DE2726193C3

DE2726193C3 - Verfahren zur Eliminierung von zusammengesetzten Anionen aus der Gruppe

Info

Publication number: DE2726193C3
Application number: DE2726193A
Authority: DE
Inventors: Dietfried Dipl.-Ing. Dr. Donnert; Siegfried Dipl.-Chem. Dr. 7514 Eggenstein-Leopoldshafen Eberle; Silvia V. Hodenberg
Original assignee: Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Priority date: 1977-06-10
Filing date: 1977-06-10
Publication date: 1981-02-26
Also published as: SE7806579L; DE2726193A1; CH635051A5; GB1595658A; DE2726193B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs.

Die Reinigung von Abwässern industrieller Herkunft, die oa. Metallionen oder Metalle enthaltende Ionen als Inhaltsstoffe mit sich führen, wie z. B. Abwasser aus Galvanisieranstaiten, wurde bisher mit Hilfe von Verfahren durchgeführt wie chemische Reduktion und Fällung, bzw. Flockung, Verwendung von organischen Ionenaustauschern, Elektrolyse, Elektroplattieren, Ionenflotation, Adsorption an Aktivkohle etc.

Die Elektrolyse und das Elektroplattieren sind wohl für große Abwassermengen ungeeignet und außerdem verhältnismäßig teuer. Fällung und Flockung sowie Ionenaustausch-Verfahren sind unspezifisch. Es entstehen große Mengen von giftigem Schlamm, der Deponierprobleme aufwirft, oder es sind große Mengen an Chemikalien erforderlich, die die Behandlung verteuern. Letzteres gilt auch für die Rotation, fiber die Adsorption von anorganischen Verunreinigungen an Aktivkohle ist noch wenig bekanntgeworden. Wohl ist die Adsorption von Chromationen an Aktivkohle aus wäßrigen Lösungen schon beschrieben worden, doch ist die Sorption von Verunreinigungen aus Abwässern ebenfalls unspezifisch und erfordert hierdurch im Hinblick auf eine Wiederverwendung des Sorptionsmittels für anorganische Verunreinigungen eine umständliche Regenerierung.

Zur Entfernung von in Abwässern befindlichen, in gelöster Form vorliegenden Verunreinigungen wurden bereits Sorptionsprozesse mit verschiedenen Adsorbentien, darunter auch aktiviertes AI₂O₃, vorgeschlagen (DE-OS 23 55422, Seite 2). Es wurde jedoch nicht erwähnt, welche Stoffe damit aus welchen Abwässern eliminiert werden können. Selbst wenn gewisse Species anorganischer Verbindungen an Aluminiumoxid eine gewisse Sorption erfahren, ist damit noch lange nicht zum Ausdruck gebracht, daß eine solche Sorption für ein Wasserreinigungsverfahren verwendet werden kann.

Die Ausführungen in der DE-OS 23 55 422 sind im wesentlichen auf die Vorrichtungen gerichtet, jedoch nicht auf die Offenbarung der Wirksamkeit der dort genannten Sorptionsmaterialien. So wird auch auf Seite 8 in Absatz 2 nur pauschal behauptet daß die Ausführungen über granulierte Aktivkohle-Adsorptionssysteme gleichermaßen gut für Ionenaustauscher' harz, aktiviertes Aluminiumoxid und andere granulierte Feststoff-Flüssigkeits-Adsorptionssysteme gelten würden. Hieraus ist aber nicht erkennbar, daß beispielsweise Molybdationen, Vanadationen und Wolframationen aus einem Abwasser eliminierbar sind. Werte für die Wirksamkeit der Aktivkohle oder des Aluminiumoxids für die Entfernung solcher Ionen aus Abwässern werden in der Offenlegwigsschrift nicht erwähnt. Es ist daher aus der Offenlegungsschrift auch nicht erkennbar, ob Aluminiumoxid für die selektive Entfernung solcher Ionen in kommerziellem, großtechnischem Maßstab anwendbar ist Insbesondere durch die Kenntnis, daß Aluminiumoxid bei chromatographischen Verfahren verwendet wird, wird der Eindruck erweckt, daß solche Ionen in einer Schichtung des Sorptionsmittels AI2O3 eventuell in verschiedenen Zonen wandern können.

Dies ist aber bei der Reinigung von Abwasser unerwünscht Bei der Entfernung von Ionen aus einem Abwasser soll das Sorptionsmittel mit den Ionen beladen werden können, bis die Kapazität des Sorptionsmittels erschöpft ist Es kommt also gerade

is darauf an, eine möglichst große Menge der Ionen auf eine möglichst geringe Menge des Sorptionsmittels aufbringen zu können und zu vermeiden, ds^r>die Ionen allmählich wieder ausgewaschen werden. Bei chromatographischen Methoden ist dies genau umgekehrt die Ionen müssen während des Arbeitsganges wieder desorbiert werden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem anorganische, zusammengesetzte Anionen aus der Gruppe [VO3]-, [MoO₄P-. [WO₄p-, [Fe(CN)₆P- und [Fe(CN)₆]*- aus Abwässern oder wäßrigen Lösungen entfernt werden unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Verfahren. Das Reinigungsmittel soll in fester Form verwendet werden und im Anschluß an die Reinigung nach einem einfachen Regenerierungsschritt der nicht zur Erfindung gerechnet wird, wiederverwendet werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach dem Verfahren des Patentanspruchs gelöst

Die Behandlung des zu reinigenden Abwassers mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann durch Anwendung von grobkörnigem AI2O3 in Festbettform mit Zuleitung des Abwassers von oben oder von unten oder aber mit der Schwebebettechnik oder mit der Rührreaktortechnik mit feinkörnigem Al₂O₃ erfolgen. Zur Regeneration des Sorptionsmittels können die gleichen Vorrichtungen wie zur Reinigung des Abwassers eingesetzt werden oder aber einfache Rührkessel, wobei das Oxid chargenweise behandelt wird. Die Regeneration in den vorgenannten Vorrichtungen erfolgt vorzugsweise im Gegenstrom.

Durch die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielten Eliminationsleistungen ist es möglich, Abwässer von den genannten Ionen vollst?-Jig zu reinigen.

so Die Rückgewinnung ist durch geeignete Reagenzien. Natronlauge generell und Komplexbildner für Vanadin und Molybdän, nahezu quantiativ möglich. Dadurch werden die als Wertstoffe zu betrachtenden. Metalle enthaltenden Ionen in reiner Form zurückgewonnen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine, beispielsweise im Gegensatz zum Ionenaustausch oder zur Sorption an Aktivkohle für die anfangs genannten Abwässer entsprechend größere Selektivität erzielt. Es werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vor allem toxische Ionen und Ionen, deren Rückgewinnung von Interesse ist sorbiert. Das Verfahren ist auch in sehr niedrigen Konzentrationen dieser Ionen wirksam, bei welchen Ionenaustauscher-Materialien nicht mehr volle Effektivität entfalten. Die Selektivität ist von entscheidender Bedeutung für die Wirtschaftlichkeit, da bei den infrage kommenden Abwässern eine hohe Konzentration inerter Salze vorkommt und die Reinigungsaufgabe in einer Entgiftung besteht Die nicht selektiven

Ionenaustauscher vermögen die schädlichen Anionen nicht separat zu entfernen und verursachen dabei vielfach höhere Behandlungskosten.

Beispielsweise sind Molybdat-, Vanadat- und Wolframat-Ionen zu über 96% aus einem Abwasser eliminierbar.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Beispiels erläutert, ohne jedoch auf das genannte Beispiel beschränkt zu sein.

Beispiel

Es wurden 50 ml einer Lösung der in der Tabelle genannten Substanzen in den angegebenen Ausgangs-Konzentrationen mit 1 g Al₂O₃ geschüttelt Die Analysen erbrachten für die Eliminierung der Anionen der genannten Substanzen, in Prozenten der Ausgangskonzentrationen, und für die maximal erreichte Beladung folgende Werte:

Substanzen	Ausgangskonzentration	% Eliminierung	Max. erreichte Beladung
K-hexacyanoferrat (IH)	988HIgK₃[Fe(CN)₆]/!	54	2.7% K₃[Fe(CN)₆J
K-hexacyanofenat (Π)	827HIgK₄[Fe(CN)₆]/!	J3	1.9"/.K₄[Fe(CN)₆]
Natriummolybdat	968 mg Na₂MoO₄ · 2 H₂O/1	99.6	4.8% Na₂MoO₄
Ammonium vanadat	936HIgNH₄VO₃/!	98.9	4.6% NH₄VO₃
NatriumwoIFramat	732 mg Na₂WO₄/!	96.7	14.1 % Na₂WO₄

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur EUminierung von zusammengesetzten Anionen aus der Gruppe [VO3]-, [MoO₄P-, [WO₄F-, [Fe(CN)Sp" um* [Fe(CN)₆]*- aus diese enthaltenden Abwässern oder wäßrigen Abfallösungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anionen selektiv unter Verwendung von leicht auf chemischem Wege regenerierbarem Aluminiumoxid durch Sorption aus dem Abwasser bzw. aus der wäßrigen Abfallösung abgetrennt werden.