DE1125365B

DE1125365B - Verfahren zur Befreiung von Waessern oder Abwaessern von darin dispergierten oder kolloidal verteilten Oxyden oder Hydroxyden von Schwermetallen oder ihren darin geloesten Karbonaten oder Bikarbonaten

Info

Publication number: DE1125365B
Application number: DEF19136A
Authority: DE
Inventors: Dr Ernst Schwinn
Original assignee: FORSCHUNGSGESELLSCHAFT DER IAW
Current assignee: FORSCHUNGSGESELLSCHAFT DER IAW
Priority date: 1955-12-23
Filing date: 1955-12-23
Publication date: 1962-03-08
Also published as: CH359663A; BE553119A

Description

Verfahren zur Befreiung von Wässern oder Abwässern von darin dispergierten oder kolloidal verteilten Oxyden oder Hydroxyden von Schwermetallen oder ihren darin gelösten Karbonaten oder Bikaxbonaten Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Befreiung von Wässern oder Abwässern von darin dispergierten oder kolloidal verteilten Oxyden oder Hydroxyden von Schwermetallen oder ihren darin gelösten Karbonaten oder Bikarbonaten durch Filtration über zwischenzeitlich wieder zu belebende gekörnte neutrale anorganische Stoffe.
Die Erfindung geht von dem vorerwähnten Verfahren aus und besteht darin, daß als Filtermaterial bei normaler oder etwas gesteigerter Temperatur Rohdolomite verwendet werden, auf denen nach Tränkung mit einer wäßrigen Lösung eines Salzes des gleichen Schwermetalls oder - bei ausreichender Schwermetallkonzentration - mit einem Teil des aufzuarbeitenden Wassers durch Behandlung bei 40 bis 50° C mit Hilfe eines Reduktionsmittels Schwermetall niedergeschlagen wurde, während die zwischenzeitlichen Wiederbelebungen durch Entfernung des auf dem Filtermaterial abgelagerten schwermetallhaltigen Schlammes mittels an sich bekannter Rückspülung desselben erfolgen.
Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet mit vollkommen neutralen Filtermedien im Gegensatz zu dem bekannten Stand der Technik, nach welchem Magnomasse oder auch Akdolit und ähnliche Filtermaterialien im alkalischen Bereich arbeiten, da sie selbst in Berührung mit Wasser oder Abwasser dieses alkalisieren.
Ferner ist für das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich, daß abweichend von dem bekannten Stand der Technik keinerlei Adsorption von Kupfer oder Kupferoxyd durch das angewandte Filtermaterial eintritt. Vielmehr werden die in Wässern oder Abwässern dispergierten oder kolloidal verteilten Oxyde oder Hydroxyde von Schwermetallen sowie auch die in den Wässern gelösten Karbonate und Bikarbonate der Schwermetalle durch katalytische Wirkung in metallischer Form auf dem Filtermaterial ausgeschieden.
Auch braucht das gemäß der Erfindung vorgesehene Filter- und Kontaktmaterial nicht säurebeständig zu sein, da ja eine Regeneration, d. h. Auflösen der abgeschiedenen Metallteilchen, Metalloxyde oder Hydroxyde, mit Säure nicht vorgenommen wird. Die abgeschiedenen Schwermetalle oder deren Oxyde oder Hydroxyde werden aus dem Filtermaterial bzw. aus den Filtern selbst durch Rückspülung entfernt, und es tritt kein Anwachsen des einzelnen Filterkornes ein.
Erfindungswesentlich ist jedenfalls, daß das Ver, fahren nicht auf einer Adsorptionsfähigkeit der angewandten Filtermaterialien beruht, sondern auf einer Kontaktwirkung des auf diesem Filtermaterial in metallischer Form ausgeschiedenen Schwermetalls.
Es wurde nun gefunden; daß Abwässer von z. B. Kupferwalzwerken; welche in größerem Maße Kupfersinter sowie Kupferoxyde in feinstverteilter und kolloidaler Form sowie geringere Mengen an Kupferkarbonaten und -bikarbonaten enthalten, sich restlos entkupfern lassen, wenn in den bekannten Filterbehältern als Filtermaterial gekörnte Rohdolomite verwendet werden, die erfindungsgemäß vorbehandelt sind.
Für die Filtration von kupferhaltigem Abwasser wird der gekörnte Rohdolomit zunächst mit der Lösung eines Kupfersalzes, wie Kupfersulfat oder Kupferchlorür, imprägniert und dann mit einem Reduktionsmittel bei einer Temperatur von rund 40 bis 50° C behandelt. Nach '/2stündiger Einwirkungszeit wäscht man dieses Filtermaterial mit Wasser gut aus und filtriert dann das kupferhaltige Wasser oder Abwasser über das so vorbehandelte Filtermaterial. Eine besondere Imprägnierung des Rohdolomits kann entfallen, wenn das schwermetallsalzhaltige Wasser oder Abwasser einen genügend hohen Gehalt an gelöstem Schwermetallsalz besitzt: Man leitet dann das Wasser oder Abwasser mit einer Temperatur von 80° C über das Filtermaterial, wobei dann dieses eine gewisse Menge an Schwermetallsalz aufnimmt. Im Anschluß hieran kann dann der Reduktionsprozeß stattfinden.
Die Durchführung des Verfahrens in der Praxis, und zwar wiederum bezogen auf kupferhaltige Abwässer, gestaltet sich kurz folgendermaßen: Das Abwasser fließt zunächst in die Einlaufkammer eines Absetz= und Klärbeckens und wird dort intensiv belüftet. Aus der Vorkammer tritt das belüftete Abwasser in das Absetz- und Klärbecken, und es scheidet sich hierbei ein großer Teil als Schwermetalloxyd oder -hydröxyd ab. Das aus dieser Klärvorrichtung abfließende Wasser oder Abwasser enthält nur noch feinstsuspendierte und kolloidal gelöste Oxyde bzw. Hydroxyde und die Gesamtmenge an echt gelösten Schwermetallen. Durch anschließende Filtration des so vorbehandelten Wassers bzw. Abwassers über ein Filter mit, wie oben beschrieben,-vorbehandeltem Filtermaterial wird dann die noch im Wasser oder Abwasser befindliche Gesamtmenge an Kupfer, gleichgültig, ob dieses gelöst oder suspendiert vorliegt, restlos abgeschieden. Das vorbehandelte Filtermaterial besteht aus einer Körnung von 1,0 bis 1,5 mm, wird in einer Schichthöhe von etwa 2 mim Filterbehälter untergebracht und das zu filtrierende Wasser oder Abwasser mit einer Filtergeschwindigkeit von 15 bis 25 m/h darübergeleitet. Die Ausscheidung des Schwermetalls erfolgt vollkommen. Da durch diesen Prozeß der Entfernung der Schwermetalle das Filtermaterial verschlammt, muß dieses nach Erreichen eines bestimmten Filterwiderstandes gewaschen werden. Das hierbei anfallende Schlammwasser fließt in die Vorlaufkammer der Klär- und Absetzbeckenanlage zurück. Es erfolgt also eine hundertprozentige Rückgewinnung des durch die Filteranlage zurückgehaltenen Schwermetalls.
Nach Freispülen des Filtermaterials wird das Filter wieder in Betrieb genommen, und der Filtrationsprozeß beginnt von neuem. Eine Regeneration des Filtermaterials ist bei sämtlichen weiteren Filterläufen nicht mehr erforderlich.
Beispiel I Ein stark kupferhaltiges Walzwerksabwasser enthält etwa 400 mg Kupfersinter, Kupferoxyde je Liter und 20 mg echt gelöstes Kupfer je Liter. Ein großer Teil des Kupfersinters und Kupferoxyds befindet sich in feinster Verteilung im Abwasser und zum Teil kolloidal gelöst. Nach intensiver Belüftung und einer ; Aufenthaltszeit von 30 Minuten im nachgeschalteten Absetz- und Klärbecken wird das so vorbehandelte Wasser mit einer Temperatur von 40° C über ein Filter, welches mit erfindungsgemäß vorbehandeltem Rohdolomit gefüllt ist, filtriert. Die Filtermaterial-Schichthöhe beträgt 2 m, und das Filter wird mit einer Filtergeschwindigkeit von 20 m/h betrieben. Vor Eintritt in das Filter enthielt das Abwasser noch etwa 80 mg Kupfersinter und Kupferoxyd je Liter und 20 mg echt gelöstes Kupfer je Liter.
Das Filtrat ist nach kurzer Einarbeitungszeit des Filters restlos frei von suspendiertem und gelöstem Kupfer. Beispiel II Unter den gleichen Bedingungen wie bei Beispiel I wird ein kupferhaltiges Abwasser mit 300 mg Kupfersinter und Kupferoxyd je Liter in feinster Verteilung und 5 mg an echt gelöstem Kupfer je Liter bei einer Temperatur von 15° C wie vor behandelt. Der Effekt ist der gleiche. Das Filtrat ist vollkommen frei von Kupfer. Selbst Spuren an Kupfer lassen sich nicht mehr nachweisen. Die Temperatur spielt also keine Rolle bei diesem Verfahren.
Beispiel III Unter den gleichen Bedingungen wie bei Beispiel I und II wird ein Abwasser behandelt, welches größere Mengen an Nickel, und zwar in Form von Oxyden und echt gelöst, enthielt. Etwa 120 mg/1 Nickeloxyd und 12 mg/1 Nickelsalz sind im Abwasser vorhanden. Lediglich das Filtermaterial muß entsprechend dem zu entfernenden Schwermetall mit einem Nickelsalz imprägniert werden, und zwar nach dem eingangs erwähnten Verfahren. In sämtlichen Filtraten ist Nickel nicht mehr nachzuweisen. Auch spielt - wie bei Beispiel I und II - eine schwankende Temperatur keine Rolle.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Befreiung von Wässern oder Abwässern, von darin dispergierten oder kolloidal verteilten Oxyden oder Hydroxyden von Schwermetallen oder ihren darin gelösten Karbonaten oder Bikarbonaten durch Filtration über zwischenzeitlich wieder zu belebende gekörnte neutrale anorganische Stoffe, dadurch gekennzeichnet, daß als solche bei normaler oder etwas gesteigerter Temperatur Rohdolomite verwendet werden, auf denen nach Tränkung mit einer wäßrigen Lösung eines Salzes des gleichen Schwermetalls oder - bei ausreichender Schwermetallkonzentration - mit einem Teil des aufzuarbeitenden Wassers durch Behandlung bei 40 bis 50° C mit Hilfe eines Reduktionsmittels Schwermetall niedergeschlagen wurde, während die zwischenzeitlichen Wiederbelebungen durch Entfernung des auf dem Filter abgelagerten schwermetallhaltigen Schlammes mittels an sich bekannter Rückspülung des Filters erfolgen.
2. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rohdolomite verwendet werden, auf denen lediglich durch Behandlung mit einem Teil des aufzuarbeitenden Wassers bei etwa 80° C ein Schwermetallniederschlag erzeugt wurde.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser oder Abwasser eine vorherige Belüftung erfährt. In Betracht gezogene Druckschriften: Josef H o 11 u t a, »Die Chemie und chemische Technologie des Wassers«, Ausgabe 1937, S. 99 und 100; deutsche Patentschrift Nr. 505 826; schweizerische Patentschrift Nr. 255 634; österreichische Patentschrift Nr. 74 075.