DE4416130A1 - Verfahren zur Behandlung schwermetallhaltiger Abwässer - Google Patents
Verfahren zur Behandlung schwermetallhaltiger AbwässerInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abtrennen
von Schwermetallen, wie z. B. Chrom, aus mehrfach belasteten,
z. B. zusätzlich emulgierte Fette enthaltenden Abwässern aus
der Lederherstellung und ähnlich beschaffenen Abwässern.
Die Ausfällung gelösten Chroms aus Gerbrestflotten, bei
spielsweise mittels alkalischer Chemikalien und die dadurch
mögliche Einhaltbarkeit der Grenzwerte der Abwassereinlei
tung, stößt bei vielen anderen mehrfach belasteten Abwäs
sern aus der Lederherstellung mit zusätzlich emulgierten
Fetten, auf erhebliche Schwierigkeiten. Dies gilt speziell
dann, wenn die Abwässer, wie beispielsweise bei der Naßzu
richtung, einen geringen Chromgehalt bei gleichzeitigem
Vorliegen von emulgierten Fetten und/oder Nachgerbstoffen,
Farbstoffen oder ähnlichen Substanzen aufweisen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfah
ren zum Abtrennen von Schwermetallen aus Abwässern so wei
terzubilden, daß auch mehrfach belastete Abwässer problem
los gereinigt werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß vor dem Ausfällen der Schwermetalle zunächst das Fett
deemulgiert wird, und zwar entweder durch Zuführung mecha
nischer und/oder thermischer Energie, oder aber durch Zufü
gung oberflächenaktiver Substanzen mit deemulgierender Wir
kung, sogenannter Deemulgatoren, und/oder durch Ultra
schall.
Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, daß die
Blockierung der Schwermetallreinigung bei derartigen mehr
fach belasteten Abwässern in erster Linie von den emulgier
ten Fetten herrührt, die sowohl die alkalisch reagierenden
Chemikalien, mit deren Hydroxylgruppen das gelöste Chrom
unter Bildung von Chromhydroxyd reagiert, in ihrer Wirkung
beeinträchtigen, als auch etwaige Adsorptionsmittel in ih
rer Wirkung blockieren.
Dabei hat es sich in Weiterbildung der Erfindung als beson
ders zweckmäßig erwiesen - obgleich durchaus eine Reinigung
auch unter Belassung der deemulgierten Fette im Abwasser
möglich ist -, wenn vor dem eigentlichen Ausfällprozeß des
Chroms die deemulgierten Fette abgetrennt werden. Zur Ab
trennung sind bekannte Filter aller Art geeignet, wobei
sich die Filterporenweite dabei nach der Größe der deemul
gierten Fetteilchen richtet. Im Falle des Einsatzes von
oberflächenaktiven deemulgierenden Substanzen entstehen
relativ große Fettflocken, die z. B. durch ein gängiges Fil
terpressentuch abgetrennt werden können.
Die Abtrennung der deemulgierten Fette hat darüber hinaus
auch den Vorteil, daß die anschließend auszufällenden
Schwermetalle einfacher und in höherer Qualität wiederge
wonnen werden können, insbesondere daß bei der Reinigung
von Abwässern aus der Lederindustrie das als Behandlungs
mittel notwendige Chrom anschließend wieder in den Behand
lungsprozeß eingeschleust werden kann.
Die Dosierung eines bekannten Schwermetall-Fällungsmittels
erfolgt zweckmäßigerweise über ein pH-Wertsteuerung und
wird bis zu einem pH-Wert geführt, bei dem das ungefällte
Chrom sowie das wiedergelöste Chromit in möglichst gering
ster Konzentration im Abwasser vorliegt. Das gefällte
Chromhydroxyd kann anschließend auf an sich bekannte Weise
direkt vom Abwasser getrennt werden oder mit polymeren
Flockungshilfsmitteln weiterbehandelt werden, wodurch die
Flockung und damit verbunden die Flockenabtrennbarkeit ver
bessert werden.
Zur weiteren Senkung der Chromablaufkonzentration kann die
Fällung des Chroms durch eine Adsorption an geeigneten
Stoffen, wie z. B. magnetischen Eisenmischoxyden aus dem
Gichtstaub, oder Aktivkohle unterstützt werden. Dabei kann
das Adsorbens in manchen Fällen auch die Wirkung des
Fällungsmittels gänzlich ersetzen und anstelle dieses in
der Fällung des Chroms eingesetzt werden, wobei es bei
zusätzlicher Anwendung neben alkalisch reagierenden Chemi
kalien als Fällungsmittel auch vor dem Zusetzen dieser
Stoffe eingesetzt werden kann.
Neben der möglichen direkten Abtrennung des Chromhydroxyds
und der Adsorptionsagglomerate hat es sich als besonders
zweckmäßig erwiesen, diese Komponenten zu größeren Flocken
zu verbinden und gemeinsam vom Abwasser zu trennen, wozu
wiederum Filter aller Art eingesetzt werden können. Im
Falle der Verwendung magnetischer Adsorptionsmittel und an
schließender Flockenvergrößerung durch polymere Flockungs
hilfsmittel kann zur Konglomeratabtrennung auch in an sich
bekannter Weise ein Magnetfeld eingesetzt werden. Bei um
fangreichen, der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden
Versuchen hat sich jedoch gezeigt, daß für die weitere Ver
wertbarkeit der abgetrennten Stoffe günstiger eine stärker
entwässernde Einrichtung verwendet oder zumindest nachge
schaltet werden sollte.
Bekannterweise wird Chrom, z. B. aus Gerbrestflotten, abge
trennt, um es in konzentrierter Schwefelsäure wieder aufzu
lösen und so für die Gerbung zurückzugewinnen. Ein solcher
Einsatz von Recyclingchrom, der bisher unter Fachleuten aus
Qualitätsgründen umstritten war, läßt sich in der Praxis
wesentlich einfacher und wirksamer durchführen, wenn die
Chromabtrennung in erfindungsgemäßer Weise unter vorheriger
Abtrennung der emulgierten Fette erfolgt ist, da die Quali
tät des Recyclingchroms dadurch erheblich verbessert wird.
Die abgetrennten Konglomerate können erneut zur Behandlung
des Abwassers eingesetzt werden und so die Ab
fallmengenbilanz des Verfahrens erheblich verbessert wer
den. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Adsorptionsmög
lichkeiten von z. B. Aktivkohle oder auch die alkalischen
Eigenschaften von Calziumhydroxyd mit einem Durchgang der
Abwasserreinigung bei weitem nicht erschöpft sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht sowohl einen
Chargenbetrieb in vorzugsweise geschlossenen Reaktionsge
fäßen, als auch einen kontinuierlichen Betrieb. Dabei hat
es sich bei einem Chargenbetrieb zwar als möglich herausge
stellt, das Verfahren einstufig mit nur einem Reaktionsge
fäß durchzuführen. Bevorzugt sollte man aber das Verfahren
mehrstufig mit mehreren hintereinandergeschalteten Reakti
onsgefäßen ablaufen lassen, um zumindest die deemulgierten
Fette nach der Deemulgierung sofort aus dem Abwasser zu
entfernen, so daß sie weder das Ausfällen der Schwermetalle
selbst, noch die Wiederverwendung der die Schwermetalle
enthaltenden Schlämme beeinträchtigen. Bei einem kontinu
ierlichen Betrieb erfolgt eine solche Abtrennung der ausge
fällten Bestandteile nach den einzelnen Behandlungsab
schnitten grundsätzlich.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger
Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Dabei zei
gen:
Fig. 1 ein Verfahrensfließbild, und
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Reinigungsvor
richtung für den Chargenbetrieb.
Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß
Fig. 2 im Chargenbetrieb erfolgt die Destabilisierung der
Fettemulsion zweckmäßig in einem Reaktionsgefäß 1 mit
kreisförmigem Querschnitt und senkrecht eingebautem Rühr
werk 2. Nachdem eine gute Vermischung des Abwassers mit dem
dosiert über eine Zuführeinrichtung 3 zugesetzten, oberflä
chenaktiven, deemulgierend wirkenden Hilfsmittel herbei
führt wurde, kann das Abwasser über eine Pumpe 4 abgezogen
und durch einen Filter 5 gepreßt werden, in welchem durch
den Pfeil 6 angedeutet die deemulgierten Fettflocken abge
trennt und ausgeschieden werden. Das so vorbehandelte und
von emulgiertem Fett befreite Abwasser gelangt über die
Zuführeinrichtung 7 in ein zweites Reaktionsgefäß 8, das
ebenso wie das erste Reaktionsgefäß bevorzugt als geschlos
sener Tank ausgeführt sein kann, was in der schematischen
Fig. 2 durch den strichlierten Deckel 9 angedeutet ist. Im
zweiten Reaktionsgefäß kann nun unabhängig von der Reihen
folge zunächst das Fällungsmittel für die Schwermetalle,
das Absorbens oder ein auf gearbeiteter Schlamm aus einem
vorherigen Behandlungszyklus in das vorgereinigte Abwasser
über die Zuführleitungen 10 und 11 eingebracht werden.
Anschließend kann die Flockenbildung durch Zugabe von poly
meren Flockungshilfsmitteln in dieses zweite Reaktionsgefäß
verstärkt werden und danach die Abtrennung des Schlamms in
einem zweiten Filter 12 mit einer vorgeschalteten Pumpe 13
erfolgen. Wie bereits ausgeführt, kann jedoch das gesamte
Verfahren ggf. auch in einem Reaktionsgefäß einstufig
durchgeführt werden.
Bei einem kontinuierlichen Betrieb des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird aus einem Misch- und Ausgleichsbecken kon
tinuierlich Abwasser abgezogen und saugseitig der Pumpe mit
einem oberflächenaktiven deemulgierend wirkenden Hilfsmit
tel vermischt. Druckseitig der Pumpe schließt sich ein Fil
ter an, in dem die deemulgierten Fette abgetrennt werden.
Der Klarlauf dieses ersten Filters wird in einem Pufferbec
ken gesammelt. In diesem erfolgt entweder pH-gesteuert die
Zudosierung des Fällungsmittels und/oder mengengesteuert
des Adsorbens, bzw. des Schlamms aus einem vorherigen
Behandlungszyklus, wobei hier durch ein Rührwerk für eine
ausreichende Durchmischung gesorgt wird. Aus diesem Puffer
becken wird kontinuierlich das vorbehandelte Abwasser mit
einem polymeren Flockungshilfsmittel saugseitig der zweiten
Pumpe behandelt und druckseitig der Pumpe einem zweiten
Filter zugeführt. Ob dabei der kontinuierliche Prozeß zur
Entleerung der Filter unterbrochen werden muß, hängt we
sentlich von der konstruktiven Lösung der Filtertechnik ab.
Claims (11)
1. Verfahren zum Abtrennen von Schwermetallen, wie Chrom,
aus mehrfach belasteten, z. B. zusätzlich emulgierte
Fette enthaltenden Abwässern aus der Lederherstellung,
und ähnlich beschaffenen Abwässern, dadurch gekenn
zeichnet, daß vor dem Ausfällen der Schwermetalle
zunächst das Fett deemulgiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Fett durch Zuführung mechanischer und/oder thermi
scher Energie deemulgiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß dem Abwasser oberflächenaktive Substanzen mit
deemulgierender Wirkung zugesetzt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die emulgierten Fette vor dem Aus
fällen der Schwermetalle, z. B. durch Filtern, aus dem
Abwasser entfernt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß dem Abwasser alkalische Chemika
lien zur Chromausfällung zugeführt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Dosierung der alkalischen Chemikalien über eine
pH-Wertsteuerung erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Fällung des Chroms durch
Zugabe von Adsorptionsmitteln unterstützt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß dem Abwasser polymere Flockungs
mittel beigefügt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß dem Abwasser Schlamm aus einem
vorherigen Behandlungszyklus mengengesteuert zugeführt
wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß es vorzugsweise mehrstufig im
Chargenbetrieb in vorzugsweise geschlossenen Reakti
onsgefäßen erfolgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß es in einem kontinuierlichen Be
trieb unter Abtrennung der ausgefällten Bestandteile
nach den einzelnen Behandlungsabschnitten durchgeführt
wird.
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