DE2223910C3

DE2223910C3 - Pulverförmiges Reinigungsmittel zur Aufbereitung von Wasser

Info

Publication number: DE2223910C3
Application number: DE19722223910
Authority: DE
Inventors: Armin 7129 Gueglingen Heidrich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-05-17
Filing date: 1972-05-17
Publication date: 1981-04-23
Also published as: GB1431983A; FR2184917B1; BE799680R; CA1006414A; JPS5318827B2; CH576915A5; IT1053722B; FR2184917A1; NL7306751A; DD107003A2; JPS4942151A; DE2223910A1; DE2223910B2

Description

Die Erfindung betrifft ein pulverförmiges Reinigungsmittel zur Aufbereitung von verunreinigtem Wasser, bestehend aus einer Mischung aus mit Natriumhydroxid überzogenem Natriumtripolyphosphat oder Natriumhexametaphosphat, Natriumaluminat sowie einer chlorabgebenden Verbindung nach Patent 21 39 728.

Bei der Anwendung des Reinigungsmittels nach dem Hauptpatent treten zwei Flockungen zeitlich nacheinander bei unterschiedlichen pH-Werten auf. Unmittelbar nach dem Zusetzen des Reinigungsmittels geht zunächst das auf die Phosphat-Komponente aufgesprühte Natriumhydroxid in Lösung und ergibt lokal sehr hohe pH-Werte. In dieser Umgebung flockt das anschließend in Lösung gehende Polyphosphat in Verbindung mit den im Wasser vorhandenen Magnesium-, Calcium- und/oder Ammoniumionen rasch unter Bildung schwerlöslicher Phosphate aus. Bei dieser auf die Schichtstruktur und die Instabilität der komplexen Phosphate zurückzuführenden katalytisch beschleunigten alkalischen Flockung wird ein großer Teil der im Abwasser enthaltenen Verunreinigungen adsorbiert. Außerdem werden weitere eventuell im Abwasser gelöste Phosphate unter Flockenbildung ausgeschieden. Das mit dem Pulvergemisch zugesetzte Natriumaluminat bleibt jedoch bei den in der ersten Fällungsphase vorhandenen pH-Werten zunächst noch in Lösung.

Die zweite Fällungsphase wird durch eine Neutralisation des Abwassers mit Säure eingeleitet. Bei pH-Werten zwischen 6,5 und 8,5 fällt das Aluminium vor allem als Aluminiumhydroxid und Aluminiumphosphat nahezu quantitativ und unter Bildung großer Flocken aus. An diese Flocken werden weitere, im Wasser noch vorhandene Verunreinigungen angelagert, so daß ein sauberes Brauchwasser mit geringem Phosphat- und Aluminiumgehalt zurückbleibt Die in dem Reinigungsmittel vorhandene chlorabgebende Verbindung trägt mittelbar zur Reinigung dadurch bei, daß vor allem organische Verunreinigungen im Abwasser aufgrund der oxidierenden Wirkung des freiwerdenden Chlors in koagulationsfähige Verbindungen übergeführt werden, die sich an den Flocken anlagern können.

ίο Das Reinigungsmittel nach dem Hauptpatent war mit gutem Erfolg bei der Aufbereitung relativ harter Abwässer verwendet worden, die ausreichend Magnesium- oder Calciumionen enthalten haben. Es ί.-at sich jedoch gezeigt, daß mit diesem Reinigungsmittel vor allem bei weichen Abwässern in der ersten Fällungsphase eine verhältnismäßig schwache Flockung auftritt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Reinigungsmittel nach dem Hauptpatent dahingehend zu verbessern, daß es unabhängig von der Wasserqualitat, d. h. von der Härte des Wassers, anwendbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einem Reinigungsmittel nach dem Hauptpatent erfindungsgemäß die im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 und gegebenenfalls in den Unteransprüchen angegebenen Zusätze vorgeschlagen. Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, daß die Pulvermischung zusätzlich die für die Phosphatflockung notwendigen Kationen enthält.

Bei der Herstellung des Reinigungsmittels wird vorzugsweise so vorgegangen, daß die Natriumtripolyphosphatpartikel mit dem Natriumhydroxid besprüht werden und dieses Agglomerat dann mit der chlorabgebenden Verbindung vermischt wird. Dabei werden besonders gute Ergebnisse erzielt, wenn auf 1 kg Natriumtripolyphosphat 200 bis 400 g Natriumhydroxid und 40 bis 100 g des Natriumsalzes der Dichlorisocyanursäure gegeben werden. 100 g dieses aus Tripolyphosphat, Natriumhydroxid und dem Nalriumsalz der Dichlorisocyanursäure bestehenden Gemisches werden dann mit 100 g Natriumaluminat sowie 100 g Magnesiumsulfat vermischt.

Um einen möglichst breiten Wirkungsgrad zu erzielen, d. h. um das Reinigungsmittel in jedem Abwasser unabhängig von seiner Herkunft und Zusammensetzung einsetzen zu können, enthält die Mischung gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform noch zusätzlich Calcium- und/oder Ammoniumverbindungen.

Weiter kann das Reinigungsmittel neben den bereits genannten Bestandteilen noch ein Diphosphat oder ein Filterhilfsmittel, wie beispielsweise Holzmehl, Aktivkohle oder Kieselsäure enthalten.

Das erfindungsgemäße Reinigungsmittel eignet sich ganz besonders zur Aufbereitung von mit Fetten, ölen, Mineralölen und Ruß verunreinigten Industrieabwässern. Es kann aber auch bei der Aufbereitung von mit Milchsäure, Milchzucker, Eiweißen und Fetten verunreinigten Molkereiabwässern erfolgreich eingesetzt werden. Des weiteren eignet sich das Reinigungsmittel zur Aufbereitung von mit Huminsäure oder deren Verbindungen verunreinigten Wässern, insbesondere Moorwässern sowie zur Reinigung von Entfettungsbädern, insbesondere von Trichloräthylen- oder Perchloräthylenbädern.

Da das erfindungsgemäße Reinigungsmittel sehr billig ist und geringe Mengen davon ausreichen, um verschmutztes Abwasser aufzubereiten, ist es wirtschaftlich interessant, das Brauchwasser innerhalb eines

Betriebes wiederholt zu verwenden, nachdem es in einer Wasseraufbereitungsanlage mit der erfindungsgemäßen Mischung gereinigt wurde. Die Kosten für das Reinigungsmittel und den Betrieb der Wasseraufbereitungsanlage sind geringer als die Bezugskosten für eine entsprechende Menge Reinwasser aus dem öffentlichen Netz.

Bei Zugabe geeigneter Mengen Reinigungsmittels in das aufzubereitende Abwasser ergeben sich lokal pH-Werte von etwa 9,5 bis 11,5. Dabei fallen Flocken aus, die neben geringen Anteilen von Aluminiumhydroxid hauptsächlich aus Phosphatniederschlägen bestehen. Nach mechanischer Abtrennung dieser zuerst entstandenen Fällung, die den Haupiteil der aus dem Wasser zu beseitigenden Schmutzstoffe bereits enthält, wird das Abwasser durch Zugabe von Säure neutralisiert Dabei bildet sich eine zweite, hauptsächlich aus Hydroxiden bestehende Fällung aus, mit deren Hilfe eine quantitative Trennung des Wassers von Öl und anderen störenden Stoffen erreicht wird. Zur Ausfällung spezieller Verunreinigungen kann es vorteilhaft sein, dem Reinigungsmittel zur Einstellung eines geeigneten pH-Werts zusätzlich ein Diphosphat zuzusetzen. Die im Pulvergemisch enthaltenen Erdalkaliverbindungen liegen vorzugsweise in Form ihrer Oxide oder Chloride vor und bewirken u. a. eine Ausfällung der im Pulvergemisch enthaltenen Phosphate als Erdalkaliphosphate, wodurch der Restphosphat des aufbereiteten Abwassers auf ein Mindestmaß zurückgedrängt wird.

Zur Erleichterung der Abtrennung der mit d^m Reinigungsmittel erzielten Ausfällung an einem Anschwemmfilter ist es vorteilhaft, dem Reinigungsmittel Filterhilfsmittel, wie z. B. Holzmehl. Zellulose, Kieselgur oder dergleichen zuzusetzen. Für spezielle Verunreinigungen kann der Reinigungseffekt auch noch dadurch erhöht werden, daß das Reinigungsmittel zusätzlich Aktivkohle oder Kieselsäure enthält.

Zur wirksamen und schnellen Reinigung eines Abwassers braucht das erfindungsgemäße Reinigungsmittel nur in relativ geringen Mengen eingesetzt zu werden. Beispielsweise genügt schon eine Menge von weniger als 1 g Reinigungsmittel pro Liter einer öl-Wasser-Emulsion mit einem ölgehalt von 34 300 mg pro Liter, um nach der Neutralisation ein Filtrat zu liefern, in welchem ein Ölgehalt nicht mehr nachweisbar ist.

Wie experimentell gefunden wurde, kann die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels auch noch dadurch verbessert werden, daß das mit dem Reinigungsmittel versetzte Abwasser durch ein elektrisches Feld geleitet wird.

Das Brechen von Emulsionen und kolloidalen Lösungen mittels eines elektrischen Feldes ist im Prinzip bekannt und auch beim Brechen wäßriger ölemulsionen schon angewandt worden. Bei öl-Wasser-Emulsionen wurde bislang zur Trennung der Phasen mit Spannungen von ca. 1000 Volt gearbeitet. Die dabei erzielte Trennungswirkung war jedoch zumindest für die Wasseraufbereitung ment befriedigend, denn die wäßrige Phase der so behandelten ÖI-Wasser-Emulsionen wies nach der elektrischen Trennung der Phasen noch immer einen Ölgehalt von mehr als 50 mg pro Liter auf.

Wie gefunden wurde, kann die zur Spaltung einer Öl-Wasser-Emulsion aufzuwendende Energie wesentlich herabgesetzt werden, wenn die zu spaltenden Emulsionen das erfindungsgemäße Reinigungsmittel enthalten. Beispielsweise wird mit Spannungen von nur 6 bis 24 Volt eine ausgezeichnete Trennung der beiden Phasen erreicht Dazu wird das mit dem Reinigungsmittel versetzte Abwasser an mindestens zwei in geringem Abstand voneinander angeordneten plattenförmigen Elektroden vorbeigeführt

Die eine der lichten Weite des Durchlaufgefäßes entsprechende Breite aufweisenden Elektroden sind im Durchlaufgefäß so angeordnet, daß sich eine auf- und abwärtsgerichtete Mäanderströmung ergibt Zu diesem Zweck sind die Elektrodenplatten im Wechsel so angeordnet, daß die einen Elektroden mit ihrer Unterkante auf dem Boden des Gefäßes aufsitzen, während ihre Oberkanten um einen Betrag unterhalb des Flüssigkeitsspiegels liegen, der etwa dem Abstand der Elektroden voneinander entspricht. Denselben Abstand weisen die unteren Kanten der anderen Platten vom Gefäßboden auf, während diese Platten mit ihren Oberkanten aus dem Wasser herausragen. Der Abstand der Elektroden hängt von den Abmessungen der Elektroden in Strömungsrichtung und von der Strömungsgeschwindigkeit ab. Bei einer Höhe der Elektroden von etvi a 40 cm und einer Strömungsgeschwindigkeit in der Größenordnung von 20 bis 40 m pro Stunde kann der Elektrodenabstand etwa 2 bis 4 cm betragen. Die Verweilzeit des zu reinigenden Abwassers in dem Durchlaufgefäß richtet sich nach Art und Menge der im Wasser enthaltenen Schmutzstoffe. Sie kann maximal bis zu 30 Minuten betragen; in den meisten Fällen genügt jedoch schon eine Verweilzeit von etwa 1 Minute, um eine wirksame Spaltung zu erzielen.

Im folgenden Ausführungsbeispiel wird der Einsatz des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels beschrieben und die Schnelligkeit seiner Wirkung sowie der zur Erzielung einer ausgezeichneten Trennung erforderliche geringe Energieverbrauch zahlenmäßig gelegt

Ausführungsbeispiel

Bei der Durchführung des im folgenden beschriebenen Versu(_hs wurde als Abwasser und synthetischen ÖI-Wasser-Emulsionen verwendet. Bei der Aufbereitung wurden pro Liter des zu reinigenden Wassers 2,5 ml einer 10%igen wäßrigen Lösung des Reinigungsmittels eingesetzt

Das Reinigungsmittel wurde dem Wasser unter Rühren zugesetzt. Nach einer Rührzeit von etwa einer halben Minute wurde das das Reinigungsmittel enthaltende Abwasser in einen Elektrodenbehälter von etwa einem Liter Inhalt gebracht, in welchem die Elektroden in Form rechteckiger Eisenbleche von 2,5 mm Dicke angeordnet waren. Die Gesamtelektrodenoberfläche betrug bei dieser Anordnung etwa 400 cm², der Abstand der Elektroden untereinander betrug etwa 3 cm.

Es wurden zwei Proben untersucht, die einer konstanten elektrischen Spannung von 8,5 bzw. 19 Volt ausgesetzt wurden. Es stellte sich eine mit der Zeit asymptotisch veränderliche Stromstärke von größenordnungsmäßig 0,3 bzw. 0,8 Amp. ein. Nach etwa 20 Minuten Versuchsdauer hatte die Stromstärke ihren asymptotischen Wert erreicht und die elektrische Behandlung konnte abgebrochen werden.

Nach Beendigung der elektrischen Behandlung und mechanischen Abtrennung des Schlammes wurde ein Wasser erhalten, dessen Qualität weit besser war, als es die heute gültigen Richwerte verlangen und in dem ein qualitiver Nachweis von Öl nicht mehr möglich war.

Claims

Patentansprüche:

1. Pulverförmiges Reinigungsmittel zur Aufbereitung von verunreinigtem Wasser, bestehend aus einer Mischung aus mit Natriumhydroxid überzogenem Natriumtripolyphosphat oder Natriumhexametaphosphat, Natriumaluminat sowie einer chlorabgebenden Verbindung nach Patent 21 39 728, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung zusätzlich den Wirkstoff Magnesiumchlorid und/ oder Magnesiumsulfat und/oder Magnesiumoxid enthält

2. Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich Calciumchlorid oder Calciumoxid enthält.

3. Reinigungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es Ammoniumsalze enthält.

4. Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung als chlorabgebende Verbindung Chlorisocyanursäure oder deren Salze enthält.

5. Reinigungsmittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es als chlorabgebende Verbindung das Natriumsalz der Dichlorisocyanursäure der Formel Cl₂Na (NOC)₃ enthält.

6. Reinigungsmittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es auf 100 g einer Mischung aus 1000 g Natriumtripolyphosphat, 200—400 g Natriumhydroxid und 40—100 g des Natriumsalzes der Dichlorisocyanursäure 100 g Natriumaluminat und 100 g Magnesiumsulfat enthält.