DE3740831A1

DE3740831A1 - Process and appliance for treating effluents containing fine mercury-containing particles

Info

Publication number: DE3740831A1
Application number: DE19873740831
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Panthenius
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-12-02
Filing date: 1987-12-02
Publication date: 1989-06-15

Abstract

While effluents of dental practices, in particular, have hitherto been freed of mercury-containing drilling residues by commercial filters and grit chambers, fine mercury-containing particles in the form of silt, in concentrations of as much as up to approx. 3% remain in the effluent to pollute the environment. The object of the novel process and the novel appliance is to overcome this problem in an environmentally safe and simple manner. The effluent to be treated is frothed. The fine mercury-containing particles bind to the froth foam. The effluent, freed to 100% of fine mercury-containing particles, is drawn off, with strict separation from the froth. The concentrate of fine mercury-containing particles resulting from the froth is collected and treated with sodium thiosulphate. This converts the mercury into mercury sulphate. Any active constituents of sodium thiosulphate remaining in the residual liquid are treated with calcium chloride, so that, on the one hand, gypsum, and on the other hand, an environmentally safe chloride are formed. The treatment of effluents containing fine mercury-containing particles, especially from places for dental treatment. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Abwässern mit Quecksilber feinbestandteilen, wie sie typischerweise in der zahnärzt lichen Praxis, behaftet mit den Bohrrückständen, anfallen können. Während die üblicherweise eingesetzten Filter, Abscheider und dergleichen problemlos die gröberen Queck silberbestandteile aus derartigen Abwässern ausscheiden können, verbleiben bislang Quecksilberfeinbestandteile, die üblicherweise als Schwebepartikel im Abwasser vorhanden sind, in diesem. Es kann sich dabei immerhin ohne weiteres noch um bis 3% Amalgamrückstände nach der "Deutschen Meßkurve" handeln, was im Grunde genommen eine nicht hin nehmbare Umweltbelastung (ca. 2 Tonnen jährlich bundesweit) darstellt. Der vorliegenden Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung aufzuzeigen, mit dem einfach, kostengünstig und ohne daß aus der Aufbereitung selbst weitere Umweltprobleme entstehen, derartige Abwässer gereinigt und das Quecksilber in eine für die Rückgewinnung geeignete Form überführt werden kann.The present invention relates to a method and a Device for treating waste water with mercury Fine ingredients, as typically found in dentists practice, associated with the drilling residues can. While the commonly used filters, Separators and the like easily the coarser mercury excrete silver components from such waste water so far, fine mercury components remain, usually present as suspended particles in the wastewater are in this. After all, it can be done easily still up to 3% amalgam residues according to the "German Measurement curve "act, which is basically not a point acceptable environmental impact (approx. 2 tons annually nationwide) represents. The present invention is therefore the Task, a procedure and a corresponding Show device with which simple, inexpensive and without further environmental problems from the processing itself arise, such waste water is cleaned and the mercury converted into a form suitable for recovery can be.

Das Wesen der Erfindung ergibt sich einerseits aus dem Haupt verfahrensanspruch sowie andererseits aus dem Hauptvorrich tungsanspruch. The essence of the invention results on the one hand from the main procedural claim and on the other hand from the main claim claim.

Es hat sich völlig überraschend gezeigt, daß bei mit Queck silberfeinbestandteilen verunreinigten Abwässern es allein schon die Schaumbildung ermöglicht, das Abwasser praktisch zu 100% vom Quecksilber zu befreien, da sich im Verlauf der Schäumung die in Form von Schwebstoffen vorliegenden Queck silberfeinbestandteile an den Blasen des Schaumes anlagern und mit diesem in Form eines Konzentrates gesammelt werden können. Das insoweit dann vollständig gereinigte Abwasser kann problemlos, wenn eine entsprechend zuverlässige Ab trennung von dem Schaum durchgeführt wird, der Umwelt zuge führt werden. Durch die Behandlung der aus dem Schaum resul tierenden bezüglich der Quecksilberfeinbestandteile hoch konzentrierten Restflüssigkeit mit Natriumthiosulfat läßt sich das Quecksilber problemlos ausfällen und in Quecksilber sulfat überführen, aus dem seinerseits das Quecksilber problemlos wiedergewonnen werden kann. Wesentlich ist, daß durch die Behandlung eben nur dieses Konzen trates mit Natriumthiosulfat hiervon nur eine sehr geringe Menge benötigt wird, im Gegensatz etwa zu einer direkten Behandlung derartiger Abwässer mit einer derartigen Chemi kalie. Da auch das Natriumthiosulfat seinerseits ein sehr aggressiver Problemstoff ist und nicht immer ausgeschlossen werden kann, daß in der Restflüssigkeit nach der Behandlung durchaus noch aktive Bestandteile an Natriumthiosulfat vor handen sind, wird zweckmäßig in einem nachfolgenden Behand lungsschritt eine Inaktivierung dadurch durchgeführt, daß durch Zugabe von Calciumchlorid das Sulfat im Natriumthio sulfat in Form von Calciumsulfat, also Gips, gebunden und damit unschädlich gemacht wird.It has been shown completely surprisingly that with Queck fine silver constituents contaminate it alone Foaming already makes the wastewater practical to get rid of 100% of mercury, because in the course of Foaming the mercury in the form of suspended matter Add fine silver components to the bubbles of the foam and collected with it in the form of a concentrate can. The wastewater then completely cleaned can easily if a correspondingly reliable Ab separation from the foam is done to the environment leads. By treating the resul from the foam high in terms of fine mercury components concentrated residual liquid with sodium thiosulfate leaves the mercury precipitate out easily and in mercury Transfer sulfate, from which in turn the mercury can be easily recovered. It is essential that by treatment only this concentra only a very small amount occurs with sodium thiosulfate Quantity is required, as opposed to a direct one Treatment of such waste water with such a chemical kalie. Since the sodium thiosulfate is also a very aggressive problem substance is and not always excluded can be that in the residual liquid after treatment still active components of sodium thiosulfate are used, is expedient in a subsequent treatment Inactivation step carried out in that by adding calcium chloride the sulfate in the sodium thio sulfate in the form of calcium sulfate, i.e. gypsum, bound and so that it is rendered harmless.

Gemäß einer besonders bevorzugten Durchführungsform des Verfahrens, die insoweit kostengünstig und umweltfreundlich ist, geschieht das Verwirbeln des aufzubereitenden Abwassers mit Druckluft. Es ist ferner zweckmäßig, das Konzentrat während der Behandlung mit Natriumthiosulfat zwangszubewe gen, um die Reaktion und Ausfällung zu begünstigen.According to a particularly preferred embodiment of the Process that is inexpensive and environmentally friendly swirling of the waste water to be treated occurs with compressed air. It is also appropriate to use the concentrate during the treatment with sodium thiosulfate to promote reaction and precipitation.

Erfindungswesentliche Besonderheiten bezüglich der Vorrich tung ergeben sich aus den entsprechenden Ansprüchen.Special features of the invention regarding the device tion result from the corresponding claims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.An embodiment of the invention is described below Described in more detail with reference to the drawing.

Die Zeichnung zeigt den schematischen Aufbau einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit Illustration der einzel nen Verfahrensschritte.The drawing shows the schematic structure of a device to carry out the procedure with illustration of the individual NEN procedural steps.

Die Vorrichtung beinhaltet in dem in der Zeichnung darge stellten Ausführungsbeispiel vier aufeinanderfolgende Kammern 1, 2, 3 und 4, die in der noch zu beschreibenden Weise ver fahrenstechnisch miteinander verknüpft sind und in denen die verschiedenen Phasen der Aufbereitung des Abwassers und der Quecksilberfeinbestandteile erfolgen. In die Kammer 1 wird über die Zuleitung 5 das aufzubereitende Abwasser eingegeben, wie im übrigen auch mit den Pfeilen illustriert ist. Das von gröberen Bestandteilen bereits befreite Abwasser beinhaltet insbesondere Quecksilberfeinbestandteile, die sich im Ab wasser in Schwebstofform befinden, wie es bei den Abwässern von durch Filter und Abscheider grob gereinigten Abwässern von zahnärztlichen Praxen der Fall ist. The device includes in the embodiment shown in the drawing Darge four successive chambers 1 , 2 , 3 and 4 , which are procedurally linked in the manner yet to be described and in which the various phases of the treatment of the waste water and the fine mercury components take place. The wastewater to be treated is entered into the chamber 1 via the feed line 5 , as is also illustrated by the arrows. The wastewater that has already been freed from coarser constituents contains, in particular, fine mercury constituents which are present in the wastewater in suspended matter form, as is the case with wastewater from dental practices which has been roughly cleaned by filters and separators.

Der Kammer 1 ist nun des weiteren eine Zuleitung 6 für Druck luft zugeordnet. Mit dieser zugeführten Druckluft erfolgt in dem Abwasser in der Kammer 1 eine Verwirbelung mit Schaum bildung, wobei sich die schwebstoffartigen Quecksilberfein bestandteile an den Blasen des Schaumes anlagern und zwar im Laufe einer entsprechenden Behandlungsdauer vollständig, so daß, wenn man den Schaum und das Abwasser im übrigen trennt, man das Abwasser praktisch zu 100% von den Quecksilberfein bestandteilen befreien kann.The chamber 1 is now also a supply line 6 for compressed air. With this supplied compressed air in the waste water in the chamber 1 there is a swirling with foam formation, the suspended matter-like mercury components accumulating on the bubbles of the foam, in the course of a corresponding treatment time, so that when the foam and the waste water in the other separates, the wastewater can be practically 100% freed from the mercury components.

Für die weitere Behandlung des sich über dem Schaum bildenden Konzentrates ist die Kammer 2 vorgesehen, wobei für die zuver lässige Trennung von Schaum und gereinigtem Abwasser die Kammern 1 und 2 einerseits in ihrem oberen Bereich offen mit einander in Verbindung stehen, so daß der gebildete Schaum 7 gemäß Pfeil in die Kammer 2 eintreten kann, während im übrigen zwischen den Kammern 1 und 2 ein sogenannter Schikanenüberlauf 8 angeordnet ist, mit dessen Hilfe sehr zuverlässig der Schaum vom gereinigten Abwasser getrennt und das gereinigte Abwasser abgeleitet werden kann. Der Schikanenüberlauf 8 beinhaltet eine erste, bis in die Nähe des Bodens der Kammer 1 reichende Trennplatte 8 a, der, abständig zu ihr, eine dichtend auf dem Boden der Kammer 1 befestigte Überlaufplatte 8 b folgt, der, wiederum im Abstand dazu, eine weitere, mit der Überlaufplatte 8 b einen Ablaufkanal bildende Trennplatte 8 c folgt, wobei der von den Platten 8 a, 8 b und 8 c gebildete Doppelkanal ober seitig durch eine Trennplatte 8 d geschlossen ist. Auf diese Weise kann das von den Quecksilberfeinbestandteilen befreite Abwasser unter strikter Trennung von dem Schaum zwischen den Platten 8 a und 8 b hochsteigen, die Überlaufplatte 8 b über strömen, zwischen den Platten 8 b und 8 c wieder nach unten strömen und durch den Ablauf 8 e am Fuße des von den Platten 8 b und 8 c gebildeten Schachtes abgeleitet werden. Der mit den Quecksilberfeinbestandteilen behaftete Schaum gelangt dem gegenüber im Verlaufe der Betriebsdauer mit zunehmender Zu fuhr von zu reinigendem Abwasser in die Kammer 1 nach und nach über die obere Trennplatte 8 d des Schikanenüberlaufes 8 in die Kammer 2 und wird hier unter allmählicher Rest flüssigkeitsbildung aus eben dem Schaum 7 bezogen auf die Quecksilberfeinbestandteile als Konzentrat gesammelt.For the further treatment of the concentrate which forms over the foam, the chamber 2 is provided, the chambers 1 and 2 on the one hand being openly connected to one another in their upper region for the reliable separation of foam and purified waste water, so that the foam formed 7 can enter the chamber 2 according to the arrow, while a so-called baffle overflow 8 is arranged between the chambers 1 and 2 , with the aid of which the foam can be very reliably separated from the cleaned waste water and the cleaned waste water can be discharged. The baffle overflow 8 includes a first, in the vicinity of the bottom of the chamber 1 separating plate 8 a , which, spaced from it, follows an overflow plate 8 b which is sealingly attached to the bottom of the chamber 1 and which, again at a distance from it, is another , with the overflow plate 8 b a flow channel forming partition plate 8 is followed by c, where that of the plates 8 a, 8 b and 8 c double channel formed on the upper side by a partition plate 8 closes d. In this manner, freed of the mercury fines waste water can a strictly separating the foam between the plates 8 and 8 b climb, the overflow plate 8 b overflow, between the plates 8 b and 8 c to flow down and through the sequence again 8 e at the foot of the shaft formed by the plates 8 b and 8 c . The foam contaminated with the fine mercury components arrives over the course of the operating time with increasing supply of waste water to be cleaned into the chamber 1, gradually via the upper separating plate 8 d of the baffle overflow 8 into the chamber 2 and here, with gradual residual liquid formation from even the foam 7 based on the fine mercury components collected as a concentrate.

Um im Verlaufe des Betriebes der Druckluft die Verwirbelung des zu reinigenden Abwassers die Möglichkeit eines Ent weichens aus dem kommunizierenden System der Kammern 1 und 2 zu ermöglichen, weist die Kammer 2 einen Luftauslaß 9 auf, dem eine Flüssigkeitssperre 10 in Form eines Winkel profiles zugeordnet ist, das mit seinem nach unten zum Kammerboden weisenden Schenkel nur ein klein wenig bis unter den sich in der Kammer 2 einstellenden Restflüssig keitsspiegel ragt, insbesondere aber deutlich weniger tief reicht, als die Trennplatte 8 a des Schikanenüberlaufes 8, so daß die Druckluft infolge des hier gegebenen deutlich geringeren Abströmwiderstandes das System der Kammern 1 und 2 durch den Luftauslaß 9 und nicht etwa über den Schikanen überlauf 8 verläßt. Schaum und Restflüssigkeit, beides mit den Quecksilberfeinbestandteilen in konzentrierter Form be haftet, werden von dem Winkelprofil 10 jedoch zuverlässig zurückgehalten. In order to enable the swirling of the wastewater to be cleaned in the course of the operation of the compressed air, the possibility of a softening from the communicating system of the chambers 1 and 2 , the chamber 2 has an air outlet 9 to which a liquid lock 10 in the form of an angle profile is assigned , with its leg pointing down to the chamber bottom, only a little bit below the level of the residual liquid that sets in the chamber 2 , but in particular it is much less deep than the separating plate 8 a of the baffle overflow 8 , so that the compressed air as a result of the here given significantly lower outflow resistance leaves the system of chambers 1 and 2 through the air outlet 9 and not over the baffles 8 overflow. Foam and residual liquid, both with the fine mercury constituents in a concentrated form, are reliably retained by the angle profile 10 .

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind für die Behandlung des Quecksilberfeinbestandteil-Konzentrates zwei Kammern 2, 3 vorgesehen, insbesondere, um in einfacher Weise eine die Be handlung fördernde Zwangsbewegung des flüssigen Konzentrates zu ermöglichen. So kann beispielsweise das kommunizierende System der Kammern 1 und 2 räumlich höher als das System der Kammern 3 und 4 angeordnet sein, so daß über eine Zuleitung 11 das flüssige Konzentrat von der Kammer 2 in die Kammer 3 laufen kann und von dieser über eine Kreisleitung 12, in die eine Pumpe 13 eingeschaltet ist, von der Kammer 3 wieder in die Kammer 2 zurückgeführt werden kann. Diesem in den Kammern 2 und 3 in einer Kreislaufbewegung gehaltenen flüssigen Kon zentrat wird verfahrensmäßig nun Natriumthiosulfat zugegeben, das in der Lage ist, das Quecksilber in Quecksilbersulfat zu überführen, das dann aus dieser Restflüssigkeit ausfällt und sich am Boden der Kammern 2 und 3 sammelt, wo es gelegentlich über Ableitungen 14 entnommen und als im wesentlichen problemlos verarbeitbares Material der Entsorgung zugeführt werden kann.In the exemplary embodiment shown, two chambers 2 , 3 are provided for the treatment of the mercury fine constituent concentrate, in particular in order to enable a forced movement of the liquid concentrate that promotes treatment in a simple manner. For example, the communicating system of chambers 1 and 2 can be arranged spatially higher than the system of chambers 3 and 4 , so that the liquid concentrate can run from chamber 2 into chamber 3 via a feed line 11 and from there via a circular line 12 , in which a pump 13 is switched on, can be returned from the chamber 3 into the chamber 2 . This liquid concentrate, which is kept in a circular motion in the chambers 2 and 3 , is now procedurally added to sodium thiosulfate, which is able to convert the mercury into mercury sulfate, which then precipitates out of this residual liquid and collects at the bottom of the chambers 2 and 3 , where it can occasionally be removed via leads 14 and disposed of as material which can be processed essentially without problems.

Es wäre auch möglich, die Überführung des Quecksilbers in Quecksilbersulfat nur in einer Kammer durchzuführen. Die Be handlungschemikalie Natriumthiosulfat ist jedoch ausgesprochen agressiv, so daß dann der Einsatz von Rührwerken oder der gleichen aus einem hoch widerstandsfähigen Material, das ent sprechend teuer ist, für die Zwangsbewegung erforderlich wäre. Durch den Einsatz von zwei Kammern und der Kreisleitung ist eine billigere Lösung gegeben, da sich als Pumpe für diesen Kreislauf in diesem Fall der Einsatz einer sogenannten Quetsch pumpe anbietet, die auf den Leitungsschlauch einwirkt und nicht selbst mit der agressiven Flüssigkeit in Berührung kommt. It would also be possible to transfer the mercury into Mercury sulfate should only be carried out in one chamber. The Be action chemical sodium thiosulfate is however pronounced aggressive, so that then the use of agitators or the are made of a highly resistant material that ent is extremely expensive, would be required for the forced movement. By using two chambers and the circular line given a cheaper solution as a pump for this Circulation in this case the use of a so-called squeeze offers pump that acts on the hose and not even comes into contact with the aggressive liquid.

Die Behandlung mit Natriumthiosulfat erfolgt zweckmäßigerweise je nach Bedarf periodisch. Da nicht ausgeschlossen werden kann, daß nach der Behandlung in der Restflüssigkeit der Kammern 2 und 3 durchaus noch aktive Bestandteile an Natriumthiosulfat vorhanden sind, wird zur Überführung dieser Bestandteile in eine inaktive Form eine weitere Nachbehandlung in der Kammer 4 durchgeführt. Die Kammern 3 und 4 sind zweckmäßig wiederum als kommunizierendes System ausgebildet und sie sind durch einen einfachen Überlauf 15 voneinander getrennt. Im Laufe der Aufbe reitung strömt somit nach und nach die anwachsende Rest flüssigkeitsmenge aus der Kammer 3 in die Kammer 4, in der durch einen Ablauf 16, der niveaumäßig niedriger angeordnet ist als die Oberkante des Überlaufes 15, der Flüssigkeitsspiegel niedriger gehalten wird als in der Kammer 3. In der Kammer 4 wird verfahrensmäßig der Restflüssigkeit Calciumchlorid zu gegeben. Hierdurch wird das Sulfat des Natriumthiosulfates abgespalten. Es verbindet sich mit dem Calcium zu Calcium sulfat, also zu Gips, der sich auf dem Boden der Kammer 4 sammelt und hier gelegentlich als völlig umweltverträg licher Stoff problemlos entnommen und im Bedarfsfall auch weiterverwendet werden kann. Die verbleibende Restflüssig keit mit einer geringen unschädlichen Chloridbelastung kann ohne jedwede Umweltgefährdung abgeführt werden.The treatment with sodium thiosulfate is expediently carried out periodically as required. Since it cannot be ruled out that after the treatment there are still active constituents of sodium thiosulfate in the residual liquid of the chambers 2 and 3 , a further aftertreatment is carried out in the chamber 4 to convert these constituents into an inactive form. The chambers 3 and 4 are expediently designed as a communicating system and are separated from one another by a simple overflow 15 . In the course of the preparation, the gradually increasing residual amount of liquid flows from the chamber 3 into the chamber 4 , in which the liquid level is kept lower than in the through an outlet 16 , which is arranged at a lower level than the upper edge of the overflow 15 Chamber 3 . In the chamber 4 , calcium chloride is added to the residual liquid. As a result, the sulfate of the sodium thiosulfate is split off. It combines with the calcium to calcium sulfate, that is to say gypsum, which collects on the bottom of the chamber 4 and is occasionally easily removed here as a completely environmentally compatible substance and can also be used if necessary. The remaining liquid with a low harmless chloride load can be removed without any environmental risk.

Hervorzuheben ist, daß verfahrensmäßig durch die Behandlung eines Quecksilberfeinbestandteil-Konzentrates mit Natrium thiosulfat von dieser Behandlungschemikalie man nur relativ wenig benötigt und von daher auch nur entsprechend geringe Mengen wieder inaktiviert werden müssen.It should be emphasized that procedurally through the treatment of a fine mercury concentrate with sodium Thiosulfate from this treatment chemical is only relative little needed and therefore only correspondingly small Quantities have to be deactivated again.

Claims

1. A process for the treatment of waste water with mercury fine constituents, characterized in that foam is formed in the waste water by swirling, at the bubbles of which the fine mercury constituents accumulate, the purified waste water leads away from the foam and the foam and the rest resulting from it liquid collected as a fine ingredient concentrate and in the concentrate by treatment with sodium thiosulfate the mercury is converted into precipitating mercury sulfate and this is removed and any remaining sodium thiosulfate in the remaining liquid is converted into gypsum by treatment with calcium chloride.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Waste water to be cleaned using compressed air under foam education is swirled.

3. The method according to claim 1, characterized in that the liquid fine component concentrate during treatment with the sodium thiosulfate is forced.

4. Apparatus for carrying out the method according to the preceding claims, characterized by a first chamber ( 1 ) with a feed line ( 5 ) for the wastewater to be treated and a swirling device ( 6 ) for foam formation, at least one further chamber ( 2 , 3rd ) for the collection of the foam with the mercury fine constituents, which is in open connection with the first chamber ( 1 ) in the upper area for the foam transfer, otherwise by a baffle overflow ( 8 ) with a lower drain ( 8 e ) for the purified wastewater is separated and which also has a line ( 14 ) for the precipitated mercury sulfate and which has a further chamber ( 4 ) for the treatment of the remaining liquid with calcium chloride.

5. The device according to claim 4, characterized in that for the treatment of the liquid mercury concentrate two chambers ( 2 , 3 ) are provided which are communicatively connected to one another by a circuit line ( 12 ) which is assigned a squeeze pump ( 13 ).

6. The device according to claim 4 or 5, characterized in that the communicating system of the chambers ( 1 , 2 ) is assigned an air outlet ( 9 ) which has a lock ( 10 ) for the escape of liquid and foam.

7. The device according to claim 6, characterized in that the lock is an angular profile ( 10 ), the leg pointing downward protrudes significantly less below the level of the residual liquid in the chamber ( 2 ) than the comparable bare partition plate ( 8 a ) of Baffle overflow ( 8 ) between the chambers ( 1 , 2 ).

8. The device according to claim 4, characterized in that the chamber ( 3 ) for the treatment with sodium thiosulfate and the chamber ( 4 ) for the aftertreatment of the remaining liquid with calcium chloride are separated from one another by an overflow ( 15 ) and the outlet ( 16 ) the chamber ( 4 ) for the residual liquid to be discharged is arranged at a level below the upper edge of the overflow ( 15 ).