DE2714075C2 - Verfahren zur Oxidation von in wäßriger Lösung oxidierbaren Schadstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Oxidation von in wäßriger Lösung enthaltenen oxidierbaren Schadstoffen an als Katalysator verwendeter Aktivkohle unter Zufuhr von Sauerstoff zur wäßrigen Lösung.

Die Oxidation von Schadstoffen in wäßrigen Lösungen ist bekannt. Sie wird angewandt zur Reinigung von Abwässern, deren Schadstoffgehalt wegen der toxischen Wirkung c!°r Schadstoffe auf niedrige Werte zu begrenzen ist. Bekannt sind vor allem Verfahren zur Oxidation von zyanidhaltigcn wäbrigcn Lösungen, die beispielsweise in der elektrochemischen Industrie beim Galvanisieren von Metalloberflächen, oder von an der Oberfläche mit elektrisch leitenden Schichten versehenen Körpern aus elektrisch nichtleitendem Material anfallen.

Zur Beseitigung von zyanidhaltigen Schadstoffen ist die Behandlung der wäßrigen Lösung mit Natriumhypochlorit bekannt, wobei das Zyanid zum Zyanal oder weiter bis zum Carbonat oxidiert wird. Bei Zusatz von Natriumhypochlorit, das ebenfalls toxisch wirkt, muß jedoch dafür Sorge getragen werden, daß überschüssiges Natriumhypochlorit nicht in das Abwasser gelangt. Nachteilig ist die starke Aufsalzung der nach diesem Verfahren behandelten wäßrigen Lösung durch Natriumchlorid.

Bekannt ist auch ein elektrochemisches Verfahren, vergleiche »Fachberichtc für Oberflächentechnik« 1973. Heft 5, Seiten 151 ff. Durch Einleiten der zyanidhaltigcn wäßrigen Lösung in eine elektrische ZcIU: werden die Zyanidioncn anodisch oxidiert und unter Bildung von Zyanationen oder von Carbonal und Stickstoff abgebaut. Die Entgiftung der wäßrigen Lösungen gelingt jedoch bei vertretbaren Slromausbcuten nur für hohe Zyanid-Konzentrationen in der Lösung. Schon weit oberhalb der für die Abwasser ungefährlichen Maximalkonzentration sinkt die Stromausbeute unter 5% ab.

Auch ist die Behandlung von Schadstoffen enthaltenden wäßrigen Lösungen mit Wasserstoffperoxid und die Oxidation der Schadstoffe unter Verwendung von Katalysatoren bekannt. Nachteilig ist dabei jedoch der Verbrauch sehr teurer Chemikalien. In »Galvano-Technik«, 1970, Heft 6, Seite 468 ff. wird vorgeschlagen, wäßrige Lösungen, die Nitrit, Zyanid oder oxidierbare organische Schadstoffe enthalten, mit einem Akiivkohlegemisch zu Notieren und der wäßrigen lösung Luftsauersioff zuzuführen. Die Aktivkohle wirkt bei der Umsetzung der Schadstoffe als Katalysator. Eine genügende Ausbeute ließ sich jedoch mit diesem bekannten Verfahren bisher nicht erzielen, da die ·'■ Umsetzungsgeschwindigkeiten an Aktivkohlepulver zu gering waren. Zur Zyanidbeseitigung wurde bereits vorgeschlagen, der Lösung zusätzlich Schwermetall zuzusetzen, um die Katalyse an Aktivkohle zu beschleunigen, vergleiche »Oberflächen-Surface«, 1969,

in Heil I !,Seiten 798/799.

Bekannt: ist aus der US-PS 36 50M9 auch die Verwendung von kupferimprägnierten Aktivkohletcilchen zur Beseitigung von Zyanid aus wäßrigen Lösungen. Dabei wird jedoch die Adsorption des

i"· Zyanids an der Oberfläche der Aktivkohleteilchen und die Bildung eines Kupfer-Zyanid-Komplcxes angestrebt. Aber auch bei diesem Verfahren lassen sich keine ausreichenden Reaktionsgeschwindigkeiten erzielen.
Aufgabt: der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur

.ι. Beseitigung von oxidierbaren Schadstoffen in wäßrigen Losungen zu schaffen, bei dem unter Vermeidung einer Aufsalzung der behandelten wäßrigen Lösungen und bei geringem Verbrauch zusätzlicher Chemikalien ein wirtschaftlich ausreichender Umsatz bei der Oxidation

-·"· des Schadstoffs in der Lösung erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dall bei einer Temperatur von über IOO0°C in reduzierender oder inerter Atmosphäre geglühte und

in abgekühlte Aktivkohle verwendet wird. Es hat sich gezeigt, daß in dieser Weise behandelte Aktivkohle eine Oberflächenstruktur aufweist, die für die Oxidation von Schadstoffen in der Lösung unter Zufuhr von Sauerstoff besonders gut geeignet ist.

ι · Bevorzugt wird bei einer Temperatur von 1100 "C in Wasserstoffatmosphäre wenigstens JO Minuten lang geglühte Aktivkohle verwendet. Geeignet ist mit gleicher Wirkung daneben auch bei 1100"C in Vakuum wenigstens 30 Minuten lang geglühte Aktivkohle.

'" Im folgenden werden Ausführungsbcispiclc des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben. In der Zeichnung ist der zeitliche Verlauf von Reaktionen bei Zyanid-Oxidation wiedergegeben, wobei die Konzentration von Zyanid in wäßriger Lösung in mg/1 in

¹' logarithmiüchcm Maßstab über der Reaktionszeit in h aufgetragen ist.

Ausführungsbcispicl I Aktivkohlcpulvcr mit einer Korngröße bis zu 0,1 mm

"· wurde eine Stunde lang in Wasscr.sloffalmosphäre bei 110O⁰C geglüht und in dieser Atmosphäre abgekühlt.

Das so aufbereitete Aktivkohlcpulvcr wurde in einer Konzentration von ! Gcw.-% in eine 250 mg Zyanid pro Liter enthaltende l-ösung, die mit Natriumhydroxid auf

" einen pH-Wert von 10 eingestellt worden war, suspendiert. Die wäßrige Lösung wurde mit Luft begast.

In der Zeichnung ist die Abnahme der Zyanid-Kon-

zentration in der wäßrigen Lösung in Abhängigkeit von der Reaktionszeit in Kurve ;; wiedergegeben. Nach b

'■" Stunden war die Zyankl Konzentration kontinuierlich etwa auf 5 mg pro Liter abgesunken.

Ausführungsbcispicl 2 Der im vorangegangenen Ausführungsbcispicl ange-

"■· gebenen, 250 mg Zyanid pro Liter enthaltenden Lösung wurde die lOfachc Gcwk-hismcngc Aktivkohlcpulvcr zugegeben, die Konzentration an Aktivkohle in der

Ixisiing betrug IOGew.-%. Die wäßrige L-ösung wurde

nuierlich mil Luft begast. Nach 4 Stunden lionsdaucr war die Zyanid-Konzentration bis zu Konzentration von 0,1 mg pro Liier abgesunken. leaktionsverlauf zeigt Kurve öder Zeichnung.

Ausführungsbeispiel J

livkohlcpulver wurde bei einer Temperatur von C in Vakuum eine Stunde lang geglüht und in um abgekühlt. Die so vorbehandeln Aktivkohle : in einer wäßrigen Lösung suspendiert, die mit Ätznatron auf einen pll-Wert von Il eingestellt war. Die Konzentration der Aktivkohle in Jer wolkigen Losung betrug IOGi*w.-%. Durch Begasen der Lösung mit SOi-hnlligcr Luft wurde in der Lösung Sulfit gelöst. Das Sulfit wurde an der Aktivkohle zu Sulfat oxidiert, wobei gleichzeitig an der Oberfläche der Aktivkohle der mit der Luft in die wa'Urige Lösung cingcblasene Sauerstoff in einer für die Oxidation des Sulfits erforderlichen Menge reduziert wurde.

Hierzu I Blatt Zcichnunuen

Claims (2)

Patentansprüche;

1. Verfahren zur Oxidation von in wäUriger Lösung enthaltenen oxidierbaren Schadstoffen an als Katalysator verwendeter Aktivkohle unter Zufuhr von Sauerstoff zur wäßrigen Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Temperatur von über 1000°C in reduzierender oder inerter Atmosphäre geglühte und abgekühlte Aktivkohle verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß bei 1IOO°C in Wasserstoffatmosphäre wenigstens 30 Minuten lang geglühte Aktivkohle verwendet wird.

J. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei I I00°C in Vakuum wenigstens 30 Minuten lang geglühte Aktivkohle verwendet wird.