DE3417106A1

DE3417106A1 - Neue, chlorid- und sulfationen enthaltende aluminiumsalzloesung zur wasser- und abwasseraufbereitung

Info

Publication number: DE3417106A1
Application number: DE19843417106
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Ing. Gass (FH), 6708 Neuhofen; Reinhold 6700 Ludwigshafen Imhof
Original assignee: Giulini Chemie GmbH
Current assignee: BK Giulini Chemie GmbH
Priority date: 1984-05-09
Filing date: 1984-05-09
Publication date: 1985-11-14

Description

Neue,Chlorid- und Sulfationen enthaltende Alumi-
niumsalzlösung zur Wasser- und Abwasseraufbereitung Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist-eine neue, Chlorid- und Sulfationen enthaltende Aluminiumsalzlösung zur Wasser- und Abwasseraufbereitung sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Die Verwendung von Aluminiumchlorid- oder Aluminiumsulfatlösung zur Wasser- und Äbwasseraufbereitung ist seit langem bekannt. Beide Verbindungen können hierbei als Flockungs-und/oder Fällungsmittel eingesetzt werden, beispielsweise als Flockungsmittel für kolloidal gelöste Verunreinigungen in stark verschmutzten Oberflächenwässern aus Flüssen und Seen. Die gebildeten Flocken werden entweder über Filter und/oder durch Absitzenlassen und/oder Flotation aus dem gereinigten Wasser entfernt.
Weiterhin ist bekannt, daß AluminiumchlXorid und Aluminiumsulfat in wäßriger Lösung stark hydrolysieren und sich unter Wasseranlagerung zunächst das positiv geladene Ion (Al(H20)6)3+ bildet, das in höher konzentrierten Lösungen, die stark sauer sind, beständig ist. Erst bei Verdünnung mit Wasser entstehen aus den konzentrierten Lösungen solche mit positiv geladenen Ionen AlOH2+ und Al(OH)2+ sowie den löslichen mehrkernigen Metallkomplexen der allgemeinen Formel ( 3 m - n Mm ( OH #n , z. B.
Al7 (ob)17 4+ und Al13 (OH ) 34 Aus derart verdünnten Lösungen kann dann, gegebenenfalls unter Zugabe von Alkali- oder Erdalkalihydroxiden, bei einem pH-Wert von etwa 5,5 bis 9 das zur Wasseraufbereitung benötigte Aluminiumhydroxid gefällt werden. Daß Wirkungs- wert und Reaktionszeit der Aluminiumsalze von der åeweiligen Beschaffenheit des Abwassers oder Oberflächenwassers abhängen, ist für den Fachmann eine Selbstverständlichkeit.
Es hat sich nunmehr jedoch gezeigt, daß die auf dem Markt befindlichen Flockungsmittel auf Äluminiumsalzbasis noch nicht auf allen Verwendungsgebieten zufriedenstellende Ergebnisse liefern. So hat sich gezeigt, daß die mit Aluminiumsulfat erhaltenen Flocken sehr klein sind, bei tiefen Temperaturen schlecht sedimentieren und infolgedessen lange Sedimentationszeiten bzw. lange Reaktionswege erfordern, bis die optimale Flockenstruktur zur Flockenfiltration erreicht ist. Die mit Aluminiumchlorid erzielbaren Flocken sind häufig zu groß und für manche Anwendungszwecke ungeeignet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes Flockungsmittel auf Basis von Aluminiumsulfat zu finden, das sowohl eine rasche Sedimentation zeigt als auch kostenmäßig interessant ist.
Überraschenderweise kann die gestellte Aufgabe mit einer Chlorid- und Sulfationen enthaltenden Aluminiumsalzlösung, die einen pH-Wert von 2, insbesondere kleiner als 2, aufweist, gelöst werden. Der pH-Wert kann sogar Null, gegebenenfalls auch kleiner als Null, sein.
Die neue Aluminiumsalzlösung wird durch Mischen einer Aluminiumsulfatlösung mit einem pH-Wert zwischen größer 2 und 4 mit konzentrierter oder verdünnter Salzsäure hergestellt, wobei die Salzsäure in solchen Mengen eingesetzt wird, bis der pH-Wert einen Wert zwischen 2 und Null angenommen hat, gegebenenfalls auch kleiner als Null ist.
Die durch Zugabe von Salzsäure zu der Aluminiumsulfatlösung hergestellten stark sauren Lösungen sind stabil. Sie besitzen neben der guten Lagerungsfähigkeit auch gute Verdünnungseigenschaften. Sie können gegebenenfalls mit Wasser stark verdünnt ( bis mind. 1 : 9 ) und auf Konzentrationen gebracht werden, die bei der Behandlung von Wassern und Abwassern verwendet werden. Die Flockung beginnt erst bei einem pH-Wert größer als 5,5.
Als Ausgangsprodukt wird zweckmäßigerweise eine konzentrierte Aluminiumsulfatlösung mit etwa 8 % Al203-Gehalt eingesetzt, deren pH-Wert etwas oberhalb 2 liegt, maximal bei 2,5. Aluminiumsulfatlösungen mit niedrigerem Al 203 Gehalt und höherem pH-Wert sind selbstverständlich auch verwendbar, jedoch muß der pH-Wert unterhalb des Hydrolysepunktes liegen ( pH-Wert = 4 ).
Die Konzentration der Chloride kann 0,5 bis 17 Gew.-% betragen, wobei mit Vorteil konzentrierte Salzsäure in konzentrierte Aluminiumsulfatlösung eingetragen wird.
Anhand des nachstehenden Beispiels wird der Erfindungsgegenstand noch näher erläutert.
Beispiel In 22 to einer 50 %igen Aluminiumsulfatlösung werden 350 kg konzentrierte Salzsäure eingerührt. Es stellt sich ein pH-Wert von 2 ein. Der Al 2O3-Gehalt des flüssigen Flockungsmittels liegt bei etwa 8 Gew.-%, der Chloridgehalt bei 0,5 Gew.-% und der Sulfatgehalt bei 22 Gew.-%.
Das erhaltene Produkt stellt eine klare Lösung dar, die auch bei einer Verdünnung um den Faktor 10 stabil bleibt.
Die Wirksamkeit des hergestellten Flockungsmittels wird in Versuchen zur Behandlung von Wasser aus dem Oberlauf des Rheins überprüft, und zwar in einem Jar-Prüfversuch mittels 3-minütigem schnellen und anschließendem 7-minütigen langsamen Rühren. Die Trübung und die Farbe ( in Pt-Einheiten ) des Wassers werden nach 15-minütigem Absetzen gemessen.
Aus dem Oberlauf des Rheins wird Wasser mit einem AnfangspH-Wert von 7,4 , einer Farbe von 85 Pt-Einheiten und einer Lichtdurchlässigkeit von 80% mit dem neuen flüssigen Flockungsmittel in den angegebenen Dosen behandelt.

Das Ergebnis ist in der nachstehenden Tabelle festgehalten.

Versuch Nr. 1 2 3

Dosis Flockungsmenge ( ppm ) 50 70 100

Flockengröße ( mm ) i 0,5 0,7 1,5

Pt-Einheiten nach der

Behandlung 35 15 C 5

Lichtdurchlässigkeit

bei 2 cm Schichtdicke und

546 nm 92 96 99

Versuche mit der gleichen Dosiermenge Aluminiumsulfatlösung führten zu folgendem Ergebnis:

Versuch Nr. 1 2 3

Dosis Aluminiumsulfat (ppm) 50 70 100

Flockengröße ( mm ) L 0,5 < 0,5 4 0,5

Pt-Einheiten nach der

Behandlung 42 23 8,0

Lichtdurchlässigkeit

bei 2 cm Schichtdicke und

546 nm 78 86 90

Die Überlegenheit des neuen Flockungsmittels zeigt sich sowohl hinsichtlich Flockengröße als auch Lichtdurchlässigkeit.

Claims

Patentansprüche 1. Neue, Chlorid- und Sulfationen enthaltende Aluminiumsalzlösung zur Wasser- und Abwasseraufbereitung, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen pH-Wert von 2, insbesondere kleiner als 2 aufweist.
2. Aluminiumsalzlösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen pH-Wert von Null, gegebenenfalls auch kleiner als Null, aufweist.
3. Verfahren zur Herstellung einer Chlorid- und Sulfationen enthaltenden Äluminiumsalzlösung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aluminiumsulfatlösung mit einem pH-Wert zwischen größer 2 und 4 mit conc. oder verdünnter Salzsäure in solchen engen vermischt wird, bis sich ein pH-Wert zwischen 2 und.

Null, gegebenenfalls auch kleiner als Null, eingestellt hat.
4. Verfahren zur Wasser- und Abwasseraufbereitung mit einer Aluminiumsalzlösung gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumsalzlösung in Wässer mit einem pH-Wert zwischen 5,5 und 9 dosiert wird.