CH660587A5

CH660587A5 - Composition for the treatment of contaminated waste waters, process for the production of the composition and waste-water purification process

Info

Publication number: CH660587A5
Application number: CH2826/83A
Authority: CH
Inventors: Ralf F Piepho
Original assignee: Piepho Abwassertech Ralf F
Priority date: 1982-06-01
Filing date: 1983-05-19
Publication date: 1987-05-15
Also published as: FR2527584B1; FR2527584A1; US4415467A

Description

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Mittel zur chemischen Behandlung von Abwasser anzugeben, welches die verunreinigenden Stoffe sicher zu binden gestattet, auch wenn diese emulgiert sind und in verhältnismässig hohen Konzentrationen vorhanden sind, und die nachfolgende Ausflockung und Entfernung aus dem Abwasser ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch ein Mittel, welches folgende Komponenten enthält:

aktivierten Bentonit, nachfolgend auch als Komponente A bezeichnet;

Calciumaluminiumsilicat enthaltenden Bentonit, nachfolgend auch Calcium-Bentonit oder Komponente B genannt, und zwar in einer Menge von mindestens 30%, bezogen auf das Gemisch der Komponente A;

Kalk als CaO oder Ca(OH)2, d. h. gebrannten oder gelöschten Kalk, nachfolgend auch als Komponente C bezeichnet, in einer Menge von mindestens 50%, bezogen auf das Trockengewicht der Komponente B;

ein Koagulationsmittel, wie Aluminiumsulfat oder Ferrisulfat, nachfolgend auch als Komponente D bezeichnet, und eine Säure oder ein saures Salz, nachfolgend auch Komponente E genannt.

Das erfindungsgemässe Mittel enthält gemäss einer bevorzugten Ausführungsform als fakultative Komponenten Talk, Aktivkohle oder Mischungen hiervon (Komponente F) und/oder ein polymeres organisches Flockungsmittel (Komponente G), wie Polyacrylamid, das zum Ausflocken des verkapselten aktiven Bentonits dient, aber auch als gesonderte Komponente dem Abwasser nach dem Verkapseln zugegeben werden kann.

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Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Mittels haben die in den Ansprüchen 2 bis 9 angegebenen Merkmale.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung des Mittels, welches Verfahren die in Anspruch 10 angegebenen Merkmale aufweist; bevorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens haben die in den Ansprüchen 11 bis 13 angegebenen Merkmale.

Erfindungsgemäss ist schliesslich auch ein Verfahren zur Reinigung von Abwasser unter Verwendung des Mittels. Dieses Verfahren hat die in Anspruch 14 genannten Merkmale ; bevorzugte Ausführungsformen haben die Merkmale der Ansprüche 15 und 16.

Mittel und Verfahren gemäss der Erfindung ermöglichen es, Abwasser mit ungewöhnlich grossen Anteilen an Verunreinigungen, insbesondere Öl oder Fett in emulgierter Form, durch Adsorbieren und Einkapseln zu reinigen, und zwar derart, dass die Verunreinigungen nicht mehr in das Abwasser zurückgelangen können.

Die Komponente A ist dazu bestimmt, die Verunreinigungen aus dem Abwasser besonders wirksam zu adsorbieren und durch Zusammenwirken des Kalks als Komponente C mit dem Cal-ciumanteil der Komponente B zu verkapseln. Dieses Zusammenwirken beruht wahrscheinlich auf der sogenannten Pozzolon-Reaktion.

Die Komponente B des erfindungsgemässen Mittels enthält Calciumaluminiumsilicat, und zwar vorzugsweise in einem Anteil von mindestens etwa 5% ihres Gewichts; das Zusammenwirken der Komponente C mit der Komponente B ermöglicht die Bildung einer Art Sperre um die Plättchen aus aktiviertem Bentonit und fördert die Einkapselung der adsorbierten Verunreinigungen im Inneren des aktivierten Bentonits, so dass die Verunreinigungen nicht mehr in das Abwasser ausgelaugt werden können.

Die Gegenwart der Komponente D trägt zur Koagulation von öligen oder fettigen Verunreinigungen im Abwasser bei und erleichtert die Adsorption der Verunreinigungen durch die Komponente A.

Die Komponente E, z. B. Adipinsäure, ermöglicht, dass es beim Vermischen des Mittels mit Abwasser zu einer sofortigen Absenkung des pH-Werts des Abwassers kommt und emulgierte Verunreinigungen, insbesondere Öle, sich durch Brechen der Emulsion leichter zwischen den Plättchen des aktivierten Bentonits adsorbieren lassen, auch wenn dann beim weiteren Vermischen und Auflösen des Kalks der pH-Wert des Abwassers wieder etwas ansteigt.

Die Verwendung der fakultativen Komponente F ist besonders dann zweckmässig, wenn eine Entfärbung des Abwassers nötig oder erwünscht ist.

Die Verwendung von Flockungsmittel als zusätzliche Komponente G des Mittels oder als gesonderter Zusatz nach dem Einkapseln ist insbesondere dann zweckmässig, wenn der aktivierte Bentonit fein vermählen ist und die Verunreinigungen zusammen mit dem Bentonit nach einfachen Methoden vom Abwasser abgetrennt werden sollen, etwa durch Filtrieren, so dass ohne weiteres ein behandeltes Abwasser erhältlich ist, das direkt in die Kanalisation bzw. den Vorfluter abgeführt werden kann. Geeignete Flockungsmittel sind z. B. polymere organische Verbindungen, wie Polyacrylamid mit einem Molekulargewicht zwischen 1 und 5 Millionen, die wie bereits angedeutet dem erfindungsgemässen Abwasserbehandlungsmittel direkt zugegeben oder dem Abwasser nach der Sorption und Einkapselung zugesetzt werden können.

Zur Aktivierung von Bentonit sind verschiedene Verfahren geeignet, wie beispielsweise die sogenannten «Nassmethoden», die auf der Einführung von gelösten oder suspendierten Aktivatoren beruhen. Als Aktivatoren können Verbindungen verwendet werden, die austauschbare Ionen enthalten, wie z. B.

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Natriumcarbonat. Bei einem Aktivierungsverfahren wird eine voluminöse Abscheidungen von Kieselsäure zurück, was wahr-

Lösung des Aktivators in den rohen Bentonit in Mengen von schemlich zu einer keilartigen Auf Sprengwirkung führt, die eine einigen wenigen bis hinauf zu 22,5 Gew.-% eingeführt, und zwar Auflockerung der Kristalltextur und eine Desorientierung der abhängig von der Bentonitmasse, die durch den Zusatz bis zum Silicatschicht bewirkt. Als Folge der räumlichen Verteilung der

Fliessbarkeitspunkt gebracht werden soll. Bei einer anderen 5 Kieselsäure zusammen mit der Abtrennung von Wasserstoff-

Ausführungsform dieser Methode wird eine Aktivatorlösung in Montmorillonit-Silicatschichten vom Kristallgitter wird die spe-

den rohen Bentonit in einer Menge eingeführt, die zwischen 22,5 zifische Oberfläche stark vergrössert und die Adsorptionsfähig-

Gew.-% und der Menge liegt, welche die vorhandene Bentonit- keit stark erhöht.

menge bis zum bzw. über den Fliessbarkeitspunkt bringt. Bentonit kann auch durch Alkalien aktiviert werden. Die

Gemäss einer weiteren Ausführungsform wird eine Lösung des io alkalische Aktivierung von Bentonit beruht hauptsächlich auf

Aktivators dem rohen Bentonit in einer solchen Menge zugege- einer Ionenaustauschreaktion, bei welcher die Erdalkaliionen ben, dass eine Mischung mit einem Fliessbarkeitspunkt erhalten des Montmorillonits durch Alkaliionen ersetzt werden. Diese wird, der über demjenigen des Bentonits liegt. Bezüglich des Ionen befinden sich an den Ecken und auf den Oberflächen der

Fliessbarkeitspunktes bedeutet dies, dass eine solche Menge schuppenähnlichen Montmorillonit-Kristalle. Damit der Aus-

Lösung verwendet wird, die bei Zugabe zum Bentonit und 15 tausch so vollständig wie möglich erfolgt, sollte bei der alkali-

Vermischen mit diesem die Mischung aus dem festen in den sehen Aktivierung Wasser vorhanden sein, um die Alkaliionen fluiden Zustand umwandelt. Der Fliessbarkeitspunkt ist für die zu lösen. Ferner kann die Reaktion beschleunigt werden, um verschiedenen Bentonit-Typen unterschiedlich und hängt ab eine raschere Oberflächenvergrösserung zu bewirken, etwa vom jeweiligen prozentualen Gehalt des Bentonits an Montmo- indem man Scherkräfte zur Einwirkung bringt und durch Tempe-

rillonit-Mineralien. 20 raturerhöhung die Viskosität des Wassers vermindert und die

Zum Aktivieren des rohen Bentonits kann eine geeignete lonendiffusionsgeschwindigkeit erhöht.

Menge der Aktivatorlösung in den Bentonit eingeführt und das Durch den Ionenaustausch werden die bereits dünnen Mont-Material dann getrocknet werden, gewünschtenfalls unter morillonit-Kristalle in zahlreiche noch dünnere Silicatlamellen Mischen bzw. Bewegen zur Beschleunigung des Trocknungsvor- aufgebrochen. Im Vergleich zu den relativ kompakten Kristalganges. 25 len, wie sie in Gegenwart von Erdakalimetallionen auftreten und

Bei einer Abwandlung dieser Methode erfolgt die Aktivie- nur eine begrenzte Quellbarkeit in Wasser bieten, können bei rung dadurch, dass man die gesamte Menge des Bentonitmate- Natrium-Montmorillonit die einzelnen Silicatschichten von dem rials in einen Zustand oberhalb des Fliessbarkeitspunktes bringt, Kristall abblättern.

indem man einen Aktivator mit Hilfe unterschiedlicher Mischan- Die auf der Wassermenge beruhende alkalische Aktivierung lagen zugibt, worauf ein geeignetes Koagulationsmittel einge- 30 führt zu der bekannten hohen Plastizität oder Viskosität sowie führt wird, was die Verarbeitung der gesamten Mischung mit zur Thixotropie der stärker quellfähigen aktiven Bentonite. Hilfe einer Filterpresse ermöglicht. Für die kommerzielle grosstechnische Produktion von akti-Nach US-PS 3240616 kann der Bentonit ohne Mischen viertem Bentonit wird die Aktivierung, d. h. die Umwandlung aktiviert werden und die Aktivatormenge steht in Beziehung zum aus einem Erdalkalimetall-Bentonit geringer Quellfähigkeit in Montmorillonit-Gehalt des Bentonits zur Erhöhung der Festig- 35 einen Alkali-(Natrium)-Bentonit mit hoher Quellbarkeit meist keit des Bentonits. Die Aktivierungszeit kann 1 bis 100 Stunden mit Soda durchgeführt, weil Soda der wirksamste und wirtschaftbetragen. lichste Aktivator ist. Weitere geeignete alkalische Aktivierungs-Die Aktivierung mit Säure wird im allgemeinen durch Vermi- stoffe sind Natriumphosphat, Natriumoxalat, Natriumcarbonat sehen von Betonitton mit Wasser zur Bildung einer Suspension und gegebenenfalls Natriumsulfat oder Natriumverbindungen, durchgeführt/Die Suspension wird mit einer Mineralsäure, wie 40 die mit den austauschbaren Erdalkaliionen des Montmorillonits Salzsäure oder Schwefelsäure, versetzt und die Mischung meh- reagieren. Andere bekannte Ionenaustauschreaktionen, z. B. rere Stunden auf etwa 100 °C erwärmt. Dann wird die erwärmte unter Verwendung von Ionenaustauschern oder mit konzentrier-Mischung mit kaltem Wasser verdünnt und gewaschen, beispiels- ten Natriumsalzlösungen, werden zur Gewinnung von aktivierweise in einer Filterpresse, um die überschüssige Säure nahezu tem Bentonit meist nicht in grösserem Massstab eingesetzt, weil vollständig zu entfernen. Der aktivierte Bentonit wird dann auf 45 sie schwierig durchzuführen und in der Regel auch unwirtschaftli-einen geeigneten Feuchtigkeitsgehalt getrocknet, z.B. auf 8 bis eher sind.

15 Gew.-%, und dann zum Erzielen einer geeigneten Feinheit Die Aktivierungsreaktionen lassen sich schematisch wie folgt pulverisiert. Durch die Säurebehandlung werden die Alkali- und darstellen:

Calciumanteile eliminiert und der Gehalt an Magnesium, Eisen und Aluminium vermindert. Der BET-Oberflächenwert von so Ca-Mont- +Na-Carbonat Na-Montmo- +Ca-Carbonat aktivierten Bentoniten liegt in der Grösse von 240 bis 300 m2pro morillonit +Na-Phosphat rillonit +Ca-Phosphat

Gramm und die Adsorptionskapazität wird durch die Aktivie- +Na-Oxalat +Ca-Oxalat rung stark erhöht. Durch die Säurebehandlung wird die Poren- +Na-Sulfat +Ca-Sulfat grössenverteilung geändert, und zwar durch Entfernung von AI,

Mg und Fe aus der oktaedrischen Bentonitschicht und Ersatz der 55 Jede dieser Ionenaustauschreaktionen bildet nicht nur austauschbaren Ionen durch Wasserstoff und Aluminium. Aus- Natrium-Montmorillonit, sondern stets auch eine Calciumver-

serdem erfolgt ein Auflösungsvorgang, dessen Ausmass sich je bindung, die in Wasser nicht leicht löslich ist.

nach Säurekonzentration, Temperatur, Druck und Zeit ändert. Ferner kann man Bentonit, insbesondere einen Bentonit, der Im Ergebnis wird die Kristallstruktur des Montmorillonits durch im Naturzustand bereits austauschbar gebundene Alkalimetall-Auflösung der AI-, Fe- und Mg-Ionen modifiziert und die spezi- 60 ionen enthält, durch Behandlung mit Magnesiumsalzen, z. B. fische Oberfläche sowie die Porosität erhöht. Die morphologi- Magnesiumsulfat, oder Magnesiumsalzen in Kombination mit sehe Veränderung nach der Behandlung mit Salzsäure (840 mval Alkalimetallsalzen aktiviert werden, wie dies in der DE-PS pro 100 g Bentonit) ist im Vergleich zum Aussehen des unbehan- 1081346 beschrieben ist. Erfindungsgemäss sind aktivierte Bendelten natürlichen Bentonits leicht zu erkennen. tonite geeignet, die in beliebiger Weise aktiviert worden sind.

Die Säurebehandlung von Bentonit führt zum Ersatz der 65 Ein besonders brauchbarer aktivierter Bentonit wird als «Tixo-

austauschbaren Kationen durch H-Ionen sowie zu einer partiel- ton» bezeichnet, ist mit Säure aktiviert und enthält, bezogen auf len Auflösung der AI-, Fe- und Mg-Ionen in den Silicatlamellen das Gewicht, annähernd folgende Anteile: Si02:56,7% ; A1203:

des Montmorillonits im Bereich der Kanten. Dadurch bleiben 20,2%; CaO: 2,4%; MgO: 4,3%; Na20 4- K2Ö: 2,7%.

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Die in das zu behandelnde Abwasser einzuführende Menge an aktiviertem Bentonit hängt natürlich von der im Abwasser enthaltenen Verunreinigungsmengen ab. Im allgemeinen wird für ein typisches Abwasser, das weniger als etwa 1% Öl oder Fett enthält, aktivierter Bentonit in einer Menge von mindestens etwa 0,5 kg/m3 Abwasser und meist in einer Menge von 0,5 bis 1,0 kg aktiviertem Bentonit pro m3 Abwasser verwendet und ist für die Adsorption von praktisch allen Verunreinigungen des Abwassers ausreichend.

Die Menge an Komponente B, d. h. an Calcium-Bentonit, beträgt mindestens 30%, bezogen auf das Trockengewicht des aktivierten Bentonits A, um eine ausreichende Reaktion zum Einkapseln des aktivierten Bentonits nach Adsorption der Verunreinigungen zu ermöglichen ; eine bestimmte Obergrenze der Menge an Komponente B ist nicht gegeben, doch führt die Verwendungvon Mengen über 100%, bezogen auf das Trockengewicht der Komponente A zu einem unnötigen Aufwand, weil im allgemeinen 30 bis 50% Calcium-Bentonit, bezogen auf das Trockengewicht der Komponente A, für die vollständige Einkapselung der Verunreinigungen im Inneren des aktivierten Bentonits ausreichend sind.

Die Komponente C, d. h. Kalk in Form von CaO oder Ca(OH)2, muss in einer Menge von mindestens 50%, bezogen auf das Trockengewicht der Komponente B, für die oben erwähnte Einkapselung vorhanden sein. Kalkmengen von über 75%, bezogen auf das Trockengewicht der Komponente B,

bieten in der Regel keinen besonderen Vorteil bzw. bedingen einen unnötigen Aufwand.

Die Schwierigkeit der Abtrennung von emulgierten Verunreinigungen, wie Öl und Fette, oder organischen Verunreinigungen, wie Farbstoffe, aus Abwasser ist bekannt. Erfindungsgemäss enthält das chemische Abwasserbehandlungsmittel eine Säure oder ein saures Salz, wie Adipinsäure, Essigsäure oder eine andere starke oder schwache organische oder anorganische Säure; dieser Zusatz ist dazu bestimmt, eine momentane Absenkung des pH-Wertes des Abwassers zu bewirken, um die Emulsion mit dem Öl, Fett oder einer anderen emulgierbaren Verunreinigung mindestens teilweise zu brechen. Die Säure kann in fester oder flüssiger Form eingesetzt werden; bei Verwendung in flüssiger Form kann sie in den anderen Komponenten des erfindungsgemässen Mittels absorbiert werden, so dass das Mittel zweckmässig in relativ trockener Form gepackt werden kann. Adipin- und Essigsäure sind geeignete relativ schwache organische Säuren. Stärkere Säure, wie Salzsäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure und dergleichen, können ebenfalls erfindungsgemäss verwendet werden, doch bevorzugt man eine relativ schwache organische Säure oder einen anderen chemischen Stoff, der zur Schwächung oder zum Brechen der Abwasseremulsion befähigt ist.

Bei der erfindungsgemässen Verwendung des Mittels wird die Säure oder das saure Salz relativ rasch und schneller gelöst bzw. dispergiert als der Kalk, so dass bei Zugabe des chemischen Mittels gemäss der Erfindung zum Abwasser eine momentane Erniedrigung des pH-Wertes des Abwassers auftritt, was ein Abspalten bzw. Abscheiden mindestens eines Teils des Öls, Fettes oder anderer Verunreinigungen ermöglicht, die in dem Abwasser enthalten sind, so dass die Verunreinigungen leicht von dem aktivierten Bentonit adsorbiert werden, bevor die Pozzolon-Reaktion zwischen dem Kalk und dem Calcium-Bentonit erfolgt und eine praktisch vollständige Adsorption der Verunreinigungen im Inneren des aktivierten Bentonits mit nachfolgender Einkapselung erzielt werden kann.

Gemäss einem anderen wichtigen Merkmal der Erfindung wird ein Koagulationsmittel, wie Aluminiumsulfat oder Ferrisulfat, in das erfindungsgemässe Mittel eingearbeitet, um die Koagulation von Verunreinigungen und die nachfolgende Adsorption durch den aktivierten Bentonit zu verbessern. Ein solches Koagulationsmittel, wie Aluminiumsulfat oder Ferrisulfat, kann je nach Verunreinigungsgehalt des Abwassers in unterschiedlichen Mengen eingesetzt werden, wird aber meist in einer Menge von mindestens etwa 30 g Koagulationsmittel pro m3 Abwasser und vorzugsweise in einer Menge von 30 bis 50 g Koagulations-5 mittel pro m3 Abwasser zugegeben. In diesen Mengen wirkt das Koagulationsmittel ausreichend zur Behandlung der Verunreinigungen, insbesondere Öle und Fette, für die Adsorption durch den aktivierten Bentonit in typischen Abwässern, die weniger als etwa 1% Öl oder Fett enthalten.

io Das Flockungsmittel ist eine fakultative Komponente des erfindungsgemässen Mittels, kann aber auch dem Abwasser nach dem Einkapseln des die adsorbierten Verunreinigungen enthaltenden aktivierten Bentonits zugegeben werden. Als Flockungsmittel sind hier alle Substanzen geeignet, welche ein Ausflocken 15 der Verunreinigungen in dem jeweils behandelten Abwasser ermöglichen. Besonders geeignete Flockungsmittel sind poly-mere organische kationische oder nicht-ionische Flockungsmittel, wie Polyethylenimin mit einem Molekulargewicht von mindestens 25 000, Poly-4-vinyl-N-butylpyridoniumbromid mit 20 einem Molekulargewicht von mindestens 25 000 und Polyacrylamid mit einem Molekulargewicht von mindestens einer Million und vorzugsweise zwischen 1 und 5 Millionen. Für ein typisches Abwasser, das weniger als 1 Gew.-% Öl, Fett oder andere Verunreinigungen enthält, wird das Flockungmittel dem Abwas-25 ser in Mengen von mindestens 5 g Flockungsmittel pro m3 Abwasser zum Erzielen einer ausreichenden Ausflockung des eingekapselten aktivierten Bentonits zugegeben, so dass der aktivierte Bentonit und die adsorbierten Verunreinigungen leicht aus dem Abwasser, etwa durch Abfiltrieren oder derglei-30 chen, entfernt werden können. Wenn das Flockungsmittel Teil des chemischen Mittels gemäss der Erfindung ist, wird es meist in Mengen im Bereich von 0,5 bis 5 %, bezogen auf das Gewicht des aktivierten Bentonits, in das Mittel eingearbeitet, um den gesamten aktivierten Bentonit für die nachfolgende Abtrennung vom 35 Abwasser auszuflocken.

Demgemäss beträgt der Anteil an Flockungsmittel im allgemeinen etwa 0,1 bis 2%, bezogen auf das Gesamtgewicht des erfindungsgemässen Mittels.

Typische Mittel zur Behandlung von Abwasser gemäss der 40 Erfindung sind in den folgenden Beispielen 1-3 zusammengestellt.

Beispiel 1

. Aktivierter Bentonit

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35^18 kg

Kalk als CaO oder Ca(OH)2 12-15 kg

Bentonit (enthaltend Calciumaluminiumsilicat) 20-28 kg

Koagulationsmittel (Aluminiumsulfat oder Ferrisulfat) 17-23 kg Säure, und zwar Adipinsäure 2,0-3,0 kg

Beispiel 2

Talk 1,5-2,5 kg aktivierter Bentonit 35^48 kg

55 Kalk als CaO oder Ca(OH): 12-15 kg

Bentonit (enthaltend Calciumaluminiumsilicat) 20-28 kg

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Beispiel 3

Aktivierter Bentonit 35-48 kg

Kalk als CaO oder Ca(OH)2 12-15 kg

Bentonit (enthaltend Calciumaluminiumsilicat) 20-28 kg

55 Koagulationsmittel (Aluminiumsulfat oder Ferrisulfat) 17-23 kg Säure, und zwar Adipinsäure 2,0-3,0 kg

Flockungsmittel (Polyacrylamid, Molekulargewicht 2-106)

0.3-0.5 kg

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Das Mittel von Beispiel 1 bietet eine Adsorption und Einkapselung der Verunreinigungen aus Abwasser, enthält aber kein Flockungsmittel, das später zugegeben werden kann, um eine zweckmässige Entfernung der eingekapselten Verunreinigungen aus dem Abwasser zu ermöglichen. Dementsprechend kann es unter Umständen notwendig sein, ein Flockungsmittel, wie Polyacrylamid, dem Abwasser nach dem Einkapseln zuzugeben, wenn das Mittel von Beispiel 1 eingesetzt wird.

Gemäss einer speziellen Ausführungsform der Erfindung sind 87,5 bis 120,0 kg des chemischen Mittels zur Behandlung von öligem Abwasser aus den im nachfolgenden Beispiel 4 angegebenen Komponenten in den dort angegebenen Mengen zusammengesetzt.

Beispiel 4

Talk* 1,5-2,5 kg

Adipinsäure 2,0-3,0 kg

Aluminiumsulfat 17-23 kg aktivierter Bentonit 35-48 kg

Flockungsmittel, z.B. eine polymere organische Verbindung, wie Polyacrylamid 0,3-0,5 kg

Kalk [CaO oder Ca(OH)2] 12-15 kg

Bentonit 20-28 kg

* Talk kann hier weggelassen werden.

Eine bevorzugte Zusammensetzung des erfindungsgemässen Mittels pro 101 kg ist im nachfolgenden Beispiel 5 beschrieben.

Beispiel 5

Komponenten Talk

Adipinsäure oder saures Salz

Aluminiumsulfat aktivierter Bentonit

Flockungsmittel

Kalk

Bentonit

Gewicht/101 kg 2kg 2,5 kg 20 kg 42kg lkg 13,5 kg 20 kg

Das chemische Mittel gemäss der Erfindung wird nach einem speziellen Verfahren hergestellt, bei welchem die Reihenfolge, in der die einzelnen Komponenten der Mischung eingeführt werden, sehr wichtig ist, da ein zufälliges Vermischender einzelnen Komponenten nicht zu einem annehmbar bindefähigen Adsorptionsmittel führt. Die Adipinsäure (und gegebenenfalls Talk) werden zuerst eingegeben und zu einer homogenen Mischung vereinigt. Das Aluminiumsulfat oder Ferrisulfat wird dann zugegeben und eingemischt. Der aktivierte Bentonit, das Flockungsmittel, der Kalk und der Calcium-Bentonit werden 5 dann jeweils einzeln eingeführt und eingemischt. Nach jeder Zugabe wird solang gemischt, bis eine gleichmässige homogene Mischung gebildet worden ist, in welche die jeweils nächste Komponente eingearbeitet werden kann. Nach Beendigung des Mischens kann das erhaltene chemische Mittel in luftdichte io Kunststoffsäcke oder andere geeignete luftdichte Behälter abgefüllt werden. Die normale technische Korngrösse der einzelnen Komponenten ist praktisch fein. Für Sonderzwecke kann man jedoch von dieser Korngrösse abweichen und diese entweder feiner oder gröber für einzelne oder alle Komponenten des 15 Mittels wählen.

Bei der Verwendung dieses chemischen Mittels zur Reinigung von verunreinigtem Abwasser wird das Abwasser mit dem Mittel gründlich und kräftig durchmischt. Dies wird zweckmässig mit einem Turbinenmischer durchgeführt, so dass die Teilchen der 20 Mischung gemäss der Erfindung in innigen Kontakt mit den im Abwasser enthaltenen Verunreinigungen kommen.

Die Mengen des Mittels, das dem Abwasser für dessen Reinigung zugegeben wird, hängen natürlich vom Ausmass der Verschmutzung des Abwassers und auch von der Art der Verun-25 reinigungen ab. Zur Reinigung eines Abwassers, das weniger als 1% Öl enthält, können z. B. etwa 2 kg des Mittels gemäss Beispiel 5 pro m3 Abwasser verwendet werden. In jedem Fall kann man das Flockungsmittel aus dem Mittel weglassen, wie in Beispiel 1, und das Flockungsmittel erst nach dem Einkapseln 30 zugeben. Wenn das zu reinigende Abwasser unbekannte Mengen an Schadstoffen, Ölen oder dergleichen enthält oder in Sonderfällen mit Anteilen von über 1 % verunreinigt ist, sollten einige Vorversuche durchgeführt werden, um die jeweils zweckmässig zuzusetzenden Mengen des erfindungsgemässen Mittels zu 35 bestimmen. Im Labor können Teilmengen des Mittels einem vorbestimmten Volumen einer repräsentativen Abwasserprobe zugegeben werden, bis das Abwasser sichtbar oder messbar klar wird.

Die Einführung des chemischen Mittels in das verunreinigte 40 Abwasser kann entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Die in Abwasser gefundenen Schadstoffe, nämlich Öl, Fett, Farbstoffe und dergleichen, werden in den Plättchen des aktivierten Bentonits sehr rasch adsorbiert, so dass sie durch Filtrieren oder andere ähnliche Methoden abgetrennt werden 45 können. Das Wasser ist nach dem Abtrennen vollständig klar, reagiert chemisch im Neutralbereich und hat einen pH-Wert von annähernd 7.

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Claims

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1. Chemische Mittel zur Behandlung von verunreinigten Abwässern, insbesondere Abwasser in Form von öligen Emulsionen, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel enthält: aktivierten Bentonit, Calciumaluminiumsilicat enthaltenden Bentonit in einer Menge von mindestens 30%, bezogen auf das Trockengewicht des aktivierten Bentonits, Kalk als CaO oder Ca(OH)2 in einer Menge von mindestens 50%, bezogen auf das Trockengewicht des Calciumaluminiumsilicat enthaltenden Bentonits, ein Koagulationsmittel für Verunreinigungen und eine Säure oder ein saures Salz.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es als Koagulationsmittel Aluminiumsulfat, Ferrisulfat oder Mischungen hiervon in einer Menge von 5-60%, bezogen auf das Trockengewicht des aktivierten Bentonits, enthält.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es die Säure oder das saure Salz in einer Menge von 0,2 bis 10%, bezogen auf das Trockengewicht des aktivierten Bentonits, enthält.

4. Mittel nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Säure oder das saure Salz Adipinsäure enthält.

5 des Trockengewichts des Calciumaluminiumsilicat enthaltenden Bentonits verwendet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass man vor der Zugabe von Aluminiumsulfat oder Ferrisulfat Talk als weitere Komponente mit der Säure oder dem sauren Salz io vermischt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der aktivierte Bentonit ein mit Säure aktivierter Bentonit ist, der, bezogen auf das Gewicht, annähernd folgende Zusammensetzung hat: 40-70% Si02,10-30%

15 A1203,1-5% CaO, 1-8% MgO und 1-5% Na,0 + K20.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der aktivierte Bentonit ein mit Säure aktivierter Bentonit ist, der annähernd folgende Gewichtszusammensetzung hat: 56,7% Si02,20,2% A1203,2,9% CaO, 4,3%

20 MgO und 2,7% Na20 + K20.

14. Verfahren zur Reinigung von Abwasser unter Verwendung eines Mittels gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Abwasser mit einem Mittel behandelt, das pro Kubikmeter Abwasser die folgenden Komponenten in den ange-

25 gebenen Mengen enthält:

aktivierter Bentonit 0,5 bis 1,0 kg

Bentonit enthaltend Calciumaluminiumsilicat 0,4 bis 0,6 kg Kalk als CaO oder Ca(OH)2 0,2 bis 0,3 kg

30 Koagulationsmittel in Form von Aluminiumsulfat oder Ferrisulfat 0,3 bis 0,5 kg

Säure oder saures Salz 0,04bis 0,06 kg und das Wasser zur Abtrennung der Feststoffanteile filtriert.

35 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel pro Kubikmeter Abwasser ausserdem folgende Komponenten in den angegebenen Mengen enthält:

Talk 40 Flockungsmittel

0,3 bis 0,5 kg 0,006 bis 0,01 kg

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass man dem Abwasser vor dem Filtrieren ein polymeres 45 Flockungsmittel in einer Menge von 0,006 bis 0,01 kg pro Kubikmeter Abwasser zusetzt.

aktivierten Bentonit 25 bis 60%

Bentonit, der Calciumaluminiumsilicat enthält 15 bis 30%

Kalk als CaO oder Ca(OH)2 8 bis 20%

Aluminiumsulfat oder Ferrisulfat 10 bis 30%

Säure oder saures Salz 1 bis 4%

Flockungsmittel 0,1 bis 2%

5. Mittel nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass es ausserdem Talk, Aktivkohle oder Mischungen hiervon in einer Menge von 0,2 bis 8%, bezogen auf das Trockengewicht des aktivierten Bentonits, enthält.

6. Mittel nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass es ausserdem ein polymeres organisches Flok-kungsmittel in einer Menge von mindestens 0,5%, bezogen auf das Trockengewicht des aktivierten Bentonits, enthält.

7. Mittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es als Flockungsmittel Polyacrylamid mit einem Molekulargewicht von mindestens einer Million enthält, und zwar in einer Menge von 0,5 bis 5%, bezogen auf das Trockengewicht des aktivierten Bentonits.

8. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es in Gewichtsprozent enthält:

aktivierten Bentonit 25 bis 65 %

Bentonit, der Calciumaluminiumsilicat enthält 10 bis 40%

Kalk als CaO oder Ca(OH)2 5 bis 25%

Säure oder saures Salz Ibis 5%

Aluminiumsulfat oder Ferrisulfat 5 bis 35 %

Flockungsmittel 0bis2%

Talk 0bis5%

9. Mittelnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es in Gewichtsprozent enthält:

homogenen Mischung, wobei der Anteil des Calciumaluminiumsilicat enthaltenden Bentonits mindestens 30% des Trockengewichts des verwendeten aktivierten Bentonits ausmacht und der Kalk als CaO oder Ca(OH)2 in einer Menge von mindestens 50%

10. Verfahren zur Herstellung eines Mittels nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

Mischen der Säure oder des sauren Salzes mit Aluminiumsulfat oder Ferrisulfat als dem Koagulationsmittel zur Bildung einer praktisch homogenen Mischung, Zugeben des aktivierten Bentonits zur Mischung und Mischen bis praktisch zur Homogenität, Zugeben eines polymeren organischen Flockungsmittels als zusätzliche Komponente und Mischen bis praktisch zur Homogenität, Zugeben des Kalks zur Mischung und Mischen bis praktisch zur Homogenität und Zugeben des Calciumaluminiumsilicat enthaltenden Bentonits und Vermischen zu einer praktisch so Die Erfindung betrifft ein chemisches Mittel zur Behandlung bzw. Reinigung von Abwasser, wie Schlamm, kommunalem Abwasser oder Industrieabwasser, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Mittels und ein Verfahren zur Behandlung bzw. Reinigung von Öl enthaltendem Abwasser. 55 Die weitverbreitete Verwendung von Ölen, Fetten und Wachsen in der Industrie, z. B. in der Motorfahrzeugtechnik, in der Materialentfernungsbehandlung von Metallen in chemischen Fabriken, Raffinerien und dergleichen, würde zu erheblichen Umweltschäden führen, wenn das Öl in emulgierter Form enthal-60 tende Abwasser nicht zur Entfernung mindestens eines wesentlichen prozentualen Anteils der darin enthaltenen öligen Verunreinigungen behandelt würde.

Zur Entfernung von Schadstoffen aus Abwasser sind zahlreiche Methoden bekannt. Bei einer bekannten Arbeitsweise wird 65 das Öl enthaltende Wasser in einem einphasigen oder mehrphasigen System chemisch behandelt, z.B. durch Verbrennung oder durch biologischen Abbau. Diese Behandlungsmethode erfordert jedoch komplizierte Reaktionsanlagen, was zu erheblichen

Kosten führt. Ferner führen solche Methoden häufig zu gasförmigen Verbrennungsnebenprodukten, die ihrerseits zur Vermeidung von Umweltschäden ausgeschaltet werden müssen.

Bei einer anderen bekannten Methode wird das Wasser aus Öl-Wasser-Emulsionen verdampft, was die im Abwasser enthaltenen Substanzen in konzentrierter Form liefert, die dann nachfolgend in die Deponie gebracht oder in geeigneten Anlagen verbrannt werden können. Die Verdampfung von Abwasser erfordert jedoch sehr grosse Energiemengen und ist daher wirtschaftlich nicht praktikabel.

Eine weitere Methode zur Abwasserbehandlung beruht auf der Abtrennung der emulgierten Öle, Fette oder anderen aufschwimmenden Stoffe im Abwasser durch chemische, thermische, elektrische oder mechanische Zerlegung der Emulsion und Absorbieren der ausgefällten Substanzen. Eine weitere Methode beruht auf der Abtrennung von extrem feinen Schmutzteilchen aus dem Abwasser durch chemisches Ausflocken und Binden der abgetrennten Schmutzteilchen an eine Calciumhydratverbin-dang. Dieses Verfahren wird unter Verwendung von Eisen-II-salzen, Aluminiumsulfat, Calciumhydrat und Kalk oder Natriumaluminat zusammen mit aktivierter Kieselsäure durchgeführt.

Die gebräuchlichste Methode beruht auf der Emulsionsspaltung durch Zugabe von Elektrolyt. Der Elektrolyt dient zur Ausfällung des Öls, des Fettes oder der anderen schwimmenden Teilchen für eine nachfolgende Sedimentierung und/oder Absorption.

Diese bekannten Verfahren haben jedoch charakteristische Begrenzungen und sind nicht in allen Situationen anwendbar. Häufig muss das Abwasser zum Erzielen einer wesentlichen Abtrennung von Öl, Fett oder anderen Verunreinigungen mehrmals rezirkuliert werden. Häufig stellen sich Probleme bei der adsorptiven Reinigung von Abwasser wegen der begrenzten Ladungsfähigkeit des Adsorptionsmittels oder wegen einer ungenügenden Bindung der öligen Substanz an das Adsorptionsmittel , wodurch die öligen Verunreinigungen unter den Umgebungseinflüssen wieder freigesetzt werden und erneut ihre schädlichen Wirkungen zeigen.