DE4306652A1 - Wäßrige Calciumhydroxidsuspension und ihre Verwendung - Google Patents
Wäßrige Calciumhydroxidsuspension und ihre VerwendungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine wäßrige Calciumhydroxidsuspension
und ihre Verwendung in der Wasser- und/oder Klärschlammauf
bereitung oder -behandlung.
Abwasserbeschaffenheit und geforderter Reinigungsgrad sind
meist für die Wahl des bzw. der in Frage kommenden Abwasser
reinigungsverfahren maßgebend. Daneben sind Betriebssicher
heit und Kosten des Verfahrens sowie die Möglichkeit, vorhan
dene Anlagen in das gewählte System einzubeziehen oder dieses
bei zunehmender Belastung mit wirtschaftlichem Aufwand erwei
tern zu können, bestimmende Faktoren. Grundsätzlich unter
scheidet man drei Gruppen von Reinigungsverfahren:
- 1. Physikalische Verfahren, die die physikalischen Eigen schaften der Abwasserinhaltsstoffe, wie Teilchengröße, Wichte, Viskosität und dergleichen, ausnützen, wobei die zu eliminierende Substanz nicht verändert wird, sondern nur angereichert. Dabei entsteht ein gegenüber der Aus gangslösung schmutzstoffärmeres Abwasser und ein Konzen trat der Schmutzstoffe, das weiter zu behandeln bzw. zu beseitigen ist. Hierzu zählen alle Verfahren, die als Trennmittel feste Hilfsstoffe (Adsorption, Ionenaus tausch, Reversosmose, Ultrafiltration, Filtration), flüssige Hilfsstoffe (Extraktion), gasförmige Hilfsstof fe (Flotation, Strippen), Wärmeenergie (Destillation, Eindampfen) oder die Schwerkraft (Absetzen, Aufschwim men) verwenden.
- 2. Chemische Verfahren bedienen sich der Stoffumwandlungs vorgänge, durch die eine zu eliminierende Substanz in eine abscheidbare oder in einem nachfolgenden Verfahren besser entfernbare Form oder in harmlose Endprodukte überführt wird. Sie arbeiten in der Regel ohne bakterio logisch bedingte, enzymatisch-katalysierte Vorgänge, wobei aus Abwasser und Reagenz in der Regel ein Reak tionsendprodukt und Wasser entsteht. Als Grundreaktionen finden im wesentlichen Anwendung die Oxidation (Verbren nung, Naßoxidation, anodische Oxidation, Chlorung, Ozonisierung), Reduktion (Metallabscheidung) und die Bildung schwer löslicher oder unlöslicher Verbindungen (Neutralisation, Fällung, Flockung). Ebenso wie physika lische Verfahren häufig den Einsatz chemischer Verfahren erfordern, sind auch in chemischen Verfahren meist phy sikalische Teilschritte, zum Beispiel Abtrennung der entstehenden schwer oder unlöslichen Stoffe in einer nachfolgenden Sedimentationsstufe, eingeschaltet.
- 3. Biologische Verfahren beruhen auf der Tätigkeit von Mikroorganismen und zielen z. B. darauf ab, die Fäulnis fähigkeit der organischen Substanz zu erhöhen. Man unterscheidet dabei aerobe Vorgänge, die nur unter An wesenheit von Sauerstoff, und anaerobe Vorgänge, die ohne Sauerstoff ablaufen, wobei aerobe Vorgänge vor allem bei der Abwasserreinigung selbst, anaerobe Vorgange im wesentlichen bei der Abwasserschlammbehand lung eingesetzt werden.
Sowohl bei der Wasserbehandlung als auch bei der Klärschlamm
behandlung wird dabei gebrannter Kalk (CaO) oder Kalkhydrat
(Ca(OH)2) eingesetzt. Dabei wird in Abhängigkeit von
wirtschaftlichen oder technischen Gegebenheiten der
Branntkalk direkt vor Ort zur Kalkmilch abgelöscht oder
Kalkhydrat vor Ort zur Kalkmilch suspendiert.
Eine weitere Möglichkeit stellt die Lieferung einer Suspen
sion von Calciumhydroxid dar. Dies hat den Vorteil, daß auf
wendige apparative Vorrichtungen wie Kalklösch- und Hydrat
aufbereitungsstationen eingespart werden können. Durch Bezug
von im wesentlichen sedimentationsstabiler bis ca. 20%-iger
Kalkmilch werden während der Lagerhaltung aufwendige Rühr
einrichtungen überflüssig.
Von weiterem Vorteil könnte es auch sein, eine möglichst
hochkonzentrierte Hydratsuspension direkt vom Lieferanten zu
beziehen, wobei Transport- und Lagerkosten eingespart werden
können. Da die bekannten, höher konzentrierten Suspensionen
in der Regel jedoch nicht sedimentationsstabil sind, müssen
diese ständig umgewälzt oder gerührt werden, was erhöhte Ko
sten verursacht und daneben zu störenden Viskositätserhöhun
gen führen kann.
Aus der DE-A-40 21 525 ist es bekannt, anionische Polymere in
Verbindung mit Wasserglas einer Calciumhydroxidsuspension
zuzusetzen, wobei die Viskosität so erhöht wird, daß eine
Sedimentation verlangsamt oder nahezu verhindert wird. Dazu
werden Mengen <1% bezogen auf den Gehalt an Feststoff zuge
setzt. Da jedoch aus Sicherheitsgründen oftmals vorbeugend
gerührt wird, ist eine nochmalige zeitliche Vikositätserhö
hung nicht auszuschließen.
Zur Verbesserung der Flockung organischer oder anorganischer
Inhaltsstoffe bei der Wasser- und/oder Klärschlammbehandlung
ist es bekannt, daß dem Wasser und/oder Klärschlamm zuerst
die Kalkmilch zudosiert und anschließend zur Beseitigung der
Laststoffe das polymere Flockungsmittel zugesetzt werden.
Dabei bedarf es zweier getrennter Lager- und Dosierein
richtungen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Suspension von Cal
ciumhydroxid von hoher Konzentration bereitzustellen, die
eine ausreichende Stabilität bezüglich Sedimentation und
Viskosität aufweist, die beiden vorstehend genannten Schritte
vereinigt und über eine Dosierstation verwendet werden kann,
sowie die Verwendung dieser Suspension, die sowohl bei der
Wasserbehandlung als auch bei der Klärschlammbehandlung zu
ausgezeichneten Ergebnissen führt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der
Ansprüche 1 sowie 8 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der
Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Mit der erfindungsgemäßen Kombination aus Calciumhydroxid und
anionischen Flockungsmitteln bzw. Polymeren und/oder einem
Salz einer Polycarbonsäure können dabei in der mechanischen
Wasserklärung, wie Fällung, Flockung, Sedimentation, Fil
tration (bei Über- oder Unterdruck) sowie Zentrifugation im
wesentlichen alle Abwasser (sowohl industrielle als auch
kommunale Abwasser) positiv beeinflußt werden, da nach der
pH-Regulation das anionische Polymer sofort zur Flockung
vorhanden ist und nicht nachträglich erst homogen eingebracht
werden muß.
Erfindungsgemäß wird eine zur Trink-, Brauch-, Abwasser-
und/oder Klärschlammbehandlung geeignete Suspension auf Basis
von Calciumhydroxid bereitgestellt, die bis 55 Gew.-%, ins
besondere von 10 bis 45 Gew.-%, Calciumhydroxid und minde
stens ein polymeres anionisches Flockungsmittel und/oder ein
Salz einer Polycarbonsäure in Wasser gelöst enthält. Durch
Einsatz des anionischen Flockungsmittels wird dabei die
lagerbedingte Viskositätserhöhung verhindert.
Gemäß der Erfindung werden dabei bis 20%, insbesondere von
0,1 bis 15%, des anionischen Flockungsmittels bzw. eines
Dispergiermittels eingesetzt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen,
das anionische Polymer in eine feinteilige Kalkmilch mit
einem mittleren Teilchendurchmesser von im wesentlichen
weniger als 1,2 µm, insbesondere von 0,4 bis 1,0 µm, (z. B.
Schaefer HRK 20) einzubringen oder vor dem Löschprozeß dem
Löschwasser zuzugeben, wobei dem Benutzer eine sedimenta
tionsstabile Kombination zur Verfügung gestellt werden kann.
Als für die Erfindung geeignete Dispergiermittel haben sich
anionische Acrylcopolymere (insbesondere Produkte der
Alcomer®-Reihe der Firma Allied Colloids Manufacturing GmbH)
gezeigt, die aufgrund ihrer Umweltverträglichkeit ohne Ver
stoß gegen gesetzliche Auflagen bei der Abwasser- und/oder
Klärschlammbehandlung eingesetzt werden können.
Da die eingesetzten anionischen Acrylcopolymere, insbesondere
der Alcomer®-Reihe, mit alkalisch stabilen anionischen Poly
meren auf Basis von Polyacrylamid eines mittleren Molekular
gewichtes (Alclar®- und Magnafloc®-Verbindungen der Firma
Allied Colloids Manufacturing GmbH, insbesondere Magnafloc®
919) kombinierbar sind, kommt es überdies zu einer Steigerung
der Abbaubarkeit bzw. Beseitigung speziell von Abwasserin
haltsstoffen auf anorganischer Basis, z. B. Metall-, Lehm- und
Sand-Verbindungen, wie sie in den Abwässern von zum Beispiel
Autowaschanlagen anfallen. Weitere erfindungsgemäß einsetz
bare und bis zu einem pH-Wert von pH 14 stabile anionische
Polymere sind handelsüblich erhältliche Polyacrylate und
Polyacrylamidsuspensionen, wie Magnafloc® 611 und Magnafloc®
180 L.
Erfindungsgemäß ist auch vorgesehen, nicht-ionogene Polymere
der Kalkhydratsuspension zuzusetzen, wobei hochmolekulare
Polyelektrolyte auf Basis von Polyacrylamid und Polyacrylat
bevorzugt werden. Magnafloc® 371 der Allied Colloids Manu
facturing GmbH ist ein solches nicht-ionogenes Polymer, das
in Verbindung mit der Calciumhydroxidsuspension über Wasser
stoffbrückenbindungen, Van-der-Waalsche-Kräfte oder derglei
chen die (Ab)Wasser- und Klärschlamminhaltstoffe zur Flockung
bringen. Die mengenmäßige Verteilung von Kalkhydrat und Poly
mer in der Suspension entspricht dabei im wesentlichen der
Ausführungsform mit anionischen Flockungsmitteln.
Insbesondere hat sich gezeigt, daß bei der Abwasserklärung
zum Beispiel der CSB-Reduzierung, der Phosphatreduzierung
sowie der Überschußschlammeindickung mit Einsatz der vor
stehend genannten Verbindungen in einer wäßrigen Suspension
von Kalkhydrat erheblich bessere Ergebnisse erzielt werden
können, wobei hinsichtlich der Stabilität solcher Suspensio
nen festzustellen ist, daß eine Lagerung von mehr als 4
Wochen ohne Wirksamkeitsverlust möglich ist und somit für die
Betreiber von Kläranlagen einen großen Vorteil darstellt.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß bei Einsatz be
stimmter anionischer Polycarbonsäuren definierter Kettenlän
ge, inbesondere von mittlerem Molekulargewicht, bei höheren
Calciumhydroxidkonzentrationen bis z. B. 55 Gew.-% die Visko
sität schon bei sehr geringen Zugabemengen dauerhaft stabi
lisiert und während der Lagerhaltung ohne Rühreinsatz eine
Erhöhung der Viskosität verhindert werden, wobei gute Ergeb
nisse bei der Abwasserbehandlung erzielt werden können.
Anionische Polymere eines Molekulargewichts von 1000 bis
20 000, insbesondere von 2000 bis 10 000, haben sich als be
sonders geeignet gezeigt, wobei in der Regel sehr geringe
Mengen von 0,1 bis 1,0 Gew.-%, insbesondere 0,3 bis 0,5
Gew.-%, bezogen auf den Calciumhydroxidgehalt, ausreichend
sind und zu ausgezeichneten Ergebnissen führen.
Wäßrige Lösungen von Ammonium-, Natrium- und Kaliumsalzen der
Polycarbonsäure eines Molekulargewichts von 3500 bis 6800,
insbesondere 4200 bis 5600, wie sie z. B. unter dem
Handelsnamen Dispex N 40 von der Firma Allied Colloids Manu
facturing GmbH handelsüblich erhältlich sind, haben sich als
besonders geeignet gezeigt. Natriumsalze werden wegen ihrer
größeren Stabilität besonders bevorzugt. Erfindungsgemäß
können auch Copolymere aus Polynatriummaleat und einem
Polynatriumsalz der Acrylsäure in den vorstehend angegebenen
Mengen eingesetzt werden.
Zusätzlich kann der ein anionisches Flockungsmittel der vor
stehenden Art enthaltenden Suspension noch ein viskositäts
beeinflussendes Verdickungsmittel zugesetzt werden. In Ver
bindung mit der vorstehend beschriebenen wäßrigen Lösung des
Salzes einer Polycarbonsäure kommt es dabei zu einer
Mycelbildung, die die Rheologie so beeinflußt, daß auch höher
konzentrierte Calciumhydroxidsuspensionen sedimentations
stabil werden und die (Ab)Wasserklärung bzw. Klärschlamm
behandlung verbessert wird. Als für das rheologische Additiv
geeignete Mengen haben sich Gehalte von 0,05 bis 1 Gew.-%,
insbesondere 0,1 bis 0,3 Gew.-%, gezeigt. Geeignete Ver
dickungsmittel sind z. B. alkalilösliche Verdickungsmittel auf
Basis von Acrylsäure. Flüssige Emulsionen eines Copolymeren
aus Ethylacrylat/Methacrylsäureallylether/Stearylethoxylat
allylether, die unter der Bezeichnung Rheovis CR 2, CRX und
CR 3 von Allied Colloids Manufacturing GmbH erhältlich sind,
haben sich für die Zwecke der Erfindung als besonders geeig
net gezeigt.
Eine Verwendung der erfindungsgemäßen Suspension im Verhält
nis Suspension zu Abwasser und/oder Klärschlamm erfolgt in
der Regel in von 1 : 3000 bis 1 : 10, insbesondere von 1 : 2500 bis
1 : 100, vorzugsweise von 1 : 2000 bis 1 : 250.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Beispiele näher
erläutert.
Bestimmung physikalischer Daten einer Kalkmilch mit 220 g
Calciumhydroxid pro Liter sowie in ihr gelöster unterschied
licher Mengen an Alcomer® 74 der Firma Allied Colloids. Die
Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in der Tabelle 1
gezeigt.
Tabelle 1 zeigt, daß bei gleichbleibender Konzentration an
Calciumhydroxid pro Liter Wasser unabhängig von der
Einsatzmenge an Alcomer® die Viskosität gleichbleibend auf
einem niedrigen Niveau ist.
Eine am Vorklärungszulauf hinter einem Sandfang entnommene
Abwasserprobe von gelblich/grauem Aussehen, einer Temperatur
von 18,8°C, einem pH-Wert von 8,66, einem CSB-Wert von 584 mg
O2 pro Liter (30 min Überstandwasser) und einem Phosphatge
halt von 3,23 mg P/l (von filtrierter Probe) wurde auf ihre
Wirkung hinsichtlich unterschiedlichen Mengen an Alcomer® 74
überprüft. Die Ergebnisse sind der Tabelle 2 zu entnehmen.
Die Tabelle zeigt, daß eine deutliche Verbesserung des
Sedimentationsverhaltens und eine erhöhte Phosphatreduzierung
verglichen mit der alleinigen Zugabe von Calciumhydroxid er
zielt wird.
In der nachfolgenden Abbildung 1 sind die PO4-P Unter
suchungen gemäß Tabelle 2 graphisch dargestellt.
Aus vorstehender Abbildung ergibt sich eindeutig, daß zumin
dest bei Zusatz eines Polymers zu einer Kalkmilch definierter
Zusammensetzung eine starke Abnahme des Phosphatgehaltes des
Abwassers festzustellen ist.
Claims (9)
1. Wäßrige Suspension von Calciumhydroxid,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Suspension mindestens ein anionisches Flockungsmittel
und/oder ein Salz einer Polycarbonsäure in Wasser gelöst
enthält.
2. Suspension nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Suspension bis 55 Gew.-% Calciumhydroxid enthält.
3. Suspension nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Suspension bis 20 Gew.-% mindestens eines anionischen
Flockungsmittels, bezogen auf den Gehalt an wirksamer Cal
ciumverbindung, in Wasser gelöst enthält.
4. Suspension nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
das anionische Flockungsmittel ein Acrylcopolymeres ist.
5. Suspension nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Calciumhydroxidpartikel eine mittlere Teilchengröße von
weniger als 1,2 µm aufweisen.
6. Suspension nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
sie 0,1 bis 1,0 Gew.-% eines Salzes einer Polycarbonsäure von
mittlerem Molekulargewicht enthält.
7. Suspension nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
sie 0,05 bis 1,0 Gew.-% eines die Viskosität beeinflussenden
Verdickungsmittels enthält.
8. Verwendung einer wäßrigen Suspension nach einem der An
sprüche 1 bis 7 zur Trink-, Brauch-, Abwasser- und/oder Klär
schlammbehandlung.
9. Verwendung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Suspension von 1 : 3000 bis 1 : 10 im Verhältnis zu Abwasser
und/oder Klärschlamm eingesetzt wird.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4306652A DE4306652A1 (de) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | Wäßrige Calciumhydroxidsuspension und ihre Verwendung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4306652A DE4306652A1 (de) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | Wäßrige Calciumhydroxidsuspension und ihre Verwendung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4306652A1 true DE4306652A1 (de) | 1994-09-08 |
Family
ID=6481852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE4306652A Ceased DE4306652A1 (de) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | Wäßrige Calciumhydroxidsuspension und ihre Verwendung |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4306652A1 (de) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2008058973A1 (fr) * | 2006-11-14 | 2008-05-22 | S.A. Lhoist Recherche Et Developpement | Procédé de traitement de boues |
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| DE4021525A1 (de) * | 1990-07-06 | 1992-01-09 | Walhalla Kalk Entwicklungs Und | Sedimentationsstabile feststoffsuspensionen und ihre herstellung und verwendung |
-
1993
- 1993-03-03 DE DE4306652A patent/DE4306652A1/de not_active Ceased
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