DE641793C

DE641793C - Verfahren zur Kreislaufverwendung von Eisen bei der chemischen Reinigung von Abwasser durch Eisenverbindungen

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Publication number: DE641793C
Application number: DEJ50940D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1934-11-10
Filing date: 1934-11-10
Publication date: 1937-02-13

Description

Bei der chemischen Reinigung von Wasser und Abwasser nimmt das Eisen eine bevorzugte Stellung ein. Es kann in der verschiedensten Weise, z. B. als fertiges Eisensalz, 5 oder auch durch elektrolytische Auflösung des Metalls oder durch sonstige Verfahren zur Anwendung· gelangen; in allen Fällen kommt die Reinigung durch die fällende Wirkung des in statu nascendi befindlichen Ferrihydroxyds zustande, welches in Flockenform ausfällt und die" Schmutzstoffe des Abwassers mit niederschlägt. Der dabei entstehende stark 'eisenhaltige Schlamm wird in der Regel beseitigt, so daß auf diese Weise das Eisen verlorengeht und zur Behandlung neuen Abwassers ständig neue Eisenmengen erforderlich sind.

Das Ziel des vorliegenden Verfahrens ist es, das in solchen, Schlämmen vorhandene Eisen wiederzugewinnen und erneut für die Reinigung von Abwasser zu benutzen. Eine solche Kreislaufverwendung des Fällungsmittels ist zwar schon bekannt, so wird z. B. an manchen Stellen der eisenhaltige nasse Schlamm oder auch dessen Asche mit Schwefelsäure oder Chlor behandelt und mit der so gewonnenen Eisenlösung wieder neues Abwasser ausgefällt. Da aber die Kosten der für die Auflösung notwendigen Säuren oder Chemikalien kaum geringer sind als die fertigen Eisensalze selbst, ist diese Arbeitsweise unwirtschaftlich, ganz abgesehen von dem Nachteil, daß dabei erhebliche Mengen saurer, schwer unterzubringender Rückstände anfallen.

Erfindungsgemäß wird der Eisenkreislauf dadurch erreicht, daß das im Abwasserschlamm enthaltene Eisen zunächst in kohlensäurelösliche Form übergeführt und dann mittels Kohlensäure als Carbonat zur Auflösung gebracht wird. Das zu reinigende Abwasser wird mit der Carbonatlösung angereichert und hierauf stark belüftet, wodurch in bekannter Weise das Eisen als Ferrihydroxyd ausgeschieden und gleichzeitig die Schmutzstoffe des Abwassers ausgefällt werden.

Die Umwandlung des im Schlamm enthaltenen Ferrihydroxyds in kohlensäurelösliche Form beruht auf der bekannten Tatsache, daß die organische Substanz des Schlammes das Ferrihydroxyd zu Ferrohydroxyd zu reduzieren vermag, welches in Kohlensäure leicht löslich, ist. Erfindungsgemäß wird diese Umwandlung, die nach der- Gleichung:

2Fe(OH)₃-O = 2 Fe(OH)₂ + H₂O .

verläuft, dadurch bewerkstelligt, daß der frisch ausgef ällte ferrihy dr oxy dhaltige S chlamm einige Zeit sich selbst überlassen wird. Dabei tritt im Schlamm unter der Einwirkung von Bakterien -und der organischen Substanz eine starke Sauerstoffzehrung ein, die auch den chemisch gebundenen Sauerstoff anzugreifen vermag und das Ferrihydroxyd in Ferrohydr-

oxyd überführt. Die Reduktion kann durch Bewegen des Schlammes, z. B. durch Rühren oder durch Impfen mit stark sauerstoffzehrenden anderen Schlämmen, ζ. B. mit Frischschlamm, Faulschlamm, Belebtschlamm usw., beschleunigt werden. .·>

Für die Auflösung des Eisens wird deireduzierte Schlamm mit Kohlensäure behandelt oder mit kohlensäurehaltigem Abwasser ίο in Berührung gebracht. Die Löslichkeit des zweiwertigen Ferrohydroxyds ist im Gegensatz zum Ferrihydroxyd so groß, daß die Auflösung zu Eisenbicarbonat schon nach etwa ι ο Minuten langer Einwirkung der Kohlensäure praktisch vollendet ist.

Das zu reinigende und mit dieser Eisenbicarbonatlösung angereicherte Abwasser wird sodann kurze Zeit stark belüftet, wodurch das Eisen als Ferrihydroxyd wieder zur Ausscheidung gelangt und dann in bekannter Weise seine Fällungswirkung äußert. Der hierbei anfallende Schlamm wird wieder erneut der Kreislaufbehandlung unterzogen.

Für die praktische Durchführung dieses Eisenkreislaufverfahrens besteht eine Reihe von Möglichkeiten. Am besten hat sich nach den Versuchen folgende Arbeitsweise bewährt: Der bei der chemischen Reinigung von Abwasser mit Eisenverbindungen anfallende eisenhaltige Schlamm wird, wie üblich, in einem Absetzbecken vom gereinigten Abwasser getrennt und von hier in eingedicktem Zustand in ein besonderes Reduktionsbecken gebracht, das zweckdienlich mit einem Rührwerk versehen ist. Hier bleibt der Schlamm, nachdem er mit einer gewissen Menge Impfschlamm vermischt wurde, eine gewisse Zeit, z. B. über Nacht, sich selbst überlassen. Zeitweises oder auch ständiges langsames Umwälzen durch ein Rührwerk ist dabei vorteilhaft, weil dadurch die Reduktion beschleunigt und die Bildung faulender Schlammnester im Reduktionsbecken vermieden wird. Danach wird der Schlamm laufend dem zu reinigenden Abwasser, dem man, wenn es nicht von Natur aus genügende Mengen Kohlensäure enthält, noch Kohlensäure, z.B. in Form von kohlensäurehaltigen Abgasen, zuführt, zuge-' geben und in einem Mischgerinne oder in einem mit Rührwerk versehenen Mischbecken etwa 10 bis 15 Minuten innig gemischt. Hierbei löst sich das im Schlamm als zweiwertiges Ferrohydroxyd vorhandene Eisen als Eisenbicarbonat im Abwasser auf, welches in einem Absetzbecken wieder vom Schlamm . getrennt wird. Der Schlamm wandert zwecks weiterer Reduktion von Ferrihydroxyd wieder zum Reduktionsbecken zurück und macht diesen Kreislauf bis zum gewünschten Grad der Enteisenung erneut durch.

Das mit Eisenbicarbonat angereicherte Abwasser erhält, da die Kreislaufverwendung des Eisens naturgemäß keine hundertprozentige sein kann, sodann den noch bis zur ■vollständigen Ausfällung der Schmutzstoffe fehlenden Eisenzusatz nach irgendeinem der bekannten Verfahren und wird darauf in einem . Belüftungsbecken etwa r 5 Minuten stark belüftet. Der hierbei ausgeschiedene ferrihydroxydhaltige Schlamm wird in einem Nachklärbecken vom Abwasser getrennt und wieder zur Kreislaufverwendung des Eisens in das Reduktionsbecken zurückgeführt, während das gereinigte Abwasser zum Abfluß kommt bzw. noch einer biologischen Nachbehandlung unterzogen wird.

Versuche haben gezeigt, daß bei einem 2 bis 3 Tage langen und je viermal täglichen Kreislauf des Eisenschlammes 65 bis 700/0 des zur Ausfällung des Abwassers erforderliehen Eisens gelöst und für die Reinigung nutzbar gemacht werden können, so daß eine Ersparnis an Fällungsmittel von 65 bis 700/0 eintritt. Der enteisente Schlamm wird von Zeit zu Zeit aus dem Reduktionsbecken bzw. dem ersten Absetzbecken entfernt und in den Faulraum gebracht oder sonstwie beseitigt.

Es ist möglich, durch einen längeren Kreislauf des Schlammes die Ausnutzung des Eisens noch zu erhöhen. Indes ist zu berücksichtigen, daß ein Teil des Eisens sich infolge Fäulnis zu Schwefeleisen umsetzt und sich so der Rückgewinnung entzieht. Man kann aber auch schwefeleisenhaltigen, z. B. ausgefaulten Schlamm der Kreislaufverwendung zugänglich machen, wenn man den Schlamm einige Zeit stark belüftet. Dadurch wird das Schwefeleisen in Ferrihydroxyd umgewandelt, das sich dann in der beschriebenen Weise wieder reduzieren läßt.

Der Wert des Verfahrens, namentlich in wirtschaftlicher Hinsicht, besteht darin, daß die Kosten der chemischen Reinigung des Abwassers durch die weitgehende Kreislaufverwendung des Fällungsmittels auf einen Bruchteil gesenkt werden können. Die Menge des anfallenden Schlammes wird infolge der Entfernung des grobflockigen Fällungsmittels stark verringert und dadurch die Beseitigung verbilligt. Gleichzeitig erhöht sich der Wert des ausgefaulten Schlammes für die landwirtschaftliche Verwendung.

Außerdem bietet das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit, beliebige eisenhaltige Schlämme und Abfälle, in denen das Eisen in Form des dreiwertigen Hydrats oder Oxyds vorhanden ist, für die Ausfällung von Abwasser nutzbar zu machen. Dies gilt insbesondere z. B. für ferrihydroxydhaltigen Schlamm, der bei der Klärung von Abwässern aus Eisenbeizereien anfällt oder auf den Enteisenungsanlagen, die der Aufbereitung von

Trink- und Brauchwasser dienen, gewonnen wird. Dieser Schlamm kann ohne weiteres verwendet werden, wenn man ihn in der beschriebenen Weise mit Abwasserschlamm mischt und dann der Einwirkung von Kohlensäure aussetzt.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Kreislaufverwendung von Eisen bei der chemischen Reinigung von Abwasser durch Eisenverbindungen unter Zuhilfenahme von Kohlensäure als Lösungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß der bei der Reinigung von Abwasser mit Eisenverbindungen anfallende Ferrihydroxyd enthaltende Schlamm in bekannter Weise einige Zeit, gegebenenfalls unter Umrühren und nach Impfung mit stark sauerstoffzehrenden Schlämmen, wie Faulschlamm, Frischschlamm Usw., sich selbst überlassen wird, hierauf der Einwirkung von Kohlensäure oder kohlensäurehaltigem-Abwasser ausgesetzt und alsdann das' zu reinigende Abwasser nach Anreicherung mit dem so entstehenden gelösten Eisenbicarbonat in an sich bekannter Weise zwecks Ausfällung des Eisens und der Schmutzstoffe belüftet wird.