DE591266C

DE591266C - Process for the clarification of water containing suspended substances

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Publication number: DE591266C
Application number: DEH116985D
Authority: DE
Original assignee: Individual
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Priority date: 1928-06-17
Filing date: 1928-06-17
Publication date: 1934-01-18

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
18. JANUAR 1934ISSUED ON
JANUARY 18, 1934

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 85 c GRUPPECLASS 85c GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 17. Juni 1928 abPatented in the German Empire on June 17, 1928

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klärung von Wasser, das durch ungelöste, suspendierte Teilchen verunreinigt ist. Das Verfahren kann bei Wasser jeglicher Art, das feste Teilchen in Suspension enthält, zur Klärung desselben bzw. auch zur Gewinnung des suspendierten Stoffes angewandt werden, mag es sich nun um organische oder anorganische Teilchen oder um solche tierischer, pflanzlicher oder mineralischer Herkunft handeln, wie z. B. bei den Abwässern der Wollwäscherei, der Flotationsaufbereitung von Erzen und Kohle, der Kohlenwäscherei und der Gaswäsche bei der Verhüttung, Kokerei, Schwelung u. dgl., bei verunreinigten Gewässern von Flüssen, Teichen, Tümpeln o. dgl., bei städtischen Abwässern, kurz bei Abwässern jeglicher Art. Die Klärung erfolgt erfindungsgemäß mit Hilfe von Stärke und Laugen der Alkalien bzw. auch der Erdalkalien. The invention relates to a method for the clarification of water, which is caused by undissolved, suspended particles is contaminated. The procedure can be applied to water of any kind, which contains solid particles in suspension, for clarification of the same or also for recovery of the suspended matter, whether organic or inorganic Particles or those of animal, vegetable or mineral origin, such as B. in the wastewater of the wool laundry, the flotation treatment of Ores and coal, coal washing and gas washing in smelting, coking, Smoldering and the like, in the case of polluted waters of rivers, ponds, ponds or the like, in urban sewage, in short with sewage of any kind. The clarification takes place according to the invention with the help of starch and lyes of the alkalis or also the alkaline earths.

Es ist allgemein bekannt, aus einer zu klä-, renden Flüssigkeit die in Suspension befindlichen Substanzen durch absorbierende, flockige Niederschläge zu entfernen.It is generally known to convert the liquid to be clarified to that which is in suspension Remove substances using absorbent, flaky precipitates.

Bekanntlich erfolgt bei der Einwirkung von Laugen auf Stärke eine Gelierung der Stärke. Jedoch ist ein solches Gel, dessen Verwendung zur Fällung der Härtebildner des Wassers bekannt ist, zu Klärungszwecken wenig geeignet.It is known that the action of alkalis on starch causes the starch to gel. However, such a gel is used to precipitate hardness components in water is known to be unsuitable for clarification purposes.

Nach vorliegender Erfindung läßt man nun diese Reaktion nicht bis zur Bildung eines unwirksamen GelsAccording to the present invention, this reaction is not allowed to proceed until an ineffective one is formed Gels

erfolgen,take place,

sondern hält sie in dem Punkte an, wo die Stärke sich in.einem solartigen und besonders aktiven Zustande befindet. Das Unterbrechen und Anhalten der Reaktion erfolgt erfindungsgemäß durch Verdünnen der aus Stärkesuspension und Alkalilösung gebildeten Mischung. Dieses aktive Stärkesol trifft nun bei der Klärung mit den suspendierten Schmutzteilchen zusammen; es umschließt sie und flockt mit ihnen aus. Die zur Stärkesolbildung erforderliche Lauge wird vorher auf eine nahe dem Siedepunkt gelegene Temperatur erhitzt. Verwendet man · als basische Lösung Alkalihydroxyd¹, so begünstigt ein Zusatz von Erdalkalihydroxyd den Flockungsvorgang durch Bildung unlöslicher Verbindungen. Das Erdalkalihydroxyd kann auch direkt dem zu klärenden Wasser zugesetzt werden.but stops it at the point where the strength is in a sol-like and particularly active state. According to the invention, the reaction is interrupted and stopped by diluting the mixture formed from the starch suspension and the alkali solution. This active starch sol then meets with the suspended dirt particles during clarification; it encloses them and flocculates with them. The lye required for the formation of starch sol is previously heated to a temperature close to the boiling point. ^{If alkali metal hydroxide 1 is} used as the basic solution, the addition of alkaline earth metal hydroxide promotes the flocculation process by forming insoluble compounds. The alkaline earth metal hydroxide can also be added directly to the water to be clarified.

An Stelle der Alkalihydroxyde können als Geliermittel für die Stärke naturgemäß alle die-jenigen Salze und Salzmischungen angewandt werden, die gegebenenfalls im Verlaufe einer wechselseitigen Reaktion mit Erdalkalihydroxyden Alkalihydroxyde entstehen lassen, z. B. Alkalicarbonate, Alkaliphosphate, Alkalichromate.In place of the alkali hydroxides, of course, all can be used as gelling agents for the starch those-those salts and salt mixtures are used, which may be used in the course a mutual reaction with alkaline earth hydroxides Let alkali hydroxides arise, z. B. alkali carbonates, alkali phosphates, alkali chromates.

Die Stärke — darunter ist namentlich ein aus stärkebildenden organischen Zellen gewonnenes Produkt zu verstehen — wird erfindungsgemäß zur Erzielung höherer und gleichbleibender Wirkungsgrade einer thermischen Vorbehandlung unterworfen. Je nach Alter, Herkunft, Art usw. ist diese Vorbehandlung eine verschiedene. Bei der zu denThe starch - including one obtained from starch-forming organic cells Understanding product - is according to the invention to achieve higher and constant degrees of efficiency of a thermal Subjected to pretreatment. Depending on the age, origin, type, etc., this is pretreatment a different one. At the to the

angeführten Versuchen angewandten Stärke erwies sich eine 48stündige Abkühlung auf —■ 5° C als am vorteilhaftesten. Dagegen war es nicht nötig, gealterte Stärke, die ein oder mehrere Jahre gelagert hatte, vorzubehandeln, um befriedigende Ergebnisse zu erzielen.The starch used in the experiments mentioned showed a 48-hour cooling - ■ 5 ° C as the most advantageous. On the other hand, it was not necessary to use aged starch, the one or stored for several years in order to achieve satisfactory results.

Nachstehende Vergleichsversuche lassen erkennen, daß bei Verwendung der Zusatzmittel in denselben Konzentrationen derenThe following comparative experiments show that when using the additives in the same concentrations of them

to verfahrensmäßige Verwendung eine bedeutend bessere Klärung bewirkt als jede andere Anwendungsart. to procedural use causes a significantly better clarification than any other type of application.

Zu gleichen Mengen einer zu klärenden Flüssigkeit werden die entsprechenden Zusätze in gleichen Konzentrationen zugefügt und die Durchsichtigkeit nach verschiedenen Zeiten von dem Zusatz nephelometrisch bestimmt. The corresponding additives are added to equal amounts of a liquid to be clarified added in equal concentrations and the transparency according to different Times of the addition determined nephelometrically.

Die Versuchsergebnisse sind durch die Kurventabelle I wiedergegeben. Die einzelnen Kurven zeigen die Abhängigkeit ■ des Durchsichtigkeitskoeffizienten T₁ der trüben Flüssigkeit von der Zeit (in Minuten) nach dem Zusatz des Klärungsmittels.The test results are shown in table I of curves. The individual curves show the dependence of the transparency coefficient T _{1 of} the cloudy liquid on the time (in minutes) after the addition of the clarifying agent.

Die Kurven der Tabelle beziehen sich auf die nachstehenden gleichlautenden, mit gleichen Ziffern bezeichneten Versuche:The curves in the table refer to the following identical ones, with the same Experiments marked with digits:

i. Zusatz von Kalk zum Wasser und von Stärke und Alkali in Form eines Sols nach vorliegender Erfindung mit thermischer Vorbehandlung der Stärke;i. Addition of lime to water and of starch and alkali in the form of a sol the present invention with thermal pretreatment of the starch;

II. Zusatz von Kalk allein;II. Addition of lime alone;

III. Zusatz von Kalk und von Stärke und von Alkali getrennt nacheinander;III. Addition of lime and starch and alkali separately one after the other;

IV. Zusatz von Kalk und von Stärke und Alkali in Form eines fertigen Gels;IV. Addition of lime and starch and alkali in the form of a finished gel;

V. Zusatz von Kalk und von Stärke und Alkali in Form eines Sols nach vorliegender Erfindung ohne thermische Vorbehandlung der Stärke.V. Addition of lime and of starch and alkali in the form of a sol according to the present invention Invention without thermal pretreatment of the starch.

Das bei allen Versuchen verwandte zu klärende Wasser enthielt auf 1 1 25 g Verunreinigungen (suspendierte Partikelchen). Bei Beobachtungen nach 90 Sekunden, 4 Minuten und 8 Minuten Wartezeit wies es immer den gleichen Durchsichtigkeitsgrad T—o auf.The water to be clarified, used in all experiments, contained 1 1 25 g of impurities (suspended particles). When observed after 90 seconds, 4 minutes and 8 minutes of waiting time, it always had the same degree of transparency T-o .

Die Mengen der Zusatzmittel waren folgende: Natriumhydroxyd 19,5 mg pro Liter der zu klärenden Flüssigkeit, Stärke 6,5 mg, Calciumoxyd 262 mg.The amounts of the additives were as follows: Sodium hydroxide 19.5 mg per liter of the liquid to be clarified, strength 6.5 mg, calcium oxide 262 mg.

Aus den Versuchen geht hervor, daß mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bessere Ergebnisse auch dann erzielt werden, wenn die Stärke keiner thermischen Vorbehandlung unterworfen wird.The experiments show that the method according to the invention gives better results can also be achieved if the starch is not subjected to any thermal pretreatment.

Die Verbesserung zeigt sich in einer Erhöhung des Grades der Klärung bzw. in einer Verminderung der notwendigen Menge an Stärke und Alkali. Die vorgenannten Versuche zeigen ferner, daß die thermische Behandlung der verwandten Stärke gemäß der Erfindung die Wirksamkeit des Verfahrens in beträchtlichem Maße steigert. Bei einem Versuch mit gelierter Stärke mußte z. B. zur Erreichung desselben Klärungsgrades wie bei vorliegender Erfindung die achtfache Menge des Zusatzmittels während der fünffachen Zeit zur Einwirkung kommen.The improvement is reflected in an increase in the degree of clarification or in a Reduction of the necessary amount of starch and alkali. The aforementioned attempts further show that the thermal treatment of the related starch according to the invention increases the effectiveness of the method in increases considerably. In an experiment with gelled starch z. B. to achieve the same degree of clarification as in the present invention eight times the amount of the additive for five times the time come into effect.

Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Vorrichtung vorgesehen, die durch die Zeichnung 2 erläutert wird.To carry out the method according to the invention, a device is provided, which is explained by the drawing 2.

Innerhalb eines Gestells 2, das in punktierten Linien angedeutet ist und das verschiedene Vorrichtungen enthält, trifft die Lösung" der Hydroxyde, die durch eine mit einem Regulierhahn versehene Leitung 5^/e aus einem Behälter 5 — dessen Temperatur durch eine Heizschlange 5" geregelt werden kann — zuströmt, mit der aus dem Rohr 4^Λ fließenden wäßrigen Suspension von stärkehaltigem Stoff zusammen. Bei der Mischung der Lösungen entsteht das Stärkesol.Inside a frame 2, which is indicated in dotted lines and which contains various devices, meets the solution "of the hydroxides, which can be regulated through a line 5 ^{/ e} provided with a regulating valve from a container 5 - the temperature of which can be regulated by a heating coil 5" - Flows together with the aqueous suspension of starchy substance flowing ^{out of the pipe 4 Λ.} The starch brine is formed when the solutions are mixed.

Der stärkehaltige Stoff wird erfindungsgemäß eine bestimmte auszuprobierende Zeit in einem mit einem abnehmbaren Deckel versehenen Behälter 3 einer geeigneten Temperatur ausgesetzt, die durch ein von einem geeigneten Mittel durchströmtes Schlangenrohr 3" aufrechterhalten wird.According to the invention, the starchy substance has a certain time to be tried out in a container 3 provided with a removable lid at a suitable temperature exposed by a coiled pipe 3 "through which a suitable medium flows. is maintained.

Beispielsweise wird die Temperaturbehandlung in der Weise durchgeführt, daß der stärkehaltige. Stoff etwa 48 Stunden lang der Einwirkung von Kälte unterworfen wird. Diese Behandlung bezweckt, die Empfindlichkeit des stärkehaltigen Stoffes gegenüber dem Angriff durch die Hydroxydlösung zu regeln. Der stärkehaltige Stoff wird dann in einen Behälter 4 übergeführt und hier durch die Wirkung einer Pumpe 4", die einen Umlauf des Wassers durch die Rohrleitungen 4'" und 4" aufrechterhält, in Aufschlämmung gebracht. For example, the temperature treatment is carried out in such a way that the starchy. The fabric is exposed to cold for about 48 hours. The purpose of this treatment is to regulate the sensitivity of the starchy substance to attack by the hydroxide solution. The starchy substance is then transferred to a container 4 and brought into slurry here by the action of a pump 4 "which maintains a circulation of the water through the pipes 4 '" and 4 ".

An dem Leitungsabschnitt 4" ist eine mit einem Regulierhahn versehene Abflußleitung4'* angebracht, durch die die Suspension in die von dem Gestell umschlossenen Vorrichtungen hineingeleitet wird.A discharge line 4 '* provided with a regulating valve is attached to the line section 4 " , through which the suspension is directed into the devices enclosed by the frame.

Diese Vorrichtungen bestehen aus den beiden verstellbaren Rinnen 2^ß und .2°', in denen die durch die Leitung 4* eingeführte Suspension und die durch die Leitung 5* zuströmende Hydroxydlösung zu einem gemeinsamen Flüssigkeitsstrom vereinigt werden.These devices consist of the two adjustable channels 2 ^ß and .2 ° ', in which the suspension introduced through line 4 * and the hydroxide solution flowing in through line 5 * are combined to form a common liquid flow.

Die Dauer zwischen der Vereinigung der Stärkesuspension der Hydroxydlösung mit und dem Eintritt der Mischung in das zu klärende Abwasser wird durch Veränderung der Länge des Fließweges und der Strömungsgeschwindigkeit geregelt, indem die Rinnen nach Bedarf gegeneinander verschoben werden und ihre Neigung geändert wird.The duration between the union of the starch suspension of the hydroxide solution with and the entry of the mixture into the wastewater to be clarified is caused by change the length of the flow path and the flow rate regulated by the gutters be shifted against each other as required and their inclination is changed.

Zu dem Zwecke sind die Rinnen mit Hilfe eines Schlitzes 2¹' im Bodenteil auf einer Achse 2" verschiebbar und neigbar angebracht.For this purpose, the grooves are attached with the help of a slot 2 ¹ ' in the bottom part on an axis 2 " displaceable and inclinable.

Das in der Rinne gebildete Stärkesol wird mit dem zu klärenden Wasser, das durch das Rohr 8 zugeleitet wird und Verunreinigungen als Suspension oder Emulsion enthält, gemischt und dadurch verdünnt.The starch sol formed in the channel is mixed with the water to be clarified, which is transported through the Pipe 8 is fed and contains impurities as a suspension or emulsion, mixed and thereby diluted.

Die Einwirkung der Hydroxydlösung auf die Stärkesuspension wird dadurch zum Stillstand gebracht, während das entstehende Gel sich in dem zum Klärungszwecke geeigneten Zustand befindet. Man kann die Einwirkung auch durch Zumischen von Wasser zum entstehenden Stärkesol vor dem Zusammentrefffen mit dem Abwasser beenden.The action of the hydroxide solution on the starch suspension comes to a standstill brought while the resulting gel is in the condition suitable for clarification purposes. One can take action also by adding water to the resulting starch brine before the meeting end with the sewage.

Das Mischen, Verrühren und Durcharbeiten des Soles und der zu klärenden Flüssigkeit geschieht mit Hilfe einer Zentrifugalpumpe 6, deren Ansaugrohr nur teilweise in Flüssigkeit eintaucht, so daß sie nicht nur Flüssigkeit und die darin enthaltenen Stoffe, sondern auch Luft ansaugt.Mixing, stirring and working through the brine and the liquid to be clarified takes place with the aid of a centrifugal pump 6, the suction pipe of which is only partially in liquid immersed so that they not only liquid and the substances it contains, but also sucks in air.

Die' Ausströmungsleitung· 6^k der Pumpe führt die Flüssigkeit, die die durch Flockung koagulieren Teilchen enthält, in eine Absitzvorrichtung 7, in der sie zu Boden fallen.The 'exhaust duct · ^k 6 of the pump supplies the liquid containing the coagulated particles by flocculation, in which they fall into a settling device 7 to the ground.

Der so gebildete Schlamm kann dann durch ein Ventil y^m entfernt werden, während die geklärte Flüssigkeit durch eine Leitung y^k abfließt. The sludge thus formed can then be removed through a valve y ^m , while the clarified liquid flows off through a line y ^k.

AusführungsbeispielEmbodiment

Zur Verwendung gelangt ein Wasser, das pro Liter 50 g suspendierte Teilchen (Schmutz, Schlamm, Öltröpfchen) enthält; in der Stunde sollen 100 cbm Wasser gereinigt werden.A water that contains 50 g of suspended particles per liter is used (Dirt, mud, oil droplets) contains; 100 cbm of water should be cleaned per hour will.

Das zu klärende Wasser läßt man nach einem Zusatz von 50 kg Kalk auf 100 cbm oben durch die Leitung 8 (Abb. 2) in die Vorrichtung einfließen. Aus dem Behälter 4 fließen pro Stunde 50 1 einer 2°/_oigen Suspension von Kartoffelstärke, die vorher etwa 48 Stunden lang unter Kühlung aufbewahrt wurde, z. B. bei einer Temperatur von —'S⁰C. Die Stärkelösung wird durch die Pumpe 4" in Suspension gehalten. Gleichzeitig tritt aus der Leitung 5^ft eine 4°/₀ Ätzkali enthaltende Lösung (pro Stunde 501) aus, die auf einer Temperatur von 60° gehalten wird. Diese beiden Lösungen treffen in der Rinne 2^a zusammen. Dort wirken sie im Fließen während etwa 2 Sekunden aufeinander ein, und die Mischung gelangt dann am Ende der Rinne 2^a in die zu/klärende Flüssigkeit A. Die drei vereinigten Flüssigkeiten werden darauf bei dem Durchgang durch die Zentrifugalpumpe C gründlich durchgemischt, wobei sofort die Koagulation während der kurzen Dauer des Durchtritts durch die Pumpe stattfindet.After adding 50 kg of lime per 100 cbm, the water to be clarified is allowed to flow into the device at the top through line 8 (Fig. 2). Flow from the container 4 per hour 50 1 of a 2 ° / _o suspension of potato starch, which was previously about stored under refrigeration for 48 hours, eg. B. at a temperature of -'s ⁰ C. The starch solution is held by the pump 4 "in suspension. At the same time exits the conduit 5 ^ft a 4 ° / ₀ caustic alkali-containing solution (501 per hour), which is at a temperature is kept at 60 °. These two solutions meet in the groove 2 ^a together. There they act in the flow during about 2 seconds each other, and the mixture then arrives at the end of the chute ^2a into the to / clarifying liquid A. the three The combined liquids are then thoroughly mixed as they pass through the centrifugal pump C , and coagulation immediately takes place during the short period of passage through the pump.

Claims

Patent claims:

1. A method for clarifying water containing suspended substances by means of strength and alkali metal hydroxides, characterized in that starch is mixed \ compounds after thermal pre-treatment by heating or cooling and by subsequent slurry in water with a temperature kept at a suitable temperature solution basic-acting locking and after a short controllable period of time, which is not sufficient to allow the starch to pass completely into solution, the water to be clarified is added.

2. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the slurried starch and the basic solution with each other on two inclined planes (2 ", 2"') with a variable angle of inclination come to the action that further the mixture obtained meets with the water to be clarified in a centrifugal pump, the suction pipe of which is partially in the sucked liquid, and that the liquid conveyed by the centrifugal pump is transferred to a decanter (7).

1 sheet of drawings

i.in. open in hay