DE2311921A1

DE2311921A1 - Verfahren zur aufbereitung von oel enthaltenden abfallfluessigkeiten

Info

Publication number: DE2311921A1
Application number: DE2311921A
Authority: DE
Inventors: Masanori Ohta
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-03-09
Filing date: 1973-03-09
Publication date: 1973-09-20
Also published as: JPS4892269A; GB1378475A; FR2175216A1; IT981235B; US3809631A; DE2311921B2; FR2175216B1

Description

Patontarvjvärte ΟΙρ!.-!π~. F\ Γ, .;;.·; T Z sen» Olpl—'ii"". K. ί..Λ'. .fi.SCHT

Dr.-in_?. r;. .3 is i£ r z jr. O Q 1 1 Q 9 1

024-20.312P 9· 3. 1973

Masanori OHTA, Yamashina, Higashiyama-ku, Kyoto-shi, Kyoto-fu (Japan)

Verfahren zur Aufbereitung von Öl enthaltenden Abfallflüssigkeiten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung und Klärung von emulgierte Öle und oberflächenaktive Substanzen enthaltenden Abfall-Flüssigkeiten. Im einzelnen bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum getrennten Abscheiden der Öle und der oberflächenaktiven Substanzen aus Abfall-Flüssigkeiten, beispielsweise aus Abwässern von Maschinenfabriken und Gießereien.

Abwasser bzw. Abfall-Flüssigkeiten aus Maschinenfabriken und Gießereien enthalten einen erheblichen Anteil an Verunreinigungen, insbesondere oberflächenaktive Stoffe,

024-(30i3)-sd-r (7) 309838/0981

zusätzlich zu Maschinenölen, wie z. B. Schneidölen oder Walzölen. Wenn daher derartige Flüssigkeiten in die Abwasser gelangen, bildet sich eine Emulsion, die zu einer gefährlichen Verschmutzung der Flüsse und Seen führt.

Zur Aufbereitung von Öl enthaltenden Abwässern ist ein Verfahren bekanntgeworden, bei welchem z« B. ein Ölabscheider, d. i. ein Schwerkraft-Abscheider, eingesetzt wird. Dieses Verfahren ist jedoch insofern nachteilig, als eine vollständige Abscheidung der emulgierten Öle oder gelösten Stoffe nicht erreicht werden kann. Ferner sind Verfahren vorgeschlagen worden, bei denen emulgierfähige Substanzen in Abfall-Flüssigkeiten erst durch Zentrifugalscheidung oder chemische Aufbereitung abgeschieden und die Abfallflüssigkeiten danach durch den Abscheider geleitet werden. Diese Verfahren erfordern jedoch die Verwendung spezieller Chemikalien oder einer großräumigen Anlage und sind daher unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten nicht praktikabel. Auch wurde festgestellt, daß diese bekannten Verfahren zur Aufbereitung bzw. Reinigung von mit Ölen oder oberflächenaktiven Stoffen versetzten Abwässern nicht ausreichend effektiv sind.

Es ist.kein Verfahren zur wirkungsvollen Aufbereitung von durch emulgierten Ölen und oberflächenaktiven Stoffen verschmutzten Abwässern bekanntgeworden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein wirksames und betriebssicheres Verfahren zur Reinigung von Ölen und anderen Verschmutzungen, insbesondere oberflächenaktive Stoffe enthaltenden Abfallflüssigkeiten zu schaffen, bei welchem die Öle und die anderen Schmutz-Stoffe (surfactants) mit

309838/0981

mit hohem Wirkungsgrad aus der Abfall-Flüssigkeit abgeschieden werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der pH-Wert der Abfall-Flüssigkeit auf 3 oder weniger eingestellt und die Trübe einer ersten Elektrolyse unterworfen wird, bei welcher die Ölphase von der wäßrigen, die oberflächenaktiven Stoffe enthaltenden Phase abgetrennt wird, wobei die Anode aus einem säurefesten Material und die Kathode aus einem einfachen Elektrodenmaterial bestehen, und daß danach die von der Ölphase abgetrennte wäßrige Phase einer weiteren Elektrolyse unter Verwendung eines Aluminium-Elektrodenpaares unterworfen und dadurch die oberflächenaktiven Stoffe als Schlamm vom Wasser getrennt werden.

In der Zeichnung ist ein vereinfachtes Fließ-Schema des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.

Eine aufzubereitende Abfall-Flüssigkeit wird in einem Konditionierapparat 1 eingeleitet, in dem der pH-¥ert auf 3 oder weniger durch Zusetzen einer Säure, z. B. Schwefelsäure, eingestellt wird. Danach wird sie zu einem ersten Elektrolyse-Tank 2 gefördert und die erste Stufe der Elektrolyse durchgeführt. Da in dieser ersten Stufen-Elektrolyse ein Säurerest erzeugt wird, sollte die Anode des ersten Elektrolyse-Tankes aus einem säurefesten Elektrodenmaterial bestehen, welches von diesem Säurerest nicht angegriffen wird. Als derartige säurefesten Elektrodenmaterialien können Edelmetalle, wie Gold, Silber und Platin, eingesetzt werden, wobei jedoch die Verwendung einer aus Titan und einem geeigneten Blei-Oxyd zusammengesetzten

309838/0981

-U-

Elektrode besondere Vorteile, insbesondere hinsichtlich der geringeren Kosten und einer guten Lebensdauer bietet. Das für die zusammengesetzte Elektrode verwendete Bleioxyd braucht nicht PbO zu sein, sondern kann auch andere zweckmäßige Bleioxyde, wie PbO_, P^O/, etc., umfassen, wobei jedoch im Hinblick auf das Losungsvermögen in Säure Bleioxid (oder Bleiperoxid) bevorzugt wird. Bei der Kathode ist die Art des verwendeten Materials nicht besonders kritisch, so daß ein einfaches Elektrodenmaterial, z. B. Kohlenstoff oder Eisen, frei gewählt werden kann.

Durch die erste Stufen-Elektrolyse wird die eingegebene Abfall-Flüssigkeit in eine Ölphase und eine Trübe, die oberflächenaktiven Verunreinigungen bzw. Stoffe enthaltende wäßrige Phase getrennt. Die so gebildete Misch-Flüssigkeit wird danach in einen Ölabscheider 3 eingeleitet, wo die Ölphase von der wäßrigen Phase abgeschieden wird. Allein die wäßrige Phase kann dann in einen zweiten Elektrolyse-Tank 4 strömen, wo die zweite Stufe der Elek_r trolyse durchgeführt wird. Diese elektrolytische Behandlung erfolgt unter Verwendung eines Paares von Aluminiumelektroden. Hierbei ist es vorteilhaft, daß der pH-Wert der wäßrigen Phase in Abhängigkeit von der Art der in der Mischung enthaltenen oberflächenaktiven Stoffe (surfactants) eingestellt wird. Ist eine anionische oberflächenaktive Substanz vorhanden, dann wird der pH-Wert auf 3 oder weniger eingestellt. Ist dagegen die oberflächenaktive Substanz kathionisch, dann wird der pH-Wert auf 7 oder mehr eingestellt. Ist die oberflächenaktive Substanz nicht ionisiert, dann wird der pH-Wert auf einen neutralen Bereich eingestellt. Ist die Art der oberflächenaktiven Substanz nicht bekannt, dann ist es vorteilhaft, den pH-Wert auf bis 8 einzustellen.

309838/0981

_ ET

Durch die zweite elektrolytische Behandlung werden die oberflächenaktiven Substanzen als Schlamm ausgefällt, welcher dann durch Filtern, Zentrifugalabscheidung oder einen ähnlichen Vorgang abgetrennt wird. So kann ein klares, weitestgehend von oberflächenaktiven Substanzen freies Wasser erhalten werden.

Die Elektrolyse-Bedingungen in dem Verfahren gemäß der Erfindung variieren in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Abwassers und seiner Gehalte. Im allgemeinen wird die Elektrolyse jedoch bei einer Spannung von 2 bis 50 V und einer Stromstärke von 10 mA durchgeführt. Es ist wesentlich, die Elektrolyse der ersten Stufe mit Gleichstrom durchzuführen, wobei die weitere Stufe der Elektrolyse mit entweder Gleich- oder Wechselstrom durchgeführt werden kann. Im allgemeinen kann die Elektrolysezeit durch Vergrößerung der Stromstärke verkürzt werden, zweckmäßig werden jedoch die Aufbereitungsbedingungen so gewählt, daß die Elektrolyse in ca. 1-5 Minuten abgeschlossen ist. Während der Elektrolyse ist es vorteilhaft, wenn die Flüssigkeit gleichmäßig durch Einblasen von Luft oder durch Rühren bewegt wird, um dadurch die an den Oberflächen der Elektroden haftenden Elektrolyseprodukte zu entfernen.

Um die Elektrolyse äußerst wirksam durchzuführen, wird in vorteilhafter Weise als Elektrolysen-Tank ein korrosionsfestes Gefäß verwendet, in dem eine Vielzahl von Elektroden-Platten-Paaren angeordnet sind.

Gemäß der Erfindung wird ein Industrie-Abwasser mit mindestens 1 $ Öl und mindestens 0,3 $ oberflächenaktiven Stoffen aufbereitet, um den Ölgehalt auf 10 ppm oder weniger

309838/0981

und den Gehalt an oberflächenaktiven Stoffen auf 1 ppm oder weniger zu reduzieren. Ferner können auch suspendierte anorganische oder organische Bestandteile, Metallpulver und andere Verunreinigungen vorteilhaft gleichzeitig mit den Ölen und oberflächenaktiven Stoffen.als Schlamm entfernt werden. .

Ausführungsbeispiel;

In ein 1-Liter-Becherglas wurden 500 ml der Abfallflüssigkeit einer Walzstraße gegeben, welche 800 ppm Öle und 2000 ppm oberflächenaktive Substanzen enthielt.

Der pH-Vert der Abfall-Flüssigkeit wurde auf ca. 3,0 eingestellt. Danach wurde die Abfall-Flüssigkeit einer elektrolytischen Behandlung mit Gleichstrom von 6 V und einer Stromstärke von 50 mA zwei Minuten lang unterworfen, wobei der Abstand zwischen den· Elektroden kO mm betrug und ein Luftstrom vom Boden aus in den Behälter eingeblasen wurde. Eine durch Aufdampfen von Blei-Oxyd auf ein Titan-Netz hergestellte Elektrode diente als Anode und eine Kohlenstoff-Elektrode als Kathode.

Die aufbereitete Abfall-Flüssigkeit wurde in einen Scheidetrichter geleitet und eine Zeit lang in Ruhe gelassen. Die Ölphase wurde als obere Lage von der unteren Lage der trüben, wäßrigen Phase abgeschieden.

Nur die untere Schicht wurde dann in den obigen Becher überführt und die Elektroden durch ein Paar von Aluminium-Elektroden ersetzt. Der pH~Vert wurde durch Zugabe von Na-

309838/0981

tron-Lauge auf 7»5 eingestellt und die Elektrolyse unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben durchgeführt· Durch diese Behandlung schieden sich die oberflächenaktiven Substanzen als grau-weißer Schlamm ab, und die wäßrige Phase wurde durchsichtig. Nach Abfiltern des Schlammes wurde der Ölgehalt, der Gehalt an oberflächenaktiven Substanzen und der COD-Wert.mit Bezug auf das zurückbleibende geklärte Wasser bestimmt. Der Ölgehalt betrug 10 ppm und der COD-Wert war 5» wogegen die Anwesenheit von oberflächenaktiven Substanzen (surfactants) nicht festgestellt werden konnte.

Obwohl in der beschriebenen Aufbereitungsanlage zwei getrennte Elektrolyse-Behälter vorgesehen sind, kann die zweistufige Elektrolyse auch in einem einzigen Behälter durchgeführt werden. Zwei gesonderte Elektrolyse-Behälter sind jedoch vorteilhafter, weil dadurch eine schwierige Operation beim Austauschen bzw. Ersetzen der Elektroden verhindert werden kann.

309838/0981

Claims

Patentansprüche

Γ 1.)Verfahren zur Abscheidung von emulgierten Ölen und oberflächenaktiven Substanzen aus Abfall-Flüssigkeiten und Abwässern, dadurch gekennzeichnet , daß der pH-Wert der Abfallflüssigkeit adf 3 oder weniger eingestellt und die Trübe einer ersten Elektrolyse unterworfen wird, bei welcher die Ölphase von der wäßrigen,, oberflächenaktiven. Substanzen enthaltenden Phase abgetrennt wird, wobei die Anode aus einem säurefesten Material und die Kathode aus einem einfachen Elektrodenmaterial besteht, und daß danach die von der Ölphase abgetrennte wäßrige Phase einer weiteren Elektrolyse unter Verwendung eines Aluminium-Elektrodenpaares unterworfen und dadurch die oterlächenaktiven Substanzen als Schlamm vom Wasser getrennt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die säurefeste Anode in der ersten Elektrolysenstufe aus einem Titaniura-Blei-Oxyd besteht.

3Q983 8/0981