AT10853U1 - Fällungsmittel zur behandlung und zur spontanen geruchseliminierung von wässern - Google Patents

Description

österreichisches Patentamt AT 10 853 U1 2009-11-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Fällungsmittel zur Behandlung von Trink-, Brauch- und Abwässern aus gewerblichen, industriellen und kommunalen Anwendungen, insbesondere von Abwässern, sowie zur Geruchseliminierung in Biogasanlagen mit einem Gemisch aus wenigstens einem Fällmittel auf Metallbasis sowie Flockungs- und/oder Flockungshilfsmitteln.

[0002] Zum Einsatz kommen Fällungsmittel bei der Reinigung kommunaler und industrieller Abwässer in Kläranlagen, bei der Aufbereitung von Prozess- und Kreislaufwasser und der Klärung Nutz- oder Trinkwasser, sowie bei der Aufbereitung von Gemischen in Biogasanlagen.

[0003] Mit derartigen Fällungsmitteln können selbst kleinste Wasserinhaltsstoffe aus dem zu reinigenden Wasser entfernt werden. Entspricht die Dichte der feinen Wasserinhaltsstoffe der des Wassers, halten sich diese in Schwebe und können nicht sedimentieren. Eine weitere Störung der Sedimentation ist durch eine gegenseitige Abstoßung der einzelnen Teilchen untereinander gegeben, was wiederum eine gegenseitige Zusammenballung der Schwebeteilchen verhindert. Eben dies soll mit derartigen Mitteln unterbunden werden. Mit Flockungsmitteln und Flockungshilfsmittels werden die Schwebstoffe zu größeren Flocken zusammengeballt, wodurch diese eine größere Dichte erhalten, und letztendlich sedimentieren. Als Flockungsmittel werden zumeist Eisensalze und Aluminiumsalze verwendet. Flockungsmittel bilden aus den Schwebstoffen Mikroflocken, die sich bereits gut durch Filtration entfernen lassen. Ist eine Feststoffentfernung durch Sedimentation oder Flotation gewünscht, kommt zusätzlich zum Flockungsmittel ein Flockungshilfsmittel zum Einsatz, das aus den Mikroflocken größere Makroflocken bildet.

[0004] Flockungshilfsmittel finden insbesondere dort Verwendung, wo eine Fest-Flüssig-Trennung gewünscht ist und beschleunigen die Sedimentation von suspendierten Feststoffteilchen. Im vorliegenden Fall handelt es sich dabei um organische, synthetische, hochmolekulare und wasserlösliche Polymere. Als Flockungshilfsmittel kommen insbesondere Poly-Diallyl-dimethylamoniumchlorid, Polyamine, Polyacrylamide u. dgl. in fester und flüssiger Form zum Einsatz.

[0005] Als Nachteil ist den bekannten Fällungsmitteln und Verfahren zur Reinigung von Wasser zu eigen, dass die gewünschte Trennung von Feststoffen und Flüssigkeit einen erheblichen Zeitaufwand erfordert. Soll eine Reinigung von Wasser in Großem Stil erfolgen, ist auch ein erheblicher Aufwand hinsichtlich der Größe notwendiger Sedimentationsbecken gegeben.

[0006] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Fällungsmittel zur Reinigung von Wasser der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, dass einerseits die Reinigungsleistung wirkungsvoll gesteigert und anderseits eine Geruchseliminierung bei der Aufbereitung von Abwässern erzielt wird.

[0007] Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass einem Gemisch aus Fällungsmitteln, Flockungs- und/oder Flockungshilfsmitteln zur spontanen Geruchseliminierung synthetische Nanopartikel zudosiert sind.

[0008] Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass eine gesteigerte Sedimentationsgeschwindigkeit und somit Reinigungsleistung sowie eine möglichst effektive Geruchselimination durch die Zugabe synthetischer Nanopartikel, auf der Basis von Metalloxiden, erzielt werden kann. Dabei kommen nanostrukturiertes Materialoxide mit einer durchschnittlichen Korngröße von rund 10'9 Metern, 1 x 109m bis 100 x 10 9m zum Einsatz, welche in die Matrix aus Flockungsmitteln und Flockungshilfsmitteln verteilt eingebunden sind. Damit ergibt sich aufgrund der verbesserten Reinigungswirkung und Geruchseliminierung zudem eine mögliche Einsparung stofflicher Ressourcen, insbesondere an der erforderlichen Menge von Fällungs-, Flockungs- und/oder Flockungshilfsmitteln. Durch das Einbringen der Nanopartikel in die als Matrix wirkenden Fällungs-, Flockungs- bzw. Flockungshilfsmittel kommt es insbesondere auch aufgrund der großen Oberfläche der Nanopartikel zu einem erhöhten Ladungsausgleich zwischen den Schwebeteilchen, was die Zusammenballung der Schwebeteilchen erheblich beschleunigt österreichisches Patentamt AT 10 853 U1 2009-11-15 und wodurch gegebenenfalls die eingesetzte Menge an Fällungs-, Flockungs- bzw. Flockungshilfsmitteln aufgrund der erheblich erhöhten Reinigungsleistung verringert werden kann. Aufgrund des verbesserten Ladungsausgleiches ergibt sich auch ein stabileres Agglomerat, das in einfacher Weise eine klare Trennung von fester und flüssiger Phase ermöglicht. Das erfindungsgemäße Mittel eignet sich insbesondere zur Reinigung von Wässern jeder Art, wie Gewässern, Trinkwasser, Abwasser und Anwendungen in Biogasanlagen. Die Nanoteilchen werden dabei in der festen Phase zurückgehalten und können mit dieser entsorgt bzw. weiterverarbeitet werden. Durch die von den Nanopartikeln unterstützte Fällung der geruchsintensiven Stoffe wird die gewünschte Geruchseliminierung erreicht.

[0009] Eine besonders gute Geruchseliminierung ergibt sich, wenn einem Liter Fällungsmittel zwischen 0,1 g und 80 Vol%. insbesondere zwischen 1 g und 20 Vol%, synthetische Nanoparti-kel zudosiert sind, wobei sich herausgestellt hat, dass sich Nanopartikel auf der Basis von metallischen Oxiden, nanostrukturierten Kohlenstoffverbindungen, Halbmetallen, Halbmetalloxiden und/oder Si02 besonders gut zu diesem Zweck eignen.

[0010] Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Geruchseliminierung, beispielsweise von gewerblichen, industriellen und kommunalen Abwässern oder bei Anwendungen zur Geruchseliminierung in Biogasanlagen durch Zugabe des Fällungsmittels beispielsweise in Kreislaufwasser, Druckkanäle, Freispiegelkanäle, Faultürme und Biogasanlagen. Dazu werden dem außerhalb der Verfahrensschritte vorbereiteten Mittel zur spontanen Geruchseliminierung synthetische Nanopartikel zudosiert, bevor das Gemisch dem Wasser zum Zwecke der spontanen Geruchseliminierung zudosiert wird. Nach der Zugabe des Gemisches erfolgt eine Sedimentation der Schwebstoffe in einem weiteren Verfahrensschritt und eine Geruchselimination, wobei dieser Verfahrensschritt nach der Zugabe in einem dafür vorgesehenen Behälter abläuft. Um die Reinigungswirkung dabei wirkungsvoll zu steigern wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass dem außerhalb des Verfahrensschrittes vorbereiteten Gemisch aus Fällungs-, Flockungsmittel und/oder Flockungshilfsmitteln zur Geruchseliminierung synthetische Nanopartikel auf der Basis von Metalsalzlösungen zudosiert wird, bevor das Gemisch dem Wasser zudosiert wird, wobei die synthetischen Nanopartikel vorzugsweise Partikel auf der Basis von metallischen Oxiden, nanostrukturierten Kohlenstoffverbindungen, Halbmetallen, Halbmetalloxiden und/oder Si02 sind. Dabei empfiehlt es sich insbesondere, wenn einem Liter Gemisch zwischen 0,1 g und 80 Vol%, insbesondere zwischen 1 g und 20 Vol% synthetische Nanopartikel zudosiert sind.

[0011] Eine erheblich verbesserte Reinigungswirkung für das Wasser ergibt sich, wenn das Gemisch zur Geruchseliminierung dem zu reinigenden Wasser in einer auf die Wassermenge bezogene Menge von 1 - 2000 g/m3 beigemengt wird.

[0012] Des Weiteren betrifft die Erfindung die Verwendung eines mit synthetischen Nanopartikeln auf der Basis von Metalloxiden versehenen Gemisches aus Fällungsmittel, Flockungsmitteln und/oder Flockungshilfsmitteln zur Ausfällung von Schwebstoffen aus Wasser. 2/3