DE1123265B - Process for cleaning alkaline, hemicellulose-containing waste water - Google Patents
Process for cleaning alkaline, hemicellulose-containing waste waterInfo
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Description
Verfahren zum Reinigen alkalischer, hemicellulosehaltiger Abwässer Es ist allgemein bekannt, Brauchwasser, das eine für die Verwendung zu hohe Härte, vor allem Carbonathärte, hat, mit alkalischen Mitteln aufzubereiten. Zur Anwendung gelangen dabei Calciumhydroxyd, Natriumcarbonat und Natriumhydroxyd, wobei folgende Reaktionen ablaufen: Ca(OH2 + Ca(HC03@ 2 CaC03 + 2 H20 CaS04 - Na2C03 = CaC03 + Na2S04 Ca(HC03)2 h CaS04 = 2 NaOH = 2 CaC03 + Na2S04 + 2 H20 Ca(HCO3)2 -@ NaOH CaC03 -! NaHC03 -+- H20 Die Reaktionen gemäß diesen Gleichungen verlaufen alle so, daß Calciumcarbonat ausfällt, wodurch die Härte des aufzubereitenden Wassers erniedrigt wird. Die zahlreicher, bekannten Verfahren zur Ausführung einer solchen Aufbereitung unterscheiden sich durch die Art der Reaktionsbedingungen und der Abtrennung des gebildeten Calciumcarbonats. Als Chemikalien werden meist Calciumhydroxyd allein oder zusammen mit Soda verwendet, während die Anwendung von Natriumhydroxyd aus wirtschaftlichen Gründen keine große Bedeutung hat.Process for cleaning alkaline, hemicellulose-containing wastewater It is generally known to treat industrial water that is too hard for use, especially carbonate hardness, with alkaline agents. Calcium hydroxide, sodium carbonate and sodium hydroxide are used, with the following reactions taking place: Ca (OH2 + Ca (HC03 @ 2 CaC03 + 2 H20 CaS04 - Na2C03 = CaC03 + Na2S04 Ca (HC03) 2 h CaS04 = 2 NaOH = 2 CaC03 + Na2S04 + 2 H20 Ca (HCO3) 2 - @ NaOH CaC03 -! NaHC03 - + - H20 The reactions according to these equations all proceed in such a way that calcium carbonate precipitates, which lowers the hardness of the water to be treated Processing differ in the type of reaction conditions and the separation of the calcium carbonate formed.Calcium hydroxide is usually used as chemicals alone or together with soda, while the use of sodium hydroxide is not of great importance for economic reasons.
In zahlreichen Betrieben der Textil-, Cellulose- und Papierindustrie fallen Abwässer an, die große Mengen an alkalischen Bestandteilen enthalten. Vor allem ist das der Fall bei der Merzerisierung von Spinnfasern, von Cellulose und Celluloseprodukten. Beispielsweise wird bei der Merzerisierung das zu behandelnde, im wesentlichen aus Celluiose bestehende Material mit einer Alkalihydroxydlösung getränkt, welche nach einiger Zeit durch Auspressen, Auswaschen oder beides wieder entfernt wird. Den dabei anfallenden Abwässern ist gemeinsam, daß sie neben dem Alkali noch größere Mengen an organischer Substanz, überwiegend Hemicellulosen, enthalten, die in der Regel in der Lauge echt oder kolloidal gelöst ist.In numerous companies in the textile, cellulose and paper industries waste water is produced that contains large amounts of alkaline components. before This is especially the case with the mercerization of staple fibers, cellulose and Cellulose products. For example, in the case of mercerization, that which is to be treated is Material consisting essentially of cellulose with an alkali hydroxide solution soaked, which after some time by squeezing out, washing out or both again Will get removed. The resulting wastewater has in common that it is next to the Alkali even larger amounts of organic matter, predominantly hemicelluloses, which is usually real or colloidally dissolved in the lye.
Man hat schon zahlreiche Möglichkeiten zur Reinigung und wirtschaftlichen Verwertung solcher alkalischer Abwässer untersucht. Als wirtschaftlich ausführbar hat sich nur die Reinigung dieser alkalischen Wässer durch Dialyse nach dem von Cerini stammenden Verfahren erwiesen. Dabei werden die Hemicellulosen im Rückstand angereichert, jedoch nur so weit, daß keine Ausfällung eintritt. Da ein Teil der Lauge bei den Hemicellulosen verbleibt, kann nicht alles Alkali wiedergewonnen werden. In den alkalischen Abwässern der Textilindustrie sind die Konzentrationen meist so gering, daß auch nach der Dialyse die Wiederverwendung des Alkalis in Frage gestellt ist. Die Eindampfung des Abwassers selbst oder des Dialysates ist zu teuer.You already have numerous options for cleaning and economical Utilization of such alkaline wastewater is being investigated. As economically feasible has only been purifying these alkaline waters by dialysis after the by Cerini-derived method proved. This leaves the hemicelluloses in the residue enriched, but only so far that no precipitation occurs. As part of the If caustic remains in the hemicelluloses, not all of the caustic can be recovered. In the alkaline wastewater of the textile industry, the concentrations are mostly so low that even after dialysis the reuse of the alkali is called into question is. The evaporation of the waste water itself or the dialysate is too expensive.
Es ist bekannt, daß man die Verunreinigungen in solchen alkalisch reagierenden Abwässern durch Zusatz von Salzen der Erdalkalien einschließlich des Magnesiums ausfällen kann. Die Abtrennung der dabei entstehenden Fällungsprodukte durch Sedimentation ist aber schwierig, weil die Absetzgeschwindigkeit der entstehenden Flocken sehr gering ist und der dabei entstehende Schlamm eine geringe Feststoffkonzentration hat. Versuche, die Sedimentation durch eine Filtration zu ersetzen, hatten keinen Erfolg, weil in diesem Falle das gesamte Abwasser und nicht nur der Schlamm filtriert werden muß. Die Kosten für die Anlage und den Betrieb der Filtration werden dadurch unwirtschaftlich hoch. Nach anderen bekannten Verfahren läßt sich die Sedimentation solcher Schlämme dadurch verbessern, daß das alkalische Abwasser zuerst mit kohlendioxydhaltigem Gas behandelt wird, so daß bei der nachfolgenden Zugabe von Erdalkalisalzen, insbesondere Calciumsalzen, mit den Verunreinigungen auch Erdalkalicarbonat ausfällt, welches den Schlamm beschwert und dadurch besser sedimentierend und leichter filtrierbar, macht. Die gleiche Wirkung wird auch durch Ausfällung von Calciumphosphat erreicht, wobei dem alkalischen Abwasser Calciumsalze und Superphosphat zugesetzt werden. Alle diese bekannten Verfahren zur neutralisierenden Behandlung alkalisch reagierender Abwässer benötigen beträchtliche Mengen an Chemikalien, wodurch relativ hohe Kosten für die Abwasserbeseitigung entstehen.It is known that the impurities in such are alkaline reacting wastewater by adding salts of alkaline earths including the Magnesium can precipitate. The separation of the resulting precipitation products sedimentation is difficult because the sedimentation rate of the resulting Flakes is very low and the resulting sludge has a low concentration of solids Has. Attempts to replace sedimentation with filtration have failed Success, because in this case the entire wastewater and not just the sludge is filtered must become. The costs for the plant and the operation of the filtration are thereby uneconomically high. According to other known methods, the sedimentation Improve such sludge by first treating the alkaline wastewater with carbon dioxide Gas is treated, so that in the subsequent addition of alkaline earth salts, in particular Calcium salts, with the impurities also alkaline earth carbonate precipitates, which weighs down the sludge and thus sediments better and is easier to filter, power. The same effect is also achieved by precipitation of calcium phosphate, calcium salts and superphosphate are added to the alkaline waste water. All of these known methods of neutralizing treatment alkaline reacting wastewater requires considerable amounts of chemicals, which makes relative high wastewater disposal costs arise.
Es wurde gefunden, daß man die Reinigung und Beseitigung derartig alkalischer Abwässer wesentlich vereinfachen und wirtschaftlicher gestalten kann, wenn man sie in Verbindung mit einer Enthärtung von Brauchwasser durchführt. Dann dient das in den Abfallaugen enthaltene Alkali zur Enthärtung der Brauchwässer, wobei gleichzeitig mit dem Calciumcarbonat auch die bei der Brauchwasseraufbereitung an sich störenden Hemicellulosen ausfallen. Bei der Vermischung von Brauchwasser und Abwasser werden sowohl die Härtebildner des ersteren wie auch die Verunreinigungen des letzteren gemeinsam ausgeschieden, so daß die Abwasserreinigung und die Frischwasseraufbereitung gleichzeitig in derselben Aufbereitungsanlage durchgeführt werden. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können insbesondere auch solche Abfallaugen behandelt werden, die wegen ihrer hohen Verschmutzung oder ihrer geringen Konzentration nach bisher bekannten Verfahren in wirtschaftlicher Weise nicht gereinigt werden konnten.It has been found that cleaning and disposal can be done in such a way can simplify alkaline wastewater significantly and make it more economical, if it is carried out in connection with softening of industrial water. then the alkali contained in the waste eyes serves to soften the process water, at the same time as the calcium carbonate is used for the treatment of domestic water fail in interfering hemicelluloses. When mixing industrial water and sewage become both the hardness builders of the former and the impurities the latter excreted together, so that the wastewater treatment and the fresh water treatment can be carried out at the same time in the same processing plant. According to the invention Processes can in particular also be treated such waste eyes that are due to their high pollution or their low concentration according to previously known Processes could not be cleaned economically.
Die Erfindung betrifft demgemäß ein Verfahren zum Reinigen alkalischer, hemicellulosehaltiger Abwässer der Textil-, Cellulose- und Papierindustrie durch Zusatz wäßriger Lösungen von Salzen der Erdalkalien einschließlich des Magnesiums und Abtrennung der hierbei entstehenden Fällung und ist dadurch gekennzeichnet, daß als Erdalkalisalzlösungen zu enthärtendes Brauchwasser verwendet wird, wobei außer diesem in an sich bekannter Weise früher gebildete Fällungsprodukte zugemischt werden.The invention accordingly relates to a method for cleaning alkaline, hemicellulose-containing wastewater from the textile, cellulose and paper industries Addition of aqueous solutions of salts of alkaline earths including magnesium and separation of the resulting precipitate and is characterized by that process water to be softened is used as alkaline earth salt solutions, with in addition to this, precipitation products formed earlier are admixed in a manner known per se will.
Die Eignung solcher alkalischer Abfallaugen zur Frischwasseraufbereitung wird wesentlich erhöht, wenn man der Mischung zusätzlich noch Flockungsmittel, Flockungshilfsmittel oder beides zusetzt. Diese Zusätze heben die ausflockungshemmende Wirkung der in den alkalischen Abwässern befindlichen gelösten Kolloide teilweise oder ganz auf Diese Wirkung kann so weit gehen, daß die ausfallende Hemicellulose praktisch wie ein Flockungshilfsmittel wirkt. Das ist bei magnesiumhaltigen Brauchwässern von besonderer Bedeutung. Alkalische Abwässer, die Hemicellulose enthalten, erzeagei" besser sedimentierende Flocken als alkalische Lösungen mit einem Zusatz von Fällungsmitteln. Die Wirksamkeit der Hemicellulose als Flockungshilfsmittel zeigt sich darin, daß bei der erfindungsgemäßen Behandlung von Brauchwasser mit Abfalllaugen im geklärten Wasser ein sehr niedriger Feststoffgehalt verbleibt, weil die kleinen primär entstehenden Teilchen gut in die unter Mitwirkung der Hemicellulose gebildeten relativ großen Flocken eingelagert werden.The suitability of such alkaline waste eyes for fresh water treatment is increased significantly if the mixture is also added flocculants, flocculants or both. These additives increase the anti-flocculation effect of the in dissolved colloids in the alkaline wastewater partially or completely This effect can go so far that the precipitating hemicellulose practically like a flocculant works. This is in the case of magnesium-containing industrial water from special meaning. Alkaline wastewater containing hemicellulose, erzeagei " better sedimenting flakes than alkaline solutions with the addition of precipitants. The effectiveness of hemicellulose as a flocculant is shown in that in the treatment of industrial water according to the invention with waste liquors in the clarified Water remains a very low solids content because the small ones primarily arise Particles well into the relatively large ones formed with the help of hemicellulose Flakes are stored.
Als Flockungsmittel haben sich vor allem Eisensalze bewährt. Als zusätzliche Flockungshilfsmittel eignen sich vor allem Kolloide mit negativ geladenen Teilchen, insbesondere aktivierte Kieselsäure.Iron salts in particular have proven themselves as flocculants. As an additional Flocculants are particularly suitable for colloids with negatively charged particles, especially activated silica.
Obwohl die Hemicellulosen und die anderen in den alkalischen Abwässern enthaltenen organischen Stoffe als Flockungshilfsmittel wirken, so verhindern oder verzögern sie zunächst die vollständige Ausfällung der Härtebildner als Calciumcarbonat. Diese Schwierigkeit wird jedoch dadurch behoben, daß in an sich bekannter Weise bereits früher während des Verfahrens gebildete Flocken als Flockungskerne in den Prozeß zurückgeführt werden. Diese Maßnahme ist besonders wirksam, wenn die Flocken ohne zwischenzeitliches Absetzen und dadurch bedingtes Altern in der Flockungszone zurückbehalten oder in diese zurückgeführt werden. Das geschieht in bekannter Weise dadurch, daß in der Flockungszone ein Teil der sich ausscheidenden Feststoffe durch beständiges Aufwirbeln in der Schwebe gehalten wird oder daß eine wäßrige Suspension der Flocken im Kreislauf durch mehrere gegeneinander begrenzte Zonen des Reaktionsraumes im Kreislauf umgewälzt werden und diesem Kreislauf Frischwasser, Abwasser und weitere Zusätze in einer Zone zugeführt werden, während Reinwasser und überschüssige Feststoffe in anderen Zonen entnommen werden.Although the hemicelluloses and the others in the alkaline effluents contained organic substances act as flocculants, so prevent or First, they delay the complete precipitation of the hardness components as calcium carbonate. However, this difficulty is eliminated in a manner known per se flakes formed earlier during the process as flocculation cores in the Process. This measure is especially effective when the flakes without intermediate settling and aging in the flocculation zone caused by it retained or returned to them. This is done in a known manner in that part of the solids precipitating through in the flocculation zone constant whirling is kept in suspension or that an aqueous suspension the flakes in the circuit through several mutually delimited zones of the reaction space are circulated in the circuit and this circuit fresh water, waste water and others Additives are fed in a zone while pure water and excess solids be taken in other zones.
Die als Natriumverbindungen vorliegenden Hemicellulosen haben ionenaustauschende Eigenschaften. Bei Anwendung stark hemicellulosebaltiger Abwässer werden Resthärten im Reinwasser erreicht, die kleiner sind als die Werte, die bei alleiniger Anwendung der Fällung möglich sind. Wenn man von Austauschvorgängen absieht, so verläuft die Umsetzung des alkalischen Abwassers mit den erdalkalischen Verbindungen des Frischwassers nach stöchiometrischen Gesetzen. Deshalb ist die Menge an alkalischem Abwasser, die für die Frischwasseraufbereitung verwendet werden kann, begrenzt durch die für die Aufbereitung vorgesehene Frischwassermenge und ihren Gehalt an härtebildenden Stoffen, wenn man nicht einen Teil des behandelten Gesamtwassers nach der Aufbereitung weglaufen lassen will.The hemicelluloses present as sodium compounds have ion-exchanging properties Properties. If wastewater with a high concentration of hemicellulose is used, residual hardness will result achieved in pure water that are lower than the values that are achieved when used alone the precipitation are possible. If you disregard exchange processes, this is how it works Conversion of the alkaline wastewater with the alkaline earth compounds of the fresh water according to stoichiometric laws. That is why the amount of alkaline wastewater, which can be used for fresh water treatment, limited by the for the preparation intended amount of fresh water and its content of hardness-forming Substances, if one does not have a part of the treated total water after the treatment want to run away.
Um auch größere Mengen an alkalischem Abwasser als die durch die erwähnten stöchiometrischen Verhältnisse gegebenen aufbereiten zu können, kann das Abwasser vor oder während der Mischung und Umsetzung mit Frischwasser durch Zusatz geeigneter Chemikalien, insbesondere löslicher Erdalkaliverbindungen in an sich bekannter Weise abgestumpft werden. Diese reagieren mit der in der Natriumform vorliegenden Cellulose unter Bildung von unlöslichen Erdalkaliverbindungen und löslichen neutralen Alkalisalzen. Neben der Abstumpfung der Alkalität tritt eine teilweise Ausfällung von störenden Hemicellulosen ein. Eine ähnliche Wirkung kann man auch durch den Zusatz von Säuren oder sauren Salzen erreichen.To get even larger amounts of alkaline wastewater than those mentioned by that To be able to treat given stoichiometric conditions, the wastewater can before or during the mixing and reaction with fresh water by adding suitable Chemicals, in particular soluble alkaline earth compounds, in a manner known per se to be blunted. These react with the cellulose in the sodium form with the formation of insoluble alkaline earth compounds and soluble neutral alkali salts. In addition to the dulling of the alkalinity, there is a partial precipitation of disruptive substances Hemicelluloses a. A similar effect can also be achieved by adding acids or acidic salts.
Eine einfache Möglichkeit zur Erhöhung der für die Wasseraufbereitung verwendbaren Menge an Abwasser besteht auch darin, daß man dem Frischwasser vor oder während der Mischung mit dem Abwasser Härtebildner zusetzt, die durch den dann ja erhöhten Abwasserzusatz wieder ausgefällt werden. Man erreicht durch diese Maßnahmen, daß bei gegebener Brauchwassermenge die Abwassermenge gesteigert werden kann. ist umgekehrt die Brauchwassermenge zu groß, so kann die notwendige Alkalität für die Enthärtung in an sich bekannter Weise durch Zusatz von Alkali- oder Erdalkalihydroxyden erfolgen.An easy way to increase your water treatment usable amount of wastewater is that you have the fresh water or hardening agents are added during the mixture with the wastewater, which is then caused by the yes, increased wastewater can be precipitated again. Through these measures, one achieves that with a given amount of hot water, the amount of waste water can be increased. is conversely, if the amount of hot water is too large, the necessary alkalinity for the Softening in a manner known per se by adding alkali or alkaline earth metal hydroxides take place.
Mit diesen Hilfsmaßnahmen kann man sich dem für jeden Betrieb und jeden Fall charakteristischen Verhältnis von Brauchwasser und Abwasser anpassen und die Reinigung des jeweils anfallenden Abwassers mit der Aufbereitung des benötigten Frischwassers in einem einzigen Verfahrensgang und in der gleichen Anlage durchführen, wodurch sich wesentliche Ersparnisse an Investitions- und Betriebskosten ergeben. Nicht ausfällbare echt gelöste Stoffe können in bekannter Weise, beispielsweise durch den Zusatz von adsorptiv wirkenden Mitteln, wie Aktivkohle, entfernt werden.With these aid measures one can apply for every company and adapt the characteristic ratio of service water and wastewater in each case and the cleaning of the wastewater that occurs in each case with the treatment of the required Carry out fresh water in a single process and in the same system, which results in substantial savings in investment and operating costs. not precipitable, genuinely dissolved substances can in a known manner, for example by the addition of adsorptive agents, such as activated charcoal, can be removed.
Beispiel In einem Textilbetrieb fällt bei der Merzerisierung ein alkalisches
Abwasser an mit folgenden Analysendaten
Zur Reinigung des Abwassers und zur gleichzeitigen Aufbereitung des Frischwassers werden letzterem 20 1/m3 Ablauge zugesetzt. Die so erhaltene Mischung wird nach dem Suspensionskreislaufverfahren durch Flockung und Sedimentation behandelt, wobei als Flockungsmittel zusätzlich noch etwa 20 g/m3 Eisensulfat und 3 g,/m3 Chlor verwendet werden. Das geklärte Wasser hat nach Abtrennung der Feststoffe noch eine Resthirte von nur etwa 2- d. H. und einen Kaliumpermanganatverbrauch von 25 mg/l. Durzh die gemeinsame Aufbereitung von Abwasser und Frischwasser ist eine Gesamtabnahme des Pernianganatverbrauches um etwa 670;0 erreicht worden. Der 1- c,tstoffgehalt des geklärten Wassers vor der Filtration liegt bei weniger als 10 mg/1, und die Absetzge,#chwindigkeit der Flocken läßt sich, vor allem wenn noch zusätzlich aktivierte Kieselsäure verwendet wird, bis auf Werte von 5 bis 6 m/h steigern. Diese hohe Absetzgeschwindigkeit erlaubt, in einer einzigen Anlage bei einer Gesamtaufenthaltszeit von nicht mehr als 45 bis 50 Minuten sowohl das Abwasser als auch das Frischwasser einwandfrei aufzubereiten. Die mitausgefhllten Hemicellulosen befinden sich im Schlamm, und zwar im wesentlichen als unlösliche Calciumverbindungen.For cleaning the wastewater and for the simultaneous treatment of the 20 l / m3 of waste liquor are added to the fresh water. The mixture thus obtained is treated according to the suspension cycle process by flocculation and sedimentation, with an additional 20 g / m3 iron sulfate and 3 g / m3 chlorine as flocculants be used. After the solids have been separated off, the clarified water still has one Residual shepherds of only about 2- d. H. and a potassium permanganate consumption of 25 mg / l. In short, the joint treatment of wastewater and fresh water is an overall decrease of Pernianganate consumption has been reached by about 670.0. The 1- carbon content of the clarified water before filtration is less than 10 mg / 1, and the Settling rate of the flakes can be reduced, especially if additionally activated Silicic acid is used to increase to values of 5 to 6 m / h. This high settling speed allowed in a single facility with a total length of stay of no more than 45 to 50 minutes, both the waste water and the fresh water are flawless to prepare. The hemicelluloses that have been filled out are in the sludge, and essentially as insoluble calcium compounds.
Die zu reinigende Abwassermenge kann im Verhältnis zum Brauchwasser erhöht werden, wenn die Härte des Brauchwassers beispielsweise durch Zusatz von Gips künstlich erhöht wird oder wenn der Ablauge Verbindungen wie Calciumchlorid und Salzsäure zugesetzt werden. Grundsätzlich gelingt es durch diese Behandlung der stark alkalischen Abwässer, den pH-Wert des Gesamtabwassers der Textilfabrik auf Werte unter 10,5 zu bringen, so daß man durch die kombinierte Abwasser- und Brauchwasseraufbereitung auch noch die sonst zusätzlich erforderliche Neutralisation vor der biologischen Reinigung ersparen kann.The amount of wastewater to be cleaned can be in relation to the service water be increased if the hardness of the domestic water, for example by adding Plaster of paris is artificially increased or when the waste liquor compounds such as calcium chloride and hydrochloric acid can be added. Basically it works through this treatment the strongly alkaline wastewater, the pH value of the total wastewater of the textile factory to bring to values below 10.5, so that one through the combined sewage and Process water treatment and the neutralization that is otherwise required can save before biological cleaning.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEM29815A DE1123265B (en) | 1956-02-28 | 1956-02-28 | Process for cleaning alkaline, hemicellulose-containing waste water |
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| DE1123265B true DE1123265B (en) | 1962-02-01 |
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ID=7300793
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| DEM29815A Pending DE1123265B (en) | 1956-02-28 | 1956-02-28 | Process for cleaning alkaline, hemicellulose-containing waste water |
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|---|---|
| DE (1) | DE1123265B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3985536A (en) * | 1974-06-24 | 1976-10-12 | Abbe R | Method for the preparation of an organic soil conditioner from peat-moss |
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1956
- 1956-02-28 DE DEM29815A patent/DE1123265B/en active Pending
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