DE2430848A1 - Verfahren zur chemischen reinigung von abwaessern - Google Patents

Description

• Verfahren zur chemischen Reininunq von Abwässern Die Reinigung von Abwässern, die einen hohen Gehalt organiscner Schmutzstoffe aufweisen, ist, nach dem gegenwärtigen Stand der Technik, oftmals schwierig, in jedem Fall jedoch kostspielig sowohl in Bezug auf die Anlagekosten als auch auf die Ausgaben für Chemikalien und elektrische Energie.
• Dies gilt zum Beispiel insbesondere für die Behandlung von Abwässern aus Tierhaltungsbetrieben (Rinderzuchtanstalten, Schweinemästereien, Hühnarfarmen), bei dsr, im Gegensatz zum städtischen Abwasser, selbst bei hohem finanziellen Aufwand, noch keine oder nur teilweise zufriedenstellende Ergebnisse erzielt worden sind.
• So können zwar Abwässer aus zum Beispiel Schweinemästereien biologisch so gereinigt werden, daX der Abbau organischer Stoffe im Wirkungsgrad der Behandlung städtischer Abwässer entspricht, sie enthalten jedoch, infolge der hohen Ausgangekonzentration, immer noch Restverschmutzungen, die weit über den Werten liegen, die unbehandeltes häusliches Abwasser kennzeichnen.
• Wie nach dem gegenwärtigen Stand der Technik aus der Literatur und aus Anwendungsfällap in der Praxis bekannt ist, bieten die bisher zur Behandlung von Abwässern aus Tierhaltungsbetriebes verwendeten Verfahren und Anlagen wie anserobische Ausfaulanlagen, asrobische Belebtechlammanlagen, chemischphysikalische Verfahren, die unter Anwendung von Flockungsmitteln wie Eisen- und Aluminiumsalzen, Kalkhydrat und Polyelektrolyten und Absetzbecken arbeitenund undmechanische Apparaturen wie Zentrifugen, Filterpressen usu. nicht die notwendige dauernde Sicherheit in der Erzielung der geforderten Qualität des aufbereiteten Wassers, weil entweder die Verfahrenstechnik kompliziert ist, weil das Rohabwasser Stoffs enthält, die z.B. die biologischen Prozesse hemmen, oder weil die aufzuwendenden Mittel wirtschaftlich nicht tragbar sind.
• Es wurde nunmehr ein neues Uarfahren gefunden mit dem es möglich ist, jedes auch stark organisch verschmutzte Abwasser aus häuslicher Herkunft, aus Tierzuchtbetrieben, aus Schlachthöfen, aus der Konservenindustris usw., so aufzubereiten daß es den gestellten Anforderungen hinsichtlich der Beschaffenheit des behandelten Wassers auch dann entspricht, wenn das Rohwasser z.B. Abbaustoffe aus vorhergegangenen Fermentationsprozessen, Konservierungsmittel, Desinfektionsmittel oder Antibiotica enthält, wie es häufig bekannterweise in den Abwässern der genannten Herkunft der Fall ist.
• Das Prinzip des neuen Verfahrens beruht auf der in zwei aufeinanderfolgenden Stufen durchgeführten chemischen Umwandlung der organischen Stoffe im Abwasser und in der phasenweisen Entfernung der Reaktionsprodukte mittels chemischphysikalischer Methoden Gemäß der Erfindung wird dem Abwasser zunächst ein Oxydationsmittel, z.B. Kaliumpermanganat, Dzon, Chlor oder eine chlorabspaltende Chemikalie zugegeben und darauf, nach kurzer Einwfrkungszsit, dieses vorbehandelte Abwasser durch einen Behälter geleitet, der eine metallische Füllung enthält.
• Die Füllung kann aus Körpern beliebiger geometrischer Figuren, z.B. Körnern, Kugeln, Ringen, Rohren usw. bestehen.
• Als material kann jedes Metall in elementarer oder legierter Form verwendet werden, mit dem, eingetaucht in einen Elektrolyten, eine Potentialdifferenz gegen eine Bezugselektrode erreicht wird. Anfallender Schlamm kann aus dem der Oxydationsstufe zugehörigen und einem der zweiten Behandlungsstufe nachgeschalteten Absetz- und Klärbehälter abgezogen werden.
• Nach der vorbeschriebenen Behandlung enthält das gereinigte Abwasser nur noch einen geringen Prozentsatz der im Roh-Abwasser enthaltenen organischen Uerschmutzungen Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungegemäßen Verfahrens ist in Fig. 1 dargestellt.
• Das in Becken 1 anfallende Abwasser wird mit Pumpe 2 über Leitung 3 in den Reaktions- und Klärbehälter 4 gefördert.
• In diesen Behälter wird Oxydationemittel 5 gegeben. Nach Durchmischung mittels Rührwerk 6 können sich Schwebestoffe aus dem vertikal strömenden Wasser absondern.
• Das vorgeklärte Wasser fließt über Leitung 7 in den Behälter 8, der mit metallischen Füllkörpsrn 9 ausgerüstet ist. Zur abschließenden Klärung wird das Abwasser über Leitung 1û in das Becken 11 geleitet und fließt von dort über Leitung 12 gereinigt ab.
• Es wurde fernerhin gefunden, daß eine Betriebskosteneinsparung und eine weitere Verbesserung der Abwasserbeschaffenheit gegenüber dem vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Basiswerfahren dadurch erreicht wird, daß zusätzlich zur Änderung des-Redox-Potentials auch eine mehrfache Abwandlung der Wasserstoffionen-Konzentration erfolgt.
• Durch geeignete, stufenweise Chemlkalienzugabe wird der Säure-oder Alkalitätsgrad des Abwassers in Bereiche verlegt, in denen optimale Verhältnisse für eine Ausflockung und Ausfällung der entsprechenden Schwebestoffe organischer oder anorganischer Art vorliegen.
• Die Ausfällungaprodukte wurden in Klärbehältern oder sonstigen Einrichtungen wie z.B. Zentrifugen, Filterpressen oder Vakuumfiltern oder Kombinationen derselben abgeschieden.
• Auch das Rohabwasser kann durch Abscheideeinrichtungen von ungelösten Feststoffen befreit werden, wenn deren wirtschaftliche Nutzung in konzentrierter, beispielsweise als Düngemittel in stichfester Form, möglich ist.
• In Fig. 2 ist dieses erweiterte erfindungsgemäße Verfahren schematisch dargestellt.
• Die Zugabe des Oxydationemittele und die darauffolgende Sedimentation ausgeschiedener Schwebestoffe erfolgt im pH-Bereich 6,5 - 7,5. Es schließt sich eine Dosierung von Alkali wie z.B.
• Kalkhydrat oder Ätznatron 13 an. Der pH-Wert wird hierbei auf 9 bis 11 erhöht. Es folgt, wie bei der vorhergehenden Oxydationsstufe, eine Klärung in Behälter 14.
• Das unbehandelte Abwasser kann in Vorrichtung 15 dekantiert werden.
• Je nach Wahl des Materials der Füllung 9 in Behälter 8 kann zur Erzielung besonders niedriger Restgehalte der Verunreinigungen des Abwassers eine Säuerung auf pH-Werte von 1 bis 4 mittels Dosierung 16 von z8. Schwefelsäure zweckmäßig sein.
• In diesem Fall wird zwischen Behälter 8 und Becken 11 eine weitere Dekantiervorrichtung 17 geschaltet. Die erforderliche Neutralisation des gereinigten Abwassers wird durch Zugabe eines Alkalis 18 in Becken 11 erreicht.
• Da das aus Behälter 8 abfließende Wasser Metallionen enthält, die sich als Flockungsmittel eignen, kann ein Teil des Abwassers über Leitung 19 in Behälter 1 rüL'kgeführt werden, um die Behandlung des Wassers in Behälter 4 zu unterstützen.
• Besonders gute Resultate werden erzielt, wenn mindestens eines der zur elektro-chemischen Wasssrbehandlung verwendeten Metalle unedler als Wasserstoff wie z.B. Al, Znt Mg, Cr, Je, ei usw. ist.
• Die Säuerung des Abwassers ist nur dann erforderlich, wenn eine Reaktion der verwendeten Elemente im alkalischen Bereich unter Wasserstoffentwicklung nicht möglich ist.
• Im Falle der Behandlung des Abwassers aus Tierhaltunqsbatrieben ist gefunden worden, daß als Elektrodenmetalle Aluminium und Eisen vorteilhaft eingesetzt werden können. Dieses System ist in alkalischem wie auch saurem Bereich anwendbar.
• Im alkalischen Bereich löst sich Aluminium, in Abhängigkeit vom Alkaligehalt des Elektrolyten, unter Bildung von Aluminaten oder Aluminiumhydroxyd. Im sauren Bsreich, bei pH-Wert 4, lößt sich Aluminium und bei pH-Wert 1 das Eisen als Folge einer Passivierung der Al-Oberfläche.
• Die Darstellung und Beschreibung der Vorrichtungen gemäß Fig. 1 und 2 ist nur beispielhaft.
• Unter Anwendung der elaktro-chemischen Verfahransstufe, die, nach Vorschaltung der Oxydation mit zwei oder mehreren metallischen Elementen ausgerüstet, im sauren, neutralen oder alkalischen Bereich arbeitet, können die übrigen Verfahrensschritts wie Dakantationt Alkalisierung, Säuerung und Neutralisation den praktischen Erfordernissen gemäß den vorbeachriebenen oder ähnlichen Varianten angepaßt werden.
• Das erfindungsgemäße Reinigungsverfahren wird unter Verwendung an sich bekannter Vorrichtungen wie Misch-, Reaktions-und Klärbehältern Füllkörper-Säulen, Zentrifugen, Filterpressen, Wakuumfilter, Dosiereinrichtungen, Redox- und pH-Kontroll- und -Regelgeräten durchgeführt.
• Der Reinigungseffekt ist bedeutend.
• Das gereinigte Abwasser ist farb- und geruchlos. Es reagiert neutral bis schwach alkalisch.
• Bei Abwasser aus Tierhaltungsbetrieben wurden folgende Rsstgehalte gegenüber dem Rohabwasser festgestellt: Schwebestoffe 0,13 % Chemischer Sauerstoff-Bedarf 0t67 % Biologischer Sauerstoff-Bedarf 0,64 % Phosphate 5,00 %

Claims (6)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Reinigung von Abwässern, die mit organischen Stoffen natürlicher Herkunft verunreinigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß nach Zuführung von Oxydationsmitteln eine elektro-chemische Behandlung in einem Gefäß erfolgt, das zwei oder mehr verschiedene Metalle beliebiger geometrischer Form enthält.
2. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Metalle Eisen, Aluminium, Zink, Nickel, Chrom Ni-Cr-Legierungen, Ni-Cr-Mo-Legierungen, Kupfer, Silber, Cu-Zn-Legierungen, Cu-Sn-Legierungen, Amalgame oder Kohle in geeigneter Paarung verwendet werden.
3. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Qxydationsmittel Kaliumpermanganat, Kaliumbichromat, Ozon, Chlor oder chlorhaltige Verbindungen verwendet werden.
4. 4. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gakenazaichasç, daß außer dem Redox-Potential auch mehrfach durch Chemikalienzugabe vor und/oder nach der Oxydationsstufe oder der elektrochemischen Behandlungsstufe der pH-Wert des Abwassers so verändert wird, daß man eine flockende Wirkung erreicht.
5. 5. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die geflockten, dekantierten Stoffe aus jedem pH-Bereich des Abwassers getrennt und unmittelbar abgeführt werden.
6. 6. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 5, dadurch geksnnzeichnstt daß eine teilweise Rückführung des in der elektro-chemischen Stufe behandelten Abwassers in die Oxydationestufe erfolgt.