DE2947364A1

DE2947364A1 - Water treatment in presence of phosphoric acid - by adding alkaline hydroxide

Info

Publication number: DE2947364A1
Application number: DE19792947364
Authority: DE
Inventors: Gustav 7012 Fellbach Rittler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-11-24
Filing date: 1979-11-24
Publication date: 1981-05-27

Abstract

Treatment of water of waste water is effected by adding H3PO4 (if not already present in the water) and then adding an alkaline hydroxide such as Ca(OH)2 NH4OH or Ba(OH)2. The hydroxide is pref. added in an amt. sufficient to adjust the pH to 9.0. The hydroxide is pref. Ca(OH)2 for carbonate-rich water or Ba(OH)2 for sulphate-rich water. In the case of water with a moderate sulphate content, BaCO3 can be added with the H3PO4 and Ca(OH)2 then added. The treatment pptes. dissolved salts and simultaneously helps to clarify the water.

Description

Aufbereitung von wasser und Abwasser" Treatment of water and wastewater "

Probleme der Umwelt, darunter die bedroliche Situation der bffentlichten («evässev, forderten die Herausgabe eines Umweltschutzproyrammes durch die Buneesregieruny. In diesem werden verbesserte und neue umweltfreundliche Aufbereitungsverfahren für Wasser und Abwasser gesucht. Diese sollten möglichst wenig Abwasser und geringe wasserverluste aufweisen, die öffenttichen Gewässer weniger verschmutzen und nicht aufsalzen, wenig oder keinen Schlamm anfallen lassen oder bei doch anfallen(lem Schlamm dieser zur Wiedergewinnung der zum Aufbereitungsverfahren eingeseEzten Rohstoffe tauylicE sein.Environmental problems, including the dire situation of the public («Evassev, demanded the publication of an environmental protection program by the Buneesregieruny. In this, improved and new environmentally friendly processing methods for Wanted for water and sewage. These should be as little wastewater and low as possible show water losses, pollute the public waters less and not add salt, allow little or no sludge to accumulate or if it does arise (lem Sludge of this for the recovery of the raw materials used for the treatment process Be eclectic.

Nach der vorliegenden Anmeldung besteht die gemeinsame chemische Grundlage der Aufbereitung von Wasser und Abwasser in der Anwendung von freier Phosphorsäure und einem nachfolgenden Zusatz eines alkalischen Hydroxyds, wie das des Calciums, Bariums oder auch Ammoniums. Durch den Zusatz einer der Härtebildner des Wassers äquivalenten Menge freier Phosphorsäure und dem nachfolgenden Zusatz eines der alkalischen Hydroxyde wird die Ausfällurg der an die Phosphorsäure gebundenen Härtebildner durch Verschieben des pH-Wertes nach der alkalischen Seite erzwungen, wobei die angewandten Zusätze quantitativ mit in den Niederschlag übergehen. Erdige und sonstige Suspensionen werden gleichzeitig durch den voluminösen Niederschlag adsorptiv erfasst und mit ausgeschieden. Die Ausfällung erfolgt nach dem Massenwirkungsgesetz immer erst dann, wenn genügend Hydroxylionen vorhanden sind, was durch den Zusatz eines der genannten Hydroxyde bis zur deutlichen alkalischen Reaktion, d. h. bei einem pH-Wert von 9,o zutrifft. Daraus ergeben sich für die unterschiedliche Zusammensetzung von Wasser folgende Aufbereitungsverfahren: 1. Einem nur karbonathaltigen Wasser wird zuerst die stöchiometrisch erforderliche Menge Phosphorsäure zugesetzt, worauf der Zusatz von Kalkhydrat bis zum optimalen pH-Wert von 9,0 folgt.According to the present application, there is a common chemical basis the treatment of water and wastewater in the application of free phosphoric acid and a subsequent addition of an alkaline hydroxide, such as that of calcium, Barium or ammonium. By adding one of the hardeners in water equivalent amount of free phosphoric acid and the subsequent addition of one of the alkaline Hydroxides precipitate the hardness builders bound to the phosphoric acid Shifting the pH value to the alkaline side is forced, with the applied Quantitative additions to the precipitate. Earthy and other suspensions are simultaneously recorded adsorptively by the voluminous precipitate and with eliminated. According to the law of mass action, precipitation always takes place only if sufficient hydroxyl ions are present, which is indicated by the addition of one of the above Hydroxides to a distinct alkaline reaction, d. H. at a pH of 9, o applies. This results in the different composition of water the following treatment methods: 1. A water containing only carbonate is used first the stoichiometrically required amount of phosphoric acid is added, followed by the addition of hydrated lime up to the optimal pH value of 9.0 follows.

2. Bei nur oder fast ausschliesslich sulfathalt@gem wasser wircl zuerst die Stöchiometrisch erforderliche Menge Pnosphorsäure und darauf Bariumhydroxyd (Barytwasser) bis zum optimaler pH-Wert von 9,0 zugesetzt.2. In the case of only or almost exclusively sulphate content @ in the water, we do it first the stoichiometrically required amount of phosphoric acid and then barium hydroxide (Barite water) added up to the optimum pH value of 9.0.

3. Bei nur geringem Sulfatgehalt des wassers ist auch derart zu verfahren, daß ein Bariumsalz, z. B. Bariumkarbonat, in der stöchiometrisch erforderlichen Menge PIiospt0orsäure gelöst zugesetzt wird und darauffolgend mit Kalkhydrat bis zum optimalen pH-Wert von 9,0 gearbeitet wird. Der Eintrag von z. 3. Barium -karbonat in die Pnosphorsäure erfolgt jeweils nur in der stöcriometrisch erforderlichen Menge des Sulfatgehaltes vom Wasser.3. If the water has a low sulphate content, the same procedure should be followed: that a barium salt, e.g. B. barium carbonate, in the stoichiometrically required Amount of PIiosptoric acid is added dissolved and then with hydrated lime up to working to the optimum pH value of 9.0. The entry of z. 3. Barium carbonate in the phosphoric acid takes place in each case only in the stoichiometrically required amount the sulphate content of the water.

Aus diesen Aufbereitungsprozessen resultiert jeweils ein weitqene>id entsalztes Produktwasser, da auer den Härtebildnern unH cen Sulfationen des Wassers auch die angewanoten cnemiscien Zusätze für seine Aufbereitung im Reinigungsprozess wieder ausseneiden. Das enthebt uns künftig nicht nur des Sorgenkindes P@osphorsäure z. B.A wide> id results from each of these preparation processes Desalinated product water, as apart from the hardness components there are no sulphate ions in the water also the cnemical additives used for its preparation in the cleaning process again. In the future, this will not only relieve us of the problem child p @ ophthalic acid z. B.

in Abwässern, sondern auch in Waschmittein, ca gerade wegen des letzteren Substitute gesucht und gefordert wurden, was zum wascnmittelgesetz vom 1. September 19/5 führte. Solen wie bei der reezenerierung von Ionenaustauschmassen und 3asenaustauscs.ern wie z. B. ermutét usw., sowie Wasserverluste entfallen. Das entnärtete und gleichzeitig geklärte Wasser hinterläßt oder bildet keine löslichen Salze im gereinigten Wasser, wie Aluminium- unc Eisensalze une er rasen absitzende, das Wasser leicht abgebende Schlamm, ist nach bekannter Weise zur Rückgewinnung der eingesetzten Phosphorsäure oder aber als lang annaltender Dünger voll tauglich. Das ist im i.inblick auf den Einsatz von Mineralöl zur Düngemittelnerstellung besonders erwähnenswert.in sewage, but also in detergents, just because of the latter Substitutes were sought and demanded, leading to the detergent law of September 1st 19/5 led. Brines as in the regeneration of ion exchange masses and 3ase exchangers such as B. encouraged, etc., and there are no water losses. That softened and at the same time Clarified water does not leave or form any soluble salts in the purified water, like aluminum and iron salts and sediments, which give off water easily Sludge is used in a known manner to recover the phosphoric acid used or fully suitable as a long-lasting fertilizer. That is in view of the Use of mineral oil for the production of fertilizers is particularly worth mentioning.

Schmutzige Oberflächenwasser, insbesondere Abwasser oder Mischabwasser häuslicher und industrieller Herkunft sind sinngema. nach dem vorliegenden Verfahren ebenfalls mit Vorteil aufzubereiten.Dirty surface water, especially sewage or mixed sewage domestic and industrial origin are analogous. according to the present procedure also to be processed with advantage.

Abwässer sind meist schwach alkalisch und werden wegen zeitweilig auftretenden höheren pH-Werten in Ausgleichsbecken auf einen pH-Wert von 7,0 eingestellt. Das Rohabwasser wird beim Zu£lu vom Sandfang in die Klärbecken als Vorfällung mit kalk@yerat bis zu einem optimalen pH-Wert von 9,0 versetzt. Die im Abwasser vorlie genden Schmutzstoffe werden adsorptiv veitgehender als bisner aus geschieden. Bei dieser Aufbereitungsweise wird der im Abwasser praktisch immer ausreichend vorliegende lästige Inhaltsstoff Phos+ phorsäure erstmalig in der Abwasseraufbereitung als Hilfsrohstoff an Stelle eines Phosphorsäurezusatzes zur Klärung des Abwassers genutzt und dabei quantitativ mit ausgefällt. Der Klärerfolg ist jeweils umso grösser, je mehr Phosphorsäure in einem Abwasser vorv liegt oder zur Aufbereitung von schmutzigem Oberflächenwasser eink gesetzt wird. Bei einem mangelnden Gehalt von Phosphorsäure in irgendeinem Abwasser, z. @. in Industrieabwässern oder auch schmutz gem Oberflächenwasser genügt ein Zusatz von 20 - 30 g /cbm freier Phosphorsäure um die Aufbereitung durchführen zu können. Die dabei anfallenden Schlämme bedürfen schon immer vor einer weiteren Versendung zuerst einer eingehenden Prüfung auf toxische Inhaltsstoffe. Wird aber an Stelle der Vorfällung bei Abwasser eine Nachfällung nach der biologischen Stufe gefordert, so ist auch dieser Schlamm zur Rohstoffwiedergewinnung ebenso tauglich wie derjenige aus der Aufbereitung von Wasser. Der Zusatz an Kalhlydrat ist bei dieser Aufbereitungsveise stets geringer als bei den offiziellen Verfahren, welche mit einem pH-Wert von 11 12 arbeiten. Die derzeitigen Verfahren zur Eliminierung der Phosphorsäure bestehen in der ErricEtng verscniedener Sonderstufen oder sonstigen chemischen Zusätzen, wobei jeweils nach der Literatur nur depotfähiger Schlamm anfällt. Meist verläuft sie jedoch nach der biblogischen Stufe ganze oder teilweise die Kläranlage und wird so über die vorfluter mit Endstation Meer verfrachtet.Wastewater is mostly weakly alkaline and because of it becomes temporary The higher pH values that occur in the equalization basin are adjusted to a pH value of 7.0. The raw sewage is pre-precipitated from the sand trap in the clarifier when it is supplied with water kalk @ yerat added up to an optimal pH value of 9.0. The present in the wastewater ends Pollutants are separated from adsorptively more extensively than before. At this The method of treatment is practically always sufficient in the wastewater annoying ingredient phosphoric acid for the first time in wastewater treatment as an auxiliary raw material used instead of a phosphoric acid additive to clarify the wastewater and thereby quantitatively with precipitated. The more phosphoric acid, the greater the clarification success is present in wastewater or for the treatment of dirty surface water eink is set. With a lack of phosphoric acid content in any Sewage, e.g. @. in industrial wastewater or dirty surface water is sufficient an addition of 20-30 g / cbm of free phosphoric acid to carry out the preparation to be able to. The resulting sludge always needs another one before it First send an in-depth test for toxic ingredients. But it will instead of pre-precipitation in the case of wastewater, post-precipitation after the biological stage required, this sludge is also suitable for raw material recovery like the one from the treatment of water. The addition of Kalhlydrat is at this processing method is always lower than with the official procedures, which work with a pH of 11 12. The current procedures for elimination of phosphoric acid consist in the achievement of various special stages or others chemical additives, whereby according to the literature only sludge that can be deposited is obtained. Mostly, however, according to the biblogical stage, it runs either completely or partially through the sewage treatment plant and is thus shipped via the receiving water with the sea as its terminus.

Die Aufbereitung von Abwasser nach der vorliegenden Anmeldung klärt besser und rascher, entlastet damit die nachfolgende biologie sche Stufe und ist deshalb mit Vorteil bei nur vorhandenen mechanischen Klärstufen einsetzbar, was in nicht seltenen Fällen unter zumindest vorläufigem Verzicht auf eine biologische Stufe schneller zu einer Verbesserung der Oberflächengewässer führt. Dazu der Hinweis besser zuerst nur vollwertige mechanische Klärstufen zu bauen und nachträglich erst die biologische Stufe - soweit in allen Fällen noch erforderlich - folgen zu lassen, was ebenfalls beachtet zu werden verdient.The treatment of wastewater according to the present application clarifies better and faster, thus relieving the subsequent biological stage and is therefore it can be used with advantage with only existing mechanical clarification stages, what in not infrequent cases with at least a temporary waiver of a biological one Level leads to an improvement in surface water more quickly. The note on this better to build only fully-fledged mechanical clarification stages first and only afterwards to let the biological stage follow - if still necessary in all cases, which also deserves attention.

bie bei der A.fbereitung von wasser un@ Abwasser ablauteaen keaktionen Können zusammenfassend wie folst formuliert werden: ++ ''' 1. 3 Ca ... + 2 ... PO4 = Ca3(@@4@2 .....in the treatment of water and wastewater ablauteaen reactions Can be summarized as follows: ++ '' '1. 3 Ca ... + 2 ... PO4 = Ca3 (@@ 4 @ 2 .....

++ ''' 2. lg + @@4 + ... P4 = @@@H4 PO4 ..... ++ '' '2nd lg + @@ 4 + ... P4 = @@@ H4 PO4 .....

++ ''' 3. aa + ... SO4 = S@ SC4 ..... ++ '' '3. aa + ... SO4 = S @ SC4 .....

wozu der vollständigkeit nalber noch vermerkt wird, cass Ammonium-@y@roxy@ an Stelle von @al@@ydrat in Sonterfillen eingesetzt wird.For the sake of completeness it is noted that cass Ammonium- @ y @ roxy @ is used in place of @ al @@ ydrat in Sonterfillen.

Insbeson@ere in der Abwasseraufbereitung spielt @@e Formel 2 insofern noch eine Rolle, a@s in diesem auch Magnesium und Ammoniak vorliegen, die gemäss dem Arbeitsverfanren ebenfalls mit ausgeschieden werden.Formula 2 plays a particularly important role in wastewater treatment still play a role if magnesium and ammonia are also present in this, which according to are also eliminated with the work process.

Die Aufbereitung von wasser und Abwasser gemäss vorstenenden Arbeitsprozessen entsprechen den eingangs erwähnten Umweitforgerungen der Bundesregierung, wonach verbesserte oder neue Aufbereitungs verfahren für Wasser und Wasser geeignet sein sollen, die slorfluter unc öffentlichen Gewässer rascher sauber und auf oie Dauer wieder zu einträglichen Fischvassern zu machen. Das ist zutreffend, weil die weitgenengere Entsalzuny, auch klärung von wasser und Abwasser, wie zum Ausdruck gebracht, das natürli@@e Selbstreinigungsvermögen von wasser und @nsbesondere von Abwasser dadurch fördernd unterstützt wir(', so al vor allen salzreicne ab wasser, wie z. 3. solen aus den Außbereitungsverfa@ren von Wasser künftig hur noch der Vergangenheit angenören Könnten,The treatment of water and wastewater according to the above work processes correspond to the aforementioned environmental research by the federal government, according to which improved or new treatment methods for water and water must be suitable the floodlights and public waters should be cleaned more quickly and in the long term to make profitable fishwaters again. That is true because the broader one Desalzuny, also clarification of water and wastewater, as expressed that naturli @@ e self-cleaning ability of water and especially of wastewater as a result we support (', so al above all salty wastewater, such as e.g. 3. brine from the water preparation process in the future it will only be a thing of the past Could

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e processing especially by @ ass @ r and @bwasser @ttels Preier Pnosp @ orsdure @ a @ urch Sexennzeichet, @ a @ na @@ @em add @er phosphoric acid em water or wastewater another alxalisc @ e @ Syoroxyd like that des @@ leiums, ammoniums or @ariums z @ g is set.

2. Treatment especially of water and waste water marked with, that the piospnoric acid present in the wastewater is used as a diluent and is excreted using @ alk @ y @ ral with en @pollutants in the wastewater.

3. Treatment in particular of water and wastewater according to @en claims 1 and 2 d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t, cass the respectively used sydroxyd is added to the water or waste water up to an optimal pH value of 9.0.

Dependent claim according to claim, d a d u r c h g e n n n z e i c h n e t that the phosphoric acid possibly with an added content of barium carbonate is applied.

or 1. treatment in particular of water and wastewater d a d u Notification that water or wastewater with free phosporic acid and subsequently with an alkaline hydroxide such as that of calcium, ammonium or barium is added.

2. Treatment in particular from water and wastewater thereby marked, that the phosphoric acid present in the wastewater is used as an auxiliary substance for clarification of the wastewater is used and is precipitated by alkhydrate.

3. Treatment especially of water and wastewater according to requirements and 2, that the hydroxide used in each case only takes place up to an optimal P @ value of 9.0.

Dependent claim according to claim 1, characterized in that the phosphoric acid with an added amount of harium carbonate.