DE19800610A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern und hierfür verwendetes Adsorptionsmittel - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern und hierfür verwendetes AdsorptionsmittelInfo
- Publication number
- DE19800610A1 DE19800610A1 DE1998100610 DE19800610A DE19800610A1 DE 19800610 A1 DE19800610 A1 DE 19800610A1 DE 1998100610 DE1998100610 DE 1998100610 DE 19800610 A DE19800610 A DE 19800610A DE 19800610 A1 DE19800610 A1 DE 19800610A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- chitosan
- waste water
- purification
- boiler
- chitin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 44
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title abstract 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 title description 2
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims abstract description 49
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 claims abstract description 25
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 241000238424 Crustacea Species 0.000 claims abstract description 5
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims abstract description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 24
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 19
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 13
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 4
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 claims description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 3
- 239000010814 metallic waste Substances 0.000 claims 4
- 241000238557 Decapoda Species 0.000 claims 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 11
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 241001529572 Chaceon affinis Species 0.000 description 2
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-M D-gluconate Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-M 0.000 description 2
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 229940050410 gluconate Drugs 0.000 description 2
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 2
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000005501 phase interface Effects 0.000 description 2
- 238000004375 physisorption Methods 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 2
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 2
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 6-{[2-carboxy-4,5-dihydroxy-6-(phosphanyloxy)oxan-3-yl]oxy}-4,5-dihydroxy-3-phosphanyloxane-2-carboxylic acid Chemical compound O1C(C(O)=O)C(P)C(O)C(O)C1OC1C(C(O)=O)OC(OP)C(O)C1O FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000738 acetamido group Chemical group [H]C([H])([H])C(=O)N([H])[*] 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 description 1
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000009920 chelation Effects 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006196 deacetylation Effects 0.000 description 1
- 238000003381 deacetylation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 1
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 1
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/286—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using natural organic sorbents or derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
- C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
- C08B37/0024—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid beta-D-Glucans; (beta-1,3)-D-Glucans, e.g. paramylon, coriolan, sclerotan, pachyman, callose, scleroglucan, schizophyllan, laminaran, lentinan or curdlan; (beta-1,6)-D-Glucans, e.g. pustulan; (beta-1,4)-D-Glucans; (beta-1,3)(beta-1,4)-D-Glucans, e.g. lichenan; Derivatives thereof
- C08B37/0027—2-Acetamido-2-deoxy-beta-glucans; Derivatives thereof
- C08B37/003—Chitin, i.e. 2-acetamido-2-deoxy-(beta-1,4)-D-glucan or N-acetyl-beta-1,4-D-glucosamine; Chitosan, i.e. deacetylated product of chitin or (beta-1,4)-D-glucosamine; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern, wie sie
beispielsweise in der Elektronikindustrie oder der
Galvanotechnik anfallen, und die Herstellung eines hierfür
verwendeten Adsorptionsmittels. Die schwermetallhaltigen
Abwässer können hierbei auch einzähnige oder mehrzähnige
Liganden enthalten., die Schwermetalle komplexieren.
Der Stand der Technik bei nichtbiologischer Aufreinigung von
zum Beispiel kupferhaltigen Abwässern im Überblick:
In Anwesenheit starker Komplexbildner, wie beispielsweise
Ammoniak, EDTA, NTA, Gluconat oder polymere Sulfonsäuren
existieren zur Zeit noch keine befriedigende Verfahren,
Schwermetalle aus Abwässern, bis zu einer Konzentration
unterhalb der gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte, zu
entfernen.
Bisherige Veröffentlichungen zeigen bereits zwar das
Wirkprinzip der Adsorption von Schwermetallen durch Bakterien,
Hefen oder Algen (Alginat) im lebenden oder nichtlebenden
Zustand, wobei unter anderem chitinhaltige Bestandteile der
Mikroorganismen dafür verantwortlich sind, jedoch wird dies
technisch noch nicht genutzt.
Nachteil bislang für eine industrielle Nutzung im
großtechnischen Maßstab ist die zeit-, energie und
kostenaufwendige Filtration und anschließende Nachtrocknung der
Aufschlämmung der Mikroorganismen zu Entsorgungs- oder
Recycling-Zwecken, wobei prinzipiell Restfeuchte zurückbleibt.
Außerdem ist ein kontinuierlicher Klärbetrieb nur mit hohem
technischen Aufwand zu bewerkstelligen, da die Hefekultur im
Fermenter zurückgehalten werden muß, ohne daß dabei die
Rückhalteeinrichtung (feine Filter) blockiert wird. Ebenso
besteht bei lebenden Kulturen die Gefahr der Kontamination
durch Fremdorganismen und/oder ein vorzeitiges Absterben durch
eigene Stoffwechselprodukte (Metaboliten), was wiederum eine
kontrollierte Abwasserreinigung unmöglich macht. Zusätzlich
dazu wird eine Schwemetallaufreinigung der Abwasser durch
Anwesenheit von Komplexbildnern, wie beispielsweise Ammoniak,
EDTA, NTA und Gluconat oder polymere Sulfonsäuren, erschwert.
Die Isolation von Chitin aus Biomasse wird zur Zeit nicht
praktiziert und das im Handel erhältliche Chitosan wird
chemisch synthetisiert.
Aufgabe der Erfindung nun ist es, oben genanntes, biologisches
Verfahren der Reinigung von Abwässern mittels Adsorption von
Schwermetallen, so weiterzubilden, daß ein kontinuierlicher
Betrieb in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht wird,
wobei oben angeführte Nachteile wie Zeit-, Kosten-, und
Energiebedarf reduziert werden, und eine Reduktion der
Adsorption der Schwermetalle an die Biomasse durch
Kontamination und Absterben der Organismen, vermindert wird.
Außerdem sollen das Verfahren und die Anlage die gesetzlichen
Grenzwerte für die Schwermetallbelastung im Abwasser
unterschreiten, und auch in Anwesenheit von Komplexbildnern
befriedigende Ergebnisse liefern.
Als zusätzliche Aufgabe soll ein Verfahren zur wirtschaftlichen
und ökologischen Herstellung des Adsorptionsmediums Chitosan
gefunden werden.
Als Lösung der oben genannten Probleme wird das
schwermetallhaltige Abwasser im Kreislauf durch eine
erfindungsgemäße Adsorptions-Anlage durch mindestens einen
Kessel mittels einer Pumpe gefördert, wobei das Abwasser durch
ein geöffnetes Einlaß-Ventil über eine Rohrleitung in den
Kessel gelangt, dort durch eine grob zerkleinerte Chitosan-
Schüttung hindurchströmt, wodurch mittels Adsorption an
Chitosan die Schwermetalle aus dem Abwasser herausgelöst
werden, und anschließend über eine Rohrleitung durch ein
Auslaß-Ventil wieder aus der Anlage ausgeleitet wird.
Schwermetalle in der Chitosan-Schüttung können nach Erschöpfung
der Adsorberfunktion des Chitosans beispielsweise durch einen
Verbrennungsvorgang wiedergewonnen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Adsorptions-Anlage
sind mehrere Kessel vorgesehen, die parallel zueinander
angeordnet sind und einzeln oder kombiniert betrieben werden
können.
In einer weiteren Ausführungsform werden mehrere Kessel
hintereinander in Serie angeordnet um gleichzeitig betrieben zu
werden.
Die Auslaß-Ventile der Kessel können auch als Dreiwegeventile
ausgeführt sein, wobei dadurch das Auslaß-Ventil des Kessels,
der von der Pumpe am entferntesten liegt, entfallen kann.
Jeder Kessel besitzt zur Entleerung ein eigenes Ablaß-Ventil am
Boden.
Die gesamte erfindungsgemäße Anlage kann entweder direkt an
wasserbelastende Fertigungseinrichtungen angeschlossen werden,
oder an ein, der Fertigungseinrichtung nachgeschaltetes
Speicherbecken, wo die Abwässer entnommen, und nach Behandlung
dort wieder eingeleitet werden.
Das Material der Kessel besteht vorzugsweise aus Kunststoff.
Zur Lösung eines Verfahrens zur wirtschaftlichen und
ökologischen Herstellung des Adsorptionsmediums Chitosan:
Chitin gehört wie Pektin und Cellulose zu den Struktur-
Polysacchariden. Das Polysaccharid Chitin hat die chemische
Bezeichnung Poly[β-(1,4)-2-acetamido-2-desoxy-D-
glucopyranose]. Die Bindungsfähigkeit von Schwermetallen in
biologischen Zellen beruht auf zwei Phänomenen: Der
Physisorption und Chemisorption. Bei der Physisorption wirken
nur relativ schwache, unspezifische elektrostatische Kräfte
zwischen den Teilchen. Die Adsorption verläuft schnell und
reversibel. Dagegen entsteht bei der Chemisorption in einer
langsamen und irreversiblen Reaktion ein Chelat. In welchen
Anteilen beide Phänomene zur Wirkung kommen, ist
wissenschaftlich noch nicht ganz geklärt.
Adsorptionsstellen an Chitin sind die OH-Gruppe und die
Acetamidogruppe NHCOCH3 mit dem freien Elektronenpaar am
Stickstoffatom.
Der Weg des Schwermetall-Ions von der Lösung bis zu den
Adsorptionsstellen des Adsorbers erfolgt in 3 Schritten:
- - Lösungsdiffusion: Diffusion des Ions in der Lösung zur Phasengrenzfläche des Chitosans
- - Filmdiffusion: Diffusion des Ions durch die Diffusionsgrenzschicht an der Phasengrenzfläche flüssig-fest.
- - Korndiffusion: In den wassergefüllten Kanälen des gequollenen Korns (Gel) diffundiert das Ion in das Innere zur Reaktionsstelle.
Chitosan ist bereits im Handel in 3 Polymerisationsgraden
direkt erhältlich, kann aber auch aus Chitin von Panzern von
Krustentieren (Königskrabben), die als Abfallprodukt in der
Fischerei anfallen, durch Kochen mit Natronlauge hergestellt
werden.
Zuerst werden die chemisch unbehandelten Königskrabbenpanzer
auf eine mittlere Größe von 1-3 mm mechanisch zerkleinert, um
einerseits einen niederen Wasserwiderstand beim Durchfluß zu
gewährleisten, und andererseits die Reaktionsgeschwindigkeit
nicht zu beeinträchtigen.
Danach wird dieses Chitin-Granulat in 50 Gew.-% Natronlauge
(NaOH) gegeben, wo es unter Rückflußkühlung mehrere Stunden (4
-5 h) lang bei 100°C gekocht werden, um eine Chitosan-
Modifikation zu gewinnen.
Diese alkalischen Chitosanschuppen werden danach mit 0,1-
molarer Schwefelsäure (pH 6) neutralisiert.
Die Formel für die Reaktion der Dacetylierung von Chitin
mittels Natronlauge (NaOH) lautet:
Im Vergleich zu Chitin adsorbiert Chitosan mit einer höheren
Reaktionsgeschwindigkeit und eine relativ geringeren
Klärkonzentration.
Insbesondere kommen die Schwermetalle Kupfer (Cu(II)),Blei
(Pb(II)) und Zink (Zn(II)) in schwermetallhaltigen Abwasser aus
der Industrie (z. B.Leiterplattenindustrie) vor.
Während Zink von Chitin ungefähr gleich stark wie Kupfer
aufgenommen wird, zeigt sich bei Blei eine um 40% stärkere
Adsorption. Bei Chitosan jedoch kann nur bei Kupfer eine
wesentliche Steigerung (Faktor 3) der Adsorptionsfähigkeit
erreicht werden. Grund dafür ist, daß durch die Deacetylierung
des Chitins das Chitosan statt der NHCOCH3-Gruppe eine NH2-
Gruppe aufweist, die eine höhere Adsorptionfähigkeit bezüglich
Kupfer besitzt.
Chitosan ist ein nachwachsender Rohstoff, billig, ungiftig,
biologisch abbaubar und wird beispielsweise auch als Medikament
zur Krebsvorbeugung verwendet.
Da Chitisan eine nichtlebende Biomasse ist, werden keine, den
Adsorptionsprozeß störenden Stoffwechselprodukte freigesetzt,
und eine Kontamination während des Einsatzes ist ebenfalls
unwahrscheinlich.
Die zerkleinerten Teilchen des Chitosans sind hydrophob,
quellen kaum und klumpen nicht zusammen, was für eine
gewerbliche Anwendung im großen Maßstab ein großer Vorteil ist,
da keine Nachtrocknung nötig ist, die Filter nicht blockiert
werden, ein hohes Durchflußvolumen von Abwasser ermöglicht
wird, und die Adsorption nicht eingeschränkt wird.
Chitosan besitzt eine sehr hohe maximale Bindungskapazität,
beispielsweise für Kupfer (Cu (TI))von 5 mmol/g.
Aufgrund der Schwerlöslichkeit von Chitin und Chitosan in
Natronlauge ist ein Mehrfacheinsatz der bei der Gewinnung von
Chitosan notwendigen 50 Gew.-% Natronlauge möglich. Wegen der
Schwerlöslichkeit von Chitosan in Schwefelsäure kann auch diese
mehrfach verwendet werden.
Parameter für die Geschwindigkeit der Schwermetall-Adsorption
sind unter anderem der pH-Wert, die Schwermetall-Konzentration
der Lösung, die Adsorberkonzentration (Chitosan), die Beladung
des Adsorbers mit Schwermetall, die Anwesenheit von
Komplexbildnern für die Schwermetall-Ionen, sowie deren
Gegenionen, Pumpendurchsatz und die maximale Bindungskapazität.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich
nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche,
sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche
untereinander.
Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung,
offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in der
Zeichnung dargestellte räumliche Ausbildung werden als
erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in
Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von einer lediglich
einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnung näher erläutert.
Hierbei gehen aus der Zeichnung und ihrer Beschreibung weitere
erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung
hervor.
In der Zeichnung ist eine Anlage dargestellt, die mit 3 Kesseln
(1, 12, 16) arbeitet. Das schwermetallhaltige Abwasser wird
über eine Pumpe (7) durch das geöffnete Einlaß-Ventil (8) der
Anlage aus einem Reservoir-Behälter in Pfeilrichtung (10) in
die Vorrichtung gepumpt. Die Aufreinigung geschieht in drei
Stufen, wobei im Betriebszustand der Anlage das Einlaß-Ventil
(8) und das Auslaß-Ventil (9) ständig geöffnet sind.
Bei Stufe 1 wird das mit einer Anfangskonzentration von
beispielsweise 3000 mg Cu(II)/l beladenes Abwasser solange über
den ersten Kessel (1) bei geöffnetem Einlaß-Ventil (4) und
geöffnetem Auslaß-Ventil (5) kontinuierlich mittels der Pumpe
(7) mit 10 l/min durch die 6.25 kg/m3 Chitosan-Schüttung (2) in
Richtung (10, 11) gepumpt, bis eine Endkonzentration der Stufe
1 von 790 mg/l erreicht ist.
Danach wird Stufe 2 aktiviert, wobei durch das Schließen von
Einlaß-Ventil (4) und Auslaß-Ventil (5) des ersten Kessels (1)
und das Öffnen von Einlaß-Ventil (13) und Auslaß-Ventil (14)
das Abwasser über die Chitosan-Schüttung (2) des zweiten
Kessels (12) geleitet wird, und solange durch die Pumpe (7) im
Kreislauf gefahren wird, bis die Anfangskonzentration der Stufe
2 von 790 mg/l auf 14 mg/l Cu(II) abgebaut ist.
Jetzt wird Stufe 3 aktiviert, wobei durch das Schließen von
Einlaß-Ventil (13) und Auslaß-Ventil (14) des zweiten Kessels
(12) und das Öffnen von Einlaß-Ventil (17) und Auslaß-Ventil
(18) das Abwasser über die Chitosan-Schüttung (2) des dritten
Kessels (16) geleitet wird, und solange durch die Pumpe (7) im
Kreislauf gefahren wird, bis die Anfangskonzentration der Stufe
3 von 14 mg/l auf den gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwert von
0.1 mg/l Cu(II) abgebaut ist.
Jeder Kessel (1, 12, 16) besitzt zwei Netze (3) um das
Schüttgut in Position zu halten, und ein Ablaß-Ventil (6, 15,
19), um die Kessel einzeln bei Bedarf zu entleeren. Die Auslaß-
Ventile (14, 18) können wahlweise auch als Dreiwegeventile
ausgebildet sein, um ein Auslaß-Ventil (18) des Kessels (16)
der letzten Stufe einzusparen.
1
Kessel
1
2
Chitosan-Schüttung
3
Netz
4
Einlaß-Ventil (Kessel
1
)
5
Auslaß-Ventil (Kessel
1
)
6
Ablaß-Ventil (Kessel
1
)
7
Pumpe
8
Einlaß-Ventil (Anlage)
9
Auslaß-Ventil (Anlage)
10
Richtungspfeil (Einlaß)
11
Richtungspfeil (Auslaß)
12
Kessel
2
13
Einlaß-Ventil (Kessel
2
)
14
Auslaß-Ventil (Kessel
2
)
15
Ablaß-Ventil (Kessel
2
)
16
Kessel
3
17
Einlaß-Ventil (Kessel
3
)
18
Auslaß-Ventil (Kessel
3
)
19
Ablaß-Ventil (Kessel
3
)
Claims (16)
1. Verfahren zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern
mittels nichtlebender Biomasse, dadurch gekennzeichnet, daß
diese Biomasse als Absorbersubstanz eine bestimmte Chitosan-
Modifikation beinhaltet Verfahren zur Herstellung von
Chitosan aus Chitin zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen
Abwässern mittels nichtlebender Biomasse nach Anspruch 1 -
14, dadurch gekennzeichnet, daß und das schwermetallhaltige
Abwasser in mindestens einen Kessel (1, 12, 16) mittels einer
Pumpe (7) durch das geöffnete Einlaß-Ventil der Anlage (8)
und das Einlaß-Ventil des Kessels (4, 13, 17) in
Pfeilrichtung (10) eingeleitet wird, durch eine grob
zerkleinerte Chitosan-Schüttung (2) hindurchströmt, wobei
dort durch Adsorption an Chitosan die Schwermetalle aus dem
Abwasser herausgelöst werden, und anschließend über das
Auslaß-Ventil des Kessels (5, 14, 18) und das Auslaß-Ventil
der Anlage (9) in Pfeilrichtung (11) wieder aus der Anlage
ausgeleitet wird.
2. Verfahren zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern
mittels nichtlebender Biomasse nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schwermetalle in der Chitosan-
Schüttung (2) nach Erschöpfung der Adsorberfunktion des
Chitosans wiedergewonnen werden.
3. Verfahren zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern
mittels nichtlebender Biomasse nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß diese Wiedergewinnung durch eine
Verbrennung der organischen Materialien in der Verbindung
Schwermetall-Chitosan bewerkstelligt wird.
4. Vorrichtung zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen
Abwässern mittels nichtlebender Biomasse, dadurch
gekennzeichnet, daß diese verfahrenstechnische Anlage aus
mindestens einem Kessel (1, 12, 16) besteht, der zwischen
zwei Netzen (3) als adsorbierendes Schüttgut grob
zerkleinertes Chitosan (2) beinhaltet, und dieser Kessel (1,
12, 16) zulaufseitig über eine Rohrleitung mit einem Einlaß-
Ventil der Anlage (8), einem Einlaß-Ventil des Kessels (4,
13, 17) und einer Pumpe (7), und ablaufseitig über eine
Rohrleitung mit einem Auslaß-Ventil des Kessels (5, 14, 18)
und einem Auslaß-Ventil der Anlage (9) verbunden ist.
5. Vorrichtung zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen
Abwässern mittels nichtlebender Biomasse nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kessel (1, 12, 16)
parallel zueinander geschaltet sind und diese einzeln oder
kombiniert, je nach Schwermetall-Konzentration im Abwasser,
über die Ventile (4, 5, 13, 14, 17, 18) betrieben werden.
6. Vorrichtung zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen
Abwässern mittels nichtlebender Biomasse nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kessel (1, 12, 16)
hintereinander in Serie geschaltet sind und diese
gleichzeitig betrieben werden.
7. Vorrichtung zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen
Abwässern mittels nichtlebender Biomasse nach Anspruch 4-5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaß-Ventile der Kessel (5,
14) Dreiwegeventile sind und somit das Auslaß-Ventil (18) des
Kessels (16), der von der Pumpe (7) am entferntesten liegt,
entfallen kann.
8. Vorrichtung zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen
Abwässern mittels nichtlebender Biomasse nach Anspruch 4-7,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kessel (1, 12, 16) ein
Ablaß-Ventil (6, 15, 19) am Boden besitzt.
9. Vorrichtung zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen
Abwässern mittels nichtlebender Biomasse nach Anspruch 4-8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage an ein Speicherbecken
angeschlossen wird, wo die Abwässer entnommen und wieder
eingeleitet werden, und so ständig im Kreislauf aufgearbeitet
werden.
10. Vorrichtung zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen
Abwässern mittels nichtlebender Biomasse nach Anspruch 4-9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kessel (1, 12, 16) aus einem
geeignetem Kunststoff sind.
11. Verfahren zur Herstellung von Chitosan aus Chitin zur
Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern mittels
nichtlebender Biomasse, dadurch gekennzeichnet, daß das
Chitosan aus chitinhaltigen Panzern von Krustentieren
gewonnen wird.
12. Verfahren zur Herstellung von Chitosan aus Chitin zur
Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern mittels
nichtlebender Biomasse nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß diese Krustentiere Krabben sind.
13. Verfahren zur Herstellung von Chitosan aus Chitin zur
Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern mittels
nichtlebender Biomasse nach Anspruch 11-12, dadurch
gekennzeichnet, daß diese Panzer der Krustentiere mechanisch
in Chitin-Granulat-Stücke von zirka 1-3 mm zerkleinert
werden.
14. Verfahren zur Herstellung von Chitosan aus Chitin zur
Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern mittels
nichtlebender Biomasse nach Anspruch 11-13, dadurch
gekennzeichnet, daß das chemisch unbehandelte Chitin-Granulat
mehrere Stunden lang in Natronlauge (50 Gew.-%) gekocht wird,
um eine, nicht durch Umkristallisation gewonnene, Chitosan-
Modifikation zu bilden, und als Chitosan-Schüttgut (2) in
einer erfindungsgemäßen Adsorber-Anlage eingesetzt zu werden.
15. Verfahren zur Herstellung von Chitosan aus Chitin zur
Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern mittels
nichtlebender Biomasse nach Anspruch 11-14, dadurch
gekennzeichnet, daß das chitosanhaltige, alkalische Granulat
anschließend mit verdünnter, 1-molarer Schwefelsäure (pH 6)
neutralisiert wird.
16. Verfahren zur Herstellung von Chitosan aus Chitin zur
Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern mittels
nichtlebender Biomasse nach Anspruch 11-15, dadurch
gekennzeichnet, daß ein pH-Wert < 5 dabei eingehalten wird.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1998100610 DE19800610A1 (de) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | Verfahren und Vorrichtung zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern und hierfür verwendetes Adsorptionsmittel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1998100610 DE19800610A1 (de) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | Verfahren und Vorrichtung zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern und hierfür verwendetes Adsorptionsmittel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19800610A1 true DE19800610A1 (de) | 1999-07-15 |
Family
ID=7854253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1998100610 Withdrawn DE19800610A1 (de) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | Verfahren und Vorrichtung zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern und hierfür verwendetes Adsorptionsmittel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19800610A1 (de) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1017959C2 (nl) * | 2001-04-27 | 2002-10-29 | Res Program Counselling B V | Inrichting en werkwijze voor het verwijderen van een verontreiniging uit een vloeistof die deze verontreiniging bevat. |
| EP2102111A4 (de) * | 2006-10-31 | 2010-12-22 | Scallop Shell Pollution Soluti | System und verfahren zur herstellung einer lösung mit geringem gehalt an suspendierten feststoffen und verwendungen davon |
| WO2011156097A3 (en) * | 2010-06-07 | 2012-01-26 | General Electric Company | Treatment additives, methods for making and methods for clarifying aqueous media |
| DE102016212960A1 (de) | 2016-07-15 | 2018-01-18 | BioLog Heppe GmbH | Adsorbens für die Schadstoffabtrennung aus Flüssigkeiten und Verfahren zu seiner Herstellung |
| CN107986571A (zh) * | 2016-03-15 | 2018-05-04 | 杭州启澄科技有限公司 | 一种含锑电镀废水的处理方法 |
-
1998
- 1998-01-12 DE DE1998100610 patent/DE19800610A1/de not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1017959C2 (nl) * | 2001-04-27 | 2002-10-29 | Res Program Counselling B V | Inrichting en werkwijze voor het verwijderen van een verontreiniging uit een vloeistof die deze verontreiniging bevat. |
| WO2002088027A1 (en) * | 2001-04-27 | 2002-11-07 | Research Program Counselling B.V. | Apparatus and method for the remeoval of a contaminant from a fluid comprising said contaminant |
| EP2102111A4 (de) * | 2006-10-31 | 2010-12-22 | Scallop Shell Pollution Soluti | System und verfahren zur herstellung einer lösung mit geringem gehalt an suspendierten feststoffen und verwendungen davon |
| WO2011156097A3 (en) * | 2010-06-07 | 2012-01-26 | General Electric Company | Treatment additives, methods for making and methods for clarifying aqueous media |
| CN102917986A (zh) * | 2010-06-07 | 2013-02-06 | 通用电气公司 | 处理添加剂、制备方法以及使含水介质澄清的方法 |
| US8557125B2 (en) | 2010-06-07 | 2013-10-15 | General Electric Company | Treatment additives, methods for making and methods for clarifying aqueous media |
| CN102917986B (zh) * | 2010-06-07 | 2015-01-28 | 通用电气公司 | 处理添加剂、制备方法以及使含水介质澄清的方法 |
| CN107986571A (zh) * | 2016-03-15 | 2018-05-04 | 杭州启澄科技有限公司 | 一种含锑电镀废水的处理方法 |
| DE102016212960A1 (de) | 2016-07-15 | 2018-01-18 | BioLog Heppe GmbH | Adsorbens für die Schadstoffabtrennung aus Flüssigkeiten und Verfahren zu seiner Herstellung |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69512727T2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Behandlung von Fluor und Tenside enthaltenden Abwässern und/oder Abgasen | |
| DE1517526C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von trinkbarem Wasser aus Abwasser | |
| AT382140B (de) | Verfahren zur ausfaellung von schwermetallen | |
| DE3785357T2 (de) | Abwasserbehandlung. | |
| EP0707519B1 (de) | Verfahren zur gewinnung von adsorptionsmaterial | |
| DE3840323C2 (de) | Verfahren zum Entfernen von Pflanzenbehandlungsmitteln aus Rohwasser | |
| DE2200113A1 (de) | Verfahren zur herabsetzung des gehaltes an organischem kohlenstoff in mit organischen verbindungen verunreinigtem wasser | |
| EP0818421A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung und Reinhaltung von Wasser | |
| DE2035855A1 (de) | Verfahren zur biologischen Abwasser reinigung | |
| DE60002058T2 (de) | Neues agropolymer zur reinigung von verunreinigtem oder mit metall oder ionen kontaminiertem wasser und verfahren zur herstellung desselben | |
| EP0278328A1 (de) | Verfahren zur Extraktion von Schwermetallen aus belasteten Böden und Vorrichtung zur Gegenstrom-Extraktion bei einem solchen Verfahren | |
| EP0119430A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur anaeroben biologischen Reinigung von Abwasser | |
| DE10005681B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Dekontamination metallhaltiger Wässer | |
| DE19800610A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Aufreinigung von schwermetallhaltigen Abwässern und hierfür verwendetes Adsorptionsmittel | |
| DE4415637C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Klärung und Aufbereitung von Waschwassern aus Fahrzeugwaschanlagen | |
| DE2414521A1 (de) | Adsorptionsmittel | |
| DE69109485T2 (de) | Verfahren zum entfärben von wasser. | |
| AT501991B1 (de) | Verfahren zur behandlung von abwasser aus der olivenölproduktion | |
| DE3800616A1 (de) | Verfahren zur beseitigung von schwermetallen aus veralteten, alkalischen abfall-loesungen, loesungen, schlaemmen, suspensionen und abfall-feststoffen, mit der aufarbeitung von schwermetallen zu vermarktbaren produkten oder fuer sichere deponie | |
| DE4141889A1 (de) | Verfahren zur entfernung von schwermetallen | |
| DE2341415A1 (de) | Verfahren zur chemischen abwasseraufbereitung | |
| DE2505255A1 (de) | Verfahren zur abtrennung von metallionen | |
| EP0054778B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Anionenaustauschers und dessen Verwendung | |
| EP1418001A1 (de) | Verfahren zur Regenerierung von Filtermitteln, insbesondere Kieselgur | |
| DE102018123105A1 (de) | Verfahren zur Herstellung biokompatibler Adsorptionsmittel, biokompatible Adsorptionsmittel und deren Verwendung |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8101 | Request for examination as to novelty | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: PROVERA GESELLSCHAFT FUER PROJEKTIERUNG UND VERMOE |
|
| 8181 | Inventor (new situation) |
Free format text: HAUG, HELMAR, 72406 BISINGEN, DE BLAB, STEFHAN, 72469 MESSSTETTEN, DE |
|
| 8105 | Search report available | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |