DE3344722C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reinigung von Abwässern, die Emulsionen sind oder Emulsionen enthalten.

In zahlreichen Industrie- und Handwerksbetrieben fallen solche Abfallemul­ sionen mit hohem Wassergehalt an, bzw. Abwässer, die solche Emulsionen ent­ halten. Die Wasserphase dieser Emulsionen/Abwässer darf nur dann in eine Kläranlage, gegebenenfalls in einen Vorfluter abgeleitet werden, wenn sie zuvor weitgehendst vom Mineralöl, Mineralfett, Mineralwachs befreit wurde, d. h., der Gehalt des Wassers an diesen Stoffen nicht über dem zulässigen Höchstwert liegt. Ein häufig angewandtes, relativ kostengünstiges Reinigungs­ verfahren arbeitet mit Metallsalzen, vorwiegend Eisen- und Aluminiumsalzen.

Der zu spaltenden Emulsion werden die Salze meist als wäßrige Lösung zu­ dosiert; falls notwendig, wird gleichzeitig oder anschließend der pH-Wert so einreguliert, daß die entsprechenden Hydroxyde ausfallen. Die Hydroxyde mit den sorbierten - zuvor emulgierten - Stoffen werden dann vom Wasser ab­ getrennt.

Neben den Emulsionen, die sich auf diese Art problemlos spalten lassen, gibt es jedoch Emulsionen, die sich auf diese Weise nicht oder nur unter Einsatz von sehr großen Mengen Metallsalzen spalten lassen.

Steigende Metallsalzzugabe bedeutet höhere Kosten für die Chemikalien und durch Zunahme des anfallenden Schlammvolumens höhere Kosten für die Schlamm­ behandlung.

Steigende Metallsalzzugaben bedeuten aber auch steigende Salzgehalte des abgetrennten Wassers, was ökologisch unerwünscht ist. Emulsionen, die sich nur schwer oder nicht mit Metallsalzen spalten lassen, enthalten meist nicht ionogene Emulgatoren und/oder Komplexbildner. So ist es beispielsweise bekannt geworden, daß in einem metallverarbeitenden Betrieb verbrauchte Mineralöl-Emulsionen mit einem nicht ionogenen Emulgator und einem Mineral­ ölgehalt von ca. 2% anfallen. Weder durch Zugabe von Eisen- noch Aluminium­ salzen konnte die Emulsion gespalten werden, selbst die Zugabe von mehr als 15 kg Metallsalz pro m³ brachte kein positives Ergebnis. Eine pH-Wert- Änderung und eine Temperaturerhöhung blieben praktisch ohne jeden Einfluß.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges, umweltfreundliches Verfahren zur Reinigung der beschriebenen, vorzugs­ weise schwer spaltbaren Emulsionen/Abwässer zu finden.

Nach der Erfindung läßt sich diese Aufgabe in überraschend einfacher Weise durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale lösen. Durch mehr oder weniger intensive Vermischung solcher Emulsionen/Abwässer mit wasserunlöslichen Fettsäuren, Fettsäuregemischen tritt eine Spaltung/Destabilisierung dieser Emulsionen ein. Die feindispersen Teilchen vereinigen sich zu relativ grobdispersen Teilchen, welche dann beim Stillstellen des Gemisches aufschwimmen und sich somit vom Wasser abtrennen. Das Aufschwimmen kann durch Glasblasen-Flotation unterstützt bzw. beschleunigt werden.

Zwar ist es bekannt (Römpps Chemie-Lexikon, 8. Aufl. (1981), S. 888, 1127-1130 und S. 1715 (1983)), daß als Demulgatoren Salze von Fett­ säuren und Sulfonsäuren sowie die Säuren selbst wirken, jedoch sind diese Demulgatoren hoch hydrophil, d. h. wasserlösliche Substanzen. Demgegenüber werden nach der Erfindung zum Spalten von Mineralöl-, Mineralfett- oder Mineralwachs-Emulsionen in Wasser unlösliche Fettsäuren oder ein im Wasser unlösliches Fettsäure-Gemisch eingesetzt, dessen erforderlicher HLB-Wert von dem HLB-Wert der in dem Abwasser oder der Emulsion bereits vorhandenen Emulgatoren abweicht.

Der HLB-Wert ist ein Zahlenwert, der die Eignung eines Emulgators für die Herstellung stabiler Öl/Wasser- bzw. Wasser/Öl-Emulsionen kenn­ zeichnet ("Das HLB-System", Th. Goldschmidt AG, Chemische Fabriken Essen, Firmenschrift). Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich stabile, schwerspaltbare Emulsionen nicht nur unter Anwendung des HLB- Systems herstellen lassen, sondern daß sich diese schwerspaltbaren Emul­ sionen durch eine Anwendung des HLB-Systems auch wieder spalten lassen. Eine Spaltung ist nach der Erfindung im wesentlichen dann möglich, wenn man das Verhältnis Emulgator/disperse Phase ins Ungleichgewicht setzt. Dieses wird im einzelnen dadurch erreicht, daß der zur Stabilität erfor­ derliche HLB-Wert der emulgierten Stoffe und/oder der HLB-Wert des Emulga­ tors/Emulgatorgemisches einer Veränderung unterworfen werden.

Geht man beispielsweise von der Überlegung aus, daß Ölsäure einen erfor­ derlichen HLB-Wert 17 hat, Paraffinöl dagegen einen erforderlichen HLB- Wert 11 besitzt, und für eine Paraffinöl/Ölsäure-Mischung - je nach Mischungsverhältnis - der erforderliche HLB-Wert zwischen 11 und 17 liegt, so ergibt sich, daß eine stabile Paraffinöl-Emulsion durch Zugabe z. B. von Ölsäure instabil wird.

Von Vorteil ist, wenn die Spaltung der schwerspaltbaren Emulsionen durch eine entsprechende Temperaturerhöhung unterstützt wird. Unterstützt werden kann das neuartige Spalten von Emulsionen auch dadurch, daß ein günstiger pH-Wert eingestellt wird.

Die Weiterbehandlung der gespaltenen Emulsion ist im Anspruch 2 gekenn­ zeichnet. Falls nach dem Behandeln der Emulsionen bzw. Abwässer ent­ sprechend den Ansprüchen 1 und 2 das anfallende Wasser noch nicht ganz den behördlichen Vorschriften entspricht, kann eine Endreinigung nach den herkömmlichen bekannten Verfahren z. B. Zugabe von Metallsalz und Ausfällen des entsprechenden Hydroxydes vorgenommen werden. Hierbei muß jedoch nur noch ein Bruchteil der ansonsten zur Reinigung des Ab­ wassers notwendigen Chemikalienmenge zugegeben werden.

Im Gegensatz zu dem Verfahren "Zugabe von organischen wasserlöslichen Demulgatoren", wird bei Fettsäurezugabe (wasserunlöslichen Fettsäuren) die organische Fracht des Wassers nicht erhöht. Durch die Spaltung/Destabili­ sierung mit Fettsäuren wird eine eventuell notwendige weitere Reinigung der Wasserphase mit den gebräuchlichen Metallsalzen oder eine anschließen­ de biologische Reinigung in keiner Weise ungünstig beeinflußt. Eine solche ungünstige Beeinflussung kann jedoch bei Anwendung wasserlöslicher Demulga­ toren eintreten.

Im allgemeinen kann die zugegebene Fettsäure zur Wiederverwendung zurück­ gewonnen werden. Wird z. B. eine Mineralöl-Emulsion durch Zugabe von Öl­ säure instabil gemacht, trennt sich vom Wasser ein Gemisch Mineralöl­ produkte/Ölsäure ab. Durch Zugabe von Ca²⁺ kann die Ölsäure als Calcium­ salz gebunden werden und durch entsprechende Verfahrensschritte läßt sich dieses von dem Mineralöl abtrennen. Versetzt man dann das abgetrennte Cal­ ciumsalz mit Säure, wird die Ölsäure wieder frei und kann wiederverwendet werden.

Beispiel

In einem metallverarbeitenden Betrieb fällt Abfall-Mineralöl-Emulsion mit einem nichtionogenen Emulgator und einem Mineralölgehalt von ca. 2% an. Weder durch Zugabe von Eisen- noch Aluminiumsalzen konnte die Emulsion gespalten werden, selbst die Zugabe von mehr als 15 kg Metallsalz pro m³ brachte kein positives Ergebnis. Eine pH-Wert-Änderung und Temperatur­ änderung blieb ohne jeden Einfluß.

Durch Untermischen von 2% Ölsäure kam es nach anschließender Standzeit zum Aufschwimmen eines Mineralöl/Ölsäuregemisches. Die unterstehende Wasser­ phase enthielt noch 120 mg Mineralöl/l.

Das abgetrennte Mineralöl/Ölsäuregemisch wurde mit Calciumhydroxid behandelt, das gebildete Calciumoleat vom Mineralöl abgetrennt und durch Zugabe von Salzsäure die Ölsäure wieder freigesetzt. Die zurückgewonnene Ölsäure konnte erneut zur Emulsionsspaltung eingesetzt werden. Die abgetrennte Wasserphase ließ sich zur Zugabe von 200 g/m³ FeCl₃ zu einem klaren Wasser mit einem Ölgehalt <5 mg/l reinigen.

Claims (2)

1. Verfahren zum Reinigen von Abwässern, die Emulsionen sind oder Emulsionen enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abwasser mit einer zu spaltenden Mineralöl- oder Mineralfett- oder Mineralwachs-Emulsion Ölsäure oder eine andere in Wasser unlös­ liche Fettsäure oder ein in Wasser unlösliches Fettsäuregemisch zugegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der gespaltenen Mineralöl- oder Mineralfett- oder Mineralwachs- Emulsion sich abtrennende Fettsäuregemisch mit Kalk behandelt wird, die gebildeten Fettsäuren-Calciumsalze abgetrennt werden, und daraus durch Behandeln mit entsprechenden Säuren die Fettsäuren wieder freigesetzt und einer weiteren Einsatzmöglichkeit zugeführt werden.