NL8001513A - Behandeling van zwavelbevattend rioolwater met water- stofperoxyde. - Google Patents

Description

* 'J

VO 128

Titel: Behandeling van zwavelbevattend rioolwater met waterstofperoxyde

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het behandelen van rioolwateren, die sulfiden en/of zwavelwaterstof bevatten om deze verbindingen te elimineren.

De aanwezigheid in rioolwateren van zwavelbevattende produkten, 5 die in het algemeen ontstaan door reductie van sulfaten onder inwerking 1 van anaerobe bacteriën, biedt een dubbel nadeel; de ontwikkeling van onaangename geuren van een giftig produkt, namelijk zwavelwaterstof en een sterke corrosie van het buizennet en de inrichtingen voor de zuive- / ringsbehandeling ongeacht of deze van metaal of uit beton zijn.

10 Vele behandelingen zijn reeds lang voorgesteld om de zwavelbe vattende produkten uit de rioolwateren te verwijderen zoals aereren. en oxygeneren.

Het gebruik van waterstofperoxyde, H^O^, als oxyderend bestanddeel voor het behandelen van rioolwateren is voorgesteld in het Ameri-15 kaanse octrooischrift 2.070.856, waarbij de oxydatie van E^S en sulfiden door op zichzelf een welbekende reactie is.

De behandeling van zwavelbevattende rioolwateren met waterstofperoxyde is voorgesteld in het Franse octrooischrift 2.126,199» dat een behandeling voorstelt omvattend het inbrengen van op ëën enkel 20 punt in het rioolwaternet of aan het begin van het behandelingsstation, achtereenvolgens bevattend een voorafgaande conditioneringsfase waarbij men 4 tot 10 maal het stoechiometrisch equivalent sulfide en zwavelwaterstof in het aankomende rioolwater gebruikt en vervolgens een onder-houdsbehandeling waarbij men 1 tot 2 maal het stoechiometrisch equiva-25 lent toepast.

Met deze werkwijze is het in bepaalde gevallen mogelijk bij binnenkomst van de behandelingsstations een water te verkrijgen dat praktisch geen sulfiden of zwavelwaterstof meer bevat maar zij verzekert geen bevredigende bescherming van het totale net dat aan het 30 zuiveringsstation voorafgaat.

Er is nu gevonden dat voor het verkrijgen van goede resultaten op algemene wijze voorzover de bescherming van het net betreft als het gehalte aan sulfiden of zwavelwaterstof bij binnenkomst van de zuive-ringsstations, het noodzakelijk was dat het waterstofperoxyde op ver- 8 0 0 1 5 13 - 2 - schillende punten van het aanvoernet van de rioolwateren naar het be-handelingsstation en regelmatig over het geheel van dit net verdeeld, moest geschieden. De noodzakelijke hoeveelheden 1^0^ kunnen niet a priori worden vastgesteld, zij zijn namelijk niet alleen afhankelijk 5 van het gehalte aan sulfide in het te behandelen water, maar eveneens van de kenmerken van het betreffende net, zoals de lengte van de leidingen, de gemiddelde verblijfstijd, de temperatuur enz.

Proeven uitgevoerd op afvalwaterennetten gedurende bedrijf hebben aangetoond dat het beste gebruik van werd verkregen door zijn 10 inbreng te verdelen tussen de verschillende punten op zodanige wijze dat het gehalte aan sulfide van de wateren bij binnenkomst van de ver-schillende toevoegposten van HgOg praktisch nul is.

De inbrengpunten van het dienen bij voorkeur zodanig te worden gekozen dat de behandeling wordt gestart zoveel mogelijk stroomop-15 waarts in het net én; zij op zoveel mogelijk homogene wijze het totale net beslaat.

De hooggelegen delen van het net zijn plaatsen die bijzonder geschikt zijn voor de injectie van het opdat de werking van de injectiepompen van het dan kan worden gesynchroniseerd met die 20 van de omhoogvoerende pompen en de door de omhoogvoerende pompen geschapen beroering voldoende is om een goede homogenisering van het mengsel te verzekeren.

Alle waterige oplossingen zijn bruikbaar voor uitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding, maar het is bijzonder aan te 25 raden 50% oplossingen te gebruiken, die tot de geringste-kosten leiden.

De inbreng van het in de rioolwaterleidingen kan op elke geschikte wijze geschieden waarbij het gebruik van doseerpompen bijzonder wordt aanbevolen.

30 Onderstaande voorbeelden illustreren het belang van de werkwijze volgens de uitvinding. Voorbeeld 1 is een vergelijkend voorbeeld waarbij het HgOg werd toegevoegd op een enkel punt van het net; voorbeeld 2 is een praktijkvoorbeeld van de werkwijze van het behandelen met van zwavelbevattende rioolwateren met inbreng van het waterstofperoxyde 35 op verschillende punten van het toevoemet van de rioolwateren regel- 80 0 1 5 13

ί A

- 3 - matigerwijze verdeeld over het gehele net zoals door de uitvinding ontwikkeld.

Voorbeeld I

Een net rioolwater dat een biologisch zuiveringsstation voedt 5 wordt gevormd door drie omhooggelegen posten B, C, en D die de afvalwateren van de verschillende delen van een stad ontvangen, waarbij de van deze drie posten afkomstige wateren onderling worden samengevoegd tot een omhooggelegen post A door middel van de leidingen: BA gravitair met een lengte van 1650 m en eénkLiameter-van. Q315 m.

10 CA omvattend; twee delen: een leiding onder druk met een lengte van 665 m ^en een diameter van 0,25 vervolgens een gravitair vak met lengte van 905 m en diameter 0,25 m.

DA omvattend twee delen: een leiding onder druk ter lengte van 900 m en een diameter van 0,355 m, vervolgens een gravitair vak 15 ter lengte van 1.690 m en een diameter van 0,355 m.

De centrale post A is zelf verbonden aan het zuiveringsstation door middel van een leiding onder druk ter lengte van 1.870 m en diameter van 0,1)-0 m. Het station ontvangt andere rioolwateren, maar de bij zijn binnenkomst uitgevoerde controles zijn alleen geschied op die 20 afkomstig van post A.

Gedurende de proefperiode hebben de wateren afkomstig van post A

3 . een debiet van 3·000 tot 1).000 m /dag en hun kenmerken bij afwezigheid van een oxygenerende behandeling zijn de volgende:

temperatuur 19 tot 22°C

25 pH 7SU tot 8Λ

redox potentiaal -60 tot -UOO mV

gehalte aan sulfide bij binnenkomst post A: 0,52 mg/1 gemiddeld gehalte aan sulfide bij binnenkomst van behandelingsstation U,6 mg/1 gemiddeld 30 De analyses op sulfide worden potentiometrisch uitgevoerd onmid dellijk na de monstertrekking met behulp van een voor sulfiden selectieve electrode.

De behandeling met H^O^'.met inbreng van het waterstofperoxyde in de centrale hoogliggende post A geschiedde gedurende k2 dagen door 800 1 5 13 - u - inbreng van 50$ na de omhoogvoerende pompen met behulp van doseer-pompen. De pompen zijn gesynchroniseerd met de pompen die het rioolwater omhoogvoeren die intermitterend werken.

Het intermitterend functioneren leidt tot een verblijfstijd., van 5 100 minuten in het afvoerkanaal bij de beschouwde periode. Watermonsters werden afgenomen uit de bak voor de omhoogvoerende pompen en op het stromingsniveau van het afvoerkanaal naar de ingang van het station.

De werkwijzeomstandigheden en de resultaten verkregen gedurende bepaalde perioden van deze proef zijn verenigd in de tabellen I en II.

10 Ha een werking van twee dagen zonder inbreng van H^Og waarbij men een sulfidegehalte bij de ingang van de hooggelegen post A noteert van 0,32 tot 0,61 mg/1 en bij de binnenkomst van het station van h,2 tot 5,2 mg/l, voert men op de derde dag bij A toe voor een afgaande condifcioneringsbehandeling 22,9 mg/l 50$' s H202 zijnde ongeveer 2,5 15 maal de stoechiometrie van de oxydatiereactie van de sulfiden tot zwavel. Het gehalte is de vierde dag gedaald tot 5»7 mg/l, en vervolgens de zevende dag weer gestegen tot 8,8 mg/l HgOg.

Daar het sulfidegehalte bij binnenkomst van het station onregelmatig en te hoog is verhoogt men de negende dag het gehalte aan HgQg 20 tot ongeveer 19 mg/l, welk gehalte tot de achttiende dag wordt gehandhaafd.

Gedurende de proef noteert men een gemiddeld verbruik van 50$

O

H202 van 15J g/m water die het station binnenkomt, waarbij het sulfidegehalte bij binnenkomst van het station aanzienlijk varieert.

25 De proef werd voortgezet gedurende meer dan een maand met wisse lende HgOg gehalten en de l*2ste werkingsdag werd geconstateerd dat met een HgOg gehalte van 36,1 mg/l 50$'s HgOg het gehalte aan sulfide op minder dan 0,1 mg/l was gebracht zoals uit dit uit tabel I kan worden gezien.

30 Dit resultaat, dat bevredigend is ten aanzien van het sulfide gehalte bij binnenkomst van het behandelingsstation, wordt verkregen met een hoeveelheid HgOg corresponderend met 2,9 maal de stoechiometrie van de oxydatiereactie, maar daarentegen verwijdert een dergelijk procédé in geen enkel opzicht in de aan de omhooggelegen post A vooraf-35 gaande leidingen de geuren en de corrosie.

800 1 5 13 * > - 5 -

Voorbeeld II

Een rioolwatemet bestaat zoals aangegeven in voorbeeld I uit een buizennet zich hergroeperend tot de omhooggelegen posten B, C en D die zelf zijn verenigd tot post A en uit een ander net gehergroepeerd 5 in een post E. De leidingen afkomstig van A en E verenigen zich onderling bij de ingang van het behandelingsstation.

De kenmerken van de vakken BA, CA, DA en A-station zijn die aangegeven in voorbeeld I, en post E is op zijn beurt verbonden met de leidingen afkomstig van A juist voor binnenkomst in het station door 10 een leiding onder druk met lengte van 850 m en een diameter van 0,25 m.

Gedurende de proefperiode arriveren de wateren in het station met eai

O O

totaaldebiet van 6.TOO - 7-300 m /dag waarvan 5-500 tot 6.000 m /dag afkomstig van post A en hun kenmerken bij afwezigheid van oxygenerende behandeling zijn de volgende:

15 temperatuur 20°5 C - 23°C

pH 7,55 - 8,50

Redox potentiaal -260 400 mV

gehalte aan sulfiden bij binnenkomst post A 0,35 mg/l gemiddeld 20 gehalte aan sulfiden bij binnenkomst posten B, C, D, E kleiner dan 0,05 mg/l gehalte aan sulfiden bij binnenkomst station 3,^3 mg/1 gemiddeld

De sulfide-analyses geschieden potentiometrisch onmiddellijk 25 na de monstertrekking met behulp van een voor sulfiden selectieve electrode.

Een proef met een HgOg behandeling met inbreng van peroxyde gelijktijdig in de 5 posten omhooggelegen posten A, B, C, D en E werd uitgevoerd gedurende 9 dagen onder toevoer van 50#'s H202 na de omhoog-30 voerende pompen met behulp van doseerpompen. De HgOg pompen zijn gesynchroniseerd met de pompen voor het omhoogvoeren van het rioolwater die op intermitterende wijze functioneren.

De werkwijzeomstandigheden en de verkregen resultaten zijn verenigd in tabel II.

35 Het H202 wordt eerst ingebracht in post A vervolgens geleidelijk 800 1 5 13 - 6 - in de andere posten waarbij het gehalte aan sulfide bij binnenkomst van post A aanvankelijk 0,35 mg/l is, en vervolgens lager wordt dan 0,05 mg/l in twee dagen en evenwijdig daaraan wordt het gehalte aan sulfiden bij binnenkomst van het station, dat gemiddeld 3,^ mg/l was 5 juist voor de injectie met het HgOg, kleiner dan 0,05 mg/l toen de injectie met het H^Og werd uitgevoerd in de vijf posten A, B, C, D en Ξ.

Men merkte op dat toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding tot sulfidegehalten van praktisch nul leidt, kleiner dan hun analytische aantoonbaarheidsgrens, 0,05 mg/l over de gehele omvang van 10 het net. Door deze behandeling worden derhalve de geuren volledig verwijderd alsmede elke corrosie over het gehele net.

Gedurende deze proef was het gemiddeld verbruik van 50#’s HgOg 36,5 g 50$'s HgOg per m^ van water dat het· .behandelingsstation binnen.^ kwam en het was mogelijk het gehalte aan sulfiden bij binnenkomst van 15 ditzelfde station van 3,^· mg/l tot minder dan 0,05 mg/l te verlagen.

80 0 1 5 13 - 7 -

TABEL I

Voorbeeld I: Intreng van het op een punt van het net

Qmhooggelegen post A

Dag Uur Gehalten aan sul·-.. Behandelingsgraad Station gehalten fiden hij tinnen- in mg/l Η^Ο^ 50$ aan sulfiden tij komen in mg/l binnenkomen in mg/l 1 11.20 1,1 11.10 1,2 15.10 0,51 16.10 0,61 2 10.20 0,32 11.25 5,2 3 9,50 0,70 22,9 10.25 " 1,9 13.50 " 0,6 16.05 " 2,6 1 9-55 0,57 5,7 12.00 " 1,7 11.50 " 3,05 7 13.50 8,8 8 9.00 " 5,7 10.15 " 2,86 11.30 0,33 " 12.00 " 1,16 15.15 " 3,61 16.35 8,2 1,91 9 5.30 " 7,28 7.30 " 6,5 9.30 " 1,8 10.15 0,57 " 11.15 " 3,1 15.55 19,2 2,55 18.00 " 3,28 21.15 " 0,26 80 0 1 5 13 - 8 -

Voorbeeld I: Inbreng van het HgOg op een punt van het net

Omhooggelegen post A-

Gehalten aan sul- Behandelingsgraad Station gehalten ^ fiden bij binnen- in mg/l H^Og 50# aan sulfiden bij komen in mg/l binnenkomen in mg/l 10 6.10 19,2 6,2k

11.10 " 3,0U

16.10 " 1,U8 21.30 " ^0,1 11 8.U5 " 5,7 10.30 " 0,26 13 12.00 0 1¼ 11.00 19,2 k,k2 14.30 " 2,2 17.00 " 2,88 15 8.30 " 3,67 1U.00 " 1,71 16 7.00 19,9 6,03 12.00 " 2,62 22.00 " 0,73 17 7.00 " U,28 10.30 " 1,43 21.30 " 0,30 18 7.OO " 3,95 12.00 " 0,98 38 11.25 16,6 2,88 15.30 " 2,88 17.35 " 3,67 39 8.50 " M5 12.30 " 0,80 14.35 " 0,62 17-45 " 0,39 18.00 36,1 k2 8.50 " ^0,1 11.35 " <0,1 15.00 " <0,1 18.00 " ^0,1 SO 015 13

Voorbeeld II: inbreng van het HgOg op verschillende punten van het net - 9 -

Post A Post Post Post Post Station -- B_C_D_Ξ -

Gehalten Behande- Behandelingsgraad Gehalten aan aan sul- lings- in mg/l sulfiden bij

Dag Uur fiden bij 'graad in binnenkomst binnenk. mg/l in mg/l S2^2 1- 9-30 2»1 1U.00 15-30 16.00 39,3 2 10.30 0,3^ " °’3? 16.30 0,36 " °’2k

3 10.30 " TT

16.30 <0,05 18,8 " °>°8 k 11.30 <0,05 " " °’°6 16.30 0,06 27,5 " <°’°5 5 8.30 " ” <0,05 1U.30 <0,05 " " <0,05 16.30 < 0,05 26,7 13 " <°»°5 8 11.30 0,06 'f " 131 *+0,6 0,9 15.00 1,55 " T2,5 " " <0,05 17>15 » " " " " <0,05 9 10.00 < 0,.05 ” " " " " <0,05 1U.00 " " " " ^5,1 16.30 <0,05 33,8 " " <0,05 10 11.00 <0,05 " " " 50,5 ” <0,05 lU. 00 15,2 " " " 35,8 <0,05 15.30 <0,05 " 26,1 21 11 8.15 " " " " ’’ 0,06 lil·. 15 ” " " " 1+5,3 15.15 " " 26,1 " " <0,05 16.30 <0,05 15,5 32,1 " " " <0,05 12 10.30 " " " " " <0,05 15.1+5 <0,05 " 25,3 26,7 " " <0,05 15 11.00 <0,05 " 16,8 " 63 " 0,k2 16.00 <0,05 18,55 17.15 " " " " " ^0,05 80 0 1 5 13 •Voorbeeld II: inbreng van bet op verschillende punten van het net - 10 -

Post A Post Post Post Post Station r - B C D E -

Gehalten Behande- -:- Gehalten aan aan sul- lings- Behandelingsgraad sulfiden bij

Dag Uur fiden bij graad in in mg/l binnenkomst binnenk. mg/l * in mg/l in mg/l H202 50% Ü2U2 16 9.00 <0,05 18,55 16,8 26,7 63 ^5,3 <0,05 15.00 <0,05 " " " 76 " <0,05 16.30 " 18,9 " " " <0,05 17 11.00 <0,05 " " " " " <0,05 14.15 " " " " " <0,05 800 1 5 13

Claims (3)

1. Werkwijze voor het ontzwavelen van sulfiden en zwavelwaterstof-bevattende rioolwateren met waterstofperoxide, met het kenmerk, dat men het waterstofperoxide op verschillende punten van het aanvoemet van de rioolwateren naar het behandelingsstation inbrengt op regelmatige wijze 5 over de gehele omvang van het net verdeeld.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de verdeling van het waterstofperoxide tussen de verschillende toevoerpunten zodanig is,, dat de gehalten aan sulfiden en zwavelwaterstof van de rioolwateren bij binnenkomst van de verschillende H^O2~toevoerpunten praktisch nul 10 zijn.

3. Werkwijze volgens conclusies 1-2, met het kenmerk, dat 50 gew.%'s waterstofperoxide wordt gebruikt. 800 1 5 1T