DE3740831A1 - Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von abwaessern mit quecksilberfeinbestandteilen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Abwässern mit Quecksilber­ feinbestandteilen, wie sie typischerweise in der zahnärzt­ lichen Praxis, behaftet mit den Bohrrückständen, anfallen können. Während die üblicherweise eingesetzten Filter, Abscheider und dergleichen problemlos die gröberen Queck­ silberbestandteile aus derartigen Abwässern ausscheiden können, verbleiben bislang Quecksilberfeinbestandteile, die üblicherweise als Schwebepartikel im Abwasser vorhanden sind, in diesem. Es kann sich dabei immerhin ohne weiteres noch um bis 3% Amalgamrückstände nach der "Deutschen Meßkurve" handeln, was im Grunde genommen eine nicht hin­ nehmbare Umweltbelastung (ca. 2 Tonnen jährlich bundesweit) darstellt. Der vorliegenden Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung aufzuzeigen, mit dem einfach, kostengünstig und ohne daß aus der Aufbereitung selbst weitere Umweltprobleme entstehen, derartige Abwässer gereinigt und das Quecksilber in eine für die Rückgewinnung geeignete Form überführt werden kann.

Das Wesen der Erfindung ergibt sich einerseits aus dem Haupt­ verfahrensanspruch sowie andererseits aus dem Hauptvorrich­ tungsanspruch.

Es hat sich völlig überraschend gezeigt, daß bei mit Queck­ silberfeinbestandteilen verunreinigten Abwässern es allein schon die Schaumbildung ermöglicht, das Abwasser praktisch zu 100% vom Quecksilber zu befreien, da sich im Verlauf der Schäumung die in Form von Schwebstoffen vorliegenden Queck­ silberfeinbestandteile an den Blasen des Schaumes anlagern und mit diesem in Form eines Konzentrates gesammelt werden können. Das insoweit dann vollständig gereinigte Abwasser kann problemlos, wenn eine entsprechend zuverlässige Ab­ trennung von dem Schaum durchgeführt wird, der Umwelt zuge­ führt werden. Durch die Behandlung der aus dem Schaum resul­ tierenden bezüglich der Quecksilberfeinbestandteile hoch­ konzentrierten Restflüssigkeit mit Natriumthiosulfat läßt sich das Quecksilber problemlos ausfällen und in Quecksilber­ sulfat überführen, aus dem seinerseits das Quecksilber problemlos wiedergewonnen werden kann. Wesentlich ist, daß durch die Behandlung eben nur dieses Konzen­ trates mit Natriumthiosulfat hiervon nur eine sehr geringe Menge benötigt wird, im Gegensatz etwa zu einer direkten Behandlung derartiger Abwässer mit einer derartigen Chemi­ kalie. Da auch das Natriumthiosulfat seinerseits ein sehr aggressiver Problemstoff ist und nicht immer ausgeschlossen werden kann, daß in der Restflüssigkeit nach der Behandlung durchaus noch aktive Bestandteile an Natriumthiosulfat vor­ handen sind, wird zweckmäßig in einem nachfolgenden Behand­ lungsschritt eine Inaktivierung dadurch durchgeführt, daß durch Zugabe von Calciumchlorid das Sulfat im Natriumthio­ sulfat in Form von Calciumsulfat, also Gips, gebunden und damit unschädlich gemacht wird.

Gemäß einer besonders bevorzugten Durchführungsform des Verfahrens, die insoweit kostengünstig und umweltfreundlich ist, geschieht das Verwirbeln des aufzubereitenden Abwassers mit Druckluft. Es ist ferner zweckmäßig, das Konzentrat während der Behandlung mit Natriumthiosulfat zwangszubewe­ gen, um die Reaktion und Ausfällung zu begünstigen.

Erfindungswesentliche Besonderheiten bezüglich der Vorrich­ tung ergeben sich aus den entsprechenden Ansprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Die Zeichnung zeigt den schematischen Aufbau einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit Illustration der einzel­ nen Verfahrensschritte.

Die Vorrichtung beinhaltet in dem in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispiel vier aufeinanderfolgende Kammern 1, 2, 3 und 4, die in der noch zu beschreibenden Weise ver­ fahrenstechnisch miteinander verknüpft sind und in denen die verschiedenen Phasen der Aufbereitung des Abwassers und der Quecksilberfeinbestandteile erfolgen. In die Kammer 1 wird über die Zuleitung 5 das aufzubereitende Abwasser eingegeben, wie im übrigen auch mit den Pfeilen illustriert ist. Das von gröberen Bestandteilen bereits befreite Abwasser beinhaltet insbesondere Quecksilberfeinbestandteile, die sich im Ab­ wasser in Schwebstofform befinden, wie es bei den Abwässern von durch Filter und Abscheider grob gereinigten Abwässern von zahnärztlichen Praxen der Fall ist.

Der Kammer 1 ist nun des weiteren eine Zuleitung 6 für Druck­ luft zugeordnet. Mit dieser zugeführten Druckluft erfolgt in dem Abwasser in der Kammer 1 eine Verwirbelung mit Schaum­ bildung, wobei sich die schwebstoffartigen Quecksilberfein­ bestandteile an den Blasen des Schaumes anlagern und zwar im Laufe einer entsprechenden Behandlungsdauer vollständig, so daß, wenn man den Schaum und das Abwasser im übrigen trennt, man das Abwasser praktisch zu 100% von den Quecksilberfein­ bestandteilen befreien kann.

Für die weitere Behandlung des sich über dem Schaum bildenden Konzentrates ist die Kammer 2 vorgesehen, wobei für die zuver­ lässige Trennung von Schaum und gereinigtem Abwasser die Kammern 1 und 2 einerseits in ihrem oberen Bereich offen mit­ einander in Verbindung stehen, so daß der gebildete Schaum 7 gemäß Pfeil in die Kammer 2 eintreten kann, während im übrigen zwischen den Kammern 1 und 2 ein sogenannter Schikanenüberlauf 8 angeordnet ist, mit dessen Hilfe sehr zuverlässig der Schaum vom gereinigten Abwasser getrennt und das gereinigte Abwasser abgeleitet werden kann. Der Schikanenüberlauf 8 beinhaltet eine erste, bis in die Nähe des Bodens der Kammer 1 reichende Trennplatte 8 a, der, abständig zu ihr, eine dichtend auf dem Boden der Kammer 1 befestigte Überlaufplatte 8 b folgt, der, wiederum im Abstand dazu, eine weitere, mit der Überlaufplatte 8 b einen Ablaufkanal bildende Trennplatte 8 c folgt, wobei der von den Platten 8 a, 8 b und 8 c gebildete Doppelkanal ober­ seitig durch eine Trennplatte 8 d geschlossen ist. Auf diese Weise kann das von den Quecksilberfeinbestandteilen befreite Abwasser unter strikter Trennung von dem Schaum zwischen den Platten 8 a und 8 b hochsteigen, die Überlaufplatte 8 b über­ strömen, zwischen den Platten 8 b und 8 c wieder nach unten strömen und durch den Ablauf 8 e am Fuße des von den Platten 8 b und 8 c gebildeten Schachtes abgeleitet werden. Der mit den Quecksilberfeinbestandteilen behaftete Schaum gelangt dem­ gegenüber im Verlaufe der Betriebsdauer mit zunehmender Zu­ fuhr von zu reinigendem Abwasser in die Kammer 1 nach und nach über die obere Trennplatte 8 d des Schikanenüberlaufes 8 in die Kammer 2 und wird hier unter allmählicher Rest­ flüssigkeitsbildung aus eben dem Schaum 7 bezogen auf die Quecksilberfeinbestandteile als Konzentrat gesammelt.

Um im Verlaufe des Betriebes der Druckluft die Verwirbelung des zu reinigenden Abwassers die Möglichkeit eines Ent­ weichens aus dem kommunizierenden System der Kammern 1 und 2 zu ermöglichen, weist die Kammer 2 einen Luftauslaß 9 auf, dem eine Flüssigkeitssperre 10 in Form eines Winkel­ profiles zugeordnet ist, das mit seinem nach unten zum Kammerboden weisenden Schenkel nur ein klein wenig bis unter den sich in der Kammer 2 einstellenden Restflüssig­ keitsspiegel ragt, insbesondere aber deutlich weniger tief reicht, als die Trennplatte 8 a des Schikanenüberlaufes 8, so daß die Druckluft infolge des hier gegebenen deutlich geringeren Abströmwiderstandes das System der Kammern 1 und 2 durch den Luftauslaß 9 und nicht etwa über den Schikanen­ überlauf 8 verläßt. Schaum und Restflüssigkeit, beides mit den Quecksilberfeinbestandteilen in konzentrierter Form be­ haftet, werden von dem Winkelprofil 10 jedoch zuverlässig zurückgehalten.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind für die Behandlung des Quecksilberfeinbestandteil-Konzentrates zwei Kammern 2, 3 vorgesehen, insbesondere, um in einfacher Weise eine die Be­ handlung fördernde Zwangsbewegung des flüssigen Konzentrates zu ermöglichen. So kann beispielsweise das kommunizierende System der Kammern 1 und 2 räumlich höher als das System der Kammern 3 und 4 angeordnet sein, so daß über eine Zuleitung 11 das flüssige Konzentrat von der Kammer 2 in die Kammer 3 laufen kann und von dieser über eine Kreisleitung 12, in die eine Pumpe 13 eingeschaltet ist, von der Kammer 3 wieder in die Kammer 2 zurückgeführt werden kann. Diesem in den Kammern 2 und 3 in einer Kreislaufbewegung gehaltenen flüssigen Kon­ zentrat wird verfahrensmäßig nun Natriumthiosulfat zugegeben, das in der Lage ist, das Quecksilber in Quecksilbersulfat zu überführen, das dann aus dieser Restflüssigkeit ausfällt und sich am Boden der Kammern 2 und 3 sammelt, wo es gelegentlich über Ableitungen 14 entnommen und als im wesentlichen problemlos verarbeitbares Material der Entsorgung zugeführt werden kann.

Es wäre auch möglich, die Überführung des Quecksilbers in Quecksilbersulfat nur in einer Kammer durchzuführen. Die Be­ handlungschemikalie Natriumthiosulfat ist jedoch ausgesprochen agressiv, so daß dann der Einsatz von Rührwerken oder der­ gleichen aus einem hoch widerstandsfähigen Material, das ent­ sprechend teuer ist, für die Zwangsbewegung erforderlich wäre. Durch den Einsatz von zwei Kammern und der Kreisleitung ist eine billigere Lösung gegeben, da sich als Pumpe für diesen Kreislauf in diesem Fall der Einsatz einer sogenannten Quetsch­ pumpe anbietet, die auf den Leitungsschlauch einwirkt und nicht selbst mit der agressiven Flüssigkeit in Berührung kommt.

Die Behandlung mit Natriumthiosulfat erfolgt zweckmäßigerweise je nach Bedarf periodisch. Da nicht ausgeschlossen werden kann, daß nach der Behandlung in der Restflüssigkeit der Kammern 2 und 3 durchaus noch aktive Bestandteile an Natriumthiosulfat vorhanden sind, wird zur Überführung dieser Bestandteile in eine inaktive Form eine weitere Nachbehandlung in der Kammer 4 durchgeführt. Die Kammern 3 und 4 sind zweckmäßig wiederum als kommunizierendes System ausgebildet und sie sind durch einen einfachen Überlauf 15 voneinander getrennt. Im Laufe der Aufbe­ reitung strömt somit nach und nach die anwachsende Rest­ flüssigkeitsmenge aus der Kammer 3 in die Kammer 4, in der durch einen Ablauf 16, der niveaumäßig niedriger angeordnet ist als die Oberkante des Überlaufes 15, der Flüssigkeitsspiegel niedriger gehalten wird als in der Kammer 3. In der Kammer 4 wird verfahrensmäßig der Restflüssigkeit Calciumchlorid zu­ gegeben. Hierdurch wird das Sulfat des Natriumthiosulfates abgespalten. Es verbindet sich mit dem Calcium zu Calcium­ sulfat, also zu Gips, der sich auf dem Boden der Kammer 4 sammelt und hier gelegentlich als völlig umweltverträg­ licher Stoff problemlos entnommen und im Bedarfsfall auch weiterverwendet werden kann. Die verbleibende Restflüssig­ keit mit einer geringen unschädlichen Chloridbelastung kann ohne jedwede Umweltgefährdung abgeführt werden.

Hervorzuheben ist, daß verfahrensmäßig durch die Behandlung eines Quecksilberfeinbestandteil-Konzentrates mit Natrium­ thiosulfat von dieser Behandlungschemikalie man nur relativ wenig benötigt und von daher auch nur entsprechend geringe Mengen wieder inaktiviert werden müssen.

Claims (8)

1. Verfahren zur Aufbereitung von Abwässern mit Quecksilber­ feinbestandteilen, dadurch gekennzeichnet, daß im Abwasser durch Verwirbelung Schaum gebildet wird, an dessen Blasen sich die Quecksilberfeinbestandteile anlagern, das gereinigte Abwasser unter Trennung von dem Schaum abge­ führt und der Schaum und die aus ihm resultierende Rest­ flüssigkeit als Feinbestandteil-Konzentrat gesammelt und in dem Konzentrat durch eine Behandlung mit Natriumthio­ sulfat das Quecksilber in ausfällendes Quecksilbersulfat überführt und dieses abgeführt wird und gegebenenfalls verbleibendes Natriumthiosulfat in der Rest­ flüssigkeit durch Behandlung mit Calciumchlorid in Gips überführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu reinigende Abwasser mittels Druckluft unter Schaum­ bildung verwirbelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Feinbestandteile-Konzentrat während der Behandlung mit dem Natriumthiosulfat zwangsbewegt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den vor­ hergehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch eine erste Kammer (1) mit einer Zuleitung (5) für das aufzuberei­ tende Abwasser und einer Verwirbelungseinrichtung (6) für die Schaumbildung, mindestens einer weiteren Kammer (2, 3) für die Sammlung des mit den Quecksilberfein­ bestandteilen behafteten Schaumes, die mit der ersten Kammer (1) im oberen Bereich für den Schaumübertritt in offener Verbindung steht, im übrigen von ihr durch einen Schikanenüberlauf (8) mit unterer Ableitung (8 e) für das gereinigte Abwasser getrennt ist und die ferner eine Ab­ leitung (14) für das ausgefällte Quecksilbersulfat auf­ weist und der eine weitere Kammer (4) für die Behandlung der verbliebenen Restflüssigkeit mit Calciumchlorid nach­ geordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Behandlung des flüssigen Quecksilber-Konzentrates zwei Kammern (2, 3) vorgesehen sind, die kommunizierend miteinander durch eine Kreislaufleitung (12) verbunden sind, der eine Quetschpumpe (13) zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem kommunizierenden System der Kammern (1, 2) ein Luftauslaß (9) zugeordnet ist, der eine Sperre (10) für den Austritt von Flüssigkeit und Schaum aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre ein Winkelprofil (10) ist, dessen nach unten weisender Schenkel deutlich weniger unter den Spiegel der Restflüssigkeit in der Kammer (2) ragt, als die vergleich­ bare Trennplatte (8 a) des Schikanenüberlaufes (8) zwischen den Kammern (1, 2).

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (3) für die Behandlung mit Natriumthiosulfat und die Kammer (4) für die Nachbehandlung der Rest­ flüssigkeit mit Calciumchlorid durch einen Überlauf (15) voneinander getrennt sind und der Ablauf (16) der Kammer (4) für die abzuleitende Restflüssigkeit auf einem Niveau unterhalb der Oberkante des Überlaufes (15) angeordnet ist.