen ist, wie bei- j spielsweise i

und

CH₂ CH₂

R Wasserstoff, Methyl oder ein Äthylradikal bedeutet, während X ein wassersolubilisierendes Kation von Alkalimetallen, Erdalkalimetallen, Ammonium oder niederen Aminen,

ι q 1 oder 2 und

η eine Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von

1 500 bis 10 000 darzustellen.

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Claims

Patentansprüche |

|(1/ Verfahren zur Behandlung von Abwasser, das oberflächenaktive , Mittel enthält, die man erhält, indem man mit Formaldehyd ! Sulfonate von aromatischen Kohlenwasserstoffen, kondensiertenj ; polycyclischen aromatischen Benzolkohlenwasserstoffen oder HeteroVerbindungen kondensiert, dadurch gekennzeichnet, daß man das Abwasser sowohl einer Ausflockungsbehandlung als auch:

einer Aktivkohlenbehandlung unterzieht. !
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Behandlung von Abwasser mit ei- ^; nem Gehalt von 1 bis 1 OGOppm an wasserlöslichen Salzen von - Kondensaten, die man erhält, indem man mit Formaldehyd Sulfo-[

nate von einzelnen oder kondensierten polySyfclischen aroma-' tischen Benzolkohlenwasserstoffen mit 1 bis 12 Benzolringen I kondensiert, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Abwasser j 50 bis 1 000 mindestens eines anorganischen Ausflockungsmitteis '■ beigibt und dabei den pH-Wert des Abwassers im Beadch von 6,5 j bis 8,5 hält und die sich ergebenden Flocken aus dem Abwasser l entfernt, worauf man 50 bis 400 ppm Aktivkohle dem Abwasser

t ".-"■■-

: beigibt, das ganze bis zur Absorption des Kondensats in der

I Aktivkohle rührt und schließlich die Aktivkohle von dem Ab-• wasser abfiltert.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man während der Ausflockungsbehandlung dem Abwasser außerdem 1 bis 10 ppm eines polymeren Ausflockungsmittels beigibt.

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4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ausflockungsbehandlung vor der Aktivkohlenbehandlung durchführt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Kondensat um ein solches von Natriumnaphtalensulfonat handelt.

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