DE2748652C2

DE2748652C2 - Verfahren zur Entfernung von Inhaltsstoffen aus Flüssigkeiten, insbesondere Abwässern

Info

Publication number: DE2748652C2
Application number: DE19772748652
Authority: DE
Inventors: Horst Ing.(Grad.) 6308 Butzbach Kreuzer
Original assignee: Davy Bamag 6308 Butzbach GmbH
Current assignee: Davy Bamag 6308 Butzbach GmbH
Priority date: 1977-10-29
Filing date: 1977-10-29
Publication date: 1979-08-30
Also published as: DE2748652B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entfernung von Inhaltsstoffen aus Flüssigkeiten, insbesondere Abwässern, durch Flotation.

Das anfangs zum Sortieren der Roherze eingeführte Flotationsverfahren hat heute in fast alle Gebiete des Feststoffsortierens Eingang gefunden. Flotationsverfahren werden auch schon seit mehreren Jahrzehnten für die Behandlung von Abwässern aller Art, für die Schlammeindickung und auch für die Rückgewinnung von Wertstoffen mit Erfolg eingesetzt. Man bedient sich hierbei möglichst kleiner Gasblasen, die am zu notierenden Material haften und dieses an die Flüssigkeitsoberfläche tragen, wo es durch geeignete Räumvorrichtungen entfernt wird. Voraussetzungen für den Erfolg dieses Verfahrens sind neben den entsprechenden Eigenschaften der zu entfernenden Stoffe hauptsächlich die Gasblasengröße und der optimale Phasenkontakt zwischen den Gasblasen und den zu notierenden Materialien. Da Gasblasen mit einem mittleren Durchmesser von 100 μπι und weniger durch

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hl) mechanische Verfahren nicht zu erzeugen sind, bedient man sich auch physikalischer und chemischer Methoden, wie z. B. bei der Entspannungsflotation, Vakuumflotation oder Elektroflotalion. Der Kontakt der Gasblasen mit den zu entfernenden Stoffen ist ein hydraulisches Problem, das in der Praxis keine Schwierigkeiten mehr bereitet

Die Vorteile des Flotationsverfahirens z. B. in der Abwasseraufbereitung im Vergleich mit dem konkurrierenden Sedimentationsverfahren, nämlich geringere Bauvolumina, bessere Schlammeigenschaften und Reinigungsleistungen werden in der Praxis aber oft durch die höheren Betriebskosten wieder aufgehoben, so daß noch in vielen Fällen die Sedimentation bevorzugt wird. Diese Betriebskosten sind in der Hauptsache Energiekosten für die Erzeugung der Gasblasen und Wartungskosten für den größeren Aufwand an apparativer Ausrüstung.

Der Erfindung üegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs bezeichneten Gattung bereitzustellen, das unter Vermeidung de:r vorgenannten Nachteile einfach und wirtschaftlich durchführbar ist

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß man der Flüssigkeit anstelle der bisher üblichen Begasung zwecks Bläschenbildung kleine im wesentlichen darin unlösliche Hohlkörper eine Wichte < 1 g/cm³ zugibt und die mit Hilfe der Hohlkörper flotierten Inhaltsstoffe zusammen mit den Hohlkörpern in an sich bekannter Weise von der Flüssigkeitsoberfläche entfernt

Die beim erfindungsgemäßen Verfahren anstelle von Gasblasen verwendeten kleinen Hohlkörper haften durch physikalische und/oder chemische Bindung an den aus der Flüssigkeit zu entfernenden Begleitstoffen und führen zum Aufschwimmen der Begleitstoffe. Da das neue Verfahren ohne Gasblasen arbeitet, entfällt der bisherige Aufwand für die Erzeugung von Gasblasen. Statt dessen werden vorgefertigte Hohlkörper verwendet, die lediglich in die Flüssigkeit einzuführen sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren findet bevorzugte Anwendung in der Entfernung von Inhaltsstoffen aus Oberflächen- und Abwässern. Es läßt sich aber nicht nur auf solchen technischen Gebieten einsetzen, wo bereits erfolgreich mit Hilfe von Gasblasen flotiert wird, sondern es ist auch zur Reinigung und Behandlung von Flüssigkeiten geeignet, mit denen die Hohlkörper keine unerwünschten Reaktionen eingehen. Beispiele für derartige Anwendungen sind die Entfernung von Feststoffen aus organischen Lösungsmitteln wie Benzin, chlorierten Kohlenwasserstoffen u. a., die Entfernung organischer Lösungsmittel aus wäßrigen Lösungen, die Katalyse von chemischen Reaktionen in Flüssigkeiten durch entsprechende Materialien und/oder Präparation der Hohlkörper und Entfernung der Reaktionsprodukte und die Entfernung von gelösten Gasen wie Chlor, Schwefelwasserstoff, nitrosen Gasen, Fluorwasserstoffen u. a. aus Flüssigkeiten.

Die Flotationswirksamkeit des erl'indungsgemäßen Verfahrens ist ähnlich wie bei der herkömmlichen Gasblasen-Flotation abhängig von der Größe der verwendeten Hohlkörper. Vorteilhaft verwendet man daher Hohlkörper einer Korngröße < 1 mm, vorzugsweise einer Korngröße zwischen etwa 50 und 500 μηι. Für die Flotationswirksamkeit, insbesondere die Aufschwimmgeschwindigkeit, ist auch die Wichte der verwendeten Hohlkörper wesentlich. Vorteilhafte Flotationsergebnisse werden erzielt, wenn man Hohlkörper einer Wichte <0,1 g/cm³ zugibt. Die Hohlkörper

können aus einem geeigneten Kunststoff hergestellt sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich besonders vorteilhaft durchführen, wenn man kugelförmige duroplastische Hohlkörper verwendet, deren Hüllenwand aus einem Polyharnstoff gebildet ist Derartige Hohlkörper sind unter der Bezeichnung Hohlperlen bekannt (Chemie für Labor und Betrieb 28. 1977, Seite 273). Diese aus einem Polyhamstoffharz bestehenden Hohlperlen sind extrem leicht und stehen in einem Durchmesserbereich zwischen 50 und 500 um zur Verfügung, wobei die Wanddicke nur Bruchteile eines μπι beträgt Durch Variation der Rezeptur können die Hohlperlen sowohl in der Größe, im Gewicht als auch in der Elastizität gezielt modifiziert werden. Sie können je nach Wunsch hydrophil oder hydrophob ausgerüstet werden. Als Duroplast besitzen diese Hohlperlen eine gute Temperaturbeständigkeit bis +120° C, eine gute Chemikalienbeständigkeit und LösungsmitHbeständigkeit Auch gegenüber mechanischen Beanspruchungen ist eine gute Beständigkeit gegeben.

Die Handhabung der Hohlkörper bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist einfach. So kann z. B. mit Vorteil die Zugabe der Hohlkörper zur Flüssigkeit durch Einblasen mit Luft oder mit Hilfe von an sich bekannten Pulverdosiervorrichtungen vorgenommen werden.

Wesentlich für den Erfolg des neuen Verfahrens ist eine gute Haftung zwischen den zu entfernenden Stoffen und den Hohlkörpern. Sofern diese Haftung nicht schon durch die Eigenschaft der zu flotierenüen Begleitstoffe und der Hohlkörper gegeben ist, läßt sich diese Voraussetzung im Verfolg des Erfindungsgedankens dadurch herbeiführen, daß man die Flüssigkeit zur Überführung der Inhaltsstoffe in eine flotierbare Form und zur Verbesserung der Haftung zwischen den Inhaltsstoffen und den Hohlkörpern in an sich bekannter Weise vorbehandelt. Für derartige Vorbehandlungen stehsn Verfahren wie Flockung, Emulsionsbrechung, Koagulation, Hydrohobierung usw. zur Verfügung. Durch entsprechende hydrophobe Ausrüstung der Hohlperlen kann bereits von vorneherein eine gute Haftungsvoraussetzung für das Flotationsverfahren geschaffen werden.

Die Trennung von Schwimmstoff und geklärter Flüssigkeit erfolgt nach den bei der Flotation von Abwässern bekannten Verfahren und bedarf daher an dieser Stelle keiner näheren Erörterung. Bei speziellen Einsatzfällen des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehi die Möglichkeit, daß man die Hohlkörper nach der Flotation und Entfernung der Schwimmstoffe aus den Schwimmstoffen rückgewinnt Die Hohlkörper können in diesem Fall wiederverwendet werden, wodurch die

ι ο Wirtschaftlichkeit des Verfahrens weiter erhöht wird.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignen sich im Prinzip alle bekannten Flotationsapparate für die Behandlung von Abwasser und Schlamm.

Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens weiden anhand der Zeichnungen näher erläutert Darin zeigt in schematischer Darstellung

F i g. 1 zu notierende Feststoffteilchen mit anhaftenden Hohlkörpern und

F i g. 2 das Blockschaltbild einer Vorreinigungsanlage für Oberflächenwasser.

Aus F i g. 1 ist ein stark vergrößert dargestelltes Feststoffteilchen 1 entnehmbar, welches von einer Flüssigkeit 3 umgeben ist und an dem einige Hohlkörper 2 haften. Die anhaftenden Hohlkörper 2 transportieren das Teilchen 1 aufgrund ihrer geringen Dichte, d. h. infolge ihrer Auftriebswirkung, an die Flüssigkeitsoberfläche. Auf diese Weise bildet sich an der Flüssigkeitsoberfläche eine schwimmende Schicht, bestehend aus

jo den zu notierenden Feststoffteilchen und den noch anhaftenden Hohlkörpern 2, die auf einfache Weise, beispielsweise durch Abstreifen, entfernt werden kann.

Aus F i g. 2 geht die Anwendung des Verfahrens z. B. für die Vorreinigung von Oberflächenwasser zu

Γι Betriebswasser hervor. Hierbei tritt das Rohwasser bei 4 in die Vorbehandlungsstufe 5 ein, wo durch Zugabe von Flockungsmitteln 6 und Flockungshilfsmitteln 7 stabile, leicht flotierbare Flocken erzeugt werden. Im Behälter 8 erfolgt die Zugabe der kleinen Hohlkörper 2.

Aus dem Behälter 8 gelangt das Gemisch in den Behälter 9, wo die Trennung von Feststoffen in Form von Schwimmschlamm 10 und der klaren Flüssigkeit 11 stattfindet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Entfernung von Inhaltsstoffen aus Flüssigkeiten, insbesondere Abwässern, durch Flotation, dadurch gekennzeichnet, daß man der Flüssigkeit anstelle einer Begasung zwecks Bläschenbildung kleine im wesentlichen darin unlösliche Hohlkörper einer Wichte < 1 g/cm³ zugibt und die mit Hilfe der Hohlkörper flotierten ι ο Inhaltsstoffe zusammen mit den Hohlkörpern in an sich bekannter Weise von der Flüssigkeitsoberfläche entfernt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Hohlkörper einer Korngröße < 1 mm verwendet

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Hohlkörper einer Korngröße zwischen etwa 50 und 500 μπι verwendet

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Hohlkörper einer Wichte <0,l g/cm³ zugibt

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß man kugelförmige duroplastische Hohlkörper verwendet, deren Hüllenwand aus einem Polyharnstoff gebildet ist

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die Zugabe der Hohlkörper zur Flüssigkeit durch Einblasen mit Luft vorgenommen wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe der Hohlkörper zur Flüssigkeit mit Hilfe an sich bekannter Pulverdosiervorrichtungen vorgenommen wird.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Flüssigkeit zur Überführung der Inhaltsstoffe in eine flotierbare Form und zur Verbesserung der Haftung zwischen den Inhaltsstoffen und den Hohlkörpern in an sich bekannter Weise vorbehandelt.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Hohlkörper nach der Flotation und Entfernung der Schwimmstoffe aus den Schwimmstoffen rückgewinnt.

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