DE3305802A1

DE3305802A1 - Abwasseraufbereitungsverfahren

Info

Publication number: DE3305802A1
Application number: DE19833305802
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: PHILIPP MUELLER NACHF EUGEN BU
Current assignee: PHILIPP MUELLER NACHF EUGEN BU
Priority date: 1983-02-19
Filing date: 1983-02-19
Publication date: 1984-08-23

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von Abwasser aus Kohle- und ölkraftwerken, insbesondere solchen mit Rauchgasentschwefelungsanlagen, bei dem unter anderen die im Abwasser gelösten Metalle als Hydroxide gefällt werden. 5 Bei bekannten Verfahren dieser Art wird das Ausfällen in einer einzigen Fällungsstufe vorgenommen. Daneben ist das Ausflocken kolloidaler Feststoffe aus Abwasser bekannt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Metall- und Feststoffracht des aufbereiteten Abwassers wesentlich zu verringern. Diese Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten

Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Fällen in zwei Schritten bei verschiedenen pH-Wertbereichen mit gipsentsättigtem Abwasser durchgeführt wird. Bei einer bevorzugten Durchführungswei^se des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß zuerst im höheren pH-Wertbereich von ungefähr 9 bis 10 und danach im niedrigeren Wertbereich von ungefähr 7 bis 8 ausgefällt wird; daß das Abwasser wenigstens vor dem ersten Fäl-

zum Beisoiel
lungsschritt / mittels Kalkzugabe basisch eingestellt wird; und daß zumindest während des zweiten Fällungsschrittes auch ausgeflockt wird.

Wegen der Abhängigkeitder Restlöslichkeit der Metalle insbesondere Schwermetalle, vom pH-Wert des Abwassers ist ein 2-stufiges Fällungsverfahren zweckmäßig. Die Fällung einiger Schwermetalle wie zum Beispiel Kupfer, Blei, Kadmium erfolgt deutlich im alkalischen Bereich, während einige Metalle wie Aluminium und Chrom deutlich im neutralen Bereich ausfallen; diese Metalle haben einen amphoteren Charakter, das heißt, sie gehen bei einem höheren pH-Wert wieder in Lösung. In der ersten Fällungsstufe, die einer Gipsentsättigungsstufe nachgeschaltet sein sollte, wird eine erste Fällung von gelösten Metallen und eine erste Flockung ungelöster Stoffe in:-einem pH-Bereich von ca. 9,5 - 10 vorgenommen. Die zweite Fällungsstufe arbeitet in einem pH-Bereich von ca. 7-8, um durch weitere Flockung die restlichen Feststoffe und vor allem durch weitere Fällung die noch gelösten Metalle aus dem Ablaufwasser der ersten Fällstufe zu entfernen. Die zweite Fällungsstufe kann entweder nur den Ablauf aus der ersten Fällungsstufe oder zusätzlich weitere Abwässer aus dem Kraftwerk (zum Beispiel Aschewasser,Filterspülwässer,Niederschlagswasser vom Kohlelagerplatz) behandeln.

Als zweite Fällungsstufg wird Gin sogenannter La.me.Henflocker bevorzugt, da dieser Flocker ohne Schlammkontakt arbeiten kann, der sonst notwendig ist, wenn nicht entsprechend große Absetzbecken verwendet werden. Durch den Lamellenflocker wird' sichergestellt, daß auch bei starkem Lastwechsol und insbesondere bei kurzen oder sehr langen Betriebsunterbrechungen (zum Beispiel Totalentleerung des Flockers) sofort nach Wiederinbetriebnahme des Flockers die· von der Behörde geforderten Ablaufwerte von weniger als 0,3 ml pro 1 an absetzbaren Stoffen eingehalten werden. Bei Flockern, die zur besseren Sedimentation einen Schlammkontakt erfordern, dauert das Einfahren je nach Feststoffgehalt im Zulauf ca.1-3 Tage oder es ist ein separates Absetzbecken erforderlich oder ein Flocker mit Aufstiegsgeschwindigkeit um ca. 0,5 m/h. Beim sogenannten Lamellenflocker wird mit Aufstiegsgeschwindigkeiten von ca. 7-20 m/h und darüber gearbeitet.Die hohen Aufstiegsgeschwindigkeiten werden mittels einer Absetzfläche erreicht, die ungefähr einem Absetzbecken mit einer Aufstiegsgeschwindigkeit von 0,5-1 m/h bei gleichzeitig kürzeren Absetzwegen entspricht.

Löslichkeit und Ausfällung von Schwermetallen

Nachstehend sind einige Metalle und deren Fallungs-pH-Bereiche zur Erreichung minimaler Restkonzentration aufgeführt:

Schwermetalle
(gefällt als Hydroxid)

2 5 Kupfer	Cu	2 +
Zink	Zn	2 +
Blei	Pb	2 +
Chrom	Cr	3 +
Nickel	Ni	2 +
30 Kadmium	Cd	2 +
Eisen	Fe	2 +
Aluminium	Al	2 +

Fällungs-pH- Bereich	Löslichkeit mg/1
9-10
9-10	0,5 '
9,5 - 10	2,5
"' Q / — O	0,5
10 - 11	0,6
12 - 13	' 0,5
9,5 - 10,5	0,8
6,5 - 7,5	0,6

Die Schwermetallhydroxidfällung und die erreichbare Restkonzentration ist abhängig von der Neutralsalzkonzentration sowie dem bei der Fällung angewendeten pH-Wert und zum anderen von organischen und anorganischen Komplexbildnern. Die Restkonzentration an Schwermetallen kann durch Anwesenheit von Ammoniak durch Komplexbildung sich wesentlich erhöhen. Im Wasser enthaltene Bikarbonate, Karbonate und Silikate erniedrigen die oben genannten Löslichkeitswerte und verbessern dadurch die Schwermetallfällung.

Fällungsreaktor mit Flocken-Eindicker Dieser wird als erste Fällungsstufe verwendet. Von einer Mengenm.eßeinrichtung kommen Impulse für die mengenabhängig gesteuerte Dosierung des Fällungschemikals und eines Flockungsmittels sowie gegebenenfalls Flockungshilfsmittels.

Kalkmilch wird in ein vorgeschaltetes Mischbecken und PoIyelektrolyt in den Reaktor selbst gegeben. Eine besondere Zuführung des Abwassers in den Fällungsreaktor, welcher mit einem Rührwerk ausgestattet ist, bewirkt eine intensive Vermischung des Abwassers mit den Chemikalien und dem Schlamm, die die Reaktion beschleunigen (Schlammkontakt-Verfahren).

Der pH-Wert wird im vorgeschalteten Mischbecken durch die Karkzugabe auf ca. 9-10 eingestellt, so daß in der ersten Fällungsstufe der größte Teil an gelösten und ungelösten Feststoffen, die sich zusammensetzen aus Gips, Silikaten, Karbonaten, Fluoriden, Phosphaten und Metallen, abgetrennt wird. Die Eindickung der ausgeflockten Feststoffe erfolgt im unteren Reaktorteil.

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Lamellenflocker

Dieser wird wie gesagt als zweite Fällungstufe verwendet, obwohl

in ihm hauptsächlich ausgeflockt werden soll, während mitgefällt wird. Durch eine große Absetzfläche auf kleinem Raum, nämlich durch geneigte Röhren mit wabenförmiger Gestalt wird die Sedimentation einer Partikelsuspension im Abwasser verbessert. Im Lamellenflocker wird eine Dekantierung nach dem Gegenstromprinzip bewirkt, bei dem das gereinigte Wasser und die Schlämme in einander eintgegengesetzten Richtungen strömen.

Es ist bekannt, daß die Tiefe eines statischen Absetzbeckens nur einen geringen Einfluß auf die Absetzgeschwindi.gkeit der Partikelsuspension hat. Entscheidend für die Leistung eines Absetzbeckens ist die zur Verfügung stehende Absetzfläche. Der Lamellenflocker ermöglicht Absetzgeschwindigkeiten von ungefähr 7-20 m/h und hoher bei Wässern, die bei statischer Klärung nur Absetzgeschwindigkeiten bis zu:Q,5 m/h zulassen.

Das von der ersten Fällungsstufe ablaufende, weiter aufzube-"-·" reitende Abwasser wird mittels Pumpen dem Lamellenf locker zugeführt. In der Abwasserzuführungsleitung zur Flockungskammer ist eine induktive Durchflußmessung eingebaut, d*ie ein Steuersignal liefert, mit der Dosiereinrichtungen für Eisen-III-Chlorid als Flockungsmittel und für ein Flockungshilfsmittel sowie für Kalkmilch zur pH-Wert-Korrektur angesteuert werden.Bei der zweiten Fällung und Flockung wird in einem pH-Bereich von ca. 7-8 gearbeitet.

Die intensivste Vermischung der Chemikalien mit dem Abwasser erfolgt in der Flockungskammer durch ein Elcktro-Rührwerk. Durch den Energieeintrag in die Flockungskammer wird eine Entstabilisierung der kolloiden Stoffe im Wasser erreicht. Einen Einfluß auf die Koagulation und das Flgckenwachstum der suspendierton Feststoff-

teilchen hat sowohl der erforderliche Energieeintrag als auch der Flockungs-pH-Wert.

Das Schlamm-Wasser-Gemisch strömt von der Flockungskammer über seitlich angebrachte Ablaufkanäle einem Dekantierbecken zu. Das in das Absetzbecken eintretende Schlamm-Wasser-Gemisch wird gleichmäßig verteilt und in Richtung Schlammtrichter umgelenkt. Das aus konzentrierten Flocken gebildete Schlammbett befindet sin unterhalb der Röhren.

In einer Absetzzone sind in regelmäßigem Abstand geneigte gleiche Röhren mit 6-eckigem Querschnitt als Lamelleneinheiten angeordnet. In diesem Röhrensystem fließt nun das Wasser von unten nach oben ab. Bei der Dekantierung tritt eine Phasentrennung fest/flüssig in den Röhren auf, wobei der Schlamm einen zum Boden des Beckens gerichteten Weg nimmt, während das geklärte Wasser im oberen Bereich aus den Röhren austritt. Das oberhalb der Röhrenanordnung austretende Wasser wird von gleichmäßig über die gesamte Oberfläche verteilten Einlaufrinnen aufgenommen, die in eine seitliche Klarwasserrinne mündet.

Vorausseztung für eine einwandfreie Absetzung ist, daß zwischen den Röhren eine laminare Strömung herrscht. Diese Bedingung wird durch eine gleichmäßige Wasserverteilung und Durchlaufen einer Beruhigungsstrecke vor Eintritt in die Röhrenanordnung erfüllt.

Claims

Reg.-Nr. 200 048

Philipp Müller, Nachf. Eugen BÜCHER GmbH & Co. in Stuttgart

Abwasseraufbereitungsverfahren
18. 02.1983/d

Patentansprüche

Μ)iVerfahren zum Aufbereiten von Abwasser aus Kohle- und Ö!Kraftwerken, insbesondere solchen mit Rauchgasentschwefelungsanlagen, bei dem unter anderem die im Abwasser gelösten Metalle als Hydroxide gefällt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fällung in zwei Schritten bei verschiedenen pH-Wertbereichen mit gipsentsättigtem Abwasser durchgeführt wird.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst im höheren pH-Wertbereich von ungefähr 9 bis 10 und danach im niedrigeren Wertbereich von ungefähr 7 bis 8 ausgefällt wird,
Ό 3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser wenigstens vor dem ersten Fällungsschritt basisch eingestellt wird.
4) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest während des zweiten Fällungsschrittes auch ausgeflockt wird.