DE1417530B2 - - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft die Klärung von Trink- und gasen und Abtrennen des unlöslichen Rückstandes

Abwässern. erhalten worden ist.

Die metallurgischen Schlacken, komplexe Ge- Es kann zweckmäßig sein, daß außer dem unlösmische, die Silikate, Aluminate, Ferrite, eventuell liehen Rückstand auch das Kieselsäuregel und die Phosphate und Chromate sowie Vanadium-, Magne- 5 Schwermetalle ausgefällt und abgetrennt werden,
sium-, Kupfer-, Blei-, Eisen- und Aluminiumverbin- Die erfindungsgemäße Klärlösung kann praktisch düngen usw. enthalten und aus verschiedenen metallur- aus allen Schlacken hergestellt werden, z. B. aus gischen und siderurgischen Prozessen der Metallurgie siderurgischen Schlacken, metallurgischen Schlacken der Nichteisenmetalle, der Herstellung von Legie- aus der Nichteisenmetallgewinnung, der Herstellung rangen der Eisen- und Nichteisenmetalle erhalten io von Ferrolegierung und Legierungen von Nichteisenwerden, bilden in den meisten Fällen enorme Mengen metallen usw. Als Säuren können alle Mineralsäuren, nur wenig gebrauchter Abfälle. in konzentrierter oder verdünnter Form, sowie die

Es ist bekannt, daß durch Behandlung derartiger sauren Abwässer, die beim Beizen der Metalle oder

Schlacken mit Mineralsäure absorptionsfähige, poröse, anderen technologischen Prozessen erhalten werden,

vorwiegend aus Kieselsäure bestehende Stoffe herge- 15 verwendet werden. Der Angriff der Mineralsäuren auf

stellt werden können,.. die gemahlene Schlacke erfolgt bei normaler Tempe-

Die deutsche Patentschrift 585 938 schützt ein Ver- ratur und bei normalem Druck.

fahren zur Herstellung '.von Kieselsäure aus porösen Die Schlacken werden zuerst einer Feinmahlung

Schlacken durch topqchemische Zersetzung mit SaI- unterworfen und dann einem direkten Angriff von

petersäure bei 40 bis 50° C. 20 Mineralsäuren unterworfen, wobei alle Bestandteile

Die deutsche Patentschrift 692 837 schützt ein Ver- der behandelten Schlacke völlig oder fast völlig gelöst

fahren zur Herstellung von im wesentlichen aktive werden. Nichtgelöste Bestandteile werden abgetrennt.

Kieselsäure enthaltenden porigen Massen durch Ein- Aus den so erhaltenen sauren Lösungen kann das

wirkung von Säure auf feuerflüssige Schlacke. Siliciumdioxid in Gelform, ausgefällt und abgetrennt

Die dabei gebildeten Metallsalze werden ausge- 25 werden, worauf die vorhandenen Metalle einzeln oder

waschen. in Gruppen gänzlich oder teilweise je nach Bedarf

Die deutsche Patentschrift 854 208 schützt ein Ver- durch Anwendung bekannter Verfahren extrahiert

fahren zur Herstellung eisenfreier Kieselsäure aus werden können.

eisenhaltigen Schlacken durch Aufschluß mit Salpeter- Das Abtrennen des Kieselsäuregels und das Ab-

säure. 3° trennen der Schwermetalle ist nicht immer erforderlich.

Weiterhin ist bekannt, Trink-, Gebrauchs- und Ab- Wenn die Schlacken wertvolle Metalle enthalten, wasser nach dem sogenannten Flockungsverfahren zu wie es bei den kupferhaltigen Schlacken der Fall ist, klären. Diese Klärung beruht auf der hydrolytischen kann man der schwefelsauren Lösung Eisen zusetzen Spaltung dem Wasser zugesetzter Salze vorwiegend und durch diese Zementierung das Kupfer rückgedreiwertiger Metalle, insbesondere des Eisens oder 35 winnen. Diese Rückgewinnung ist aber nur dann Aluminiums. Die Wirksamkeit der dabei flockig aus- wirtschaftlich, wenn der Kupfergehalt in der schwefelfallenden Hydroxide dieser Metalle wird durch zusatz- sauren Lösung über 0,05 °/o beträgt,
lieh anwesende lösliche Silikate gesteigert. So schützt Die nach dem eventuellen Abtrennen der Metalle die deutsche Patentschrift 880 877 ein Verfahren zur verbleibende saure Lösung kann, wenn dies als zweck-Herstellung eines Flockungsmittels zur Wasserreini- 4° mäßig angesehen wird, wieder in den Kreislauf des gung durch Vermählen von wasserfreiem Eisenchlorid Verfahrens zurückgeführt oder als solche als Koagu- und basischen Stoffen mit einer zur völligen Ab- lant zur Klärung von Trink-, Ab- oder Industrielöschung nicht ausreichenden Wassermenge. wässern gebraucht werden.

Die deutsche Patentschrift 971180 schützt ein Ver- Ein kräftiger Koagulant wird erhalten durch Einfahren zur Reinigung von Wässern durch Flockung 45 wirkung der obigen sauren Lösung auf eine adäquate mit sauer reagierenden, Salze des Eisens oder Alumi- Menge metallurgischer Schlacke, mit oder ohne Zuniums enthaltenden Kieselsäuresolen bei einem pH gäbe einer zusätzlichen Menge an Säure, bis vorzugsvon 3,5 oder weniger. weise eine halbflüssige Paste erhalten wird. Die er-

Durch die in den deutschen Patentschriften 585 938, höhte Wirksamkeit dieses pastenform igen Koagulants

692 837 und 854 208 geschützten Verfahren werden in 50 ist den Schwermetallen bei Anwesenheit löslichen

der Hauptsache kieselsäurehaltige Massen gewonnen, Siliciumdioxids zu verdanken.

die insbesondere als Katalysatoren (bzw. eisenfreie Das beschriebene Verfahren gestattet eine prak-

Katalysatoren [s. deutsche Patentschrift 854 208]), tische, quantitative Extraktion des Siliciumdioxids in

Träger für Kontaktmassen und Reinigungsmassen, Form eines Gels sowie in hohem Maße der Metalle

Füllmittel, Isoliermassen zur Herstellung von Wasser- 55 und bietet die Möglichkeit der Wiederbenutzung der

glas usw. Verwendung finden. sauren Restlösungen. Es gestattet die quantitative

Diese speziell zur Klärung von Abwässern besonders Verwertung metallurgischer Schlacken aller Art und geeigneten Gemische wurden dagegen bisher nicht aus der verwendeten Mineralsäuren. Das gemäß der Erfinden billigen metallurgischen Schlacken, sondern in der dung erhaltene und mit bekannten Verfahren verHauptsache aus Eisen und Aluminium salzen, söge- 60 besserte Gel besitzt eine höhere Kapazität der Entnannten trockenen Eisensolen und löslichen Silikaten färbung und Adsorption für Gase und Flüssigkeiten hergestellt. als die auf üblichem Wege erhaltenen Gele, was auf

Erfindungsgemäß wird nunmehr eine Klärlösung seine höhere Porosität und den Gehalt an metallischen

für Trink- und Abwässer vorgeschlagen, die durch Verunreinigungen zurückzuführen ist.

Behandlung von metallurgischen Schlacken mit Mine- 65 Bei der Einwirkung von Mineralsäure auf die

ralsäuren oder durch Behandlung einer wäßrigen Auf- metallurgischen Schlacken kann ein Teil dieser

schlämmung von feingemahlenen metallurgischen Schlacken unzersetzt zurückbleiben. Bei der Analyse

Schlacken mit Schwefeldioxid enthaltenden Industrie- des nicht angegriffenen Schkcxenteils wurde festge-

3 4

stellt, daß er wechselnde Mengen SiO₂ und Metalle Menge 12°/₀iger HCl zugesetzt, um Gelbildung zu verenthält, die bei Anwendung der üblichen metallur- meiden. Nach Beendigung des Lösungsvorganges der gischen Verfahren extrahiert werden können. Schlacke werden 2 bis 300 ml Wasser zugegeben und

Die infolge ihres hohen Gehalts an Siliciumdioxid das Gemisch zur Gelbildung einige Stunden der Ruhe

nicht angegriffenen Teile können den Sand aus den 5 überlassen. Das durch Filtrieren abgetrennte Gel wird Zusammensetzungen der bei den pyrrometallürgischen " "mit wenig Wasser, das dem Filtrat beigegeben wird,

oder anderen Prozessen gebrauchten Flußmittel er- gewaschen und 24 Stunden lang an der Luft und so-

setzen und so zur quantitativen Verwertung selbst des dann im Trockenschrank bei 130 bis 150°C 2 bis

von der Säure nicht abgegriffenen Siliciumdioxids aus 3 Stunden getrocknet. Das so erhaltene Gel wird als

den metallurgischen Schlacken führen. . io Entfärbe- oder Adsorptionsmittel an Stelle von SiO₂

Ebenso wurde bei den Schlacken aus der Metallurgie und der entfärbenden Erden benutzt,
der Nichteisenmetalle festgestellt, daß die bei der Aus dem sauren, mit Spülwasser für das Gel geBehandlung dieser Schlacken mit Säure nicht ange-¹ mischten Filtrat wird Kupfer durch Zementierung mit griffenen Teile zur Wiedergewinnung des Goldes, Eisen extrahiert. Die nach der Extraktion des Kupfers Silbers, der Platinmetalle, des Kupfers, Bleis, Zinks 15 verbleibende Säureflüssigkeit kann, angereichert mit usw. dann verarbeitet werden können, wenn die be- einer dem durch Zementierung extrahierten Kupfer treffenden in den Rückständen befindlichen Metalle in äquivalenten Menge Eisen, als solche als Koagulant solcher Menge vorhanden sind, daß sich ihre Extrak- zur Klärung des Trinkwassers oder Industrie- oder Abtion durch Anwendung der entsprechenden metallur- wassers oder zur Behandlung einer adäquaten Menge gischen Verfahren lohnt. . : ₂₀ metallurgischer Schlacke, nach Hinzufügung der nöti-

An Stelle der Verwendung von Mineralsäurelösun- - - gen Menge Säure, um eine Konzentration von 12 °/₀ gen, z. B. Salz- oder Schwefelsäure, können zum Auf- HCl zu erhalten, verwendet werden,
schließen der metallurgischen Schlacken auch Industrie- Zur Erzielung eines Koagulanten von pastenf örmigase mit einem Gehalt an Schwefeldioxid oder Kohlen- ger oder fester Konsistenz wird die nach der Extraktion dioxid benutzt werden. Es wurde festgestellt, daß beim 25 des Kupfers verbleibende Flüssigkeit auf eine Konzen-Durchdrücken eines Schwefel- oder Kohlenoxid ent- tration von 12°/_oiger HCl gebracht und unter kräftigem haltenden Gases durch eine wäßrige Aufschlämmung Rühren mit etwa 250 g feingemahlener Schlacke verfeingemahlener Schlacke chemische Reaktionen statt- mengt, bis eine Paste erhalten wird. Nach 24 Stunden finden, die zur Desaggregation der betreffenden verdickt die Paste. Das so erhaltene Material kann als Schlacken führen, wobei gelöstes SiO₂ und ein Teil 30 sehr wirksamer Koagulant zur Klärung von Wässern der Metalle aus der Schlacke in Freiheit gesetzt wird. - an Stelle von z. B. Aluminiumsulfat oder Eisensalzen Zu diesem Zweck können auch die schwefligen Gase benutzt werden,
mit reichem oder geringem Gehalt an Schwefel- oder Beispiel 2
Kohlendioxid gebraucht werden. Derartige Gase erhält man aus den verschiedensten metallurgischen oder 35 100 g Hochofenschlacke, die 34,2 °/₀ SiO₂, 43,5 °/„ industriellen Herstellungsverfahren, z. B. beim Rösten CaO und Spuren von Vanadium enthält, werden mit mineralischen Schwefels oder Konzentraten metalli- 500 ml 15°/_oiger H₂SO₄ unter kräftigem Rühren sehen Schwefels, bei der Umformung oder Dissozia- 40 Minuten lang behandelt, Wird während des Rühtion der Sulfate, der Oxydation des Schwefelwasser- rens eine Neigung zur Erhöhung der Viskosität der stoffes oder beim Verbrennen von Brennstoffen. 40 Flüssigkeit bemerkt, wird eine adäquate Meng? 15°/₀-

Die Durchführung der Gase durch die wäßrigen iger H₂SO₄ zugesetzt, um Gelbildung zu vermeiden. Suspensionen metallurgischer Schlacken erfolgt bei Gegen Ende der Operation werden 200 ml Wasser zugewöhnlicher Temperatur oder bei Wärme, in Gegen- gegeben und das Unlösliche, das größtenteils aus wart oder Abwesenheit von Katalysatoren, welche die Calciumsulfat besteht, durch Filtrieren abgetrennt. Umsetzung der schwefligen Säure in Schwefelsäure be- 45 Aus dem erhaltenen Filtrat wird das SiO₂-GeI, das günstigen, wie z. B. Mangankatalysatoren. Nach einer sich im Verlaufe von einigen Stunden bildet, durch gewissen Reaktionszeit, die von der Konzentration des Dekantieren und Filtrieren abgetrennt.
SiO₂- oder CO₂-Gehalts in den Gasen, der Feinheit der Das Gel wird mit wenig Wasser, das dem obigen Schlacke, der Art der Schlacke, der Reaktionstempe- Filtrat zugesetzt wird, gewaschen. Man trocknet 24Stunratur und des verwandten Katalysators abhängt, er- 50 den lang an der Luft und danach im Trockenschrank hält man einen Schlicker, aus dem durch Filtrieren eine 2 bis 3 Stunden bei 140 bis 150° C. Das saure Filtrat, Flüssigkeit gewonnen wird, die lösliches SiO₂, extra- dem Wasser zum Waschen des Gels zugegeben wurde, hierte Metalle und einen festen Rückstand enthält, der wird zur Behandlung einer neuen, adäquaten Menge wieder SiO₂ und nicht extrahierte Metalle enthält. Das Schlacke, nach Korrigieren der Konzentration auf flüssige Filtrat und der feste Rückstand werden weiter 55 12°/₀ H₂SO₄, benutzt. Aus dem korrigierten und mehraufgearbeitet, mais zur Konzentration des wertvollen Metallgehalts

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Aus- wiederbenutzten Filtrat können die Metalle, z. B.

führungsbeispielen näher erläutert: das Vanadium, durch Anwendung der entsprechenden

metallurgischen Verfahren extrahiert werden.
Beispiel 1 ' . · 60

·'■..■■■" . ' ' B ei spi el 3

100 g feingemahlene, aus der Metallurgie des Kupfers kommende Schlacke von der Zusammensetzung: Die mit HCl aus den Schlacken gemäß Beispiel 1, 33,2°/₀SiO₂, 40,2°/₀Fe₂, 9,7°/₀ CaO, ^: 0,7^&/₀ MnO, nach der Trennung des Kupfers durch Zementieren O,6°/_oCu, werden mit 650 ml 12°/_oiger HCl-unter 65 erhaltene saure Flüssigkeit wurde zur Klärung von kräftigem Rühren 40 Minuten lang behandelt. Wird Fluß- und anderer Wässer mit einem Härtegrad (Z)) während des Rührens die Tendenz des Steigens der und angeführtem Rückstand verwendet und ergab Viskosität der Lösung bemerkt, so wird eine adäquate folgende Klärungsresultate:

5	Wasserprobe	Vv Dt deutsch	^asserhärt Dp deutsch	e D, deutsch	pH des Wassers	Trocken rückstand des Wassers mg/1	6	Klärungs dauer des Wassers Sekunden
Flußwasser	13,6	3,6	10,0	7,2	620	Zugesetzter HCl-Extrakt cm3/! Wasser	160
Flußwasser	18,8 22,0 12,0 13,6 13,8	8,6 8,0 4,0 3,6 4,0	10,2 14,0 8,0 10,0 9,8	7,2 7,4 7,2 7,2 7,4	520 400 200 160 200 960	5	180 160 140 100 180 600
Flußwasser					4 4 3 4 4 6
Flußwasser
Mit Kaolin getrübtes Wasser ... Mit Bentonit getrübtes Wasser .. Kohlenwaschwasser

Die Einwirkung des Koagulanten auf das Wasser erfolgt in sehr kurzer Zeit, z. B. schon in der Zeit des Wasserdurchflusses während des Pumpens.

Der technische Fortschritt des Erfindungsgegenstandes wird an Hand der folgenden Vergleichsversuche zwischen der erfindungsgemäßen Klärlösung und der nach Beispiel 1 der Seite 2, Zeilen 93 bis 99 der deutschen Patentschrift 971180 hergestellten Klärlösung dargelegt. Die deutsche Patentschrift 971180 entspricht dem der vorliegenden Erfindung am nächsten stehenden Stand der Technik.

Die erfindungsgemäße flockenbildende Lösung (im folgenden mit Lösung A bezeichnet) wurde durch Behandeln von kupferhaltiger Schlacke einer Korngröße von 1 bis 4 mm mit 5°/_oiger Schwefelsäure hergestellt. 10 g Schlacke wurden mit 100 ml 5°/_oiger Schwefelsäure 20 Minuten lang geschüttelt und 1 Stunde zur Absetzung der nicht angegriffenen Schlacke stehengelassen. Die erhaltene klare Lösung enthielt Kieselsäure sowie Metallsulfate wie Kupfer-, Aluminium-, Eisen-, Mangansulfate und einige weitere Schwermetallsulfate, hatte ein pH = 4,0 und folgende Analysenwerte: •2°/₀ SiO₂, 1% Al₂O₃, 4,5 °/₀ Fe₂O₃, 1,2°/₀ MnO₂ und 0,05°/₀Cu.

Die Vergleichslösung (im folgenden mit Lösung B bezeichnet) wurde gemäß Beispiel 1 der Seite 2, Zeilen 93 bis 99 der deutschen Patentschrift 971180 hergestellt.

Die beiden Lösungen wurden zur Klärung folgender Wasserproben verwendet:

Probe 1
Donauwasser mit folgenden Kennwerten

D_T == Gesamthärte 8,68°

Dt = temporäre Härte 7,00°

Dp = permanente Härte 1,68°

Suspensionen 680 mg/1

Verbrauch an Permanganat 64 mg/1

Verglühbare Substanz 20 mg/1

Glührückstand 660 mg/1

pH 7,2

Farbe Gelb,

schillernd

Die folgenden Vergleichsversuche wurden mit je 1000 ml Wasser in Meßzylindern aus Glas durchgeführt:

a) Behandlung des Wassers mit Lösung A

3 ml der Lösung A wurden in den Meßzylinder zu 1000 ml trübem Wasser zugegeben, 1 Minute geschüttelt, dann das pH durch Zugeben von 6 ml l°/oiger Kalkmilch auf 7,2 gestellt und 1 Minute lang geschüttelt.

Nach 5 Minuten Stehen war die Hälfte der Flüssigkeitssäule vollständig klar, durchsichtig und farblos.

Der Niederschlag mit einer Flockengröße von 2 bis 4 mm setzte sich rasch ab und schleppte nahezu sämtliche Kleinlebewesen mit. Nach weiteren 15 Minuten war die ganze Flüssigkeitssäule vollständig klar, durchsichtig, farblos und praktisch entkeimt. Am Grund des Glaszylinders verblieb eine dünne Schicht schwärzlichen Schlammes.

b) Die Behandlung derselben Wasserprobe mit
Lösung B

wurde unter denselben Bedingungen wie oben durchgeführt. Im Gegensatz zu den mit Lösung A erzielten Resultaten erscheinen hier die ersten Niederschlagsnocken in der Probe erst nach 5 Minuten stehen. Der Niederschlag mit einer Flockengröße von 0,1 bis 1,0 mm setzt sich nur langsam ab.

Nach weiteren 10 Minuten stehen ist beinahe die Hälfte der Flüssigkeitssäule geklärt. Es verbleiben jedoch feir.e Flocken in Suspension.
Die ganze Flüssigkeitssäule klärt sich nach ungefähr 30 Minuten. Es verbleiben feine Flocken in Suspension. Die geklärte Flüssigkeit ist gelblich.

Bemerkenswert ist, daß die Wirkung der Lösung A bei jeder beliebigen Wassertemperatur unverändert bleibt, während die Wirksamkeit der Lösung B be: Temperaturen unter + 10° C beträchtlich abnimmt., was besonders bei der Klärung des Wassers im Herbst. Winter und Frühling von großer Bedeutung ist.

Die beim Vergleich der Lösung A und B gemessener, Werte sind in folgender Tabelle I zusammengestellt:

Tabelle I

Wasserkennwerte

Dt (deutsche

Härtegrade)

Dt (deutsche
Härtegrade)

Dp (deutsche
Härtegrade)

Suspension, mg/1

Verbrauch an Permanganat, mg/1

Verglühbare Substanz,

mg/1

Glührückstand, mg/1

Donau-Roh
wasser

8,68
7,00

1,68
680

20
660

Mit Klärlöäung
behandeltes Wasser

Lösung A I Lösung B

6,70
1,90

4,80
0,00

8,00

10,00
680

7,40 2,60

4,80 60

18,00

15,00 700

Die Vorteile der Lösung A gegenüber der Lösung B sind also folgende:

a) vollständige Klärung des behandelten Wassers in sehr kurzer Zeit

b) das Wasser wird farblos und praktisch keimfrei,

c) die Lösung A behält dieselbe Wirksamkeit bei Temperaturen unter + 10⁰C, :

d) die Losung A verringert die gesamte und die temporare Harte des Wassers betrachtlich,

e) Lösung A ist sehr billig, da sie aus metallischer Schlacke, die in großen Mengen verfügbar ist und praktisch wertlos ist, gewonnen wird, indem diese mit wäßrigen Schwefelsäurelösungen behandelt

Abwasser vom Bukarester Schlachthaus mit
folgenden Kennwerten:

Rückstand nach Verdampfung 2,926 mg/1

Verglühbare Substanz 1,852 mg/1

Mineralgehalt im Rückstand nach der
Verdampfung 1,074 mg/1

Gesamte Suspensionen 1,054 mg/1

Gelöster organischer Stoff .. 1,028 mg/1

(Ungelöster) organischer Stoff in Sus-

P^ension · · · ■ ^{824 m}%l^l

Verbrauch an KMnO₄ 2,148 mg/1

a) Behandlung des Abwassers mit Losung A

I_n den Meßzylinder werden 1000 ml Schlachthaus-Abwasser und 10 ml Lösung A gegeben und dann langsam 20 Minuten lang geschüttelt. Dann werden 10 bis 15 ml l°/_oige Kalkmilch zugegeben, um das pH des Wassers auf 7,0 bis 7,5 zu stellen, und noch 3 bis 5 Minuten langsam geschüttelt. Nach 2 ^{bis 3} Minuten Stehen bilden sich große Flocken, und nach 10 Minuten ist die Hälfte der Flüssig_keitssäuie vollständig klar, farblos und praktisch keimfrei

Nach 25 Minuten ist die gesamte Flüssigkeitssäule vollständig klar, und am Zylinderboden verbleibt eine Schicht, deren Volumen ungefähr 10 % des

*5 behandelten Rohwassers ausmacht.

b) Die Behandlung desselben Abwassers mit LösungB unter denselben Bedingungen wie oben zeigt f olgende Resultate-1· Nach ungefähr 10 Minuten bilden sich sehr

kleine Flocken.

2. Nach etwa 30 Minuten ist ungefähr die Hälfte der Flüssigkeit geklärt und weist auf Grund ^ ψ™^Ώ rostbraunen Suspension eine röt-2i ^ucn schillernde Farbe auf.

3. Nach 45 Minuten verbleibt am Zylinderboden

eine Schicht, deren Volumen ungefähr 8 % des behandelten Rohwassers ausmacht.
4. Das behandelte Wasser hat auf Grund einer ^ _{femen Suspension eine rötlich} schillernde

Farbe.

Die beim Vergleich der Lösungen A und B gemessenen Werte sind in folgender Tabelle zusammengestellt:

Tabelle!!

Merkmale des Wassers

Rohwasser vom
Schlachthaus

Wasser behandelt mit
Lösung A : Lösung B

Rückstand nach Verdampfung, mg/1

Verglühbare Substanz, mg/1

Mineralsubstanz im Rückstand, mg/1 ":..'.'.

Suspension insgesamt, mg/1

Gelöste organische Substanz, mg/1

Ungelöste organische Substanz, mg/1

Verbrauch an KMnO₄, mg/1

Farbe

Zu bemerken ist weiterhin, daß die Schlachthausabwässer, die mit Lösung A behandelt wurden, praktisch keimfrei waren.

Die Überlegenheit der Lösung A gegenüber der Lösung B bei der Klärung von Abwässern mit hohem Gehalt an organischen Verunreinigungen wird durch folgende Zusammenstellung nochmals verdeutlicht:

1. Lösung A bewirkt in sehr kurzer Zeit vollständige Klärung und Entfärbung des Wassers sowie dessen Entkeimung.

2. Ihre Wirksamkeit wird unterhalb + 10⁰C nicht beeinträchtigt.

3. Sie ist sehr billig und in beliebig großen Mengen verfügbar.

4. Sie liefert einen Schlamm mit guten Düngeeigenschaften für Ackerböden.

5. Sie liefert klares Wasser, guter Filtrierbarkeit, das zur Bewässerung von Ackerböden verwendet werden kann.

2926
1852
1074
1054
^:

824

2148

Rotbraun

2380

453

1927

414

280

farblos

■ '■ 2696

680

2016

320

510

170

1026

rötlich schillernd

■■■ ■''- Probe 3.

Abwasser von einem Viehzuchtgehöft mit folgenden _ · „ Kennwerten: . .

■ BSB₅ ■.'■■::...... 8500 mg/1

Verbrauch an KMnO₄ .......... 7000 mg/1

Rückstand nach der Verdampfung 5320 mg/1 .

Gesamt-Aufschlämmung 1870 mg/1

Farbe '.■■;·. Schwarz

Behandlung des Abwassers mit Lösung A

Hier wird zur Klärung und Entkeimung dieser Abwässer, die mit organischen Substanzen in großen Mengen beladen und stark verseucht sind, die Lösung A im pH-Bereich 1,0 bis 1,5 angewendet.

In den Meßzylinder, der 1000 ml Abwasser enthält, werden 25 ml der Lösung A gegeben und anschließend langsam 15 bis 20 Minuten geschüttelt. Dann werden ml l°/_oige Kalkmilch zugegeben · und nochmals Minuten lang geschüttelt. '-' V'

009 551/314

Alsbald entstehen große Flocken, die sich rasch absetzen.

Nach 10 Minuten ist die Hälfte der Flüssigkeitsäule geklärt. Nach weiteren 10 Minuten hört das Absetzen der Flocken auf; am Boden des Gefäßes setzt sich ein schwarzgrüner Niederschlag ab, der udgefähr 20% des Flüssigkeitsvolumens ausmacht. Die Flüssigkeit oberhalb des Schlamms ist vollständig klar, gelblich und praktisch keimfrei.

Folgende Tabelle zeigt die ausgeführten Messungen:

Tabelle III

BSB₅, mg/1

Verbrauch an KMnO₄,

mg/1

Rückstand nach Verdampfung, mg/1

Suspensionen, insgesamt,
mg/1

Farbe

Rohwasser

8500

7000
5320

1870
Schwarz

Mit

Lösung A

behandeltes

Wasser

1260

820
690

40
Gelblich

Die Behandlung des Abwassers mit der Lösung B hat unter denselben Umständen eine Flockenablagerung innerhalb 65 Minuten erzielt. Der abgelagerte Niederschlag nahm etwa 30°/₀ des Flüssigkeitsvolumens ein. Die überstehende Flüssigkeit, die gelbgrün gefärbt und undurchsichtig war, enthielt große Mengen suspendierter Partikeln, die sich nicht absetzen.

Im folgenden werden Vergleichsversuche sowohl mit einer Klärlösung, bei welcher Ausfällen und Abtrennen des Kieselsäuregels und der Schwermetalle nicht notwendig ist, als auch Vergleichsversuche mit einer Klärlösung, bei welcher das Kieselsäuregel ausgefällt und abgetrennt und die Schwermetalle abgetrennt werden und der Klärlösung gemäß Beispiel 1 der Seite2, Zeilen 93 bis 99 der deutschen Patentschrift 971180 beschrieben:

Lösung C

10 g Schlacke (enthaltend 49°/₀ SiO₂ und 0,42% Cu) werden 40 Minuten lang mit 100 ml 5%iger Schwefelsäure geschüttelt.

Nach 24 Stunden Stehen wird eine saure Lösung mit einer Suspension von Kieselgel erhalten. Nach Abtrennung des Kieselgels durch Filtrieren wird ein klares Flockungsmittel erhalten, das folgende Zusammensetzung aufweist: 2,3% SiO₂, 1,2% Al₂O₃, 4,0% Fe₂O₃, 1,6% MnO₂ und 0,14% Cu.

Nach Entfernung des Kupfers durch Zementieren (Zusatz von Eisenspänen) wird ein Flockungsmittel (C) erhalten, das folgende Zusammensetzung aufweist: 2,3% SiO₂, 1,2% Al₂O₃, 4,3 % Fe₂O₃, 1,6% MnO₂, 0,04% Cu.

Lösung D

10 g derselben Schlacke werden 15 Minuten lang mit 100 ml 5°l_oigeT Schwefelsäure geschüttelt. Nach 60minutigem Stehen wird eine klare saure Lösung erhalten — Flockungsmittel (D) —, die 2% SiO₂, 1% Al₂O₃, 3,8 % Fe₂O₃, 1,2 % MnO₂ und 0,03 % Cu enthält.

Mit beiden Flockungsmitteln C und D wurden Versuche zur Klärung eines Flußwassers unternommen, welches folgende Eigenschaften aufwies:

D_T = Gesamthärte 10,6°

Dt = Temporärhärte 7,0°

Dp — Permanenthärte 3,6°

Suspensionen 720 mg/1

Verbrauch an KMnO₄ 82 mg/1

Verglühbare Substanz 88 mg/1

Glührückstand 692 mg/1

pH 7,3

Farbe Gelbbraun

Die folgenden Vergleichsversuche wurden mit je 1000 ml Wasser in Meßzylindern aus Glas durchgeführt:

a) Behandlung des Wassers mit Lösung C

3 ml der Lösung C wurden in den Meßzylinder zu 1000 ml trübem Wasser gegeben, 1 Minute geschüttelt und das pH durch Zugeben von 7 ml 1 %ig^er Kalkmilch auf 7,1 gestellt und dann noch einmal 2 Minuten lang geschüttelt.
Nach 5 Minuten Stehen war die Hälfte der Flüssigkeitssäule vollständig klar, durchsichtig und farblos.

Der Niederschlag mit einer Flockengröße von 1 bis 4 mm setzte sich rasch ab und schleppte nahezu sämtliche Kleinlebewesen mit. Nach weiteren 15 Minuten war die ganze Flüssigkeitssäule vollständig klar, durchsichtig, farblos und praktisch entkeimt. Am Grund des Glaszylinders verblieb eine dünne Schicht schwärzlichen Schlammes.

b) Behandlung derselben Wasserprobe mit Flockungsmittel D

Die Behandlung führte unter gleichen Arbeitsbedingungen zu denselben Ergebnissen, was durch das ähnliche Verhältnis des Kieselsäuregehaltes zum Sulfatgehalt des Flockungsmittels bedingt ist.

Das mit den Flockungsmitteln C und D geklärte Wasser hat folgende Eigenschaften:

30

35

40

Tabelle IV

45 Eigenschaften

55

D_T

Dt

Dp

Suspensionen

Verbrauch an KMnO₄
Verglühbare Substanz

pH

Farbe

Gereinigt mit Flockungsmittel C I D

8,6°

4,2°

4,4°

16 mg/1

26 mg/1

20 mg/1

7,1
farblos

8,6°

4,0°

4,6°

18 mg/1

22 mg/1

20 mg/1

7,1
farblos

Versuche zur Klärung desselben Flußwassers mit dem Flockungsmittel B gemäß Beispiel 1 der Seite 2, Zeilen 93 bis 99 der deutschen Patentschrift 971180 unter denselben Bedingungen haben im Vergleich zu den Flockungsmitteln C und D folgendes ergeben: Im Gegensatz zu den mit den Lösungen C und D er-. zielten Resultaten erscheinen hier die ersten Niederschlagsflocken in der Probe erst nach 8minutigem Stehen. Der Niederschlag mit einer Flockengröße von 0,1 bis 0,5 mm setzt sich nur langsam ab. Nach weiteren 15 Minuten Stehen ist nahezu die Hälfte der Flüs-

Claims (2)

I 417 530 11 12 sigkeitssäule geklärt. Es verbleiben Flocken in der färbungs- und Adsorptionsfähigkeit, Gewinnung Suspension. Die ganze Flüssigkeitssäule klärt sich wertvoller Metalle und insbesondere von Klär- erst nach 45 Minuten. Es verbleiben feine Flocken in lösungen für Trink- und Abwässer, Suspension. Die geklärte Flüssigkeit weist eine gelbe b) Verwertung der verdünnten Mineralsäuren und Farbe auf. .5 der sauren Restwässer aus verschiedenen techno- Das mit dem Flockungsmittel B geklärte Wasser logischen Prozessen, weist folgende Eigenschaften auf: c) Ersatz der üblichen' teuren und oft m-cht zugäng. Tabelle V liehen Koagulanten durch billigere Koagulanten ^ _ , .. Λ ^o mit höherer Wirksamkeit, DT = Gesamtharte 9,6° io ' , Dt = Temporärhärte 6 2° d) VerwertunS der aQ SO2 und/oder CO2 armen DP = Permanenthärte '.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'. 1,4° Industriegase. Suspensionen 56 mg/1 e) Verwertung der in den Schlacken enthaltenen Verbrauch an KMnO4 32 mg/1 seltenen und wertvollen Metalle und deren bei der Verglühbare Substanz 30 mg/1 15 Desaggregation verbliebenen Rückstände. Farbe ".'.'.'.'.'.'.'. \\\\\\\\\\\\\'.\'.'.\\\\\ Gelb Patentansprüche:

1. Klärlösung für Trink- und Abwässer, die

Die vorstehenden Vergleichsversuche zeigen ein- durch Behandlung von metallurgischen Schlacken deutig die großen Vorteile der erfindungsgemäßen Klär- 20 mit Mineralsäuren oder durch Behandlung einer lösung gegenüber dem gemäß der deutschen Patent- wäßrigen Aufschlämmung von feingemahlenen schrift 971180 hergestellten Flockungsmittel. metallurgischen Schlacken mit Schwefeldioxid ent-Zusammenfassend ergeben sich für die vorliegende haltenden Industriegasen und Abtrennen des unErfindung folgende Vorteile: löslichen Rückstandes erhalten worden ist.

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2. Klärlösung nach Anspruch 1, dadurch ge-

a) Vollständige und wirtschaftliche Auswertung aller kennzeichnet, daß außer dem unlöslichen Rückstand

Komponenten metallurgischer Schlacken jeder auch das Kieselsäuregel und die Schwermetalle aus-

Art durch Gewinnung von Gelen hoher Ent- gefällt und abgetrennt worden sind.