SE440897B - Dispersion for vattenreningsendamal innehallande jern(ii)+sulfatheptahydratt - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 sfzn.114=117-fas ende pâ järn än ca 2,996 räknat på lösningens vikt, vilket är alldeles för otill- fredsställande ur transportsynpunkt, då stora mängder vatten som ballast måste transporteras tillsammans med det för vattenreningen verksamma järnsulfatet.

Detta fördyrar hanteringen sä avsevärt att den endast skulle kunna vara ekono- miskt försvarbar för vattenrening omedelbart intill källan för det fatala hepta- hydratet.

Kompositioner för vattenreningsändamål bestående av upplöst järn(ll)sulfat eller järn(lll)klorid är bl a känt från DE-Al-2 739 715 varvid även kalk kan ingå för att öka filtrerbarheten hos det utbildade flocket.

DE-B-l 285 416 visar ett förfarande för att avlägsna svärfiltrerbara metallhydr- oxider eller sulfater från vatten, varvid kalciumklorid, järn(ll)klorid, järn(III)k1o- rid, järn(ll)sulfat eller järnfllfisulfat eller blandningar därav kan användas.

CH-A5-613 917 visar rening av ett dricksvatten eller avloppsvatten varvid järn(II) och/eller järn(lll)salter ingår eventuellt i närvaro av kalk.

US-A-1 440 250, US-A-B 183 186 och SE-A-344 454 anger andra lösningar av ferrosulfat och kalk för rening och slamkonditionering.

SE-A-810D161-2 visar ett pumpbart koncentrat av fast järn(ll)sulfat som är dispergerat i en vattenfas medelst ett dispergeringsmedel omfattande en alkalisk jordartsmetall-katjon, företrädesvis Ca-jon, och en basisk anjon, såsom karbonat, oxid eller hydroxid. Det därvid angivna koncentratet har emellertid i vissa fall inte visat sig helt stabilt under långa landsvägstransporter, när det utsätts för ständig vibration, och har därför inte helt mött marknadens anspråk.

Det är vidare genom SE-A-8204162~5 känt att dispergera järnüfisulfatheptahyd- rat i en vattenlösning av kalciumklorid, varjämte vattenlösningen innehåller järn(III)klorid. Denna dispersion är i och för sig stabil och kan hålla höga halter järn, men brister i-det att den har ett alltför lågt pH (ca 0), vilket kan medföra allvarliga korrosíonsproblem på befintlig utrustning för luanterírig och (loser-big.

Produkten är dock mycket lämplig vid rening av alkalíska vatten. 10 15 20 25 30 350 l-ÄTiYß--S Beskrivning av föreliggande uppfinning Föreliggande uppfinning har som syfte att tillhandahålla ett koncentrat vatten- reningsmedel innehållande höga halter tvâvärt järn utgående från fast järn(ll)sul~- fatheptahydrat, vilket medel kan hanteras, transporteras, lagras och doseras utan de svårigheter som inledningsvis antytts. Uppfínningen har även som syfte att erbjuda en marknad för avfallsprodukten järn(II)sulfatheptahydrat.

Det har nu också överraskande visat sig att man kan åstadkomma ett helt transportstabilt koncentrat med högre Fe-halter än tidigare, varvid detta koncentrat enligt uppfinningen utgöres av en komposition innehållande järn(ll)sul- fat och som kännetecknas av att dispergeringsmedlet utgöres av bentonit, varvid mängden Fe är minst 2,996, och varvid dispergeringsmedlet föreligger i en mängd av 0,2-4 vikt% av kompositionen.

Kompositionen enligt uppfinningen utgöres således av en pumpbar suspension av fast järn(ll)sulfat i en vattenfas. Suspensionen uppvisar efter tillsats av ovan nämnda dispergeringsmedel föga sedimentationsbenägenhet, även om det fasta sulfatet föreligger i relativt grovt finfördelat tillstånd, varför sulfatet inte nödvändigtvis behöver malas eller på annat sätt sönderdelas före tillsats.

Sådana stabila suspensioner brukar allmänt benämnas dispersioner.

Det är en väsentlig fördel med uppfinningen att kompositionen lätt kan göras ännu effektivare genom att i kompositionens vattenfas upprätthålla en för vattenreningsändamäl effektiv halt av en eller flera av jonerna Fe2+, Fe3+ och A13+. Sålunda kan med fördel vattenfasen innehålla en vattenlösning av järnüllljoner, såsom i form av sulfatoklorid, vilken lösning är kommersiellt tillgänglig och användes för vattenreningsändamâl. Utöver den effekt som Fe(II) erbjuder vid vattenrening, kan på så sätt även ytterligare vattenrenings- effekt erhållas genom inverkan av komponenterna Fe(lll) och/eller A1(III). De senare jonernas egenskaper är sådana att de utgör goda fällningsmedel för bla fosfatjoner, tungmetaller, bakterier, virus och inälvsmaskägg samt ger ett klart utgående vatten på grund av dess goda flockbildningsegenskaper.

Allt suspenderat material i vattnet flockas även därvid ut. pil hos kornpositíonen är ca 0,5 - 2 beroende pa lmltcxi järnsiilfzitokloridlösning 10 15 20 25 30 35 í$3~f&f1r4ï?i'7aë och hur denna är framställd. Vissa järnkloridlösningar som finns pâ marknaden i dag är framställda ur saltsyrabaserade betbad och håller därför ett lågt pH.

Det har också visat sig att den ingående bentoniten har en positiv effekt på utvecklingen av flockar, då kompositionen dispenseras in i ett vatten för rening därav. Erhållna flockar blir bättre och mera stabila, och har visat sig kunna regenereras efter sönderslagning.

Vid mindre avloppsvattenreningsverk med lägre oxidationslcapacitet är det lämpligt att tillföra en viss mängd järn(III)salt, eftersom det primärt är järn(lll)- jonen som ger flockar och järn(ll)jonen måste oxideras vidare till järnflll) för åstadkommande av en god utflockning.

Kompositionen utgöres således av en dispersion med god stabilitet, vilket innebär att den kan hanteras, lagras och doseras som en vätska, exempelvis genom pumpning, vilket är en uppenbar fördel för ett vattenreningsmedel.

En ytterligare uppenbar fördel med kompositionenf enligt uppfinningen är att den kan innehålla relativt sett mycket höga halter- verksam järn(ll)produkt räknat på totalvikten i jämförelse med en vattenlösning av järn(ll)sulfat. Med ökande halt fast järn(ll)sulfat ökar emellertid dispersionens viskositet och det uppstår en praktisk gräns, över vilken díspersionen- icke kan hanteras utan olägenheter. Således föredrages det att använda en komposition med mindre än 'omkring 8 96 fast järn(ll)sulfat räknat som heptahydrat på totalvikten av kompositionen. Mängden dispergeringsmedel, som krävs för en effektiv disperge- ring är överraskande låg och den avväges lämpligen mot de krav som ställes pâ dispersionens hållbarhet och stabilitet. Kompositionen innehåller disperge- ringsmedel i en mängd av 0,2 - 4 vikt96, företrädesvis 1 - 2 vikt96. Ett förhållan- de större än den' övre gränsen resulterar i en mycket högviskös produkt, som i vissa anläggningar kan bli svår att dosera, medan förhållandena under 0,2 vikt% ej är tillräckliga för en effektiv hållbar dispergering. Det har visat sig att en synnerligen stabil dipsersion erhålles med en komposition som innehåller ca 36% järn(ll)sulfat räknat som heptahydrat och minst 1% bentonit beräknat på totala kompositionen samt ca 5496 vattenlösning av järnfllfisulfatoklorid (1296Fe). Vid denna sammansättning kommer kompositionen att hålla 13,196 10 15 20 25 30 35 sse1411s5 järn totalt, varvid 50% därav som Feül) i järnsulfat och 50% därav som Feflll) i lösningen. Således är den totala järnhalten i kompositioner: enligt uppfinningen väsentligt högre än i en vattenlösning av järnilüsulfat, vilken såsom tidigare nämnts är endast 2,9% järn vid mättad lösning.

Komposítionen framställes utgående frân en vattenhaltig slurry av järn(ll)sulfat- heptaiiydrat, eventuellt innehållande järnülßsulfatoklorid. Till denna slurry under omrörning sättes en vattendispersion av bentonit (ca 10 - 20% bentonit i vatten), vilken dispersion tillåtits mogna för svällning av bentoniten, varefter den totala blandningen utsättes för intensivomrörning för sönderdelning av större bentonitaggregat. Ingående bentonit har företrädesvis en partikelaggre~ gatstorlek understigande 44/um.

Uppfinningen skall nu närmare belysas av ett antal exempel som avser försök att framställa en dispersion av fast järnflDsulfatheptahydrat på olika sätt.

Exempel 1 545 kg fatal FeSO4Cl innehållande 1 % Fe och cirka 50% H20 blandades med 364 kg FeSO4 - 7H2O till en tjock slamma. Därefter inblandades under omrörning en dispersion av 77 kg vatten och 13,6 kg bentonit (VOLCLAY) som fått stå i 5 tim för bentonitsvällning, varefter totalblandningen utsattes för intensivom- rörning. lin stabil dispersion av järnflßsulfatet erhölls vilken inte visade tendens till sedimentation efter 'I dagar. Dispersionen höll 13,196 Fe (5096 Fe2+, 50% Fey).

Exempel 2 280 kg fatal FeSO4Cl innehållande 12% Fe och cirka 50% H20 blandades med 562 kg FeSO4 - 7H20 till en tjock slamma. Därefter inblandades 93 kg av en dispersion av 79 kg vatten och 14 kg bentonit, varefter intensivomrörning före- togs. En stabil dispersion erhölls vilken 11611 13,494, Fe (7s% 1'=e2+; 25% Fe3+).

Exempelß 302 kg fatal FeSO4Cl innehållande 12% Fe och ca 50% H20 blandades med 604 kg FeSO4 - 71-120 och 19 kg vatten till en tjock slamma. Därefter inblandades under omrörning en dispersion av 64 kg vatten och 11,3 kg bentonit, varefter 10 15 20 25 30 35 âššfil til Äïeë totalblandningen utsattes för intensivomrörning. En stabil dispersion av järn(ll)- sulfat erhölls, vilken höll 14,596 Fe (1591, re2+; 25% Feßt).

Exempel 4 748 kg FeSO4 ~ 7H2O formades till en tjock slamma med 159 kg vatten. Därefter inblandades under omrörning en dispersion av 79 kg vatten och 14 kg bentonit, varefter totalblandningen utsattes för intensivomrörning. En stabil dispersion med 13,496 Fe erhölls. pH 2,5.

Exempel 5 798 kg FeSO4 - 7H2O formades till en tjock slamma med 118 kg vatten. Därefter inblandades en dispersion av 71 kg vatten och 12,6 kg bentonit, varefter total- blandningen utsattes för intensivomrörning. En stabil dispersion med 14,496 Fe erhölls. pH 2,5.

Exemgelö 480 kg fatal FeSO4Cl innehållande 12% Fe och ca 5096 H20 blandades med 320 kg FeSO4 - 7H2O till en tjock slamma. Därefter inblandades under omrörning en dispersion av 170 kg vatten och 30 kg' bentonit, varefter intensivomrörning av totalblandningen vídtogs. En stabil dispersion med 11,496 Fe (5096 Fe2+, 50% Feßt) erhölls.

Exemp el 7 1200 g av ett betbad med 7% Fe3+ och 3900 g FeSO4- 'IH2O blandades till en tjock slamma. Därefter inblandades under intensivomrörning en dispersion av 45 g bentonit (VOLCLAY, SS 100, sålt av Ahlsell, Stockholm) och 255 g' H20 till bildning av en stabil dispersion med 15% Fe.

Exempel ß 75 g betbadslösning med 7% Fe och 200 g FeSO4 - 7H2O blandades till en tjock slamma. Därefter inblandades under intensivomrörning en dispersion av 5 g' bentonit och 25 g H20 till bildning av en stabil dispersion av järn(ll)sulfat med 12,895 Fe. 'Pill díspcrsionen sattes därefter 5 g NaClOg till oxidation av l-'ezi till Feßfl Restnall Fe2+ 6,996. 10 15 350.1 Åï-1"I'*S Som ovan angivits kan ingående FeÜ-joner oxideras till Fe3+ genom enkel tillsats av NaClO3. Till en stabil dispersion av järn(ll)sulfat (10096 Fe2+) med 13,496 Fe sattes därför 0,5% respektive 1% NaClOg, varvid mängden Fez* reducerades till 11,6% Fe2+ respektive 9,996 Fe2+ i stället, dvs dispersionerna kommer att innehålla 1,8 respektive 3,596 Fe3+.

I exemplen ovan har bentonitdispersionen normalt innehållit 15 - 20% bentonit.

Bentonitdispersionen bör stå 5 - 24 tim för fullständig svällning av bentoniten.

I de fall ovan då enbart FeSO4 - 7H2O ingår måste extra vatten tillföras för att kompensera för vätske(vatten)bortfallet genom uteslutandet av FeSO4Cl-lös- ning.

I de fall ännu högre pH önskas än 2,5 som visats ovan kan kalciumkarbonat tillföras, liksom andra kalciumkällor.

Claims (6)

33% 41' 7-45 10 15 20 25 8 PATENTKRAV

1. Díspersion för vattenreníngsändamål innehållande järnüfisulfatheptahyd- rat, díspergerat i en vattenfas med ett dispergeringsmedel, k ä n n e t e c k n a d av att dispergeringsmedlet utgöres av bentonit, varvid mängden Fe är minst 2,996 och varvid dispergeríngsmedlet föreligger i en mängd av 0,2 - 4vikt% av den totala dispersionen.

2. Dispersion enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att vattenfasen innehåller en eller flera av jonerna Fe2"', Fe3+ och A13”.

3. Dispersion enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att vattenfasen huvudsakligen utgöres av en järnfllßinnehållande lösning.

4. Dispersion enligt något av krav 1-3, k ä n n e t e c k n a d av att den innehåller upp till omkring 80% fast järnflßsulfat, räknat som heptahydrat på totalvikten av komposítionen.

5. Dispersion enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att den innehåller ca 35-8096 järn(II)sulfat, räknat som heptahydrat, och ca 1,1 - 1,596 bentonit i en vattenlösning av järnfllßinnehâllande joner.

6. Dispersion enligt något av föregående krav, k ä' n n e t e c k n a d av att dispersionen därjämte innehåller ett oxidationsmedel för oxidation av Fez* nu Feßñ