DE19800610A1 - Cleaning up waste water containing heavy metals, e.g. in electronics or electroplating industries - Google Patents

Cleaning up waste water containing heavy metals, e.g. in electronics or electroplating industries

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DE19800610A1
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Helmar Haug
Stephan Blab
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Abstract

Cleaning up of waste water containing heavy metals is done using an inert biomass adsorbent containing modified chitosan made from chitin. The water is pumped (7) via valves (4, 13, 17) through one or more vessels (1, 12, 16) containing columns (2) of coarsely ground chitosan and exiting through outlet valves (5, 14, 18). Independent claims are also included for: (i) the water-treatment apparatus which comprises vessels (1, 12, 16) containing columns (2) of coarsely ground chitosan held between nets (3). The vessels are fitted with inlet and outlet valves and a pump; (ii) production of the chitosan from shells of crustaceans which contain chitin.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern, wie sie beispielsweise in der Elektronikindustrie oder der Galvanotechnik anfallen, und die Herstellung eines hierfür verwendeten Adsorptionsmittels. Die schwermetallhaltigen Abwässer können hierbei auch einzähnige oder mehrzähnige Liganden enthalten., die Schwermetalle komplexieren.The invention relates to a method and an apparatus for Purification of heavy metal wastewater, like them for example in the electronics industry or Electroplating technology and the manufacture of one for this adsorbent used. The heavy metal ones Waste water can also be monodentate or multidentate Contain ligands that complex heavy metals.

Der Stand der Technik bei nichtbiologischer Aufreinigung von zum Beispiel kupferhaltigen Abwässern im Überblick:
The state of the art in the non-biological purification of, for example, copper-containing waste water at a glance:

In Anwesenheit starker Komplexbildner, wie beispielsweise Ammoniak, EDTA, NTA, Gluconat oder polymere Sulfonsäuren existieren zur Zeit noch keine befriedigende Verfahren, Schwermetalle aus Abwässern, bis zu einer Konzentration unterhalb der gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte, zu entfernen.In the presence of strong complexing agents, such as Ammonia, EDTA, NTA, gluconate or polymeric sulfonic acids there are currently no satisfactory procedures, Heavy metals from waste water, up to a concentration below the legally prescribed limit values remove.

Bisherige Veröffentlichungen zeigen bereits zwar das Wirkprinzip der Adsorption von Schwermetallen durch Bakterien, Hefen oder Algen (Alginat) im lebenden oder nichtlebenden Zustand, wobei unter anderem chitinhaltige Bestandteile der Mikroorganismen dafür verantwortlich sind, jedoch wird dies technisch noch nicht genutzt.Previous publications already show that Principle of action of adsorption of heavy metals by bacteria,  Yeast or algae (alginate) in the living or non-living Condition, where, among other things, components containing chitin Microorganisms are responsible for this, however not yet used technically.

Nachteil bislang für eine industrielle Nutzung im großtechnischen Maßstab ist die zeit-, energie und kostenaufwendige Filtration und anschließende Nachtrocknung der Aufschlämmung der Mikroorganismen zu Entsorgungs- oder Recycling-Zwecken, wobei prinzipiell Restfeuchte zurückbleibt. Außerdem ist ein kontinuierlicher Klärbetrieb nur mit hohem technischen Aufwand zu bewerkstelligen, da die Hefekultur im Fermenter zurückgehalten werden muß, ohne daß dabei die Rückhalteeinrichtung (feine Filter) blockiert wird. Ebenso besteht bei lebenden Kulturen die Gefahr der Kontamination durch Fremdorganismen und/oder ein vorzeitiges Absterben durch eigene Stoffwechselprodukte (Metaboliten), was wiederum eine kontrollierte Abwasserreinigung unmöglich macht. Zusätzlich dazu wird eine Schwemetallaufreinigung der Abwasser durch Anwesenheit von Komplexbildnern, wie beispielsweise Ammoniak, EDTA, NTA und Gluconat oder polymere Sulfonsäuren, erschwert. Die Isolation von Chitin aus Biomasse wird zur Zeit nicht praktiziert und das im Handel erhältliche Chitosan wird chemisch synthetisiert.Disadvantage so far for industrial use in the Industrial scale is the time, energy and costly filtration and subsequent drying of the Slurry of microorganisms for disposal or Recycling purposes, whereby residual moisture remains in principle. In addition, a continuous treatment plant is only with high technical effort to accomplish, since the yeast culture in Fermenter must be retained without the Restraint device (fine filter) is blocked. As well there is a risk of contamination in living cultures due to foreign organisms and / or premature death own metabolites (metabolites), which in turn is a controlled wastewater treatment makes it impossible. In addition For this purpose, the wastewater is purified by heavy metals Presence of complexing agents, such as ammonia, EDTA, NTA and gluconate or polymeric sulfonic acids, difficult. The isolation of chitin from biomass is currently not practiced and the commercially available chitosan chemically synthesized.

Aufgabe der Erfindung nun ist es, oben genanntes, biologisches Verfahren der Reinigung von Abwässern mittels Adsorption von Schwermetallen, so weiterzubilden, daß ein kontinuierlicher Betrieb in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht wird, wobei oben angeführte Nachteile wie Zeit-, Kosten-, und Energiebedarf reduziert werden, und eine Reduktion der Adsorption der Schwermetalle an die Biomasse durch Kontamination und Absterben der Organismen, vermindert wird. Außerdem sollen das Verfahren und die Anlage die gesetzlichen Grenzwerte für die Schwermetallbelastung im Abwasser unterschreiten, und auch in Anwesenheit von Komplexbildnern befriedigende Ergebnisse liefern. The object of the invention is now the above-mentioned biological Process of waste water treatment by adsorption of Heavy metals, so that a continuous Operation in a device according to the invention is made possible disadvantages mentioned above such as time, cost, and Energy needs are reduced, and a reduction in Adsorption of heavy metals on the biomass through Contamination and death of the organisms is reduced. In addition, the procedure and the system are intended to be legal Limits for heavy metal pollution in wastewater below, and also in the presence of complexing agents deliver satisfactory results.  

Als zusätzliche Aufgabe soll ein Verfahren zur wirtschaftlichen und ökologischen Herstellung des Adsorptionsmediums Chitosan gefunden werden.An additional task is a process for economic and ecological production of the adsorption medium chitosan being found.

Als Lösung der oben genannten Probleme wird das schwermetallhaltige Abwasser im Kreislauf durch eine erfindungsgemäße Adsorptions-Anlage durch mindestens einen Kessel mittels einer Pumpe gefördert, wobei das Abwasser durch ein geöffnetes Einlaß-Ventil über eine Rohrleitung in den Kessel gelangt, dort durch eine grob zerkleinerte Chitosan- Schüttung hindurchströmt, wodurch mittels Adsorption an Chitosan die Schwermetalle aus dem Abwasser herausgelöst werden, und anschließend über eine Rohrleitung durch ein Auslaß-Ventil wieder aus der Anlage ausgeleitet wird. Schwermetalle in der Chitosan-Schüttung können nach Erschöpfung der Adsorberfunktion des Chitosans beispielsweise durch einen Verbrennungsvorgang wiedergewonnen werden.As a solution to the above problems, that will waste water containing heavy metals in the cycle through a Adsorption plant according to the invention by at least one Boiler conveyed by means of a pump, the wastewater through an open inlet valve via a pipe in the Boiler, there through a roughly chopped chitosan Bulk flows through, causing adsorption Chitosan released the heavy metals from the waste water and then through a pipeline through a Exhaust valve is re-discharged from the system. Heavy metals in the chitosan fill can cause exhaustion the adsorber function of chitosan, for example, by a Combustion process can be recovered.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Adsorptions-Anlage sind mehrere Kessel vorgesehen, die parallel zueinander angeordnet sind und einzeln oder kombiniert betrieben werden können.In a preferred embodiment of the adsorption plant several boilers are provided that are parallel to each other are arranged and operated individually or in combination can.

In einer weiteren Ausführungsform werden mehrere Kessel hintereinander in Serie angeordnet um gleichzeitig betrieben zu werden.In another embodiment, several boilers arranged in series to be operated simultaneously become.

Die Auslaß-Ventile der Kessel können auch als Dreiwegeventile ausgeführt sein, wobei dadurch das Auslaß-Ventil des Kessels, der von der Pumpe am entferntesten liegt, entfallen kann. Jeder Kessel besitzt zur Entleerung ein eigenes Ablaß-Ventil am Boden.The boiler outlet valves can also be used as three-way valves be carried out, thereby the outlet valve of the boiler, which is furthest away from the pump can be omitted. Each boiler has its own drain valve for emptying Ground.

Die gesamte erfindungsgemäße Anlage kann entweder direkt an wasserbelastende Fertigungseinrichtungen angeschlossen werden, oder an ein, der Fertigungseinrichtung nachgeschaltetes Speicherbecken, wo die Abwässer entnommen, und nach Behandlung dort wieder eingeleitet werden.The entire system according to the invention can either directly water-polluting production facilities are connected, or to a downstream of the manufacturing facility Storage basin where the wastewater is removed and after treatment be reintroduced there.

Das Material der Kessel besteht vorzugsweise aus Kunststoff. The material of the boiler is preferably made of plastic.  

Zur Lösung eines Verfahrens zur wirtschaftlichen und ökologischen Herstellung des Adsorptionsmediums Chitosan:To solve a process for economic and ecological production of the adsorption medium chitosan:

Wirkungsweise von Chitin als AdsorberHow chitin works as an adsorber

Chitin gehört wie Pektin und Cellulose zu den Struktur- Polysacchariden. Das Polysaccharid Chitin hat die chemische Bezeichnung Poly[β-(1,4)-2-acetamido-2-desoxy-D- glucopyranose]. Die Bindungsfähigkeit von Schwermetallen in biologischen Zellen beruht auf zwei Phänomenen: Der Physisorption und Chemisorption. Bei der Physisorption wirken nur relativ schwache, unspezifische elektrostatische Kräfte zwischen den Teilchen. Die Adsorption verläuft schnell und reversibel. Dagegen entsteht bei der Chemisorption in einer langsamen und irreversiblen Reaktion ein Chelat. In welchen Anteilen beide Phänomene zur Wirkung kommen, ist wissenschaftlich noch nicht ganz geklärt. Adsorptionsstellen an Chitin sind die OH-Gruppe und die Acetamidogruppe NHCOCH3 mit dem freien Elektronenpaar am Stickstoffatom.Like pectin and cellulose, chitin is one of the structural Polysaccharides. The polysaccharide chitin has the chemical Name Poly [β- (1,4) -2-acetamido-2-deoxy-D- glucopyranosis]. The binding ability of heavy metals in biological cells is based on two phenomena: the Physisorption and chemisorption. Act on physisorption only relatively weak, non-specific electrostatic forces between the particles. The adsorption is fast and reversible. In contrast, chemisorption results in one slow and irreversible chelation reaction. In which Proportions of both phenomena come into effect not yet scientifically clarified. Adsorption sites on chitin are the OH group and the Acetamido group NHCOCH3 with the lone pair of electrons on Nitrogen atom.

Der Weg des Schwermetall-Ions von der Lösung bis zu den Adsorptionsstellen des Adsorbers erfolgt in 3 Schritten:
The path of the heavy metal ion from the solution to the adsorption sites of the adsorber takes place in 3 steps:

  • - Lösungsdiffusion: Diffusion des Ions in der Lösung zur Phasengrenzfläche des Chitosans- Solution diffusion: Diffusion of the ion in the solution to Phase interface of the chitosan
  • - Filmdiffusion: Diffusion des Ions durch die Diffusionsgrenzschicht an der Phasengrenzfläche flüssig-fest.- Film diffusion: diffusion of the ion through the Diffusion boundary layer at the phase interface liquid-solid.
  • - Korndiffusion: In den wassergefüllten Kanälen des gequollenen Korns (Gel) diffundiert das Ion in das Innere zur Reaktionsstelle.- Grain diffusion: in the water-filled channels of the swollen grain (gel) diffuses the ion to the inside Reaction point.
Herstellung von Chitosan aus ChitinProduction of chitosan from chitin

Chitosan ist bereits im Handel in 3 Polymerisationsgraden direkt erhältlich, kann aber auch aus Chitin von Panzern von Krustentieren (Königskrabben), die als Abfallprodukt in der Fischerei anfallen, durch Kochen mit Natronlauge hergestellt werden.Chitosan is already commercially available in 3 degrees of polymerization directly available, but can also be made from chitin from tanks from Crustaceans (king crabs), which are a waste product in the Fishing incurred, made by boiling with caustic soda become.

Zuerst werden die chemisch unbehandelten Königskrabbenpanzer auf eine mittlere Größe von 1-3 mm mechanisch zerkleinert, um einerseits einen niederen Wasserwiderstand beim Durchfluß zu gewährleisten, und andererseits die Reaktionsgeschwindigkeit nicht zu beeinträchtigen.First, the chemically untreated king crab shells mechanically crushed to an average size of 1-3 mm  on the one hand, a lower water resistance when flowing through ensure, and on the other hand the reaction speed not to interfere.

Danach wird dieses Chitin-Granulat in 50 Gew.-% Natronlauge (NaOH) gegeben, wo es unter Rückflußkühlung mehrere Stunden (4­ -5 h) lang bei 100°C gekocht werden, um eine Chitosan- Modifikation zu gewinnen.Then this chitin granules in 50 wt .-% sodium hydroxide solution (NaOH) where it is refluxed for several hours (4th -5 h) cooked at 100 ° C for a chitosan Win modification.

Diese alkalischen Chitosanschuppen werden danach mit 0,1- molarer Schwefelsäure (pH 6) neutralisiert.These alkaline chitosan scales are then treated with 0.1- neutralized molar sulfuric acid (pH 6).

Die Formel für die Reaktion der Dacetylierung von Chitin mittels Natronlauge (NaOH) lautet:
The formula for the reaction of the dacetylation of chitin using sodium hydroxide solution (NaOH) is:

Vergleich der Adsorber Chitin-ChitosanComparison of the adsorber chitin-chitosan

Im Vergleich zu Chitin adsorbiert Chitosan mit einer höheren Reaktionsgeschwindigkeit und eine relativ geringeren Klärkonzentration.Compared to chitin, chitosan adsorbs with a higher Reaction speed and a relatively lower Clarification concentration.

Insbesondere kommen die Schwermetalle Kupfer (Cu(II)),Blei (Pb(II)) und Zink (Zn(II)) in schwermetallhaltigen Abwasser aus der Industrie (z. B.Leiterplattenindustrie) vor.The heavy metals copper (Cu (II)) and lead come in particular (Pb (II)) and zinc (Zn (II)) in waste water containing heavy metals the industry (e.g. circuit board industry).

Während Zink von Chitin ungefähr gleich stark wie Kupfer aufgenommen wird, zeigt sich bei Blei eine um 40% stärkere Adsorption. Bei Chitosan jedoch kann nur bei Kupfer eine wesentliche Steigerung (Faktor 3) der Adsorptionsfähigkeit erreicht werden. Grund dafür ist, daß durch die Deacetylierung des Chitins das Chitosan statt der NHCOCH3-Gruppe eine NH2- Gruppe aufweist, die eine höhere Adsorptionfähigkeit bezüglich Kupfer besitzt. While zinc from chitin is about as strong as copper lead is 40% stronger Adsorption. With chitosan, however, only with copper significant increase (factor 3) in adsorption capacity can be achieved. The reason for this is that through the deacetylation of chitin the chitosan instead of the NHCOCH3 group an NH2 Group which has a higher adsorption capacity Owns copper.  

Vorteile von Chitosan gegenüber anderen AdsorbernAdvantages of chitosan over other adsorbers

Chitosan ist ein nachwachsender Rohstoff, billig, ungiftig, biologisch abbaubar und wird beispielsweise auch als Medikament zur Krebsvorbeugung verwendet.Chitosan is a renewable raw material, cheap, non-toxic, biodegradable and is also used, for example, as a medicine used for cancer prevention.

Da Chitisan eine nichtlebende Biomasse ist, werden keine, den Adsorptionsprozeß störenden Stoffwechselprodukte freigesetzt, und eine Kontamination während des Einsatzes ist ebenfalls unwahrscheinlich.Since Chitisan is a non-living biomass, none will Released adsorption process disturbing metabolic products, and contamination during use is also unlikely.

Die zerkleinerten Teilchen des Chitosans sind hydrophob, quellen kaum und klumpen nicht zusammen, was für eine gewerbliche Anwendung im großen Maßstab ein großer Vorteil ist, da keine Nachtrocknung nötig ist, die Filter nicht blockiert werden, ein hohes Durchflußvolumen von Abwasser ermöglicht wird, und die Adsorption nicht eingeschränkt wird.The chopped chitosan particles are hydrophobic, hardly swell and do not clump together, what a commercial use on a large scale is a great advantage since no drying is necessary, the filters are not blocked be a high flow volume of wastewater and the adsorption is not restricted.

Chitosan besitzt eine sehr hohe maximale Bindungskapazität, beispielsweise für Kupfer (Cu (TI))von 5 mmol/g. Aufgrund der Schwerlöslichkeit von Chitin und Chitosan in Natronlauge ist ein Mehrfacheinsatz der bei der Gewinnung von Chitosan notwendigen 50 Gew.-% Natronlauge möglich. Wegen der Schwerlöslichkeit von Chitosan in Schwefelsäure kann auch diese mehrfach verwendet werden.Chitosan has a very high maximum binding capacity, for example for copper (Cu (TI)) of 5 mmol / g. Due to the poor solubility of chitin and chitosan in Sodium hydroxide solution is a multiple use in the extraction of Chitosan necessary 50 wt .-% sodium hydroxide possible. Because of the Chitosan can also be poorly soluble in sulfuric acid can be used several times.

Kinetik und BindungskapazitätKinetics and binding capacity

Parameter für die Geschwindigkeit der Schwermetall-Adsorption sind unter anderem der pH-Wert, die Schwermetall-Konzentration der Lösung, die Adsorberkonzentration (Chitosan), die Beladung des Adsorbers mit Schwermetall, die Anwesenheit von Komplexbildnern für die Schwermetall-Ionen, sowie deren Gegenionen, Pumpendurchsatz und die maximale Bindungskapazität.Parameters for the speed of heavy metal adsorption include the pH value, the heavy metal concentration the solution, the adsorber concentration (chitosan), the loading of the adsorber with heavy metal, the presence of Complexing agents for the heavy metal ions, as well as their Counterions, pump throughput and the maximum binding capacity.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.The subject matter of the present invention results not only from the subject of the individual claims, but also from the combination of the individual claims among themselves.

Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in der Zeichnung dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.All in the documentation, including the summary, Disclosed information and features, especially those in the Spatial training shown as drawing  essential to the invention, insofar as they are used individually or in Combination are new compared to the prior art.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von einer lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnung näher erläutert. Hierbei gehen aus der Zeichnung und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.In the following the invention is based on one only a drawing representing an embodiment explained in more detail. Here go from the drawing and its description features and advantages of the invention essential to the invention forth.

In der Zeichnung ist eine Anlage dargestellt, die mit 3 Kesseln (1, 12, 16) arbeitet. Das schwermetallhaltige Abwasser wird über eine Pumpe (7) durch das geöffnete Einlaß-Ventil (8) der Anlage aus einem Reservoir-Behälter in Pfeilrichtung (10) in die Vorrichtung gepumpt. Die Aufreinigung geschieht in drei Stufen, wobei im Betriebszustand der Anlage das Einlaß-Ventil (8) und das Auslaß-Ventil (9) ständig geöffnet sind.In the drawing, a system is shown that works with 3 boilers ( 1 , 12 , 16 ). The heavy metal-containing wastewater is pumped into the device in the direction of the arrow ( 10 ) by a pump ( 7 ) through the opened inlet valve ( 8 ) of the system from a reservoir. The purification takes place in three stages, the inlet valve ( 8 ) and the outlet valve ( 9 ) being continuously open in the operating state of the system.

Bei Stufe 1 wird das mit einer Anfangskonzentration von beispielsweise 3000 mg Cu(II)/l beladenes Abwasser solange über den ersten Kessel (1) bei geöffnetem Einlaß-Ventil (4) und geöffnetem Auslaß-Ventil (5) kontinuierlich mittels der Pumpe (7) mit 10 l/min durch die 6.25 kg/m3 Chitosan-Schüttung (2) in Richtung (10, 11) gepumpt, bis eine Endkonzentration der Stufe 1 von 790 mg/l erreicht ist.In step 1, the wastewater loaded with an initial concentration of, for example, 3000 mg Cu (II) / l is continuously fed via the first boiler ( 1 ) with the inlet valve ( 4 ) and outlet valve ( 5 ) open by means of the pump ( 7 ) at 10 l / min through the 6.25 kg / m 3 chitosan fill ( 2 ) in the direction ( 10 , 11 ) until a final concentration of stage 1 of 790 mg / l is reached.

Danach wird Stufe 2 aktiviert, wobei durch das Schließen von Einlaß-Ventil (4) und Auslaß-Ventil (5) des ersten Kessels (1) und das Öffnen von Einlaß-Ventil (13) und Auslaß-Ventil (14) das Abwasser über die Chitosan-Schüttung (2) des zweiten Kessels (12) geleitet wird, und solange durch die Pumpe (7) im Kreislauf gefahren wird, bis die Anfangskonzentration der Stufe 2 von 790 mg/l auf 14 mg/l Cu(II) abgebaut ist.Stage 2 is then activated, the wastewater being closed by closing the inlet valve ( 4 ) and outlet valve ( 5 ) of the first boiler ( 1 ) and opening the inlet valve ( 13 ) and outlet valve ( 14 ) the chitosan bed ( 2 ) of the second boiler ( 12 ) is passed, and is circulated by the pump ( 7 ) until the initial concentration of stage 2 is reduced from 790 mg / l to 14 mg / l Cu (II) is.

Jetzt wird Stufe 3 aktiviert, wobei durch das Schließen von Einlaß-Ventil (13) und Auslaß-Ventil (14) des zweiten Kessels (12) und das Öffnen von Einlaß-Ventil (17) und Auslaß-Ventil (18) das Abwasser über die Chitosan-Schüttung (2) des dritten Kessels (16) geleitet wird, und solange durch die Pumpe (7) im Kreislauf gefahren wird, bis die Anfangskonzentration der Stufe 3 von 14 mg/l auf den gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwert von 0.1 mg/l Cu(II) abgebaut ist.Now stage 3 is activated, whereby by closing the inlet valve ( 13 ) and outlet valve ( 14 ) of the second boiler ( 12 ) and opening the inlet valve ( 17 ) and outlet valve ( 18 ) the waste water the chitosan fill ( 2 ) of the third boiler ( 16 ) is passed, and is circulated by the pump ( 7 ) until the initial concentration of stage 3 from 14 mg / l to the legally prescribed limit of 0.1 mg / l Cu (II) is broken down.

Jeder Kessel (1, 12, 16) besitzt zwei Netze (3) um das Schüttgut in Position zu halten, und ein Ablaß-Ventil (6, 15, 19), um die Kessel einzeln bei Bedarf zu entleeren. Die Auslaß- Ventile (14, 18) können wahlweise auch als Dreiwegeventile ausgebildet sein, um ein Auslaß-Ventil (18) des Kessels (16) der letzten Stufe einzusparen. Each kettle ( 1 , 12 , 16 ) has two nets ( 3 ) to hold the bulk material in position and a drain valve ( 6 , 15 , 19 ) to empty the kettles individually if necessary. The outlet valves ( 14 , 18 ) can optionally also be designed as three-way valves in order to save an outlet valve ( 18 ) of the boiler ( 16 ) of the last stage.

BezugszeichenlisteReference list

11

Kessel boiler

11

22nd

Chitosan-Schüttung
Chitosan fill

33rd

Netz
network

44th

Einlaß-Ventil (Kessel Inlet valve (boiler

11

)
)

55

Auslaß-Ventil (Kessel Outlet valve (boiler

11

)
)

66

Ablaß-Ventil (Kessel Drain valve (boiler

11

)
)

77

Pumpe
pump

88th

Einlaß-Ventil (Anlage)
Inlet valve (system)

99

Auslaß-Ventil (Anlage)
Outlet valve (system)

1010th

Richtungspfeil (Einlaß)
Direction arrow (inlet)

1111

Richtungspfeil (Auslaß)
Direction arrow (outlet)

1212th

Kessel boiler

22nd

1313

Einlaß-Ventil (Kessel Inlet valve (boiler

22nd

)
)

1414

Auslaß-Ventil (Kessel Outlet valve (boiler

22nd

)
)

1515

Ablaß-Ventil (Kessel Drain valve (boiler

22nd

)
)

1616

Kessel boiler

33rd

1717th

Einlaß-Ventil (Kessel Inlet valve (boiler

33rd

)
)

1818th

Auslaß-Ventil (Kessel Outlet valve (boiler

33rd

)
)

1919th

Ablaß-Ventil (Kessel Drain valve (boiler

33rd

)
)

Claims (16)

1. Verfahren zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern mittels nichtlebender Biomasse, dadurch gekennzeichnet, daß diese Biomasse als Absorbersubstanz eine bestimmte Chitosan- Modifikation beinhaltet Verfahren zur Herstellung von Chitosan aus Chitin zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern mittels nichtlebender Biomasse nach Anspruch 1 -­ 14, dadurch gekennzeichnet, daß und das schwermetallhaltige Abwasser in mindestens einen Kessel (1, 12, 16) mittels einer Pumpe (7) durch das geöffnete Einlaß-Ventil der Anlage (8) und das Einlaß-Ventil des Kessels (4, 13, 17) in Pfeilrichtung (10) eingeleitet wird, durch eine grob zerkleinerte Chitosan-Schüttung (2) hindurchströmt, wobei dort durch Adsorption an Chitosan die Schwermetalle aus dem Abwasser herausgelöst werden, und anschließend über das Auslaß-Ventil des Kessels (5, 14, 18) und das Auslaß-Ventil der Anlage (9) in Pfeilrichtung (11) wieder aus der Anlage ausgeleitet wird.1. A process for the purification of heavy metal-containing wastewater by means of non-living biomass, characterized in that this biomass contains a certain chitosan modification as an absorber. that and the heavy metal-containing wastewater in at least one boiler ( 1 , 12 , 16 ) by means of a pump ( 7 ) through the open inlet valve of the system ( 8 ) and the inlet valve of the boiler ( 4 , 13 , 17 ) in the direction of the arrow ( 10 ) is introduced, flows through a roughly chopped chitosan fill ( 2 ), the heavy metals being dissolved out of the waste water by adsorption on chitosan, and then via the outlet valve of the boiler ( 5 , 14 , 18 ) and the outlet -Valve of the system ( 9 ) in the direction of the arrow ( 11 ) is led out of the system again. 2. Verfahren zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern mittels nichtlebender Biomasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwermetalle in der Chitosan- Schüttung (2) nach Erschöpfung der Adsorberfunktion des Chitosans wiedergewonnen werden.2. Process for the purification of heavy metal-containing waste water by means of non-living biomass according to claim 1, characterized in that the heavy metals in the chitosan bed ( 2 ) are recovered after exhaustion of the adsorbent function of the chitosan. 3. Verfahren zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern mittels nichtlebender Biomasse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese Wiedergewinnung durch eine Verbrennung der organischen Materialien in der Verbindung Schwermetall-Chitosan bewerkstelligt wird.3. Process for the purification of waste water containing heavy metals by means of non-living biomass according to claim 2, characterized characterized in that this recovery by a Burning the organic materials in the compound Heavy metal chitosan is accomplished. 4. Vorrichtung zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern mittels nichtlebender Biomasse, dadurch gekennzeichnet, daß diese verfahrenstechnische Anlage aus mindestens einem Kessel (1, 12, 16) besteht, der zwischen zwei Netzen (3) als adsorbierendes Schüttgut grob zerkleinertes Chitosan (2) beinhaltet, und dieser Kessel (1, 12, 16) zulaufseitig über eine Rohrleitung mit einem Einlaß- Ventil der Anlage (8), einem Einlaß-Ventil des Kessels (4, 13, 17) und einer Pumpe (7), und ablaufseitig über eine Rohrleitung mit einem Auslaß-Ventil des Kessels (5, 14, 18) und einem Auslaß-Ventil der Anlage (9) verbunden ist.4. Apparatus for the purification of waste water containing heavy metals by means of non-living biomass, characterized in that this process plant consists of at least one boiler ( 1 , 12 , 16 ) which contains coarsely ground chitosan ( 2 ) between two networks ( 3 ) as adsorbing bulk material, and this boiler ( 1 , 12 , 16 ) on the inlet side via a pipeline with an inlet valve of the system ( 8 ), an inlet valve of the boiler ( 4 , 13 , 17 ) and a pump ( 7 ), and on the outlet side via a pipeline is connected to an outlet valve of the boiler ( 5 , 14 , 18 ) and an outlet valve of the system ( 9 ). 5. Vorrichtung zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern mittels nichtlebender Biomasse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kessel (1, 12, 16) parallel zueinander geschaltet sind und diese einzeln oder kombiniert, je nach Schwermetall-Konzentration im Abwasser, über die Ventile (4, 5, 13, 14, 17, 18) betrieben werden.5. Device for the purification of heavy metal-containing waste water by means of non-living biomass according to claim 4, characterized in that several boilers ( 1 , 12 , 16 ) are connected in parallel to each other and these individually or combined, depending on the heavy metal concentration in the waste water, via the valves ( 4 , 5 , 13 , 14 , 17 , 18 ) are operated. 6. Vorrichtung zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern mittels nichtlebender Biomasse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kessel (1, 12, 16) hintereinander in Serie geschaltet sind und diese gleichzeitig betrieben werden.6. Device for the purification of heavy metal waste water by means of non-living biomass according to claim 4, characterized in that several boilers ( 1 , 12 , 16 ) are connected in series and these are operated simultaneously. 7. Vorrichtung zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern mittels nichtlebender Biomasse nach Anspruch 4-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaß-Ventile der Kessel (5, 14) Dreiwegeventile sind und somit das Auslaß-Ventil (18) des Kessels (16), der von der Pumpe (7) am entferntesten liegt, entfallen kann.7. Device for the purification of heavy metal waste water by means of non-living biomass according to claim 4-5, characterized in that the outlet valves of the boiler ( 5 , 14 ) are three-way valves and thus the outlet valve ( 18 ) of the boiler ( 16 ), the the most distant from the pump ( 7 ), can be omitted. 8. Vorrichtung zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern mittels nichtlebender Biomasse nach Anspruch 4-7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kessel (1, 12, 16) ein Ablaß-Ventil (6, 15, 19) am Boden besitzt.8. Device for the purification of heavy metal waste water by means of non-living biomass according to claims 4-7, characterized in that each boiler ( 1 , 12 , 16 ) has a drain valve ( 6 , 15 , 19 ) on the bottom. 9. Vorrichtung zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern mittels nichtlebender Biomasse nach Anspruch 4-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage an ein Speicherbecken angeschlossen wird, wo die Abwässer entnommen und wieder eingeleitet werden, und so ständig im Kreislauf aufgearbeitet werden.9. Device for the purification of heavy metals Sewage using non-living biomass according to claims 4-8, characterized in that the system to a storage pool is connected where the waste water is taken and again be initiated, and so constantly worked up in a cycle become. 10. Vorrichtung zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern mittels nichtlebender Biomasse nach Anspruch 4-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kessel (1, 12, 16) aus einem geeignetem Kunststoff sind.10. Device for the purification of heavy metal waste water by means of non-living biomass according to claims 4-9, characterized in that the boilers ( 1 , 12 , 16 ) are made of a suitable plastic. 11. Verfahren zur Herstellung von Chitosan aus Chitin zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern mittels nichtlebender Biomasse, dadurch gekennzeichnet, daß das Chitosan aus chitinhaltigen Panzern von Krustentieren gewonnen wird.11. Process for the production of chitosan from chitin Purification of waste water containing heavy metals by non-living biomass, characterized in that the Chitosan from crustacean tanks containing chitin is won. 12. Verfahren zur Herstellung von Chitosan aus Chitin zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern mittels nichtlebender Biomasse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß diese Krustentiere Krabben sind. 12. Process for the production of chitosan from chitin Purification of waste water containing heavy metals by non-living biomass according to claim 11, characterized characterized in that these crustaceans are crabs.   13. Verfahren zur Herstellung von Chitosan aus Chitin zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern mittels nichtlebender Biomasse nach Anspruch 11-12, dadurch gekennzeichnet, daß diese Panzer der Krustentiere mechanisch in Chitin-Granulat-Stücke von zirka 1-3 mm zerkleinert werden.13. Process for the production of chitosan from chitin Purification of waste water containing heavy metals by non-living biomass according to claim 11-12, characterized characterized in that these crustaceans mechanically chopped into chitin granules of approx. 1-3 mm become. 14. Verfahren zur Herstellung von Chitosan aus Chitin zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern mittels nichtlebender Biomasse nach Anspruch 11-13, dadurch gekennzeichnet, daß das chemisch unbehandelte Chitin-Granulat mehrere Stunden lang in Natronlauge (50 Gew.-%) gekocht wird, um eine, nicht durch Umkristallisation gewonnene, Chitosan- Modifikation zu bilden, und als Chitosan-Schüttgut (2) in einer erfindungsgemäßen Adsorber-Anlage eingesetzt zu werden.14. A process for the production of chitosan from chitin for the purification of heavy metal-containing waste water by means of non-living biomass according to claim 11-13, characterized in that the chemically untreated chitin granules are boiled for several hours in sodium hydroxide solution (50 wt .-%) to a to form chitosan modification not obtained by recrystallization and to be used as chitosan bulk material ( 2 ) in an adsorber plant according to the invention. 15. Verfahren zur Herstellung von Chitosan aus Chitin zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern mittels nichtlebender Biomasse nach Anspruch 11-14, dadurch gekennzeichnet, daß das chitosanhaltige, alkalische Granulat anschließend mit verdünnter, 1-molarer Schwefelsäure (pH 6) neutralisiert wird.15. Process for the production of chitosan from chitin Purification of waste water containing heavy metals by non-living biomass according to claim 11-14, characterized characterized in that the chitosan-containing, alkaline granules then with dilute, 1-molar sulfuric acid (pH 6) is neutralized. 16. Verfahren zur Herstellung von Chitosan aus Chitin zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern mittels nichtlebender Biomasse nach Anspruch 11-15, dadurch gekennzeichnet, daß ein pH-Wert < 5 dabei eingehalten wird.16. Process for the production of chitosan from chitin Purification of waste water containing heavy metals by non-living biomass according to claim 11-15, characterized characterized in that a pH value <5 is maintained.
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