DE4101230A1

DE4101230A1 - Safe disposal of industrial waste water and sediment - by crystallising solid matter out of water, and adding germ former prior to freezing and thawing stages

Info

Publication number: DE4101230A1
Application number: DE19914101230
Authority: DE
Inventors: Heinrich Banse; Gerd Hoermansdoerfer
Original assignee: Heinrich Banse
Current assignee: BANSE, HEINRICH, 29413 HASELHORST, DE
Priority date: 1990-01-17
Filing date: 1991-01-17
Publication date: 1991-08-08

Abstract

In a process for safe disposal of industrial waste process water and sediments, a germ former is added to the waste which is then frozen and subsequently thawed again. During the freezing process crystallisation of the solid matter occurs and the waste separates into two or three prods. which comprise water, coarse solids and fine particles, the particle being insol. in water. Small quantities of a germ former are finely distributed in weak sludge or waste water and the waste is frozen and then thawed again to a temp. barely above f.pt.. The crystallised out solid matter can then be sieved or filtered from the water which is returned to the waste water system. The sepd. solid matter contains a little moisture but this is easily sepd.. USE/ADVANTAGE - The process is suitable for safe sepn. and disposal of industrial liq. waste contg. impurities and uses a crystallising instead of coagulation effect to extract the solid matter.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur umweltfreundlichen und energiesparenden Entsorgung von industriellen Dünnschlämmen und Abwässern.The invention relates to a method for environmentally friendly and energy saving disposal of industrial thin sludge and Sewage.

Derartige Dünnschlämme und Abwässer fallen zum Beispiel in galva nischen, chemischen, bzw. ähnlichen Betrieben an und sind mit den unterschiedlichen Stoffen belastet. Diese Stoffe können bei spielsweise organische, metallorganische oder anorganische Ver bindungen sein, wobei unter Umständen verschiedene Metallatome in der unterschiedlichsten Form chemisch gebunden sein können. Häu fig werden derart belastete Abwässer aus den unterschiedlichsten Betriebszweigen gesammelt, so daß ihre Zusammensetzung breiten Schwankungen unterliegt. Liegt der Gehalt der Verunreinigung bei nur wenigen Prozent, kann noch von Abwasser gesprochen werden. Mit einem zunehmenden Verunreinigungsanteil ist die Bezeichnung Dünnschlamm zutreffender. Abwässer und Dünnschlämme dieser Art enthalten die verschiedenen Verunreinigungen zum Teil als Gemenge mit Wasser, zum Teil jedoch auch in gelöster Form. Es versteht sich von selbst, daß solche Abwässer und Dünnschlämme keineswegs in die Kanalisation oder auf umweltschädigende Weise in Bäche oder Flüsse abgelassen werden können. Im Gegenteil bestehen ent sprechende gesetzliche Auflagen zur Durchführung einer sachge rechten Entsorgung.Such thin sludge and waste water fall, for example, in galva African, chemical or similar companies and are with the different substances. These substances can for example organic, organometallic or inorganic Ver be bonds, with different metal atoms in can be chemically bound in a wide variety of forms. Huh This is how contaminated wastewater from a wide variety of different types becomes Branches of industry collected so that their composition broad Fluctuations. Is the content of the impurity included only a few percent, can still be spoken of wastewater. With an increasing proportion of impurities, the name is Thin sludge more applicable. Waste water and thin sludge of this type partly contain the various impurities as a mixture with water, but sometimes also in dissolved form. It understands it goes without saying that such waste water and thin sludges are by no means in the sewage system or in environmentally harmful ways in streams or rivers can be drained. On the contrary, ent speaking legal requirements to carry out a professional right disposal.

Hier besteht nun einerseits das Interesse der betroffenen Betrie be, eine derartige Entsorgung zu möglichst niedrigen Kosten durchzuführen. Andererseits ist ein eventuell wiederverwertbarer Gehalt an Stoffen, zum Beispiel an metallischen Verbindungen, in den meisten dieser Abwässer und Dünnschlämme derart niedrig und sowohl in seiner Zusammensetzung als auch seinem Gehalt schwan kend, daß sich eine Rückgewinnung in der Regel nicht lohnt. Daher verbleibt in diesen Fällen lediglich die Ablagerung auf einer De ponie.Here, on the one hand, there is interest of the companies concerned be, such disposal at the lowest possible cost perform. On the other hand, one is possibly recyclable Content of substances, for example metallic compounds, in most of this waste water and thin sludge so low and both in its composition and in its content swan that recovery is generally not worthwhile. Therefore In these cases, only the deposit remains on a de ponie.

Die entsprechende Deponierung unterliegt allerdings bestimmten Regeln und Vorschriften. So ist ein direktes Ablagern flüssiger Stoffe unzulässig. Die Gründe hierfür sind zum ersten, daß der Austritt verunreinigter Flüssigkeiten über den Bereich der Depo nie hinaus und eine damit verbundene Gefährdung des Grundwassers sicher ausgeschlossen werden müssen. Zum zweiten müssen die abzu lagernden Feststoffe lagenweise unter Ausnutzung einer bestimmten Höhe aufbringbar sein, um Deponiefläche zu sparen, und müssen da her in ihrer Konsistenz eine bestimmte und vorgeschriebene Min dest-Scherfestigkeit erfüllen, um mit Fahrzeugen befahrbar zu sein.However, the corresponding deposit is subject to certain Rules and regulations. So a direct deposit is more fluid Substances not allowed. The reasons for this are, first of all, that the Discharge of contaminated liquids over the depo area never out and an associated risk to the groundwater must definitely be excluded. Second, they have to be removed stored solids in layers using a certain Height can be applied to save landfill space and must be there a certain and prescribed min least shear strength to be passable with vehicles be.

Aus den genannten Gründen besteht der Zwang zur Aufbereitung der artiger Dünnschlämme und Abwässer in der Form, daß der verunrei nigende Anteil an gelösten oder gemischten Stoffen vom Wasseran teil abgetrennt, und durch zusätzliche Maßnahmen auf das erfor derliche Maß verfestigt wird. Da das Verfestigen in der Mehrzahl der Fälle nur durch Zumischen z. B. von Kalk, Gips oder derglei chen Konditionierungsmittel zu erreichen ist, besteht hier der Nachteil, daß dadurch die abzulagernde Menge zusätzlich vermehrt wird.For the reasons mentioned, there is a compulsion to process the like thin sludge and waste water in the form that the unclean decreasing proportion of dissolved or mixed substances from the water partially separated, and by additional measures on the requ the measure is solidified. Since the solidification in the majority the cases only by admixing z. B. of lime, plaster or the like Chen conditioning agent can be reached, here is the Disadvantage that this increases the amount to be deposited becomes.

Andererseits ist ein Verfahren bekannt, welches eine verhältnis mäßig einfache Abtrennung des Wassers von den Feststoffen dadurch erlaubt, daß dem Abwasser Koagulationsmittel zugemischt werden und es danach zuerst gefroren und dann wieder aufgetaut wird. Da bei wird ein wesentlicher Anteil des Wassers abgeschieden, wäh rend sich das Koagulat nach unten absetzt. Durch die Schichtung kann das Wasser leicht abgeführt werden. Das anfallende Koagulat hat jedoch noch einen gewissen Restwassergehalt, weil aufgrund seiner Flockenstruktur und der sich daraus ergebenden großen Oberfläche Wasser aufgrund von Adhäsions- bzw. Kapillarkräften gebunden ist. Das Koagulat muß daher vor einer Deponierung nach getrocknet werden. In vielen Fällen ist der erwünschte niedrige Restwassergehalt nur mit einem hohen Trocknungsaufwand zu errei chen.On the other hand, a method is known which uses a ratio moderately easy separation of the water from the solids allows coagulants to be added to the wastewater and then it is first frozen and then thawed again. There at a substantial portion of the water is separated, wuh the coagulate settles downwards. By layering the water can be easily removed. The resulting coagulum However, it still has a certain residual water content because of its flake structure and the resulting large one Water surface due to adhesion or capillary forces is bound. The coagulate must therefore be re-deposited before being deposited be dried. In many cases, the desired one is low Residual water content can only be achieved with a high level of drying effort chen.

Es bestand daher die Aufgabe zur Schaffung eines Verfahrens, mit dem eine Entsorgung industrieller Dünnschlämme und Abwässer auf möglichst einfache, preiswerte, umweltschonende und energiespa rende Weise betrieben werden kann, ohne eine zusätzliche Vermeh rung der Ablagerungsmenge zu bewirken, wobei vor allem der Auf wand für die Nachtrocknung der Feststoffe auf ein Minimum redu ziert sein sollte.There was therefore the task of creating a procedure with the disposal of industrial thin sludge and waste water as simple, inexpensive, environmentally friendly and energy-saving as possible can be operated without any additional effort effecting the amount of deposits, especially the up wall for drying the solids to a minimum should be decorated.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch einen Verfahrensablauf gelöst, dessen Kernstück auf dem an sich bekannten Gefrierverfah ren aufbaut, dieses jedoch für die Kristallisation anstelle einer Koagulation der Feststoffe verwendet.The object is achieved according to the invention by a process sequence solved, the core of which is based on the known freezing process builds up, but this for crystallization instead of one Coagulation of the solids used.

Grundlage der Erfindung ist die Entdeckung, daß die in derartigen Dünnschlämmen und Abwässern in Mischung oder Lösung enthaltenen Verunreinigungen aus dem den Restanteil ausmachenden Wasser beim starken Abkühlen auf Temperaturen in der Nähe oder unter den Ge frierpunkt von Wasser auskristallisieren, wenn ihnen geringe Men gen an Keimbildnern zugesetzt sind. Nach dem Auftauen der Masse ergibt sich in der Regel ein aus drei Bestandteilen zusammenge setztes Gemenge, wovon der Hauptteil klares Wasser, der wesentli che Nebenbestandteil eine gröbere Körnung von Feststoffen, und ein sehr kleiner Rest einen Fein- oder Trübstoffanteil ausmacht. Die gröbere Körnung aus Feststoffen besteht dabei im Gegensatz zu einem Koagulat im wesentlichen aus Kristallen, welche im Prin zip weitgehend wasserlöslich sein können. In einem solchen Fall steigt ihre Wasserlöslichkeit mit zunehmender Temperatur, bzw. nimmt mit fallender Temperatur ab. Zwischen dem In-Lösung-Gehen bei erhöhter Temperatur und dem Auskristallisieren bei einer niedrigeren Temperatur besteht eine Hysterese, welche gemäß der Erfindung dazu benutzt wird, diese Feststoffe abzutrennen. Dies gelingt folglich nach dem Auftauen besonders dann recht gut, wenn die Prozeßtemperatur nicht zu weit, möglichst nur wenige Grad über den Nullpunkt, erhöht wird, wobei die Trennung dieser Stoffe vom Wasser relativ leicht durch Absieben und/oder Abfiltern zu verwirklichen ist.The basis of the invention is the discovery that in such Thin sludge and waste water contained in mixture or solution Contamination from the water that makes up the remaining portion of the strong cooling to temperatures near or below the ge Crystallize the freezing point of water if you nucleating agents are added. After thawing the mass usually results from a combination of three components set batch, of which the main part is clear water, the essential che co-ingredient a coarser grain of solids, and a very small remainder makes up a fine or turbid content. In contrast, the coarser grain consists of solids to a coagulate essentially from crystals, which in the Prin zip can be largely water-soluble. In such a case their water solubility increases with increasing temperature or decreases with falling temperature. Between going into solution at elevated temperature and crystallizing out at a lower temperature there is a hysteresis, which according to the Invention is used to separate these solids. This consequently succeeds quite well after thawing if the process temperature is not too high, if possible only a few degrees above zero, increasing the separation of these substances from the water relatively easily by sieving and / or filtering is realized.

Ein ähnliches Verhalten zeigen Verunreinigungen von amorpher Kon sistenz, welche sich bei erhöhten Prozeßtemperaturen mit anderen Stoffen mischen bzw. schmelzen, im Abwasser jedoch unterkühlt beigemengt vorliegen. Auch bei ihnen besteht eine Hysterese zwi schen dem Schmelz- bzw. Kristallisationspunkt, welche in bestimm ten Fällen so groß sein kann, das selbst eine einfache Einfrier behandlung mit gewöhnlichen Temperaturen (z. B. bis -10°C) nicht ausreicht, um eine Kristallisation zu bewirken. Auch in diesem Fall bewirkt die erfindungsgemäße Zugabe von Keimbildnern ein si cheres Ausristallisieren solcher Verunreinigungen.A similar behavior is shown by impurities from amorphous Kon resistance which is associated with others at elevated process temperatures Mix or melt substances, but undercooled in the wastewater are included. There is also a hysteresis between them rule the melting or crystallization point, which in certain ten cases can be so large that even a simple freeze treatment with normal temperatures (e.g. down to -10 ° C) not sufficient to cause crystallization. Also in this In this case, the addition of nucleating agents according to the invention causes an si Such impurities crystallize out more easily.

In der praktischen Ausführung des Verfahrens wird dem Dünnschlamm bzw. Abwasser zunächst eine sehr geringe Menge mindestens einer als Keimbildner wirkenden Substanz fein verteilt zugemischt, da nach die Mischung unter Zuhilfenahme der bekannten Methoden ein gefroren und wieder aufgetaut, wobei die Temperatur beim Auftauen vorzugsweise möglichst knapp oberhalb von 0°C gehalten wird, und dabei die auskristallisierten Feststoffe durch Absieben und/oder Abfiltern von Wasser getrennt. Aufgrund der kristallisierten und damit griesartigen bzw. körnigen Konsistenz der Feststoffe ist diese Trennung sehr einfach zu verwirklichen. Der Restfeuchtege halt der abgetrennten Feststoffe ist wesentlich geringer als bei Koagulation. Auch eine unter Umständen angezeigte Nachtrocknung der Feststoffe ist problemloser und energiesparender durchführ bar als bei Koagulation.In the practical implementation of the process, the thin sludge or wastewater initially a very small amount of at least one as a nucleating substance, finely divided, because after mixing using known methods frozen and thawed again, the temperature when thawing is preferably kept just above 0 ° C, and the solids crystallized out by sieving and / or Filter off water separately. Because of the crystallized and thus gritty or granular consistency of the solids to realize this separation very easily. The residual moisture hold the separated solids is much lower than in Coagulation. Also a post-drying indicated under certain circumstances the solids can be carried out more easily and with less energy cash than with coagulation.

Damit wird mit der Erfindung ein Verfahren zur Entsorgung von in dustriellen Dünnschlämmen und Abwässern zur Verfügung gestellt, welches auf relativ einfache und energiesparende Weise die Ab trennung der Feststoffe vom Wasser erlaubt, wobei die Feststoffe nach dem Abtrennen einen gegenüber bisher bekannten Verfahren verringerten Restfeuchtegehalt besitzen, bzw. dieser Restfeuchte gehalt leichter reduzierbar ist, als bei den bisher bekannten Verfahren.With the invention, a method for the disposal of in made available to industrial thin sludge and waste water, which in a relatively simple and energy-saving way the Ab separation of solids from water allowed, the solids after separation, a method that is known to date have reduced residual moisture content, or this residual moisture content is easier to reduce than in the previously known Method.

Claims

1. A process for the disposal of industrial thin sludge and waste water, the industrial thin sludge or the waste water being frozen and thawed with the aid of appropriate devices, characterized in that crystallization effects caused by the addition of nucleating agents and thereby triggered during freezing result in a split into at least two Fission products is effected, one of which is essentially water and the other is essentially a solid with an insolubility or relative poor solubility in water.

2. Process for the disposal of industrial thin sludge and sewage ser, whereby the industrial thin sludge or the waste water under Using appropriate devices frozen and again is thawed, characterized in that by adding Nucleating agents and thereby triggered off during freezing crystallization effects split into at least three Fission products is effected, the first of which is essentially Water, the second one essentially a coarse solid fraction, and the third is a fine solid or turbid content.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that that such nucleating agents are used which ih on the other hand poor or preferably no solubility in Own water.