NL8201955A

NL8201955A - Samenstelling voor de behandeling van afvalwater, werkwijze voor de bereiding daarvan en werkwijze voor de behandeling van afvalwater.

Info

Publication number: NL8201955A
Application number: NL8201955A
Authority: NL
Original assignee: Tioxide Group Ltd
Priority date: 1981-06-30
Filing date: 1982-05-12
Publication date: 1983-01-17
Also published as: DE3224260C2; DE3224260A1; NL191237C; FR2508431B1; NL191237B; FR2508431A1; US4446031A

Description

>

Jr" ,..

- 1 - *

Samenstelling voor de behandeling van afvalwater, werkwijze voor de bereiding daarvan en werkwijze voor de behandeling van afvalwater.

' De uitvinding heeft betrekking op een samenstelling voor bepaalde behandelingen, op de bereiding daarvan en het gebraik daarvan en heeft in het bij zonder betrekking op samenstellingen die geschikt zijn voor de behandeling van af-5 valwater.

Volgens de uitvinding wordt voorzien in een samenstelling voor de behandeling van afvalwater die omvat een waterage oplossing van ijzer (ill) sulfaat en ijzer (ill) nitraat in zodanige hoeveelheden dat de moleulaire verhouding 10 van ijzer (ill) sulfaat tot ijzer (ill) nitraat ligt tussen 1 : 0,5 en 1 : 3 en die, eventueel salpeterzuur bevat in een hoeveelheid tot 2,5 molekulen per molekuul ijzer (ill) sulfaat.

Volgens de uitvinding wordt ook voorzien in een werkwij ze voor de bereiding van een samenstelling van het 15 hiervoor genoemde type, waartoe men in een waterige oplossing

salpeterzuur laat reageren met ijzer (II) sulfaat (bij afwezig-heid van afzonderlijk toegevoegd zwavelzuur), waarbij de hoeveelheid salpeterzuur voldoende is om ijzer (ill) sulfaat en ijzer (ill) nitraat in oplossing te vormen en waarbij de reac-20 tie wordt uitgevoerd bij een temperatuur van tenminste 60°C

en niet meer dan 100°C.

Volgens de uitvinding wordt voorzien in een werkwijze voor de behandeling van afvalwater, welke hierin be-staat dat men een kennelijk of potentieel tekort aan vrije 25 zuurstof in een hoeveelheid afvalwater vaststelt en aan het afvalwater een samenstelling volgens de uitvinding toevoegt, zo-dat de vorming van schadelijke sulfiden tot een minimum wordt beperkt.

De uitvinding voorziet in een samenstelling 30 die eminent geschikt is voor gebruik bij de behandeling van afvalwater. Bacterien in afvalwater hebben, onder omstandigheden 8201955 - 2 - aaronder de toevoer van zuurstof (lucht) te kort schiet, nei-ging om met sulfaationen in oplossing te reageren en schadelijke sulfiden te vormen zoals waterstofsulfidegas dat een plaag kan zijn voor personen in de omgeving. Dergelijke omstandigheden 5 kunnen gemakkelijk optreden in zogenaamde stijgende tamriolen waar het afvalwater doorheen wordt gepompt en in opslagtanks of in andere riolen zoals onder invloed van de zwaartekracht af-vloeiende riolen, in het bi jzonder in een heet klimaat.

Toeving van -een samenstelling volgens de uit-10 vinding levert nitraten die door de in het afvalwater aanwezige bacterien preferentieel ten opzichte van sulfaten worden omge-zet waardoor het afvoeren van schadelijke sulfiden tot een minimum beperkt wordt.

De samenstelling volgens de uitvinding die ge-15 sehikt is voor de behandeling van afvalwater is een waterige op lossing van ijzer (ill) sulfaat en ijzer (ill) nitraat in een specifieke molekulaire verhouding. De molekulaire verhouding van ijzer (ill) sulfaat tot ijzer (III) nitraat bedraagt 1 : 0,5 tot 1 : 3 en de voorkeur wordt gegeven aan een samenstelling die 20 ijzer (ill) sulfaat en Ijzer (ill) nitraat bevat in een moleku laire verhouding in het traject van 1 : 0,75· tot 1 : 1,25 en liefst een molekulaire verhouding van circa 1 : 1.

Desgewenst kan de samenstelling vrij salpeter-zuur bevatten dat aanwezig kan zijn als gevolg van het toevoe-25 gen van een overmaat bij het begin van de bereiding van de samen stelling of ook kan worden toegevoegd na de bereiding van de samenstelling. De molekulaire verhouding van ijzer (ill) sulfaat tot ijzer (ill) nitraat tot salpeterzuur in de samenstelling volgens de uitvinding kan varieren van 1 : 0,5 : 0 tot 30 1 : 3 : 2,5· De molekulaire verhoudingen waarvan in deze aanvrage sprake is zijn de verhoudingen die worden gevortden uitgaande van de formules FegiSO^)^, FeiNO^^ on HHO^ voor ijzer (ill) sulfaat respectievelijk ijzer (ill) nitraat en salpeterzuur.

De samenstelling volgens de uitvinding kan wor-35 den bereid door ijzer (ill) sulfaat, ijzer (III) nitraat en, 8201955 - 3 -

V

eventueel vrij salpeterzuur in een vaterige oplossing in de gevenste verhouding te mengen, maar bij/taorkeur vordt het mengsel van ijzer (ill) sulfaat en ijzer (III) nitraat in situ gevormd in een vaterige oplossing door oxydatie van ijzer (II) sulfaat.

5 De bron van ijzer (II) sulfaat kan geschikt zijn commercieel kristallijn ijzersulfaat, dat vil zeggen FeSo^. JKgO dat vordt verkregen als nevenprodukt bij de bereiding van titaandioxydepigment volgens het zogenaamde "sulfaat"procede.

Bij dit procede vordt een bron van titaandioxyde (bijvoorbeeld 10 ilmeniet of een slak) gedigereerd met geconcentreerd zvavelzuur en vordt na oplossen van de gevormde koek een oplossing ver^ kregen van titanylsulfaat dat ijzerprodukten bevat. Vervolgens , vordt het ijzersulfaat (ijzer (il) sulfaatheptahydraat) uitge-kristalliseerd en afgescheiden.

15 Ijzersulfaat dat bij het sulfaatprocede vordt verkregen kan een kleine hoeveelheid zvavelzuur bevatten ge-associeerd met het ijzersulfaat, maar normaliter is de hoeveelheid van dit zuur kleiner dan 2 gev.$ berekend op het gevicht van het ijzer (il) sulfaatheptahydraat. Bij voorkeur is de hoe-20 veelheid zo klein als praktisch mogelijk is, maar hoeveelheden van minder dan 0,5 gew.%, bijvoorbeeld ca 0,2 gew.% zuur berekend op het gevicht aan ijzer (il) sulfaatheptahydraat kunnen zonder moeilijkheden bij de verkvijze voor de bereiding.van de samen-stelling vorden getolereerd.

25 Volgens de verkvijze van de uitvinding vordt de reactie met het salpeterzuur uitgevoerd bij afvezigheid van toegevoegd zvavelzuur. Dit betekent dat slechts zvavelzuur dat is geassocieerd met het ijzer (II) sulfaatheptahydraat aanve-zig mag zijnen, zoals hiervoor uiteengezet, dit zvavelzuur mag 30 ter hoogte in kleine hoeveelheden aanvezig zijn.

De oxydatiereaetie vordt gevoonlijk uitge-. voerd door vast fijnverdeeld ijzer (II) sulfaatheptahydraat toe te voegen aan vaterig salpeterzuur met een concentratie van 20 tot 7Q gev.$ in een zodanige hoeveelheid van ijzer (ill) sulfaat 35 en ijzer (III) nitraat vorden gevormd. Het reactiemengsel vordt 8201955 - Η - in een of ander geschikt vat gebracht, bijvoorbeeld een vat van roestvast staal en de uitgaande gasstroom die stikstofoxyde be-vat vordt gestript voordat dit gas in de atmosfeer vordt gela-ten.

5 Er vordt de voorkeur aan gegeven om het ijzer (il) sulfaatheptahydraat aan het zuur toe te voegen op een geregelde vijze en met een zodanige snelheid dat het vegstro-mende gas vordt gevormd nog zuurstof bevat om zo goed strippen .van de gasstroom mogelijk te maken voordat het gas in de atmos-10 feer vordt afgelaten. De toevoeging van ijzer (il) sulfaat heptahydraat vindt geschikt plaats door middel van een toevoer-inrichting met transportschroef zodat een bekende toevoeg-snelheid vordt bereikfc.

De reactie vordt uitgevoerd bij een temperatuur 15 van niet minder dan 60°C om de vorming van ijzer (il) nitroso- sulfaat in de oplossing te vermijden. De temperatuur moet niet hoger zijn dan 100°C omdat anders hydrolyse van de produkten kan optreden. Bij voorkeur vordt de reactie uitgevoerd in het temperatuurtraject van TO tot 85°C en liefst bij ca 75°C.

20 De temperatuur vordt gehandhaafd voor varmte aan het reactievat toe te voeren en de snelheid vaarmee ijzer (il) sulfaatheptahydraat vordt toegevoegd vordt zo gekozen dat de temperatuur op geen enkel moment beneden 6o°C daalt.

De reactie kan continu vorden uitgevoerd of 25 ladingsgevijze (" ,vat in het algemeen het gemakkelijkst te regelen is). Bij de ladingsgevijze uitvoering van de verkvijze gaat de toevoeging van ijzer (il) sulfaatheptahydraat aan het zuur voort tot de gevenste hoeveelheid is toegevoegd, afhanke-lijk van de hoeveelheid zuur die vordt gebruikt. De reactie is 30 volledig als al het ijzer (II) sulfaatheptahydraat is toege voegd. Nadat de reactie is beeindigd is het gebruikelijk om het produkt te analyseren -teneinde de samenstelling van het produkt te controleren en- een eventuele instelling van de samenstelling indien nodig te kunnen uitvoeren. De concentratie ' 35 van de ijzer (ill) componenten in de vaterige oplossing kan bij- 8201955 - 5 - voorbeeld worden ingesteld door toevoegen van water of er kan salpeterzuur worden toegevoegd in hoeveelheden binnen de hier-voor gespecificeerde trajecten.

In het algemeen zal de voor gebruik in de 5 handel gebrachte samenstelling een gehalte hebben van bijvoor- beeld tussen 25 en 60 gev.% ijzer (ill) sulfaat plus ijzer (ill) nitraat en in het bijzonder een gehalte van 30 tot U5 gevr.%.

De samenstelling kan voor het gebruik voor de behandeling van afvalwater worden verdund.

10 Behandeling van afvalwater met een samenstel ling volgens de uitvinding vormt een waardevol middel om afvalwater "levend" te houden en die behandeling garandeert dat de bacterien aktief blijven tijdens het transport van het afvalwater naar de afvalwaterbehandelingsinstallaties en tijdens 15 opslag in opslagtanks in welke situaties er gebrek kan zijn aan beschikbare zuurstof.

De uitvinding wordt gelllustreerd door de vol- gende voorbeelden;

Voorbeeld I

O

20 250 cm salpeterzuur (concentratie 60 gev.%)

O

en kOO cm water werden in een bekerglas gebracht en het mengsel , werd op een verwarmingsplaatje verwarmd op 75°^· Het bekerglas werd tijdens het verwarmen en tijdens dev. daaropvolgende reactie in een zuurkast geplaatst. 675 g in He handel verkrijgbaar 25 ijzer (II) sulfaatheptahydraat werden in kleine hoeveelheden tegelijk toegevoegd terwijl het zuur werd geroerd, zodanig dat al het ijzer (il) sulfaatheptahydraat in de loop van ^5 minuten werd toegevoegd en de temperatuur tijdens de toevoeging tussen 75 en 80°C werd gehandhaafd.

30 Nadat alles was toegevoegd was een waterige oplossing van ijzer (ill) sulfaat en ijzer (ill) nitraat ver-kregen. Deze oplossing bevatte ijzer (ill) sulfaat en ijzer (III) nitraat in een molekulaire verhouding van 1 .: 1. Het zo verkre-gen materiaal was uitstekend geschikt voor de behandeling van 35 afvalwater.

8201955 ί* w- % - 6 -

Voorbeeld II

De reactie beschreven in voorbeeld I verd 3 . herhaald maar nu onder toepassing van 156 cm van het salpeter-zuur en ^75 cm water met dezelfde hoeveelheid in de handel 5 verkrij gbaar ijzer ¢[1) sulfaatheptahydraat. Het verkregen produkt was een waterige oplossing van ijzer (ill) sulfaat en ijzer

(III) nitraat in een molaire verhouding van 1 : 0,6. Dit produkt was uitstekend geschikt voor de behandeling van afvalwater. Voorbeeld III

10 Het experiment bescbreven in voorbeeld I werd ' · 3 herhaald maar nu onder toepassing van 300 cm salpeterzuur met een concentratie van 6θ gew.$ en 360 cm water. Er werden opnieuw 675 gin de handel verkrijgbaar ijzer (II) sulfaatheptahydraat gebruikt. Het produkt was een oplossing die ijzer (ill) sulfaat 15 · en ijzer (ill) nitraat en salpeterzuur bevatte in een molekulaire verhouding van 1 : 1 : 0,75· 0ok dit produkt was uitstekend geschikt voor de behandeling van afvalwater.

8201955

Claims

1. Samenstelling voor de behandeling van afval-water, met het kenmerk, dat ze bestaat uit een waterige oplossing van ijzer (ill) sulfaat en ijzer (III) nitraat in zodanige hoe- 5 veelheden dat de molekulaire verhouding van ijzer (III) sulfaat tot ijzer (ill) nitraat bedraagt 1 : 0,5 tot 1 : 3 en eventueel salpeterzuur in een hoeveelheid tot 2,5 molekulen per molekuul ijzer (ill) sulfaat.

2. Samenstelling volgens conclusie 1, 10 met het kenmerk, dat de molekulaire verhouding van ijzer (ill) sulfaat tot ijzer (ill) nitraat bedraagt 1 : 0,25 tot 1 : 1,25·

3· Samenstelling volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de molekulaire verhouding van ijzer (ill) sulfaat tot ijzer (ill) nitraat ca 1 : 1 is. 15 1+. Samenstelling volgens een der voorgaande conelusies, met het kenmerk, dat de totale hoeveelheid ijzer (III) sulfaat plus ijzer (ill) nitraat hedraagt 25 tot 26 gew.% herekend op het gewicht van de samenstelling· 5* Samenstelling volgens· :conclusie 4, 20 met het kenmerk, dat de totale hoeveelheid ijzer (ill) sulfaat plus ijzer (ill) nitraat bedraagt 30 tot 45 gew.% herekend op het gewicht van de samenstelling.

6. Werkwijze voor de bereiding van een samenstelling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de waterige 25 oplossing van salpeterzuur in reactie wordt gebracht met ijzer (il) sulfaat (bij afwezigheid van toegevoegd zwavelzuur), waar-bij de hoeveelheid salpeterzuur voldoende is om ijzer (ill) sulfaat en ijzer (ill) nitraat in oplossing te vormen en waarbij de reactie uitgevoerd bij een temperatuur van tenminste 60°C 30 maar niet meer dan 100°C.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat eventueel met het ijzer (II) sulfaat ge-associeerd zwavelzuur aanwezig in een hoeveelheid van minder dan 0,5 gew.$ herekend als zuur op het gewicht van het ijzer (II) 35 sulfaat. 8201955 - 8 - V n 4 f __ _____ _ __ __ __ __ _ __ ___

8. Werkwijze volgens conclusie 6 of 7» met het kenmerk, dat het ijzer (II) sulfaat fijnverdeeld in de handel verkrijgbaar ijzer (II) sulfaatheptahydraat is en aan waterig salpeterzuur wordt toegevoegd dat een concentratie 5 heeft van 20 tot TO gew.$.

9· Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het in de handel verkrijgbare ijzer (II) sulfaatheptahydraat aan het salpeterzuur wordt toegevoegd met een zodanige snelheid dat het ontwijkende gas dat wordt gevormd 10 nog zuurstof bevat waardoor de gasstroom goed kan worden gestript voordat het resterende gas in de atmosfeer wordt afgelaten.

10. Werkwijze volgens een der conclusies 6-9» met het kenmerk, dat de reactie wordt uitgevoerd bij een tem-peratuur van JO tot 85°C.

11. Werkwijze volgens len der conclusies 6-10, met het kenmerk, dat, na beeindigen van de reactie water of een verdere hoeveelheid salpeterzuur wordt toegevoegd om de concentratie van de ijzer (III) componenten op de gewenste waarde in te stellen.

12. Werkwijze voor de behandeling van afval- water, met het kenmerk, dat in een hoeveelheid afvalwater een kennelijk of potentieel te kort aan vrije zuurstof wordt vast-gesteld en vervolgens aan het afvalwater een samenstelling wordt toegevoegd volgens een der conclusies 1-5·

13. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de samenstelling wordt verdund met water voordat ze wordt gebruikt. e 1U. Samenstelling en werkwijze, in hoofdzaak als beschreven in de beschrijving en/of de voorbeelden. 8201955