DE2203008B1

DE2203008B1 - Verfahren und vorrichtung zum aufbereiten von abwaessern

Info

Publication number: DE2203008B1
Application number: DE19722203008
Authority: DE
Inventors: Kurt Marwuardt
Original assignee: Hager and Elsaesser GmbH
Current assignee: Hager and Elsaesser GmbH
Priority date: 1972-01-22
Filing date: 1972-01-22
Publication date: 1973-05-17
Also published as: AT334298B; DE2203008A1; FR2169108B3; FR2169108A1; JPS4882660A; CH584165A5; JPS52146054A; IT977640B; ATA50573A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von Abwässern mittels einer umgekehrten Osmose sowie eine Vorrichtung hierfür.

Zur Aufbereitung von Abwässern, die in großem Umfang in Industrien, z.B. in Textilindustrien, in chemischen oder metallverarbeitenden Betrieben oder in kommunalen Kläranlagen anfallen, sind eine Reihe von Verfahren bekannt. Die Anwendung der verschiedenen Methoden richtet sich im wesentlichen nach der Beschaffenheit und dem Anfall des Abwassers. Große Schwierigkeiten bei der Reinigung bereiten vor allem solche Abwässer, die organische Substanzen in gelöster oder kolloidaler Form, komplex gebundene Metalle, anionenaktive oder nichtionogene Tenside, Inhibitoren, Glanzbildner usw. enthalten. Der Anfall der Tenside wächst in zunehmendem Maße.

Weiterhin ist der große Anteil an Sulfaten, Chloriden, Phosphaten, Nitraten, die allgemein als Neutralsalze bezeichnet werden, beachtlich. Diese verhindem oft eine weitergehende Reinigung des Abwassers nach bekannten Verfahren. So lassen sich die in metallverarbeitenden Industrien anfallenden Abwässer in Gegenwart dieser neutralen Salze nur unvollständig von den Schwermetallen befreien. Hierzu gibt es bekannte Verfahren, z. B. Fällung mit verschiedenen Neutralisationsmitteln wie Natronlauge, Natriumkarbonat, Kalkmilch. Das gleiche gilt für Kornplexbildner, die speziell in der Metallreinigung und sonstigen Reinigungsverfahren eingesetzt werden.

In der textilverarbeitenden Industrie fallen Abwässer an, die große Mengen an organischen Farbstoffen, Tensiden, Natriumchlorid, Natriumsulfat und organische Substanzen in gelöster und kolloidaler Form enthalten. Trotz großen technischen und finanziellen Aufwandes entspricht das nach bekannten Verfahren gereinigte Textilabwasser nicht den Anforderungen, um es gefahrlos in den Vorfluter einleiten zu können. Der Gehalt an organischen Substanzen (Farbstoffreste, Tenside, Komplexbildner) sowie an Phosphaten, Neutralsalzen usw. kann zu uner-

ίο wünschten Reaktionen im Vorfluter führen.

Die Abläufe kommunaler Kläranlagen, die nach mechanischen, biologischen oder chemischen Klärverfahren arbeiten, enthalten zwar keine oder zumindest nur geringe Mengen an Substanzen, die den Sauerstoffhaushalt eines Gewässers belasten; trotzdem sind noch resistente organische Stoffe, Närstoffe und Salze (Nitrate, Phosphate und Tenside) vorhanden, die im Vorfluter zu unerwünschten Reaktionen führen, so daß das Gewässer von Anliegern nur noch in beschränktem Maße genutzt werden kann.

Durch die bekannten Neutralisations-, Fällungs-, Oxydations- und Reduktionsverfahren für die Abwasser der chemischen Industrie, der Metall-, Textil- und sonstiger Betriebe werden zwar die schädlichen Verbindungen entgiftet bzw. ausgefällt oder auf andere Weise aus dem Abwasser größtenteils entfernt. Bei all diesen Verfahren werden aber durch die Entgiftungs-, Neutralisations-, Fällungs- und sonstige Verfahren mehr oder weniger große Mengen an Neutralsalzen in das Abwasser eingebracht, so daß deren Anteil nach dem Reinigungsprozeß größer ist als vorher. Dieser hohe Neutralsalzgehalt einschließlich anderer toxischer Verbindungen trägt weitgehend zur Versalzung und Vergiftung unserer Gewässer bei.

Bei den konventionellen Reinigungsverfahren, speziell in der metallverarbeitenden Industrie, wird das gereinigte Abwasser nicht mehr der Wiederverwendung zugeführt. Diese konventionellen Abwasserreinigungsverfahren arbeiten nach den bekannten Oxydations-, Reduktions-, Neutralisations- und Fällungsverfahren. Das zu reinigende Industriewasser setzt sich in der Regel aus stark verdünnten, d.h. kaum oder nur gering belasteten Spülwässern zusammen. Hinzu kommen noch Konzentrate, die den im Durchlauf zu entgiftenden Abwässern zudosiert werden. Durch Verdünnen der so entgifteten Abwasser, die noch schwer entfernbare Substanzen, z. B. Metallkomplexe, Phosphate, Tenside, organische Kolloide usw., enthalten, mit den schwach belasteten Spülwässern, ist es möglich, daß die gesetzlichen Grenzwerte eingehalten werden. Diese Art der Abwasserreinigung ist zwar gesetzlich unzulässig, aber schwerlich kontrollierbar.

Um die hohen Frischwasserkosten einzusparen, ist man speziell in der metallverarbeitenden, z. B. galvanischen Industrie, auch dazu übergegangen, die schwach mit Salzen belasteten Spülwässer im Kreislauf wiederzugewinnen. Das Spülwasser wird vor dem Rückführen in die Produktion mittels Ionenau-

5u stauschern entsalzt. Hierbei werden alle Kationen und Anionen sowie der größte Teil der Metallkomplexe und organischen Substanzen entfernt. Die bei der Regeneration der Ionenaustauscher anfallenden Konzentrate werden mit den in den Fertigungsbetrie-

Sj ben anfallenden Abfall-Konzentraten in einer kleinen Durchlauf- oder Standentgiftungsanlage behandelt. Die Aufkonzentration der Giftstoffe durch Ionenaustauscher bringt den Vorteil, daß die Giftstoffe nur

3 4

noch zu etwa 2 °/o und weniger der umlaufenden und zu filtrieren und erst dann die so vorgereinigten

Wassermenge konzentriert sind. Auch wird die Ent- Abwasser einer umgekehrten Osmoseeinrichtung zu

giftung in konzentrierten Lösungen mit einem höhe- zuführen. Es konnte dabei festgestellt werden, daß

ren Wirkungsgrad betrieben. Trotz dieser Vorteile ist hierdurch die Qualität des jeweiligen Abwassers zu

jedoch mit einem höheren Gehalt, z. B. an Rest- 5 einer Trinkwasserqualität gemacht werden kann,

schwermetallen, zu rechnen, als gesetzlich zulässig So ist das erfindungsgemäße Verfahren mit beson-

ist, wobei dieser Gehalt zurückzuführen ist auf den derem Vorteil anwendbar, um aus dem vorgereinig-

hohen Neutralsalzgehalt, auf den Anteil der Korn- ten Abwasser Fluoride, Arsenate, Sulfate, Chloride,

plexbildner und auf den hohen nicht absetzbaren Nitrate, Phosphate, biologisch schwer abbaubare

Schwebestoffgehalt, speziell der Metallhydroxyde, io Metallkomplexe, Schwermetallsalze oder organische

der durch größere Mengen an Tensiden und Phos- Substanzen abzutrennen. Es ermöglicht ferner erfin-

phaten hervorgerufen wird, die eine vollständige dungsgemäß, aus dem vorgereinigten Abwasser Ten-

Schlammabscheidung durch Absetzen oder Filtration side, Glanzbildner oder Inhibitoren als organische

verhindern. Substanzen abzutrennen, was insbesondere bei Ab-

Diesen Schwierigkeiten ist man durch Einbau von 15 wässern aus Textilbetrieben vorteilhaft ist.
Selektiv-Kationen- und -Anionenaustauschern begeg- Das aus den Osmosezellen austretende, von den net. Die Selektiv-Kationenaustauscher sind jedoch aufgeführten Substanzen weitgehend gereinigte Wascalcium- und magnesiumempfindlich, so daß deren ser kann ohne Gefahr der Schädigung in den Vorfluter Anwendung begrenzt ist. Auch tritt eine weitere Auf- oder Kanal eingeleitet werden. Auch kann bei Bedarf salzung der abzuführenden Abwassermenge ein. Die 20 das Wasser der Wiederverwendung zugeführt werden, Selektiv-Anionenaustauscher, die speziell Metall- da der Gehalt an gelösten und kolloidal gelösten Stofkomplexe zu binden vermögen, werden durch diverse fen um 80 bis 99 °/o reduziert worden ist. Das aus den andere nach der Entgiftung im Abwasser befindliche Osmosezellen ablaufende Konzentrat kann in einSubstanzen geschädigt. Das erhaltene metallkom- fächer Weise, z. B. durch Eindampfen, Einschmelzen, plexhaltige Regenerat ist aber selbst heute nach dem 25 Einzementieren, Verbrennen, Verschlacken, Sintern hohen Stand der Technik nur schwer oder überhaupt u. dgl., völlig unschädlich gemacht werden,
nicht vollständig zu entgiften. Das Problem der wei- Das aus den Osmosezellen austretende Wasser teren Aufsalzung ist praktisch nicht zu lösen. weist nur noch geringe Mengen an Nitrat und Phos-

Das entgiftete und von Schwebestoffen bzw. Me- phat auf. Die toxisch wirkenden Metalle, Metallkom-

tallhydroxydschlamm befreite Abwasser wird in der 30 plexe, Fluoride, einschließlich der Neutralsalze sind

Regel zum Kanal oder in den Vorfluter geleitet. Die bis auf geringe Mengen, die kleiner sind als die im

schon zuvor erwähnten Restschwermetallmengen in üblichen Trinkwasser befindlichen, aus dem Abwas-

freier oder komplexer Form sowie die hohen Mengen ser entfernt. Da das Permeat keine düngenden oder

an Tensiden und sonstigen organischen Substanzen schädigenden Stoffe mehr enthält, kann es ohne Ge-

sowie der Phosphat-, Natriumchlorid- und Natrium- 35 fahr in Vorfluter (Seen, Talsperren usw.) eingeleitet

sulfatgehalt im entgifteten Abwasser haben bei stoß- werden, ohne daß die Trinkwassergewinnung aus

weiser oder auch kontinuierlicher Einleitung in den diesen Vorflutern gefährdet wird. Eine Vorrichtung

Kanal oder den Vorfluter nicht übersehbare Auswir- zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah-

kungen auf das biologische Gleichgewicht der korn- rens ist derart beschaffen, daß eine Abwasservorbe-

munalen Kläranlage oder den Vorfluter zur Folge. 4° handlungsstufe einer Osmosezelleneinheit nachgeord-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die net ist. Zur Verbesserung der Abscheide- bzw. Ab-

nach bekannten Verfahren behandelten Abwasser trennwirkung kann gegebenenfalls gemäß der Erfin-

einer weitergehenden Reinigung zu unterziehen. dung vorgesehen sein, daß zwischen dem Konzen-

Nachfolgend sind einige Substanzen aufgeführt, die tratbecken und der Abwasservorbehandlungsstufe

aus den vorgereinigten Abwassern zu entfernen sind: 45 eine Rückführleitung angeordnet ist.

1. Metalle, Besondere Vorteile weist das erfindungsgemäße

2. komplexgebundene Metalle, aufbereitungsverfahren für Abwässer aus metallver-

3. organische Substanzen wie Tenside, Glanzbild- arbeitenden Betrieben auf, bei denen das Abwasser in ner, Inhibitoren, einer Entgiftungsstufe entgiftet, anschließend neutra-

4. organische Komplexbildner (biologisch schwer 5° lisiert und sedimentiert wurde und das Abwasser abbaubare organische Substanzen), dann über Druckpumpen in die Osmosezelle geför-

5. Neutralsalze (Chloride, Sulfate, Nitrate, Phos- dert wird, von wo es als Permeat in den Sammelbephate usw.). hälter zurückgeführt wird, während das Konzentrat,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- gegebenenfalls nach einer mehrfachen Rückführung,

löst, daß man nach einer an sich bekannten Abwas- 55 von den Osmosezellen abgesondert wird. Im Gegen-

seraufbereitung das erhaltene Produkt einer weiteren satz zu dem bisherigen Verfahren kann das Abwasser

Reinigung mittels einer umgekehrten Osmose unter- wieder dem Betrieb zugeführt werden. Dieses gilt

wirft. auch für die Aufbereitung von Abwässern aus EIo-

Die Aufbereitung von Abwasser, z.B. aus Farbge- xalanlagen, bei denen eine Neutralisation und Filtrabungs- oder Lackieranlagen, mittels einer umgekehr- 60 tion stattgefunden hat. Hier kann das so vorbehanten Osmose ist an sich bekannt. Bei den bekannten delte Wasser nach dem Austritt aus den Osmosezel-Verfahren hat man das Abwasser ohne irgendeine len, gegebenenfalls nach Durchlaufen von Ionenaus-Vorbehandlung den umgekehrten Osmoseeinrichtun- tauschern, in den Betrieb zurückgeführt werden, gen zugeführt und dabei eine rasche Verminderung während die in den Osmosezellen ausgeschiedenen der Filterkapazität festgestellt. Dagegen sieht die Er- 65 Konzentrate einem dem Absetzbecken vorgeschaltefindung vor, die Abwasser zunächst in bekannter ten Behandlungsbecken des Betriebs wieder zuge-Weise vorzubehandeln, d. h. gegebenenfalls zu entgif- führt werden,
ten, zu neutralisieren, zu flocken, zu sedimentieren Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung er-

5 6

geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im dann gelangt das neutralisierte Wasser in ein Absetz-Zusammenhang mit der Zeichnung, in der Ausfüh- becken 29 zur Sedimentation der ausgefällten rungsbeispiele der Erfindung schematisch wiederge- Schwermetallhydroxide bzw. Filltration. Die abgegeben sind. Hierin zeigt setzten Schlammstoffe werden mittels einer Förder-

F i g. 1 das Schema eines Funktionsablaufs einer 5 pumpe 31 in einer Schlammfilterpresse 30 abgepreßt

Abwasseraufbereitung von galvanischen Betrieben, und sukzessive abgeführt. Mittels einer Dosieranlage

F i g. 2 eine Abwasseraufbereitungsanlage im 32 können Flockungshilfsmittel zugeführt werden.

Blockschaltbild für eine Eloxal-Anlage, Die so vorgereinigten Abwasser gelangen in eine

F i g. 3 das Funktionsschema einer Aufbereitungs- Pumpenvorlage 33 und werden von dort über die

anlage für Abwasser aus Textilbetrieben (z. B. Fär- io Pumpe 34 einem Filter 35 zugeführt, das als offenes

berei), Filter oder als Druckfilter ausgebildet sein kann.

F i g. 4 das Funktionsschema einer Reinigung von Das vorgefilterte und neutrale Wasser wird als-

Abläufen aus kommunalen Kläranlagen. dann erfindungsgemäß Osmosezellen 36 unter hohem

Bei der in F i g. 1 dargestellten Aufbereitungsan- Druck zugeführt. Die Osmosezellen enthalten halb-

lage handelt es sich um eine Kreislaufanlage für cya- 15 durchlässige Membranen vorzugsweise aus Zellulose-

nid-, chrom- und schwermetallhaltiges Abwasser, acetat, die beispielsweise zylindrisch oder spiralig ge-

z. B. aus einem galvanischen Betrieb. Da sowohl die wickelt sind. Nach dem Prinzip der umgekehrten Os-

Cyanide als auch die Chromsäure starke Gifte dar- mose tritt das Wasser, das Permeat, unter hohem

stellen, ist eine sorgfältige Aufbereitung des Abwas- Druck durch die Membranen hindurch, während die

sers erforderlich. Bei der dargestellten Aufberei- 20 im Wasser enthaltenen gelösten Stoffe als Konzen-

tungsanlage handelt es sich um eine Kreislaufanlage träte abgesondert werden. Das hindurchtretende

zur Wiedergewinnung der Spülwasser, wobei die Wasser wird auf einen Druck von etwa 15 bis

Ionenaustauscheranlage mit einer Entgiftungsanlage 120 atü durch die Hochdruckpumpe 37 gebracht und

und einer Schlammaufbereitung kombiniert ist. sollte möglichst einen pH-Wert im Bereich von 4,5

Die aus der Galvanik 10 austretenden Spülwässer 25 bis 8 und keine höhere Temperatur als etwa 35^C C

werden gemeinsam einem Spülwassersammelbehälter zur Schonung der austauschbaren Membranen auf-

11 zugeführt. Dort werden die Spülwässer über weisen.

Druckerhöhungspumpen 12 einem Kationenaustau- Um eine höchstmögliche Konzentration der Abscher 13 und einem Anionenaustauscher 14 züge- Schneidekomponenten sowie einen höchstmöglichen führt. Das entsalzte Spülwasser wird über die Lei- 30 Reinheitsgrad des Permeats zu erreichen, kann das tung 15 zur Wiederverwendung in die Galvanik 10 abgeschiedene Konzentrat vom Sammelbehälter 38 zurückgeführt. Die alkalischen cyanid- und schwer- über eine gestrichelt angedeutete Konzentratrückmetallkomplexhaltigen Konzentrate werden in einem füllleitung 39 nochmals in die Pumpenvorlage 33 Behälter 16 gesammelt und von dort einem Reak- rückgeführt werden, um dann einem erneuten Reinitionsbehälter 20 über die Leitung 17 kontinuierlich 35 gungsprozeß in den Osmosezellen 36 zugeführt zu oder taktweise zugeführt, in welchem mittels der Do- werden. Das Permeat verläßt über eine Leitung 42 sierbehälter 18 und 19 Natriumhypochlorid und Na- das Hochdruckgerät 36 und wird dem Sammelbehältronlauge zugegeben wird. In dem Behälter 20 wer- ter 11 zur Weiterverwendung zugeführt. Da das Perden die mittels des Rührwerks 21 mit den zugeführ- meat nur noch einen Reststoffgehalt von etwa 5 ten Chemikalien vermischten Regenerate alkalisiert 40 bis 104 der Ausgangsmenge enthält, kann es, ohne und das Cyanid mittels Natriumhypochlorid zum schädigend zu wirken, in den Kanal 43 oder Vorflu-Cyanat oxydiert. Die Zuführung der Natronlauge ter eingeleitet werden. Das durch die Osmosezellen mittels der Dosieranlage 18 erfolgt so lange, bis der 36 ausgeschiedene Konzentrat befindet sich in einer erforderliche PH-Wert von 11 eingestellt ist. Wäh- hochkonzentrierten Form, das auf ein kleinstmöglirend der Chemikalienzugabe wird der PH-Wert mit- 45 ches Volumen beschränkt ist. Um dieses unschädlich tels der nur schematisch angedeuteten Meßgeräte 23 zu machen, kann das Konzentrat z. B. unter Zufükontrolliert und gegebenenfalls durch Regelanlagen gung von Zuschlagsstoffen einzementiert, in Glas gesteuert. eingeschmolzen oder in anderer Weise verschlackt

Im nachgeschalteten Behälter 24 erfolgt eine werden, so daß keine schädlichen Rückstände in ir-

Chromatentgiftung. Diese kann wie folgt vor sich ge- 50 gendeiner Form in den Vorfluter oder Kanal gelan-

hen: Durch Reduktion von Natriumbisulfit im stark- gen können.

sauren Medium, durch Reduktion von Eisen-(II)-sul- Bei hohem Salzgehalt und Schadstoffgehalt aus der fat im alkalischen Bereich oder durch Zuführung von Produktion wird statt der beschriebenen Kreis-Natriumdithionit. Die Chemikalien werden aus einem lauf-Ionenaustauscheranlage das gesamte anfallende Dosierbehälter 25 zugeführt. Auch hier dient ein 55 Abwasser in einer konventionellen Stand- oder Schnellmischer 21 der homogenen Durchmischung Durchlauf-Entgiftungsanlage behandelt. Das entgifinnerhalb kürzester Zeit. Zum Behälter 24 können tete Abwasser kann in diesem Fall ebenfalls über Osüber die gestrichelt angedeutete Leitung 41 noch die mosezellen entsalzt werden und wird dann in den Beim Sammelbehälter 40 gespeicherten chromsäure- trieb, gegebenenfalls nach einer weiteren Behandlung und schwermetallsalzhaltigen Konzentrate und 60 über Ionenaustauscher, zur Wiederverwendung zu-Eluate zur Entgiftung zugeführt werden. rückgeführt. Das Permeat kann in diesem Fall auch Diesen Behandlungen in den Becken 20 und 24 folgt ohne Gefährdung in den Kanal oder in den Vorfluter eine Neutralisation in dem Neutralisationsbecken 26. eingelassen werden, da auch die Restschwermetalle Hier erfolgt eine Zumischung von Natronlauge, Na- freier oder komplexer Natur einschließlich organitriumkarbonat oder Kalkmilch aus dem Vorratsgefäß 65 scher Stoffe aus dem Abwasser entfernt sind. Bei 27 und von Säure aus dem Dosierbehälter 28 mittels einer solchen Anlage, bei der das gesamte anfallende Magnetventilen 22, bis sich der erforderliche Abwasser eines metallverarbeitenden Betriebes zu-PH-Wert im zulässigen Bereich eingestellt hat. Als- sammengeführt und über eine konventionelle Stand-

oder Durchlaufentgiftung behandelt wird, hat der Einbau der Osmosezellen den Vorteil, daß nunmehr eine wirtschaftliche Entsalzung des gesamten Abwasserstroms und damit eine Rückführung in den Betrieb möglich ist, wogegen bisher wegen des hohen Salz- und Schadstoffgehalts ein Einbau von Ionenaustauschern nicht in Betracht kam. Sofern die Abwasser noch Chemikalien enthalten, die die Membranen der Osmosezellen schädigen oder blockieren könnten, empfiehlt es sich, vor dem Gerät 36 noch Selektivionenaustauscher einzusetzen, durch die eine selektive Entfernung dieser schädigenden Chemikalien erfolgt. Sollte der Salzgehalt in der Rückführleitung 42 noch zu hoch sein, so kann bei einer solchen Anlage im Hauptstrom oder in einem hierzu vorgesehenen Nebenschluß noch eine Ionenaustauscheranlage eingeschaltet sein, durch die eine vollständige Entsalzung des Wassers erzielt wird. Die anfallenden Regenerate aus diesen Ionenaustauschern werden in den vorhandenen Speicherbecken 16 und 40 gesammelt ao und der vorhandenen Stand- oder Durchlaufentgiftung zugeführt und dort mitbehandelt. Dadurch wird der Zusatzwasserbedarf äußerst niedrig gehalten.

Besondere Vorteile weist der Einbau der Osmosezellen auch in einer Abwasseraufbereitung aus EIo- »5 xalenlagen auf, da es hier bisher wegen des hohen Salzgehalts der Abwässer nicht möglich war, diese einer Wiederverwendung zuzuführen. Vielmehr wurde es bisher neutralisiert und in den Kanal bzw. den Vorfluter abgeleitet. Eine Kreislaufführung der Abwasser war somit nicht möglich.

Bei dem in F i g. 2 dargestellten Funktionsschema ist eine Abwasseraufbereitung einer Eloxalanlage schematisch dargestellt. Das aus dem Eloxalbetrieb 50 kommende Spülwasser, das wegen seines hohen Salzgehalts und hohen Aluminiumhydroxidgehaltes nicht über Ionenaustauscher geführt wird, gelangt zunächst über die Leitung 51 zu einem Neutralisationsbehälter 52. In diesem wird das schwefelsaure Spülwasser durch Zusatz von gebranntem Kalk oder sonstigen Chemikalien neutralisiert. In dem nachfolgenden Absatzbecken 53 werden die ausgefällten Sulfate und die Aluminiumverbindungen sedimentiert oder durch Direktfiltration entfernt. Über die nachfolgende Pumpenvorlage 54 und die offene oder geschlossene Filtrationsanlage 55 wird das Wasser über Hochdruckpumpen 57 den Osmosezellen 36' zugeführt, in denen eine Abtrennung der im Wasser vorhandenen Chemikalien, insbesondere der Sulfate und anderer Schadstoffe, vom Wasser vorgenommen wird.

Die aus den Osmosezellen 36' austretende sulfathaltige Sole kann über die Rückführleitung 39' nochmals in die Pumpenvorlage 54 rückgeführt und nach Filtration durch das Filter 55 abermals den Osmosezellen 36' zugeführt werden, so daß eine höhere Anreicherung der Sulfate erfolgt. Hat der Gehalt des Sulfats in dem Becken 38' eine bestimmte Konzentration erreicht, wird es mittels der Pumpe 60 über die Leitung 62 in das Behandlungsbecken 69 geführt, wo es mittels Kalk oder entsprechender Chemikalien behandelt und dem Absetzbecken oder der Direktfiltration 53 zugeführt wird. Das entsalzte Wasser (Restsalzgehalt 5 bis 101) wird der Wiederverwendung in den Betrieb 50 zugeführt, wobei in der Zuführleitung 63 direkt oder in einem hierzu geführten Nebenschluß 64 Kationenaustauscher 65 und Anionenaustauscher 66 geschaltet sein können, um den Reinheitsgrad des Permeats noch zu erhöhen. Der Sulfatgehalt des aus den Osmosezellen 36' austretenden Wassers ist so gering, daß er ohne Gefährdung auch in den Kanal oder Vorfluter geleitet werden kann, was durch die Leitung 67 angedeutet ist. Bei den bisherigen Anlagen war es nicht möglich, den Sulfatgehalt der in Eloxalanlagen anfallenden Abwasser ohne eine gesetzlich unzulässige Verdünnung unterhalb des vorgeschriebenen Werts von 400 mg/1 zu halten.

Eine weitere vorteilhafte erfindungsgemäße Anwendung der Osmosezellen ist in der F i g. 3 dargestellt, in welcher die Aufbereitung von Abwässern aus Textilbetrieben schematisch wiedergegeben ist. Auch bei diesen Betrieben war es wegen der im Abwasser vorhandenen hohen Anteile von organischen Stoffen und Kolloiden, Sulfaten, Phosphaten, Nitraten, Chloriden usw. bisher nicht möglich, das Abwasser einer Wiederverwendung zuzuführen. Vielmehr wurde dieses bisher in den Kanal oder Vorfluter abgeleitet, da die bisher bekannten Abwasserreinigungsverfahren es nicht ermöglichten, auf ökonomische Weise die vorstehend aufgeführten Stoffe aus dem Abwasser zu entfernen.

Das gesamte in der Färberei 70 anfallende Abwasser wird einem Vorhaltebecken 72 über die Leitung 71 zugeführt. Dieses ist so bemessen, daß es das Abwasser für mindestens eine Arbeitsschicht (8 Stunden) aufnehmen kann. Von dort wird das Wasser einem Kontakt-Schlamm-Reaktor 73 zugeführt, in welchem es einem Flockungsprozeß unterworfen wird. In diesen Behälter werden die organischen und andere unlösliche Substanzen durch Zusatz von Flockungsmitteln und -hilfsmitteln mit einem relativ geringen Wirkungsgrad ausgeflockt. Von der nachfolgenden Pumpenvorlage 74 wird das Wasser mittels der Druckpumpen 77 durch die Osmosezellen 36" filtriert. Die anfallenden Konzentrate (Chloride und/oder Sulfate organischer Substanz) werden aus dem Behälter 38" entnommen und unschädlich gemacht oder nochmal über die Rückführleitung 39" den Osmosezellen 36" zur weiteren Eindickung zugeführt.

Das gereinigte Wasser kann nunmehr ohne Gefahr über die Leitung 87 zum Kanal abgelassen oder über die Leitung 82 dem Reinwasserbecken 80 zur Wiederverwendung zugeführt werden. Dabei kann vorgesehen sein, daß das Wasser zunächst die vorzugsweise in einer Nebenschlußleitung 84 vorgesehenen Kationenaustauscher 85 und Anionenaustauscher 86 passiert.

Die Osmosezellen ermöglichen in diesem Fall einen besonders wirtschaftlichen Betrieb, da der größte Teil der Abwasser im Gegensatz zu den bisherigen Verfahren im Fabrikationsprozeß wieder verwendet werden kann. Um den Wasserrückgewinnungsprozeß besonders wirtschaftlich zu gestalten, kann in der Färberet eine Trennung der Abwasser in konzentrierte Wasch-, Färbe- und Nachbehandlungsbäder erfolgen, so daß dann nur die anfallenden Spülwässer in der beschriebenen Weise im Kreis behandelt werden, während die Konzentrate einer besonderen Behandlung —· Flockung, Verdampfung· usw. — unterworfen und dann abgeführt werden.

Bei dem in F i g. 4 dargestellten Funktionsschema ist eine kommunale Abwasserreinigung dargestellt mit nachgeschaltctcn Osmosezellen zur weitergehenden Reinigung des Kläranlagen-Ablaufs. In der kom-

309 520/438

munalen Kläranlage wird das aus gewerblichen Betrieben und Haushalten ankommende Abwasser einer mechanischen, biologischen oder chemischen Reinigung unterzogen. Der Ablauf der Kläranlage 90 wird einer Pumpenvorlage 91 und von dort gegebenenfalls über eine offene oder geschlossene Filteranlage 92 über Hochdruckpumpen 97 den Osmosezellen 36'" zugeführt. Dort erfolgt eine Abtrennung der schwer biologisch abbaubaren, echt oder kolloidal gelösten Substanzen, der Nitrate, Chloride, Sulfate, Phosphate, einschließlich der Verbindung Ammonium-N in dem Behälter 38'". Das die Osmosezellen verlassende Permeat 94 entspricht einem guten Trinkwasser und kann ohne Schädigung in den Vorfluter eingeleitet werden.

In der nachfolgenden Tabelle sind die analytischen Werte des Rohwassers, des nach dem erfindungsgemäßen Prinzip gereinigten Reinwassers und eines üblichen Leitungswassers zum Vergleich nebeneinandergestellt. Hierin bedeutet COD den chemischen Sauerstoffbedarf.

10

Tabelle 1

KMnO₄ Verbrauch,

mg/1

COD, mg/1

Kohlenstoff, mg/1 ..
Anion. Tenside, mg, I

Rohwasser	Rein
Kliiranlagen-	wasser
ablauf,	nach um
mechanisch	gekehrter
biologisch	Osmose
14	0,6
52	1
8,5	0,5
0,9	0

Leitungswasser

0,3 3

0,5 0

Das aus den Osmosezellen austretende Konzentrat kann über die Rückführleitung 39"' nochmals in die Pumpenvorlage 91 geführt und nach der Filtration abermals den Osmosezellen 36'" zugeführt werden, so daß eine höhere Anreicherung der ausgeschiedenen Stoffe erfolgt. Die schadlose Befestigung des ao Konzentrats erfolgt z.B. durch Verbrennen, Eindampfen, Einschmelzen, Einzementieren usw.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufbereiten von Abwässern mittels einer umgekehrten Osmose, dadurch gekennzeichnet, daß man nach einer an sich bekannten Abwasseraufbereitung das erhaltene Produkt einer weiteren Reinigung mittels einer umgekehrten Osmose unterwirft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man aus dem vorgereinigten Abwasser Fluoride, Arsenate, Sulfate, Chloride, Nitrate, Phosphate, biologisch schwer abbaubare Metallkomplexe, Schwermetallsalze oder organisehe Substanzen abtrennt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man aus dem vorgereinigten Abwasser Tenside, Glanzbildner oder Inhibitoren als organische Substanzen abtrennt.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer Abwasservorbehandlungsstufe (A,A', A" A'") eine Osmosezelleneinheit (36,36', 36", 36'") nachgeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Konzentratbekken (38,38', 38", 38'") und der Abwasservorbehandlungsstufe (A, A', A", A'") eine Rückführleitung (39, 39', 39", 39'") angeordnet ist.