DE56782C

DE56782C - Manufacture of fertilizers from impure water or wastewater

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Publication number: DE56782C
Application number: DENDAT56782D
Authority: DE
Original assignee: Dr. F. HULWA in Breslau, Tauentzinstr. 68
Anticipated expiration: 1910-04-11

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMTPATENT OFFICE

KLASSE 16: Düngerbereitung.CLASS 16: Fertilizer preparation.

■ Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines. werthvollen Düngemittels aus Abwässern aller Art, wobei dieselben gleichzeitig einer derartigen gründlichen Reinigung unterzogen werden, ■ dafs dieselben durchaus geruchlos, nicht mehr fäulnifsfähig sind und ohne jeden Schaden bezw. ohne jede Gefahr den natürlichen Wasserläufen, selbst in verhältnifsmäfsig grofser Menge, zugeführt werden können. Bei dem bisher gebräuchlichen Verfahren zur Ausscheidung der in Abwässern enthaltenen Verunreinigungen behufs eventueller Verwerthung der erhaltenen Ausscheidungen als Düngemittel, unter gleichzeitiger Reinigung dieser Wasser und Umwandlung derselben in brauchbares und gesundes Wasser, war die Fällungsfähigkeit der angewendeten Mittel, Kalk, Magnesia, Eisenoxyd, Thonerde etc., eine verhältnifsmäfsig einseitige und daher unvollständige und ungenügende. Aufserdem war der erhaltene Niederschlag so wenig werthvoll, dafs derselbe die Transportkosten für seine Verwerthung als Dünger nicht lohnte.The present invention relates to a method to make a. valuable fertilizer from sewage of all kinds, the same at the same time be subjected to such a thorough cleaning that they are absolutely odorless, no longer putrefactive and without any damage or. without any danger the natural watercourses, even in relatively large quantities can. In the previously common method for excreting those contained in wastewater Impurities for possible utilization of the excretions obtained as fertilizer, with simultaneous cleaning this water and its transformation into usable and healthy water, was that The precipitating ability of the agents used, lime, magnesia, iron oxide, alumina, etc., is a comparative one one-sided and therefore incomplete and insufficient. Also was that The precipitate received is so unworthy that it is the cost of transportation for its utilization as fertilizer was not worth it.

Derartigen Uebelständen abzuhelfen, ist nun der Zweck der vorliegenden Erfindung, welcher darin besteht, dafs man zur Fällung von unreinen Wassern basische Alkalischmelzen (als Schmelzen von Alkalien mit Thonerde-, Erdalkali-, Eisen-, Phosphaten-, Silicaten- eventuell mit Manganverbindungen) zweckmäfsig in Gegenwart kaustischer Erdalkalien anwendet, welche Fällung man auch durch Mitbenutzung von anderen Mitteln, als aufgeschlossener Cellulose (d. h. mit Aetzerdalkalien behandelten Zellstoffmaterialien, als Holzfasern, Papierbrei und dergleichen), welche einerseits durch ihren .Kalkgehalt und dann durch die vermehrte Absorptionsfähigkeit der so behandelten Zellfaser für fällbare bezw. suspendirte Stoffe wirkt oder von Salzen aus der Thonerde- oder Magnesiagruppe beschleunigt werden kann. Wenn man eine solche Alkalischmelze mit Wasser zusammenbringt, so zerfällt dieselbe sofort bei der Berührung mit dem Wasser, indem sich Erdalkaliphosphat (z. B. Tricalciumphosphat), auch Erdalkali- oder Metalloxydsilicate, Eisen-, Aluminium-, auch Manganhydroxyd abspalten und als Niederschläge absetzen. Da es nun nicht immer sicher ist, dafs in der Schmelze genügend Erdalkalien vorhanden sind, um sämmtliche Phosphorsäure und sämmtliche Kieselsäure, sowie auch sämmtliche Thonerde an dieser Niederschlagsbildung betheiligen zu' lassen, so wird der Zusatz von Erdalkalisalzen (auch Thonerdesalzen) und Erdalkali die Erzeugung von niederfallendem Erdalkaliphosphat bezw. -Silicat, Thonerdehydrat somit eine Beschleunigung bezw. Vermehrung des Niederschlages begünstigen können. Bringt man nun unreine, organische und unorganische Verunreinigungen enthaltende Wasser mit solchen Phosphatschmelzen (eventuell auch Silicatschmelzen) der Sicherheit wegen (wie aus vorstehendem hervorgeht) in Gegenwart von Kalk, Magnesia und eventuell Chlormagnesium bezw. anderer genannter Fällungsmittel zusammen, so wirken nicht nur freiwerdendes Aluminium-, Eisen- und Manganhydroxyd, sondern auch die neugebildeten Phosphate, Calciumphosphat, Magnesiumphosphat, sowohl auf stickstoffhaltige (Eiweifs, Ammoniak, ammoniakähnliche Verbindungen), als auch auf andere organischeTo remedy such inconveniences is the purpose of the present invention, which It consists in the precipitation of impure water using basic alkali melts (as Melting of alkalis with alumina, alkaline earth, iron, phosphates, silicates, possibly with manganese compounds) in the presence of caustic alkaline earths, which Precipitation can also be done by using other means than digested cellulose (i.e., alkaline earth treated pulp materials, as wood fibers, pulp and like), which on the one hand by their lime content and then by the increased absorption capacity the so treated cell fiber for precipitable bezw. suspended matter acts or from salts from the alumina or magnesia group can be accelerated. If you bring such an alkali melt together with water, so it disintegrates immediately on contact with the water, in that it dissolves Alkaline earth phosphate (e.g. tricalcium phosphate), also alkaline earth or metal oxide silicates, iron, Separate aluminum and manganese hydroxide and settle as precipitates. Since it is now it is not always certain that sufficient alkaline earths are present in the melt to all phosphoric acid and all silicic acid, as well as all clay The addition of alkaline earth salts can be used to participate in this formation of precipitates (also clay salts) and alkaline earth the production of precipitating alkaline earth phosphate respectively -Silicate, alumina hydrate thus an acceleration respectively. Increase in precipitation can favor. If you now bring impure, organic and inorganic impurities containing water with such phosphate melts (possibly also silicate melts) the safety because (as can be seen from the above) in the presence of lime, magnesia and possibly chloromagnesium respectively. other named precipitants work together, so not only released aluminum, Iron and manganese hydroxide, but also the newly formed phosphates, calcium phosphate, Magnesium phosphate, both on nitrogenous (protein, ammonia, ammonia-like compounds), as well as other organic ones

und unorganische Bestandtheile (Farbstoffe, Schwefelverbindungen, Fermente) fällend.and inorganic components (dyes, sulfur compounds, ferments) precipitate.

War in der Schmelze Kieselsäure anwesend, so wird hierdurch die eben gekennzeichnete Wirkung noch erhöht, da in Berührung mit Wasser eine solche silicathalfige Schmelze in Gegenwart von Erdalkalien, Erden und Schwermetalloxyden sofort ausfallende Silicatniederschläge bildet, die wegen ihrer physikalischen Beschaffenheit, aufserdem wegen ihrer Neigung zur Bildung von unlöslichen oder schwer löslichen Alkali-, namentlich Kalidoppelsalzen geeignet sind, einmal suspendirte Verunreinigungen mit in den Niederschlag zu bringen, dann auch unter Umständen den Niederschlag an Alkali reicher zu machen, so dafs . die gereinigte Flüssigkeit alkaliärmer und der abgeschiedene Schlamm auch in dieser Hinsicht als Düngemittel werthvoller ist. Gerade dadurch, dafs die Zersetzung der Schmelze bei Berührung mit dem Wasser sofort eintritt und so die geschilderten Zersetzungsproducte erst in Gegenwart des Wassers und dessen Verunreinigungen zur Absonderung gelangen, wirken dieselben in diesem statu nascendi in vorbeschriebener Weise besonders kräftig. Wenn es sich um die Behandlung übelriechender, sehr faulender Wasser handelt, so ist die Benutzung von Manganverbindungen (Manganerz, Braunstein) zur Schmelze mit Vortheil verwendbar, weil das dabei gebildete Alkalimanganat sich im Wasser zu übermangansaurem Kali und Manganhyperoxydalkali umsetzt, welches erstere auf die faulenden organischen Substanzen oxydirend wirkt, während das Manganhyperoxydalkali, sich als Niederschlag zusammenballend, suspendirte Verunreinigungen mit in den Niederschlag hineinreifst.If silicic acid was present in the melt, this is what has just been identified The effect is even greater, since such a silicate-half melt in contact with water In the presence of alkaline earths, earths and heavy metal oxides, silicate precipitates precipitate immediately because of their physical nature and also because of their inclination suitable for the formation of insoluble or sparingly soluble alkali, namely potash double salts are to bring once suspended impurities into the precipitate, then too to make the precipitate richer in alkali under certain circumstances, so that. the cleaned Liquid lower in alkali and the separated sludge also in this respect as fertilizer is more valuable. Precisely because the melt decomposes on contact occurs immediately with the water and so the decomposition products described only in the presence The same act in this statu nascendi particularly vigorous in the manner described above. If it is the treatment of foul-smelling, very putrid water is the use of Manganese compounds (manganese ore, manganese dioxide) can be used with advantage for smelting because the alkali manganate formed in the process turns into over-manganese potash and manganese hyperoxide alkali in the water converts, which the former oxidizes to the putrefactive organic substances acts, while the manganese hyperoxide alkali, agglomerating as a precipitate, suspended impurities ripen into the precipitate.

Diese Umsetzung der Alkalimanganate kann man durch Einleitung von Kohlensäure bezw. kohlensäurehaltigen Gasen erheblich beschleunigen. Hierdurch wird auch ein etwaiger Ueberschufs an Erdalkalien in Form von niederfallendem Erdalkalicarbonat beseitigt.This implementation of the alkali manganates can BEZW by introducing carbonic acid. accelerate carbonated gases considerably. This also creates a possible excess removed from alkaline earths in the form of precipitating alkaline earth carbonate.

Die Anwendung von manganhaltigem Zusatz zur Schmelze ist auch dann von hohem Werth, wenn die hierzu angewendeten Rohmaterialien zu derselben, z. B. Schlacke, Eisenoxydul enthielten, so dafs nämlich, letzteres in Eisenoxyd umgewandelt wird, welches dann bei der Berührung der Schmelze mit Wasser, namentlich in Gegenwart von Basen, als Hydrat sich abscheidet und im Zustande seines Freiwerdens reinigend wirkt. Das Resultat einer solchen gründlichen, vielseitigen Fällung ist einerseits ein an Pflanzennährstoffen (Phosphorsäure und Stickstoff) sehr gehaltreicher Niederschlag, der somit als Düngemittel werthvoller ist als die bisher durch Eisenoxyd- oder Thonerde dargestellten, andererseits ein reines, klares, haltbares, ohne Schaden und Gefahr verwendbares Wasser.The use of a manganese-containing additive to the melt is also of great value if the raw materials used for this purpose correspond to the same, e.g. B. contained slag, iron oxide, so that the latter is converted into iron oxide, which then on contact the melt with water, especially in the presence of bases, separates out as a hydrate and has a cleansing effect in the state of its release. The result of such a thorough, versatile precipitation is on the one hand a precipitate rich in plant nutrients (phosphoric acid and nitrogen), the is thus more valuable as a fertilizer than that previously represented by iron oxide or alumina, on the other hand a pure, clear, durable, usable without harm or danger Water.

Zur Ausführung des in vorstehendem kurz gekennzeichneten Verfahrens empfiehlt es sich, Phosphorite, Feldspathe, Zeolithe, Schlacken, Thomasschlacke, Manganerze, Manganverbindungen mit Alkali (Soda, Aetznatron, Potasche, Aetzalkali) zusammenzuschmelzen. Als Grundstoff der Schmelze dient, entsprechend vorliegender Erfindung, ein phosphorsäurehaltiges Material. Soll die Wirkung desselben durch einen Kieselsäuregehalt in oben gekennzeichneter. Weise unterstützt bezw. vervollständigt werden, so dafs u. a. das erzielte Düngemittel auch einen Kaligehalt erhält, so wählt man solche phosphorsäurehaltigen Materialien, welche gleichzeitig kieselsäurehaltig sind, oder setzt Kieselsäurematerialien zu, oder aber stellt mit Hülfe eines Kieselsäure- und Alkalimaterials eine Schmelze her, welche alsdann mit der Phosphorsäureschmelze dem zu reinigenden Wasser zugesetzt wird. Natürliche Phosphorite, Schlacken werden, selbst wenn ein Kieselsäuregehalt gewünscht werden sollte, eines besonderen Zusatzes von Kieselsäurematerial entbehren können, da dieselben, namentlich die· Schlacken, häufig einen nennenswerthen Kieseln Säuregehalt besitzen; in letzterem aber wird häufig Eisenoxydul vorhanden sein, so dafs sich für diese ein Zusatz von Manganmaterial, z. B. Pyrolusit, Braunstein, schon aus diesem Grunde empfehlen würde, selbst wenn die zu behandelnden Wasser nicht stark faulender Natur sein sollten.In order to carry out the procedure briefly identified above, it is advisable to Phosphorites, feldspars, zeolites, slags, Thomas slag, manganese ores, manganese compounds to melt with alkali (soda, caustic soda, potash, caustic alkali). As a raw material in accordance with the present invention, a phosphoric acid-containing melt is used for the melt Material. The effect of the same is supposed to be characterized by a silica content in above. Way supported respectively. be completed, so that i.a. the obtained fertilizer also contains a potassium content, then such phosphoric acid-containing materials are chosen which contain silicic acid at the same time, or add silicic acid materials, or are with With the help of a silica and alkali material, a melt is produced, which then with the Phosphoric acid melt is added to the water to be cleaned. Natural phosphorites, Even if a silica content should be desired, slags will dispense with a special addition of silica material can, since they, especially the slag, often have a noteworthy pebble Have acidity; in the latter, however, iron oxide will often be present, so that for this an addition of manganese material, e.g. B. pyrolusite, brown stone, already from this I would basically recommend even if the water to be treated is not strongly putrid Should be nature.

Demgemäfs kann eine zur Herstellung von Düngemittel aus unreinem Wasser oder Abfallwasser geeignete Schmelze erhalten werden, wenn man Schlacke, Braunstein und Soda zusammenschmilzt, wozu man zweckmäfsig auf ι Theil Schlacke, auch Thomasschlacke, ι Theil Braunstein und 3 Theile Soda oder die entsprechende Menge Aetznatron, Potasche oder Aetzalkali rechnet.Accordingly, one can be used to make fertilizer from impure water or waste water suitable melt can be obtained by melting slag, brownstone and soda together, for which purpose one part slag, also Thomas slag, part Brownstone and 3 parts soda or the corresponding amount of caustic soda, potash or Caustic alkali calculates.

Diese Schmelze wird pulverisirt und mit dem zu behandelnden Wasser zusammengebracht, welchem man zweckmäfsig etwas Kalk, Magnesia (gebrannter Dolomit), auch aufgeschlossene Cellulose, eventuell Chlormagnesium zusetzt. Man erhält durch die beim Berühren mit Wasser in Gegenwart von Kalk, Magnesia eintretende Zerlegung der Erdalkali, Thonerde, Metalloxyde enthaltenden Phosphat - Silicat-Alkalischmelze, welche Zersetzung man noch durch einen Zusatz von Chlormagnesium verstärken kann, einen äufserst schnell sich absetzenden, phosphorsäure- und stickstoffreichen, als Düngemittel vorzüglich brauchbaren Niederschlag in äufserst fein vertheilter und daher auch von den Pflanzen leicht assimilirbarer Form, welcher alle Nährstoffe der Pflanzen und namentlich den Stickstoff in verschiedenenThis melt is pulverized and brought together with the water to be treated, to which one can expediently add some lime, magnesia (burnt dolomite), also open-ended ones Cellulose, possibly chlorine magnesium added. You get by touching with Water in the presence of lime, magnesia, decomposition of alkaline earths, alumina, Metal oxides containing phosphate - silicate alkali melt, which decomposition is still with the addition of chlorine magnesium can intensify an extremely rapidly settling, Phosphoric acid and nitrogen-rich precipitate, which is extremely useful as a fertilizer in extremely finely divided and therefore easily assimilated by plants Form, which all the nutrients of the plants and especially the nitrogen in different

Formen, als Ammoniak, mehr oder weniger zersetzte Albuminate, enthält. Dafs letzteres bei dem vorliegenden Verfahren der Fall sein mufs, liegt daran, dafs sich aus der Phospbat-Silicat-Alkalischmelze beim Berühren mit Wasser (Erdalkali-) Phosphate und Silicate abscheiden, 'welche erstere wegen ihrer Neigung zur Bindung von Ammoniak, namentlich im Augenblick ihres Entstehens, die Bildung von unlöslichem Ammoniakdoppelphosphat begünstigen, während letztere wegen ihrer Neigung zur Bindung selbst von Kali die Entstehung von unlöslichem Kalidoppelsilicat veranlassen, ferner auch daran, dafs namentlich die Phosphate zur Fällung der Albumin'ate beitragen.Forms than ammonia, contains more or less decomposed albuminates. The latter must be the case in the present process, is because the phosphate-silicate-alkali melt when in contact with water, (alkaline earth) phosphates and silicates separate, 'which the former because of their tendency to bond ammonia, especially at the moment of its formation, the formation of insolubles Favor ammonia double phosphate, while the latter because of their tendency to bond induce the formation of insoluble potassium double silicate even from potash, furthermore also because the phosphates in particular contribute to the precipitation of the albuminates.

Durch die Verwendung von Braunstein oder anderer manganhaltiger Materialien für die Schmelze wird infolge des Auftretens der Alkalimanganate, des Manganhyperoxydhydrates, Manganhyperoxydalkalis und besonders der Oxydation durch das im Wasser gebildete übermangansaure Alkali nicht nur ein gröfserer Antheil an gelösten Stoffen (stickstoffhaltige Bestandtheile, Farbstoffe, Fäulnifsproducte, Schwefelwasserstoff) entfernt, sondern es werden auch etwa gelöst gebliebene und der Fäulnifs leicht unterworfene organische, stickstoffhaltige Stoffe derartig verändert bezw. zersetzt, dafs sie nicht mehr fäulnifsfähig sind bezw. die Erzeugung von Fäulnifsfermenten nicht mehr bewirken können, da aus demselben Grunde auch die Fermente selbst zerstört werden.By using brownstone or other materials containing manganese for the Melt is due to the occurrence of alkali manganates, manganese hyperoxide hydrate, Manganese hyperoxide alkalis and especially the oxidation by the overmanganic acid formed in the water Alkali not only a larger proportion of dissolved substances (nitrogenous components, Dyes, putrefactive products, hydrogen sulfide) are removed, but there are also Any organic nitrogenous substances that have remained dissolved and are easily subject to putrefaction so changed respectively. decomposed so that they are no longer capable of putrefaction or. the production of putrefactive ferments can no longer effect, since for the same reason also the Ferments themselves are destroyed.

Für ι cbm unreines Wasser genügen zur Fällung ioo bis 200 g, oft schon 50 g der Phosphorit- bezw. Schlackenschmelze. Ohne Beihülfe von Kalk bezw. Chlormagnesium ist man gezwungen, mehr von der Masse zu. benutzen, da dann der mangelnde Kalk durch den der Masse ersetzt werden mufs. Es empfiehlt sich auch z. B. zur Entfernung der überschüssigen Alkalinität des Wassers, zugleich zur Vervollständigung der Fällung bezw. Wasserklärung und etwa auch zur Erhöhung der Wirkung der Manganate, indem die Umsetzung der letzteren in Hypermanganate und ausfallendes Hyperoxydalkali durch Kohlensäure beschleunigt wird, Kohlensäure bezw. kohlensäurehaltige Gase (Rauchgase) in das mit obigen Reinigungsmitteln versetzte Wasser einzuleiten. War kein Manganat zur Anwendung gekommen, so kann es von Vortheil sein, für diesen Zweck und zur gröfseren Haltbarkeit des Niederschlages bezw. des resultirenden Wassers etwa zu Gebote stehende schweflige Säure (frei oder gebunden) oder solche enthaltende Gase .· zu verwenden.For 1 cbm of impure water, 100 to 200 g, often 50 g, are sufficient for the precipitation Phosphorite or Slag melt. Without the aid of lime respectively. Is chlorine magnesium forced you to get more of the crowd. use, because then the lack of lime through the mass must be replaced. It is also recommended z. B. to remove the excess Alkalinity of the water, at the same time to complete the precipitation respectively. Water clarification and about also to increase the effect of the manganates by the implementation of the latter is accelerated into hyper manganate and precipitating peroxide alkali by carbonic acid, Carbonic acid or carbonated gases (smoke gases) in the with the above cleaning agents to introduce mixed water. If no manganate has been used, it can be of advantage for this purpose and for greater durability of the precipitate respectively. of the resulting water about at bid standing sulphurous acid (free or bound) or gases containing it. · to use.

Das dabei resultirende Wasser ist wegen dieser gründlichen Fällung von aufserordentlicher Reinheit und Haltbarkeit.The resulting water is of extraordinary purity because of this thorough precipitation and durability.

Claims

Patent Claims:

1. Process for the preparation of a fertilizer from impure, organic and inorganic Water or liquids containing impurities and at the same time for thorough cleaning of such water, characterized by treating the same with an alkali, phosphoric acid and Lime or Aluminum, iron, manganese-containing melt, the effect of which can be increased by using:

a) of alkali-digested silica materials;

b) of alkali-fused manganese-containing material for the oxidation of

. Eisenoxydul and contained in the water putrefactive respectively. putrid Fabrics;

c) of carbonic acid, sulphurous acid, free or bound, respectively. such gases containing gases to accelerate the conversion of any manganates used to precipitate an excess on alkaline earths, to neutralize the alkalinity, to increase the durability of the products obtained;

d) of alkaline earth bases and salts of alumina respectively. Magnesia group resp. of other precipitants, such as cellulose digested with alkaline earth to increase and support the Effect.

2. For that characterized by patent claim 1. Procedure the application of a melted and then crushed, made of alkali (as soda, potash, caustic alkali), a natural or artificial phosphate or silicate (as phosphorite, Thomas slag, Slag, feldspar, zeolites) and possibly brownstone or other manganese-containing Substances existing mixture either alone or at the same time respectively later addition of caustic lime, caustic magnesia, burnt dolomite,

"Alkalized cellulose, chlorine magnesium, salts of the magnesia or alumina group, whereby the action of these bodies through the introduction of pure gas or those contained in gas mixtures Carbonic or sulphurous acid can be completed.