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Dokumentenidentifikation DE69935687T2 27.12.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000941970
Titel Anwendung von Kohlendioxid in einer Abwasserbehandlung
Anmelder L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude, Paris, FR
Erfinder de Rigaud, Jean-Mathieu, 75017 Paris, FR
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
DE-Aktenzeichen 69935687
Vertragsstaaten BE, CH, DE, DK, ES, FI, GB, IT, LI, NL, PT, SE
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 24.02.1999
EP-Aktenzeichen 994004448
EP-Offenlegungsdatum 15.09.1999
EP date of grant 04.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.12.2007
IPC-Hauptklasse C02F 1/66(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse C02F 9/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   C02F 1/52(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   C02F 1/54(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft die Behandlung von Abwässern. Genauer gesagt, besteht ihre Aufgabe darin, Verfahren zur Behandlung solcher Abwässer, die dem Stand der Technik zuzurechnen sind, zu optimieren. Diese Optimierung erleichtert das Entfernen von Schwebstoffen und/oder kolloidal gelösten Stoffen aus den behandelten Abwässern. Die Abwässer, die mehr oder weniger konzentrierte Suspensionen darstellen, können insbesondere aus Prozesswasser, zum Beispiel der Papierindustrie, aus industriellem oder kommunalem Abwasser oder sogar aus Flusswasser oder auch aus Schlamm, insbesondere aus Klärschlamm, der aus Abwässern dieser Art stammt, bestehen.

Die Verfahren zur Behandlung solcher Abwässer haben, in Abhängigkeit vom Einsatzgebiet, zum Ziel, konzentrierte Abwässer, flüssige Schlämme oder eingedickte Schlämme herzustellen. Sie können auch darauf abzielen, Füllstoffe auf einem Substrat abzuscheiden; oder, allgemeiner ausgedrückt, die betreffenden industriellen Abwässer von einem Teil ihrer Stofffracht zu befreien. Die Verfahren umfassen im Allgemeinen mehrere Schritte, wobei große Mengen an Reagenzien zur Behandlung eingesetzt werden: Reagenzien zur chemischen Konditionierung und, wenn erforderlich, Schaumverhüter. Die Reagenzien zur chemischen Konditionierung, bei denen es sich um Mineralsalze oder synthetische organische Polymere handelt, sind dem Fachmann bekannt und dienen als Koagulations- und/oder Flockungsmittel. Sie erleichtern das Agglomerieren des festen Schwebstoffe – d.h. der Kleinpartikel und der kolloidal gelösten Partikel – und somit das spätere Abscheiden der flüssigen von der festen Phase mit Hilfe von Behandlungsverfahren, deren Wirkprinzipien im Wesentlichen physikalischer Natur sind (Dekantieren, Zentrifugieren, Filtrieren...). In der Papierherstellung, bei einem Einsatz im Prozesswasser, verbessern sie das Agglomerieren und Fixieren der Füllstoffe (des Typs Talkum, Kaolin, ...) oder der Farbpartikel (organischer oder mineralischer Art) auf dem Cellulosesubstrat.

Die Kosten der chemischen Reagenzien dieser Art können bis zu 50 % der Betriebskosten einer Einrichtung zur Abwasserbehandlung, wie etwa einer kommunalen Kläranlage, ausmachen.

Die Optimierung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche im vorliegenden Text näher ausgeführt wird, ist insbesondere dahingehend von Interesse, dass ihre Umsetzung eine wesentliche Verringerung der Mengen an Reagenzien, die zur Behandlung erforderlich sind, ermöglicht und somit auch eine Senkung der Betriebskosten in einem entsprechenden Ausmaß erlaubt.

In den Patentanmeldungen JP-A-51 124 042 und JP-A-59 010 388 sind Verfahren zur Abwasserbehandlung beschrieben, im Laufe derer den Abwässern eine Mineralsäure zugesetzt wird, um innerhalb der Abwässer Kohlendioxid freizusetzen. In einer chemischen Reaktion greift die Mineralsäure die Carbonate, die im Abwasser vorhanden sind oder die diesem zugesetzt wurden, an, um in situ Kohlendioxid zu erzeugen. Im Schriftstück JP-A-59 010 388 ist die Behandlung sehr basischer Abwässer beschrieben. Diesen wird Säure in einer Menge zugesetzt, die ausreicht, um den pH-Wert auf 4 bis 5 einzustellen.

Das Kohlendioxid, welches somit durch Einwirken einer starken Säure auf einen alkalischen Stoff in situ erzeugt wird, übt im Hinblick auf das physikalische Phänomen der Flotation eine begünstigende Wirkung aus, die rein mechanischer Natur ist. Diese begünstigende Wirkung beruht auf dem Einwirken der Gasbläschen, die zur Oberfläche aufsteigen: dies wird als Flotation bezeichnet. Unter den genannten Bedingungen kann sie nicht auf einer echten chemischen Wirkung des Gases beruhen, da dieses sich im Abwasser nur in sehr geringen Mengen löst.

Es versteht sich indes, dass der begünstigenden Wirkung des Gases die Nachteile gegenüberstehen, die damit vermacht sind, zum einen im Rahmen des Verfahrens eine starke Säure einzusetzen und zum anderen, durch Zugabe dieser Säure zum behandelten Abwasser, diesem Anionen des Typs Sulfat oder Chlorid zuzuführen.

Die erfindungsgemäße Optimierung beruht weder auf dem Einwirken einer Mineralsäure auf die behandelten Abwässer noch auf der mechanischen Wirkung eines Gases. Sie beruht auf der chemischen Wirkung von Kohlendioxid, oder, anders ausgedrückt, auf einem Zusatz von Hydrogencarbonaten und Carbonaten zum behandelten Abwasser. Anhand der folgenden Ausführungen wird der Fachmann dies ohne Schwierigkeiten verstehen.

Die Anmelderin hat also die Idee entwickelt, CO2 in neuartiger Weise zur Behandlung von mehr oder weniger konzentrierten Abwässern des Typs Prozesswasser, industrielles oder kommunales Abwasser sowie von Schlämmen, insbesondere solchen, der aus Abwässern dieser Art stammen, zu verwenden. Wie die herkömmlichen Verfahren umfasst das Verfahren mindestens einen Schritt zur physikalischen Trennung einer flüssigen Phase und einer feststofflichen Phase, die innerhalb der flüssigen Phase dispergiert ist (durch Verfahren des Typs Dekantieren, Flotieren, Filtrieren, ...) (das zu behandelnde Abwasser, welches eine solche feststoffliche Phase in Dispersion in einer flüssigen Phase enthält, wird einem Schritt dieser Art unterzogen, und für den Fall, dass das Verfahren mehrere Schritte dieser Art umfasst, werden diese Schritte, die sich vom ersten unterscheiden, auf denjenigen Teil des Abwassers angewendet, der bereits den vorhergehenden unterzogen wurde) sowie die Zugabe (die mindestens einmal erfolgt) von chemischen Reagenzien zur Koagulation und/oder Flockung und möglicherweise, wenn erforderlich, von Schaumverhütern zu den behandelten Abwässern, um den Ablauf und die Ausbeute dieses Trennungsschrittes zu verbessern. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass es darüber hinaus den Zusatz von Kohlendioxid (CO2) zu den behandelten Abwässern umfasst, und zwar in einer Menge, die ausreicht, um diesen einen pH-Wert von weniger als 7,8 zu verleihen.

Dieser Kohlendioxidzusatz stellt die Optimierung im Sinne der Erfindung dar, denn die Anmelderin hat dessen begünstigende Wirkung auf die Entfernung von Schwebstoffen und/oder kolloidal gelösten Stoffen, die im behandelten Abwasser enthalten sind, und, allgemeiner ausgedrückt, auf die Trennung der flüssigen und feststofflichen Phase des Abwassers aufgezeigt.

Gemäß der Erfindung wird das Kohlendioxid nicht in situ erzeugt. Weiterhin wird es nicht zum einfachen Erzeugen und Gasbläschen zugesetzt. Es wird unter derartigen Bedingungen zugesetzt, dass es eine echte chemische Wirkung ausübt, wobei die chemische Wirkung insbesondere ein Absinken des pH-Wertes des Abwassers hervorruft. Um eine solche chemische Wirkung auszuüben, wird es in dem Abwasser gelöst, wobei es innerhalb desselben (Hydrogen)carbonate (Hydrogencarbonate und Carbonate) erzeugt.

Die Anmelderin erklärt sich die überraschenden Ergebnisse, die sie beim Einsatz der Erfindung beobachtet hat, zumindest teilweise durch das Vorhandensein dieser (Hydrogen)carbonate. Indem die (Hydrogen)carbonate die Wirkung der chemischen Mittel zur Koagulation und/oder Flockung sowie der Schaumverhüter verstärken, ermöglichen sie in diesem Bereich erhebliche Einsparungen. Die Ergebnisse bleiben überraschend, denn bei Zusatz von Sulfaten konnten die nicht die gleichen begünstigenden Wirkungen erzielt werden.

Daneben sei darauf hingewiesen, dass der Zusatz von CO2, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung empfohlen wird, über die Spareffekte bei den chemischen Reagenzien hinaus es auch ermöglicht, die Bildung von Struvit (Mg(NH4)(PO4), 8H2O), einem Stoff, der in Leitungsnetzen problematischer Ablagerungen hervorrufen kann, zu verhindern. Gemäß dem Stand der Technik muss zum diesem Zwecke FeCl3 eingesetzt werden. Der erfindungsgemäße Zusatz von CO2 hat weiterhin vorteilhafte Auswirkungen bei der möglichen Durchführung eines Schrittes zur Phosphatfällung.

Wenn von CO2-Zusatz die Rede ist, sollte darunter im Allgemeinen ein Zusatz verstanden werden, der mindestens einmal erfolgt.

Vorteilhafterweise erfolgt der CO2-Zusatz vor dem Zusatz der chemischen Reagenzien zur Koagulation und/oder Flockung und/oder der Schaumverhüter, oder aber zum gleichen Zeitpunkt. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung erfolgt ein CO2-Zusatz vor dem Zusatz von Schaumverhütern und/oder ein CO2-Zusatz erfolgt vor mindestens einem Zusatz von chemischen Reagenzien zur Koagulation und/oder Flockung.

Im Folgenden soll die Erfindung in genauerer Weise im Zusammenhang mit ihrem technischen Umfeld erläutert werden. Bei dem Umfeld handelt es sich um Behandlung folgender Abwässer:

  • – verdünnte Abwässer, die lediglich konzentriert werden sollen,
  • – verdünnte Abwässer, die behandelt werden, um flüssige Schlämme zu erhalten,
  • – flüssige Schlämme, die behandelt werden, um eingedickte Schlämme zu erhalten,
  • – verdünnte Abwässer, die behandelt werden, um eingedickte Schlämme zu erhalten (über flüssige Schlämme als Zwischenstufe),
  • – Abwässer mit Stofffrachten, die derart behandelt werden sollen, dass sie von mindestens einem Teil der Stofffracht befreit werden, um beispielsweise diese Stoffe um einem Substrat zu fixieren.

Je nach dem vorliegenden Fall kann der erfindungsgemäße Einsatz von CO2 dazu dienen, das Entfernen von Schwebstoffen und/oder kolloidal gelösten Stoffen, die im Abwasser enthalten sind (und somit möglicherweise Füllstoffe darstellen) zu erleichtern, und zwar mit dem Ziel, diese entweder später wiederzugewinnen oder aber auf einem Substrat zu fixieren.

In jedem Fall kann die Abwasserbehandlung gemäß mehreren Varianten durchgeführt werden, die jeweils mehr oder weniger Schritte aufweisen. Sie kann sich auf Behandlung von Wässern oder von Schlämmen beschränken oder aber weitere vor- oder nachgeschaltete Schritte umfassen, um aus Wässern eingedickte Schlämme zu erhalten... Bevor die Abwässer Schritten zur Trennung in eine feststoffliche und eine flüssige Phase (Filtrat) unterzogen werden, umfasst die Behandlung den Zusatz von chemischen Reagenzien zur Koagulation und/Flockung zum Abwasser, wobei es sich bei den zugesetzten Stoffen um Mineralsalze und/oder synthetischer organische Polymere handelt. Bei diesen Reagenzien, mit denen der Fachmann vertraut ist, kann es sich insbesondere um Aluminiumsalze wie etwa Aluminiumsulfat (Al2(SO4)3,18H2O) und Aluminiumchlorid (AlCl3,6H2O); um Aluminiumpolymere, insbesondere um Aluminiumpolyacrylate (PAC); um Eisensalze wie etwa Eisen(III)chlorid (FeCl3,6H2O) und Eisen(III)sulfat (Fe2(SO4)3, 9H2O); um anionische Polyelektrolyten wie etwa Acrylamid-Acrylat-Copolymere mit hohem Molekulargewicht; um nichtionische Polymer wie etwa Polyacrylamide; sowie um kationische Polyelektrolyten und zwar insbesondere um solche, deren kationische Gruppen durch quaternäre Ammoniumgruppen oder Aminsalze gebildet werden, handeln...

Die Behandlung umfasst ebenfalls, wenn erforderlich, den Zusatz von Schaumverhüter zu verdünnten Abwässern.

Derartige verdünnte Abwässer können im Vorfeld neutralisiert werden (sodass ihr pH-Wert zwischen 8 und 8,5 liegt), woraufhin sie, falls dies erforderlich ist, mit Schaumverhütern behandelt werden, um dann mit Hilfe von chemischen Reagenzien zur Koagulation und/oder Flockung behandelt zu werden, bevor sie dem Dekantieren und Filtrieren unterzogen werden. Somit werden zum einen ein Filtrat und zum anderen entweder Abwässer von höherer Konzentration oder flüssige Schlämme erhalten. Diese Schlämme, oder andere Schlämme, welche auf andere Weise erhalten wurden, können, nachdem sie möglicherweise einer natürlichen Gärung oder einer bakteriellen Verdauung unterzogen wurden, eingedickt werden, und zwar in einem oder in mehreren Schritten, im Laufe derer sie erneut mit Hilfe chemischer Reagenzien zur Koagulation und/oder Flockung behandelt werden.

Gemäß der Erfindung wird also in dieser Abfolge von Schritten mindestens einmal CO2 zugesetzt.

Der Zusatz kann bereits weit im Vorfeld des Verfahrens stattfinden, insbesondere bei der Neutralisierung der Abwässer, wenn eine solche Neutralisierung durchgeführt wird.

In der Tat ist es im Rahmen der Erfindung nicht ausgeschlossen, dass das CO2 in einer Menge zugesetzt wird, die dazu geeignet ist, gleichzeitig die Neutralisierung zu bewirken (Absinken des pH-Wertes auf ungefähr 8 bis 8,5) und eine Rolle als chemischer Wirkstoff im Sinne der Erfindung auszuüben (wodurch der pH-Wert auf unter 7,8 abgesenkt wird). Im Allgemeinen wird es jedoch bevorzugt, die Abwässer, falls dies erforderlich ist, in herkömmlicher Weise, insbesondere durch Anwendung einer Säure, zu neutralisieren und das Kohlendioxid nach der Neutralisierung (nach der Säure) zum Einsatz zu bringen.

Im Rahmen einer vorteilhaften Variante der Verwendung der Erfindung erfolgt der CO2-Zusatz somit im Vorfeld des Verfahrens, und zwar vor oder während der Zugabe von chemischen Reagenzien zur Koagulation und/oder Flockung sowie möglicherweise von Schaumverhütern, aber nach einem möglichen Neutralisierungsschritt. Somit wird das CO2 dünnflüssigen Abwässern zugesetzt, deren pH-Wert im Allgemeinen zwischen 8 und 8,5 liegt, um diesen pH-Wert auf weniger als 7,8 abzusenken.

Für den Fall, dass Schaumverhüter zum Einsatz kommen, erfolgt der CO2-Zusatz vorteilhafterweise vor der Zugabe der Schaumverhüter. Wie bereits erwähnt wurde, wurde ein erheblicher Einspareffekt hinsichtlich der Menge an Schaumverhüter, die zum Erzielen der gewünschten Wirkung erforderlich war, beobachtet. Im genannten Falle ist es keineswegs ausgeschlossen, mindestens einigen weiteren CO2-Zusatz nach dem Verfahren vorzunehmen, und zwar vor oder während der Zugabe von chemischen Reagenzien zur Koagulation und/oder Flockung.

Für den Fall, dass keine Schaumverhüter zum Einsatz kommen, ist ebenfalls, vorteilhafterweise, mindestens ein CO2-Zusatz vorzusehen, und zwar vor der Zugabe von chemischen Reagenzien zur Koagulation und/oder Flockung.

Diese Ausführungen sind also derart zu verstehen, dass der Zugabe von Schaumverhütern vorteilhafterweise ein CO2-Zusatz vorangeht und dass, wenn keine Schaumverhüter zum Einsatz kommen, mindestens einer Zugabe von chemischen Reagenzien zur Koagulation und/oder Flockung vorteilhafterweise ein CO2-Zusatz vorangeht. Im Rahmen des Verfahrens der Erfindung ist also, vorteilhafterweise, mindestens ein CO2-Zusatz vorzusehen, der vor dem Einsatz von Schaumverhütern und/oder chemischen Reagenzien zur Koagulation und/oder Flockung erfolgt.

Es kann ebenso gut ein einziger CO2-Zusatz vorgesehen werden, der vorteilhafterweise im Vorfeld der Anwendung jedweden chemischen Reagenzes des Typs Schaumverhüter und chemischer Reagenzien zur Koagulation und/oder Flockung erfolgt, wie auch mehrere CO2-Zusatzschritte.

Das CO2 wird sowohl verdünnten, dünnflüssigen Abwässern zugesetzt wie auch konzentrierten, dünnflüssigen Abwässern oder mehr oder weniger dickflüssigen Schlämmen. Wie bereits erwähnt wurde, kann es sowohl im Rahmen von Verfahren zur Aufreinigung von Abwässern als auch, ganz allgemein, im Rahmen von industriellen Verfahren, bei denen eine feststoffliche, dispergierte Phase von einer flüssigen Phase getrennt werden soll, zum Einsatz kommen.

Das CO2 kann in flüssigem oder gasförmigem Zustand zugesetzt werden. Vorteilhafterweise wird es in gasförmigem Zustand zugesetzt.

Das CO2 kann innerhalb von Kanalisationsrohren oder in Becken oder Reaktoren zugesetzt werden. Es kann über eine poröse Wand zugesetzt werden. Vorteilhafterweise wird es über (eine) Anschlussleitung(en) zugesetzt (über mindestens eine Anschlussleitung).

Es wurde angegeben, dass das CO2 in einer Menge zugesetzt wird, die ausreicht, um den pH-Wert des Abwassers, welchem es zugesetzt wird, auf weniger als 7,8 einzustellen. Vorteilhafterweise wird es in einer Menge zugesetzt, die ausreicht, um den pH-Wert auf einen Wert zwischen 6,4 und 7,5, noch vorteilhafterweise jedoch zwischen 6,6 und 7,3, abzusenken. Es wird im Allgemeinen empfohlen, den pH-Wert auf ungefähr 6,8 einzustellen.

Es sei an dieser Stelle nochmals darauf hingewiesen, dass:

  • – bei der Behandlung verdünnter Suspensionen (um konzentriertere Suspension und insbesondere flüssige Schlämme zu erhalten und um, allgemeiner ausgedrückt, eine feststoffliche Phase von einer flüssigen Phase zu trennen) ganz besonders empfohlen wird, den CO2-Zusatz vor der/den Zugabe(n) von chemischen Reagenzien zur Flockung und/oder Koagulation des Typs Mineralsalze und/oder synthetische organische Polymere vorzunehmen (oder sogar vor der Zugabe der Schaumverhüter);
  • – bei der Behandlung flüssiger Schlämme (die möglicherweise) direkt aus den verdünnten Suspensionen erhalten wurden), um Schlämme mit einem höheren Gehalt an Trockenmasse zu erzeugen, ausdrücklich empfohlen wird, den CO2-Zusatz vor der/den Zugabe(n) von chemischen Reagenzien zur Flockung und/oder Koagulation des Typs Mineralsalze und/oder synthetische organische Polymere vorzunehmen; wobei diese Zugabe(n) dazu dienen, die flüssigen Schlämme einzudicken oder (und) zu konditionieren, um ihre Eignung zur Entwässerung zu verbessern. Bei der Behandlung dieser Schlämme werden im Allgemeinen zwei Schritte vorgesehen: ein erster Schritt, der als Eindickung bezeichnet wird, und ein zweiter Schritt, der als mechanische Entwässerung bezeichnet wird. Das CO2 kommt also bei mindestens einem dieser beiden Schritte zum Einsatz.

Wie der Fachmann bereits bemerkt haben wird, kann die Verwendung der Erfindung ohne jegliche Schwierigkeiten in bestehenden Anlagen umgesetzt werden. Ihr wirtschaftlicher Nutzwert für den Anwender in offensichtlich: Der teilweise Ersatz von Behandlungsreagenzien der Verfahren nach dem Stand der Technik durch Kohlendioxid (CO2) ermöglicht eine wesentliche Senkung der Verfahrenskosten, denn die Kosten des Kohlendioxids (bei erfindungsgemäßen Zusatz) betragen ungefähr ein Drittel der Kosten der ersetzten Reagenzien.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Figur beschrieben. Die Figur erläutert in schematischer Weise eine Ausführungsvariante des Verfahrens, das in der Erfindung zum Einsatz kommt. Es handelt sich, genauer gesagt, um ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Behandlung von Abwässern, welches der Optimierung der Erfindung Rechnung trägt.

Die behandelten verdünnten Abwässer werden zuerst neutralisiert. Anschließend werden sie in einem so genannten Koagulationsbecken mit Schaumverhütern (A) sowie mit Polymeren (P), bei denen es sich um chemische Reagenzien zur Koagulation und/oder Flockung handelt, vermischt. Die Polymere (P) kommen ebenfalls im so genannten Koagulationsbecken zum Einsatz. Die Abwässer, die auf diese Weise konditioniert wurden, werden daraufhin dekantiert und anschließend filtriert. Beim Filtrieren kommen Polymere (P) zum Einsatz. Als Ergebnis der Filtration werden zum einen ein Filtrat und zum anderen flüssige Schlämme erhalten. Diese werden daraufhin in einem Verdauungsbehälter der Einwirkung von Bakterien ausgesetzt. An der Austrittsöffnung des Verdauungsbehälters werden sie beim Durchlaufen einer Endlosschnecke eingedickt. An der Eintrittsöffnung der Endlosschnecke werden Polymere (P) zur chemischen Konditionierung zugesetzt. Die Schlämme, die auf diese Weise eingedickt wurden, werden mit Hilfe von Polymeren (P) weiter konditioniert, bevor sie einem letzten Schritt zur mechanischen Entwässerung ausgesetzt werden. Daraufhin werden eingedickte Schlämme erhalten.

Das Verfahren kann als zweischrittig angesehen werden:

  • – in einem Schritt, I, werden die verdünnten Abwässer behandelt,
  • – in einem Schritt, II, werden die flüssigen Schlämme behandelt.

Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Polymere (P), die über das gesamte Verfahren hinweg zum Einsatz kommen, nicht unbedingt von gleicher Beschaffenheit sind.

In kennzeichnender Weise wird, gemäß der Erfindung, dem behandelten Abwasser CO2 zugesetzt, und zwar nach dem Neutralisierungsschritt und vor dem Einsatz der Schaumverhüter und dem ersten Einsatz der Polymere (P). Nach dem Zusatz beträgt der pH-Wert des Abwassers weniger als 7,8.

Schließlich soll die Verwendung anhand des folgenden Beispiels erläutert werden.

Die Anmelderin hat die Optimierung, die im vorliegenden Schriftstück beansprucht wird, im Rahmen der Behandlung von Abwässern der Papierindustrie umgesetzt. Sie hat die Vorteile der Optimierung bei den ersten Schritten des Verfahrens quantitativ ausgewertet.

Die behandelten Abwässer – verdünnte wässrige Suspensionen, die hauptsächlich mit Holzfasern in einer Menge von 10 g/l befrachtet sind – werden aus der Fabrik in ein erstes Becken geleitet, wo sie eine Antischaumbehandlung erfahren. Anschließend werden sie, zur Koagulation, in ein zweites Becken überführt. Dort wird ihre vorbereitende Konditionierung abgeschlossen, indem, als Teil des Verfahrensablaufs, Flockungsmittel hinzugefügt werden. Die auf diese Weise vorkonditionierten Abwässer werden anschließend dekantiert und dann filtriert, um flüssige Schlämme zu erhalten. Die Schlämme werden im weiteren Verlauf einer Verdauung unterzogen, woraufhin sie eine mechanische Entwässerung erfahren.

Der CO2-Zusatz erfolgt in den Kanalisationsrohren, welche die Abwässer von der Fabrik in das Becken zur Antischaumbehandlung leiten. In diesem Kanalisationsrohr mit einem Durchmesser von 200 mm fließt das Abwasser mit einem Druck von 2,5 Bar und einer Flussrate von 400 m3/h, wobei sein pH-Wert sein zwischen 7,2 und 7,8 liegt. In dem Kanalisationsrohr befindet sich die Anschlussleitung, welche dem CO2-Zusatz dient, 25 m vor der Einmündung in das Becken. Das CO2 wird in gasförmigem Zustand mit einem Druck von 4 Bar zugesetzt. Die Menge an zugesetztem CO2 beträgt 30 kg/h.

Genauer gesagt wird der CO2-Zusatz über eine Messung des pH-Werts des Abwassers beim Verlassen des Beckens zur Antischaumbehandlung gesteuert; wobei der pH-Wert bei ungefähr 6,9 stabil gehalten wird.

Unter diesen Rahmenbedingungen war es dank des Einsatzes des CO2 möglich, die erforderliche Menge an Schaumverhütern um ungefähr 30 Gewichts% zu verringern.

Analog dazu wurde Folgendes erreicht:

  • – Die Menge an Koagulationsmitteln (Aluminiumpolyacrylaten), die hinter dem Becken zur Antischaumbehandlung, und zwar an der Eintrittsöffnung des Koagulationsbeckens, zum Einsatz kommen, konnte von 100 l/h auf 50 l/h verringert werden.
  • – Die Menge an Flockungsmitteln (kationischen synthetischen organischen Polymeren) die, als Teil des Verfahrensablaufs, hinter dem Koagulationsbecken zum Einsatz kommen, konnte um ungefähr 30 Gewichts% verringert werden.

Nach der Zugabe der Flockungsmittel bleibt der pH-Wert des Abwassers stabil bei 7.

Der Fachmann wird die Bedeutung der Einsparungen, die dank der Umsetzung der Optimierung der Erfindung erzielt werden können, erkennen.

Darüber hinaus sei darauf hingewiesen, dass im weiteren Verfahrensablauf, bei der Behandlung der Schlämme, einer Erhöhung der Ausbeute der Schraubenpressen ("tassters") beobachtet wurde.


Anspruch[de]
Verwendung von Kohlendioxid (CO2) in einem Verfahren zur Behandlung von mehr oder weniger konzentrierten Abwässern des Typs Prozesswasser, kommunales oder industrielles Abwasser und Flusswasser sowie von Schlämmen, insbesondere solchen aus diesen Abwässern, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:

– mindestens die Zugabe von chemischen Reagenzien zur Koagulation und/oder Flockung sowie möglicherweise von Schaumverhütern,

– mindestens einen Schritt zur physikalischen Trennung einer flüssigen Phase und einer festen Phase, welche in der flüssigen Phase dispergiert ist,

und dazu dient, die Wirkung der chemischen Mittel zur Koagulation und/oder Flockung sowie der Schaumverhüter zu verstärken, wobei das Kohlendioxid (CO2) den Abwässern in einer Menge zugesetzt wird, die ausreicht, um ihnen einen pH-Wert von weniger als 7,8 zu verleihen.
Verwendung gemäß dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz des Kohlendioxids vor der Zugabe der chemischen Reagenzien zur Koagulation und/oder Flockung und/oder der Zugabe der Schaumverhüter erfolgt. Verwendung gemäß dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz des Kohlendioxids zur gleichen Zeit wie die Zugabe der chemischen Reagenzien zur Koagulation und/oder Flockung und/oder die Zugabe der Schaumverhüter erfolgt. Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz des Kohlendioxids nach einem Neutralisierungsschritt erfolgt. Verwendung gemäß dem Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Neutralisierung mittels einer Säure erfolgt. Verwendung gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das CO2 in flüssigem oder in gasförmigem Zustand zugesetzt wird. Verwendung gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das CO2 über mindestens eine Anschlussleitung zugesetzt wird. Verwendung gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das CO2 in einer solchen Menge zugesetzt wird, dass der pH-Wert des behandelten Abwassers, auf einen wert zwischen 6,4 und 7,5, vorteilhafterweise zwischen 6,6 und 7,3, abgesenkt wird. Verwendung gemäß dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Behandlung von verdünnten Suspensionen der Zusatz von CO2 vor der/n Zugabe/n von chemischen Mitteln zur Flockung und/oder Koagulation des Typs Mineralsalze und/oder synthetische organische Polymere erfolgt.






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