AT405928B - Verfahren zum abscheiden von schwermetallen aus mit schwermetallen belastetem abwasser - Google Patents

Description

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Erfindung beziehtstoffe für die Biomasse zugeführt werden. 



   Bei einer Abwasserbelastung mit biologisch schwer abbaubaren organischen Schadstoffen, wie sie beispielsweise durch Öle gebildet werden, kann dem Abwasser vor der   Membranfiltration   Wasserstoffperoxid zudosiert werden, was eine gewisse Voroxidation dieser Schadstoffe bewirken dürfte. 



   Anhand der Zeichnung, die eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zum Abscheiden von Schwermetallen aus mit Schwermetallen belastetem Abwasser in einem vereinfachten Blockschaltbild zeigt, wird das erfindungsgemässe Verfahren näher erläutert. 



   Die dargestellte Anlage zum Abscheiden von Schwermetallen aus einem Abwasser weist einen Pufferbehälter 1 zur Aufnahme des über einen Zulauf 2 zuströmenden Abwassers auf. In diesem Pufferbe-   hälter   1, in dem Abwasserspitzen aufgefangen werden können, können saure und alkalische Abwässer gemeinsam aufgefangen werden, was eine gewisse Vomeutralisation mit dem Vorteil mit sich bringt, dass nicht nur erhebliche Mengen an Neutralisationschemikalien eingespart werden können, sondern auch eine zusätzliche Aufsalzung des Abwassers durch diese Neutralisationschemikalien vermieden wird.

   Aus diesem Pufferbehälter 1 wird das Abwasser mit Hilfe einer Pumpe 3 in einen Fällungsbehälter 4 gepumpt, In dem der pH-Wert des Abwassers für eine Neutralisationsfällung der Schwermetalle durch die Zugabe von Säuren oder Laugen aus Dosiergebinden 5 und 6 eingestellt wird. In Abhängigkeit von den jeweils vorhandenen Schwermetallen ist im allgemeinen eine Einstellung des pH-Wertes zwischen 7 und 10 erforderlich. Über einen Fühler 7 für den pH-Wert kann die   Säure- bzw.   Laugenzugabe entsprechend einem vorgegebenen pH-Sollwert gesteuert werden. Ein Rührwerk 8 sorgt für eine gute Durchmischung des Behälterinhaltes. Die durch die Neutralisation des Abwassers ausfallende   Meta ! ! hydroxide   werden in einem dem Fällungsbehälter 4 nachgeschalteten Schwerkraftsedimenter 9 aus dem Abwasser abgeschieden.

   Der sich am Boden des Schwerkraftsedimenters 9 absetzende Schlamm kann anschliessend in einer Zentrifuge oder Kammerfilterpresse 10 eingedickt werden. Eine Wiedergewinnung der Schwermetalle aus diesem eingedickten Schlamm ist aufgrund des vergleichsweise hohen   Schwermetallgehaltes   und des Fehlens von   Flockungs- und Fällungshilfsmitteln grundsätzlich möglich.    



   Das aus dem Schwerkraftsedimenter 9 abfliessende Abwasser gelangt in einen technisch bedingten Pumpenvorlagebehälter 11, von wo es mit Hilfe einer Pumpe 12 in einen Reaktor 13 gepumpt wird, der ein Adsorptionsmittel in Form eines   silikathaltigen,   porösen Granulats, vorzugsweise aus Zeolith, mit einer selbständig aufgewachsenen Biomasse enthält. Mit Hilfe eines Rührwerkes 14 wird eine innige Vermischung zwischen dem Abwasser und dem Granulat erreicht, so dass die nach der Neutralisationsfällung im Abwasser verbliebenen, insbesondere komplex gebundenen Schwermetalle und organischen Schadstoffe vom Granulat adsorbiert und durch die aufgewachsene Biomasse ab-bzw. umgebaut werden.

   Um das schadstoffbelastete Granulat bzw. noch vorhandene Mineralölkohlenwasserstoffe und andere organische Schadstoffe gegenüber dem aus dem Reaktor 13 mittels einer Pumpe 15 abgepumpten Abwasser zurückhalten zu können, ist dem Reaktor 13 eine Membranfiltrationsstufe 16 nachgeschaltet. Während das gefilterte Abwasser in einer Messstation 17 hinsichtlich vorgegebener Parameter, wie pH-Wert, Trübung, Temperatur u. dgl., überwacht wird, werden die in der   Membranfiltrationsstufe   16 zurückgehaltenen Stoffe über eine Rückleitung 18 und den   Pumpenvorlagebehälter   11 wieder in einem Kreislauf dem Reaktor 13 zugeführt.

   Vor der Membranfiltration kann dem aus dem Reaktor 13 abgepumpten Abwasser über eine Dosiereinrichtung 19 Wasserstoffperoxid zugeführt werden, um vorhandene Kohlenwasserstoffe zu anoxidieren und einen biologischen Abbau durch die Biomasse auf dem Granulat im Reaktor 13 zugänglich zu machen. 



   Durch den Stoffwechsel der Biomasse ergeben sich Chemikalien, z. B. Sulfide, mit deren Hilfe die Schwermetalle in unlösliche Verbindungen überführt werden können, die durch die Membranfiltrationsstufe 16 zurückgehalten werden. Ausserdem werden Schwermetalle an den Proteinstrukturen der Biomasse gebunden, die ja selbst in gewisser Weise einen Komplexbildner darstellt. Zusätzlich kann eine Einlagerung der Schwermetalle in die Zellen der Biomasse beobachtet werden. Die organischen Schadstoffe und damit die meisten Komplexbildner werden durch den Stoffwechsel der Biomasse mineralisiert, so dass tatsächlich ein weitgehender Schadstoffabbau im Reaktor 13 erreicht wird.

   Die Verwertung des im wesentlichen aus dem   schwermetallbelasteten Granulat   und der Biomasse bestehenden Schlammes aus dem Reaktor 13 erfolgt erst, wenn die Adsorptionsfähigkeit des Granulates erschöpft ist. 



   Um bei der Inbetriebnahme einer solchen Abwasserreinigungsanlage ein entsprechendes Granulat mit einer selbständig aufgewachsenen Biomasse zur Verfügung zu haben, kann während der Errichtung der Anlage das vorgesehene Granulat vorzugsweise mit einem dem später zu reinigenden Abwasser vergleichbaren Abwasser im Reaktor 13 angesetzt werden. Durch eine Abwasseranalyse kann festgestellt werden, ob zusätzliche Nährstoffe dem Abwasser zugeführt werden müssen, um auf dem Granulat eine Biomasse selbständig aufwachsen lassen zu können. Mit der Fertigstellung der Anlage steht dann im allgemeinen bereits ein Granulat mit ausreichender Biomasse zur Verfügung, so dass mit der Inbetriebnahme der Anlage 

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 eine vorteilhafte Reinigung des anfallenden Abwassers von seinen Schadstoffen ohne längere Anpassungszeit sichergestellt ist. 



   In einer Anlage der beschriebenen Art wurde für einen Abwasseranfall von 10m3 je Tag ein Reaktor mit einem Aufnahmevolumen von 10m3 verwendet, In dem ein Zeolithgranulat (mittlerer Korndurchmesser ca. 1 mm) mit einer entsprechend aufgewachsenen Biomasse in einer Menge von ca. 4 bis 5 Vol. % eingesetzt wurde. Nach einer Neutralisationsfällung bei einem pH-Wert von 8 konnte vor dem Eintritt in den Reaktor eine Abwasserbelastung mit   40mg/1 Kupfer,   15   mg/l   Blei, 7   mg/l   Zinn, einem chemischen Sauerstoffbedarf von 1500   mg/l   und mit einem Sulfatgehalt von 1000   mg/l   gemessen werden.

   Nach einer durchschnittlichen Verweilzeit von 24 h im Reaktor wurde das Abwasser einer Membranfiltration unterworfen, und zwar mit einer eine Porenweite von 0, 1 bis 0, 2 um aufweisenden Membranfläche von ca. 7,6 m2 bei einer Strömungsgeschwindigkeit bis zu 4 m/s. Nach dieser Membranfiltration konnte im gereinigten Abwasser nurmehr   0, 05 mg/1   Kupfer,   0, 1 mg/1 Blei, 0, 1 mg/1   Zinn, ein chemischer Sauerstoffbedarf von 540   mg/l   und ein Sulfatgehalt von 540   mg/ ! festgestellt   werden. 



  

Claims (6)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zum Abscheiden von Schwermetallen aus mit Schwermetallen belastetem Abwasser, das nach einer Neutralisationsfällung und einem Abscheiden der dabei ausgefällten Schwermetalle mit einem Adsorptionsmittel vermischt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Adsorptionsmittel ein poröses Granulat eingesetzt wird, auf dem vor seinem Einsatz eine Biomasse durch ein selbständiges Aufwachsen in einer ein Nährstoffangebot für die Biomasse aufweisenden Flüssigkeit herangezogen wurde, die vorzugsweise eine dem später zu reinigenden Abwasser entsprechende Schadstoffbelastung aufweist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abwasser nach einer Schadstoffad- sorption bzw. einem Schadstoffabbau einer Membranfiltration unterworfen wird, wobei die zurückgehal- tenen ungelösten Stoffe im Kreislauf wieder dem zu reinigenden Abwasser zugeführt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Adsorptionsmittel ein silikathal- tiges Granulat eingesetzt wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als silikathaltiges Granulat ein Ton, vorzugsweise Zeolith, eingesetzt wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem zu reinigenden Abwasser in Abhängigkeit vom Gehalt an organischen Stoffen zusätzlich Stickstoff-, Phosphor- und/oder Schwefelverbindungen als Nährstoffe für die Biomasse zugeführt werden.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Abwasser vor der Membranfiltration Wasserstoffperoxid zudoslert wird.