DE3001929A1

DE3001929A1 - Faellungsmittel

Info

Publication number: DE3001929A1
Application number: DE19803001929
Authority: DE
Inventors: Gerhard 3320 Salzgitter Friedrich
Original assignee: FRIEDRICH ERICH METALL HUETTE
Current assignee: FRIEDRICH ERICH METALL HUETTE
Priority date: 1980-01-19
Filing date: 1980-01-19
Publication date: 1981-07-30
Also published as: DE3001929C2

Description

Fällunasmittel:
Die Erfindung bezieht sich auf ein Fällungsmittel zur Ausfällung oder Flockung von Chemikalien, insbesondere von Phosphaten aus Wasser, vor allem aus Abwasser, wobei das Fällungsmittel im wesentlichen aus metallischen Eisenstücken besteht.
In Kläranlagen wird heute zunehmend neben der biologischen auch eine chemische Reinigung durchgeführt, um im Abwasser gelöste Chemikalien, die bei der mechanischen und biologischen Klärung nicht entfernt werden, zu eliminieren. Probleme bereiten dabei insbesondere Stickstoff und Phosphor, die in der biologischen Stufe nur unvollkommen beseitigt werden können.
Phosphor bzw. dessen Verbindungen werden heute vorwiegend durch Fällung, insbesondere Flockung aus dem Abwasser entfernt, wobei als Fällungsmittel bzw. flokkenbildendes Mittel Eisen, Aluminium oder Kalk verwendet werden (vgl. Lehr- und Handbuch der Abwassertechnik, Bd. II, 2.Aufl., 1975, S. 216 ffs, S. 559 ff., S.606 ff.). Das Fällungsmittel kann dabei vor der biologischen Stufe dem Abwasser zugegeben werden, wobei sich dann Hydroxidflocken bilden, an denen sich der Phosphor anlagert. Das Entfernen dieser Flocken geschieht dann bei der sogenannten Vorfällung in einem separaten Flockungsbecken vor der biologischen Stufe und bei der Simultanfällung im Nachklärbecken. Bei der sogenannten Nachfällung wird das Fällungsmittel in einer besonderen Stufe im Anschluß an die biologische Reinigung vorgenommen.
Das Fällungsmittel Eisen wird heute überwiegend in gelöster Form als Eisensulfat zugegeben, das als Abfallprodukt in der Stahlindustrie anfällt. Es ist relativ billig und löst sich schnell im Abwasser.
Nachteilig ist jedoch, daß bei der Bildungsreaktion der Hydroxidflocken die Säurekomponente des Salzes frei wird, so daß das Abwasser entsprechend angesäuert wird. Da die Flockenbildung und gegebenenfalls auch die nachfolgende biologische Klärung möglichst bei einem pH-Wert von 7 bis 8 erfolgen sollte, kann das Eisensulfat ohne weitere Zusätze nur bei alkalischen Abwässern eingesetzt werden. Selbst dann ist jedoch die Zugabemenge begrenzt, um das Abwasser durch das Freiwerden der Säurebestandteile nicht in den sauren Bereich zu bringen. Dies hat zur Folge, daß eine vollständige Elimination des Phosphors nicht erzielbar ist, es sei denn, daß zusätzlich noch basisches Material wie Natronlauge oder Kalkmilch zugegeben wird, um den Säuerungseffekt zu kompensieren.
Ein weiterer Nachteil des Eisensulfates liegt im geringen Eisengehalt von etwa nur 5 %. Es müssen deshalb relativ große Mengen eingesetzt werden, was zu hohem Transport- und Lagerungsaufwand führt. Die La- gerung ist zudem noch deshalb problematisch, weil sich hierbei Schwefelsäuren bilden, die eine aufwendige Auskleidung des Lagerplatzes erfordern.
Bei dem sogenannten Niers-Verfahren ist versucht worden, die vorgenannten Nachteile dadurch zu verringern, daß dem Abwasser neben dem Eisensulfat Gußeisenspäne zugemischt werden, da deren Umwandlung ohne Anreicherung des Abwassers mit Säureresten vor sich geht. Allerdings ist das Gußeisen außerordentlich reaktionsträge, so daß es erforderlich war, eine Intensivbelüftung in einem eigens dafür ausgebildeten Eisenungsbecken durchzuführen. Der apparative Aufwand und der hohe Energieverbrauch, nicht zuletzt aber die hohen Preise für Gußeisenspäne führten jedoch dazu, daß sich dieses Verfahren nicht hat durchsetzen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fällungsmittel der eingangs genannten Art zu finden, das. nicht zu einer Ansäuerung des Wasser führt, leicht zu transportieren und zu lagern ist, problem--los zugegeben werden kann und wirtschaftlich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die das Fällungsmittel bildenden Eisenstücke Eisenoxid enthalten oder daraus bestehen. Dieses Fällungsmittel ist im Gegensatz zu den bekannten Gußeisenspänen so reaktionsfreudig, daß auf eine ergänzende Zugabe von Eisensulfat und auf eine zusätzliche Belüftung oder sonstigen apparativen Aufwand verzichtet werden kann. Dabei hat sich überraschenderweise gezeigt, daß schon ein relativ geringer Anteil - sogar unter 1 % - ausreicht, um diese Wirkung zu erzielen. Die erheblichen Nachteile, die die Verwendung von Gußeisenspänen brachte, sind damit beseitigt.
Da die Zugabe zusätzlicher Mittel wie Eisensulfat nicht erforderlich ist, entsteht auch keine Ansäuerung des Wassers mehr. Es kann deshalb soviel Eisen zugegeben werden, wie für eine vollständige Phosphorelimination notwendig ist, ohne daß hierdurch eine Verschiebung des ph-Wertes nach unten eintritt. Schließlich ist auch die Lagerung im Vergleich -zu der des Eisensulfates völlig unproblematisch und nimmt auch wesentlich weniger Raum ein, wobei die Raumersparnis umso größer ist, je höher der Anteil an Eisenoxid ist. Entsprechend geringer sind auch die Frachtkosten.
Das erfindungsgemäße Fällungsmittel kann auch aus einer Mischung von Roheisen und/oder Stahleisen und Eisenoxid bestehen. Vorteilhafterweise wird das erfindungsgemäße Fällungsmittel jedoch aus bei der Eisenverhüttung und/oder dem Walzwerkprozeß anfallendem Eisenabfall gewonnen. Dieser Eisenabfall entsteht bei der Schlackenabnahme, durch Verspritzen und beim Walzen. Soweit die Eisenstücke aus beim Hochofen-oder Stahlwerksprozeß anfallendem Eisenabfall bestehen, enthält er neben reinem Eisen und Eisenoxid zusätzlich noch Anteile von Schlacke, die meist schwach alkalisch ist. Nur der Schlackenanteil des bei dem Entschwefelungsprozeß auf Sodabasis anfallenden Eisenabfalles hat wegen seines Sodagehaltes eine höhere Alkalität, so daß sich dieser Eisenabfall besonders für die Verwendung in sauren Abwässern eignet. Durch dessen Zugabe kann der ph-Wert des Abwassers in den für die Flockung und auch für die nachfolgende biologische Klärung optimalen Bereich gebracht werden, ohne daß weitere Zugaben, wie Kalk oder dergleichen notwendig wären. Durch entsprechende Mischung von fast neutralem und alkalischem Eisenabfall läßt sich zudem das sich daraus ergebende Fällungsmittel optimal den jeweiligen Abwasserverhältnissen anpassen.
Der Eisenabfall sollte dabei einen Eisenanteil von 30 bis 85 % haben, wobei vorteilhaft der Bereich von 60 bis 85 % ist, da sich dadurch die einzusetzenden Mengen entsprechend verringern.
Als besonders zweckmäßig hat sich die Verwendung von Separationseisen erwiesen. Dieses Separationseisen hat einen Eisenoxidanteil von ca. 15 %. Die einzelnen Eisenstücke sollten dabei möglichst im Korngrößenbereich von o bis 5 mm liegen. In diesem Korngrößenbereich ergeben sich besonders große Oberflächen. Zudem ist das Gewicht der Eisenstücke dann so klein, daß sie durch Turbulenzen im Wasser in der Schwebe gehalten werden können.
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Ånwendung des vorbeschriebenen Fällungsmittels, das f dadurch gekennzeichnet ist, daß das Fällungsmittel dem Abwasser in einer Kläranlage vor der biologischen Stufe oder nach der Nachklärung zugegeben wird. Das Fällungsmittel kann auch zum Filtrieren des vorgereinigten Wassers verwendet werden, wobei Eisenphosphate anfallen, die als Düngemittel Verwendung finden können.

Claims

Ansprüche : 1. Fällungsmittel zur Ausfällung oder Flockung von Chemikalien, insbesondere von Phosphaten oder dergleichen, aus Wasser, vor allem aus Abwasser, wobei das Fällungsmittel im wesentlichen aus metallischen Eisenstücken besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenstücke Eisenoxid enthalten oder daraus entstehen.
2. Fällungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenstücke aus einer Mischung von Roheisen und/oder Stahleisen und Eisenoxid bestehen.
3. Fällungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenstücke aus bei der Eisenverhüttung und/oder dem Walzwerkprozeß anfallendem Eisenabfall bestehen.
4. Fällungsmittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenstücke aus beim Hochofen-oder Stahlwerksprozeß anfallendem Eisenabfall bestehen.
5. Fällungsmittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenstücke aus bei dem Entschwefelungsprozeß auf Sodabasis anfallendem Eisenabfall bestehen.
6. Fällungsmittel nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenabfall einen Eisenanteil von 30 bis 85 % hat.
7. Fällungsmittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenabfall einen Eisenanteil von 60 bis 85 % hat.
8. Fällungsmittel nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenstücke aus Separationseisen gebildet sind.
9. Fällungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenstücke eine Korngröße von o bis 5 mm haben.
lo. Verfahren zur Anwendung des Fällungsmittels nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Fällungsmittel dem Abwasser in einer Kläranlage vor der biologischen Stufe oder nach der Nachklärung zugegeben wird.
11. Verfahren nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß das Fällungsmittel zum Filtrieren des aus der Nachklärung kommenden Wasser verwendet wird.