DE3001929C2 - Verwendung eines Eisendioxid enthaltenden Fällungsmittels in Kläranlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines Eisenoxid enthaltenden Fällungsmittels in Kläranlagen.

In Kläranlagen wird heute zunehmend neben der biologischen auch eine chemische Reinigung durchgeführt, um im Abwasser gelöste Chemikalien, die bei der mechanischen und biologischen Klärung nicht entfernt werden, zu eliminieren. Probleme bereiten dabei insbesondere Stickstoff und Phosphor, die in der biologischen Stufe nur unvollkommen beseitigt werden können.

Phosphor bzw. dessen Verbindungen werden heute vorwiegend durch Fällung, insbesondere Flockung aus dem Abwasser entfernt, wobei als Fällungsmittel bzw. flockenbildendes Mittel Eisen, Aluminium oder Kalk verwendet werden (vgl. Lehr- und Handbuch der Abwassertechnik, Bd. II. 2. Aufl., 1975. S. 216 ff.. S. 559 ff. S. 606 ff.). Das Fällungsmittel kann dabei vor der biologischen Stufe dem Abwasser zugegeben werden, wobei sich dann Hydroxidflocken bilden, an denen sich der Phosphor anlagen. Das Entfernen dieser Flocken geschieht dann bei der sogenannten Vorfällung in einem separaten Flockungsbecken vor der biologischen Stufe und bei der Simultanfällung im Nachklärbecken. Bei der sogenannten Nachfällung wird das Fällungsmittel in einer besonderen Stufe im Anschluß an die biologische Reinigung vorgenommen.

Das Fällungsmittel Eisen wird heute überwiegend in gelöster Form als Eisensulfat zugegeben, das als Abfallprodukt in der Stahlindustrie anfällt. Es ist relativ billig und löst sich schnell im Abwasser. Nachteilig ist jedoch, daß bei der Bildungsr,?aktion der Hydroxidflocken die Säurekomponente des Sal/es frei wird, so daß das Abwasser entsprechend angesäuert wird. Da die Flockenbildung und gegebenenfalls auch die nachfolgende biologische Klärung möglichst bei einem pH-Wert von 7 bis 8 erfolgen sollte, kann das Eiscnsulfat ohne weitere Zusätze nur bei alkalischen Abwässern eingesetzt werden. Selbst dann ist jedoch rtc Zugabemenge begrenzt, um das Abwasser durch das Freiwerden der Säurebestandtcilc nicht in den sauren Bereich zu bringen. Dies hat zur Folge, daß eine vollständige Elimination des Phosphors nicht erzielbar ist. es sei denn, daß zusätzlich noch basisches Material wie Natronlauge oder Kalkmilch zugegeben wird, um den Säuerungseffekt zu kompensieren.

Ein weiterer Nachteil des Eisensulfates liegt im geringen Eisengehalt von etwa nur 5%. Es müssen deshalb relativ große Mengen eingesetzt werden, was zu hohem Transport und Lagerungsaufwand führt. Die Lagerung ist zudem noch deshalb problematisch, weil sich hierbei Schwefelsäuren bilden, die eine aufwendige Auskleidung des Lagerplatzes erfordern.

Wegen der vorgenannten Probleme mil der F.iscnsulfatfällung hat es nicht an Versuchen gefehlt, metallisches Eisen im Abwasser direkt zu lösen. Hierdurch entsteht nämlich keine pH-Wert-Verschiebung.

Schon in der DE-PS 5 23 991 wird auf diese Möglichkeit hingewiesen. Das Abwasser wird dabei unter Einwirkung eines mittels eines Gebläses erzwungenen Luftstromes über Eisen oder oxidiertes Eisen, beispielsweise durch ein aus Eisenspänen gebildetes Bett, geführt und anschließend kräftig verrührt. Der apparative Aufwand und die eingesetzte Menge Eisen war jedoch

to wegen dessen schlechter Löslichkeit erheblich, um eine hinreichende Fälluiigswirkung zu erzielen.

Diese Fällungsmethode wurde dann später modifiziert, wie dies in der DE-PS 8 40 980 und der DE-PS 8 55 520 beschrieben ist. Durch intensive Vermischung der Eisenstücke mit dem Abwasser wurde versucht, das Eisen möglichst schnell darin zu lösea Dies gelang jedoch offenbar nur bei stark sauren Abwässern, wie sie in der Nahrungsmittelindustrie vorkommen, in befriedigender Weise, während nur schwach saure Abwasser die Zugabe von Kohlensäure erforderten (DE-PS 8 40 980) und für alkalische Abwasser sogar wieder Eisensalz zur Neutralisierung zugesetzt werden mußte (DE-PS8 55 520]k

In dieselbe Richtung geht auch das in der US-PS 35 75 853 beschriebene Verfahren. Hier wird das zu reinigende Abwasser sogar erst stark angesäuert, um die Löslichkeit von Eisenspänen, die nach Möglichkeit nicht oxidiert sein sollten, zu verbessern. Anschließend wird das Wasser durch Zugabe von basischen Stoffen wieder zumindest neutralisiert.

In allen Fällen ist der apparative und betriebsmäßige Aufwand außerordentlich hoch, um eine für die vollständige Ausfällung hinreichende Auflösung des teuren Eisens zu bewirken. Die Anordnung dieser Fällungsmethode blieb deshalb auf Sonderfälle mit besonders problematischen Abwässern beschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fällungsmittel bereitzustellen, das — wie metallisches Eisen — keine Ansäuerung des Abwassers bewirkt, das sich aber — wie Eiscnsulfat — leicht und möglichst vollständig im Abwasser lösen läßt sowie zudem keine Transport- und Lagerungsprobleme aufwirft.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Verwendung von bei der Schlackenabnahme oder beim Verspritzen im Eisenverhüttungs- und/oder Stahlherstellungsprozeß sowie beim Stahlwalzen anfallenden. Eisenoxid enthaltenden Eisenabfallstücken mit einer Korngröße bis 5 mm und mit einem Eisenanteil von 60 bis 85% als Fällungsmittel, das dem Abwasser in einer

so Kläranlage vor der biologischen Stufe zugegeben wird, gelöst.

Diese Eisenabfallstücke haben sich wegen ihres überraschten guten Lösungsverhaltens als besonders geeignet zur Ausfällung oder Flockung von insbesondere Phosphaten erwiesen. Die Eisenabfallstücke enthalten nämlich bis zum Kern Eisenoxid und lösen sich deshalb praktisch vollständig im Abwasser bei anhaltender Reaktionsfreudigkeit auf, ohne daß hierzu weitere Maßnahmen wie Lufteinblascn oder dergleichen erforder-

no lieh sind. Der Eisenverbrauch ist deshalb relativ gering, wobei hinzukommt, daß es sich hier um ein Abfallprodukt handelt und zusätzliche apparative und Energiekosten nicht anfallen.

Da ferner durch die erfindungsgcmaße Verwendung

hi keine Ansiiuerung einsieht, kann jeweils soviel Eisen zugegeben werden, wie es für eine vollständige Phosphorclimination notwendig ist. Schließlich ist auch die Lagerung im Vergleich zu der des fiscnsulfats völlig

unproblematisch und nimmt auch wesentlich weniger Raum ein, wobei die Raumersparnis um so größer ist, je höher der Anteil an Eisenoxid in den Eisenstücken ist. Entsprechendes gilt dann auch für die Frachtkosten.

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verwendung von bei der Schlackenabnahme oder beim Verspritzen im Eisenverhüttungs- und/oder StahlherstellungsprozeS sowie beim Stahlwalzen anfallenden, Eisenoxid enthaltenden Eisenabfallstükken mit einer Korngröße bis 5 mm und mit einem Eisenanteil von 60 bis 85% als Fällungsmittel, das dem Abwasser in einer Kläranlage vor der biologischen Stufe zugegeben wird.