CH634802A5 - Verfahren zum reinigen phosphathaltiger abwaesser. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen phosphathaltiger Abwässer, bei welchem Aluminiumoxid als Sorptionsmaterial verwendet wird.
Zur Phosphatentfernung aus Abwässern, beispielsweise aus Abläufen biologischer Kläranlagen, wurde bisher die Flockung mit Eisen- oder Aluminiumsalzen verwendet. In der Literatur finden sich auch Angaben darüber, dass Phos-phat-Ionen von Aluminiumoxid sorbiert werden.
Hierbei sind zwei verfahrenstechnische Prinzipien bekanntgeworden:
1. die Perkolation des Abwassers durch eine mit grobkörnigem A1203 gefüllte Säule, beispielsweise mit Korngrössen von 1 bis 5 mm,
2. die Anwendung der Fliessbettechnik mit feinkörnigem A1203 (0,05 bis 0,2 mm).
Der Nachteil beim Flockungsverfahren ist der hohe Verbrauch an Salzen und gegebenenfalls an Flockungshilfsmit-teln. Ausserdem entsteht eine grosse Menge an zu beseitigendem Schlamm. Eine eventuelle Rückgewinnung des Phosphats aus solchen Schlämmen wurde bisher nicht durchgeführt und ist wegen der verhältnismässig niedrigen Konzentration im Schlamm sehr aufwendig.
Die bisher in technischem Massstabe noch nicht eingesetzten Methoden, bei denen Aluminiumoxid verwendet wird, weisen folgende Nachteile auf:
Zu Verfahrensprinzip 1 (Festbett):
Die Säulen verstopfen sehr schnell durch Schlammbildung. Daher müssen diese öfters rückgespült werden. Ausserdem entstehen durch den Abrieb des grobkörnigen A1203 verhältnismässig grosse Verluste. Zu Verfahrensprinzip 2 (Fliessbett):
Die Arbeitsweise der Fliessbettreaktoren ist sehr un-gleichmässig. Es kommt zu Durchbrüchen von ungereinigtem oder unvollständig gereinigtem Wasser durch sogenannte Blasenbildung. Die Adsorptionskinetik ist wegen grosser Filmdicken der zu entfernenden Stoffe am Einzelkorn des Sorptionsmittels sehr schlecht. Die Inbetriebnahme nach einem Abschalten bereitet erhebliche Schwierigkeiten, da das feinkörnige A1203 beim Absitzen zusammenbackt und nur schwer wieder fein verteilt werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem phosphathaltige Abwässer von Phosphat befreit werden können unter Vermeiden der Nachteile der bekannten Verfahren. Das erfin-dungsgemässe Verfahren soll sicher und sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich mit einem leicht wieder desor-bierbaren Sorptionsmittel durchführbar sein.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Abwasser mit feinkörnigem Aluminiumoxid im Korngrössenbereich 0,05 bis 0,2 mm in Kontakt gebracht und gleichzeitig ein sowohl A1203 als auch Phosphationen gegenüber inertes Gas eingeblasen wird.
Vorteilhafterweise wird als inertes Gas Luft in einer Durchflussmenge im Bereich zwischen 1 und 101 Luft pro Liter behandeltes Abwasser verwendet. Das erfindungsge-mässe Verfahren ist jedoch auch mit Stickstoff oder Kohlendioxid oder Sauerstoff als inertes Gas mit Erfolg durchführbar. Hierbei wird eine Durchflussmenge im gleichen Bereich wie bei Luft benötigt.
Durch das Einblasen von Luft oder den genannten Gasen tritt ein bei der Verwendung von Aluminiumoxid unerwarteter zusätzlicher Reinigungseffekt auf. Ausserdem kann eine höhere Beladung des Sorptionsmittels erreicht werden. Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird das billige Feinkornmaterial verwendet, bei welchem Abriebverluste keine Rolle mehr spielen.
Die Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens gegenüber einer ohne Belüftung durchgeführten Reinigung sind darin zu sehen, dass zur Erreichung der gleichen Ablaufqualität des Wassers bei dem erfindungsgemässen Verfahren eine geringere Al203-Menge erforderlich ist, da im Rührreaktor die Reinigung gleichmässiger ist und das Sorptionsmittel durch die Belüftung die etwa doppelte bis dreifache Phosphatmenge aufnehmen kann.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die folgenden Beispiele, die jedoch keine Einschränkung der Erfindung darstellen.
Beispiel 1
In eine 3stufige Rührreaktoranlage wurde als Abwasser der Ablauf einer biologischen Kläranlage eingeleitet und belüftet. In einer gleichartigen Parallelanlage wurde die Reinigung des gleichen Abwassers ohne Belüftung durchgeführt. In jeden Rührreaktor wurden 100 g sogenanntes saures Aluminiumoxid in lOgewichtsprozentiger Suspension vorgelegt.
Vergleich der erhaltenen Werte:
Durchsatz an Abwasser Elimination des Phosphats
[Liter] [% vom Ausgangswert*]
mit Belüftung ohne Belüftung
100 79 70
200 55 18
300 54 16
400 55 16
700 38 0
* ursprünglich im Abwasser vorhandener Phosphatgehalt erreichte Beladung des A1203
[% P]
mit Belüftung ohne Belüftung
Reaktor 1 2,5 1,2
Reaktor 2 2,1 1,0
Reaktor 3 1,8 1,2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
3
634 802
Beispiel 2
Es wurde in gleicher Weise verfahren wie in Beispiel 1 mit der einzigen Ausnahme, dass anstelle eines sauren Aluminiumoxids ein sogenanntes alkalisches A1203 verwendet wurde, welches zudem eine höhere spezifische Oberfläche aufwies als das saure A1203 aus Beispiel 1.
Vergleich der Werte:
Durchsatz an Abwasser Elimination des Phosphats
[Liter] [% vom Ausgangswert]
mit Belüftung ohne Belüftung
100 82 82
200 53 45
300 54 33
400 41 15
1000 42 0
1200 25 0
Erreichte Beladung des A1203 [%P]
mit Belüftung ohne Belüftung
5 Reaktor 1 1,9 1,3
Reaktor 2 3,2 1,2
Reaktor 3 2,1 1,2
Beispiele 3 bis 5 In einstufigen Becherglas-Versuchen wurden jeweils 3-Li-ter-Chargen eines Ablaufes einer Kläranlage, das Abwasser enthielt 16 mg P/1, mit je 5 g Aluminiumoxid gerührt und mit einem Gasstrom von 201/Stunde begast. Die Analysen er-15 brachten Eliminationswerte in Prozenten des ursprünglich vorhandenen Phosphors von
Probenahme nach
Begasung
[min]
Vergleichswert ohne Gaszufuhr % P eliminiert
Beispiel 3 Begasung mit 201/hN2 % P eliminiert
Beispiel 4 Begasung mit 201/h CO2 % P eliminiert
Beispiel 5 Begasung mit 201/h O2 % P eliminiert
2,5
38,75
50,0
43,1
51,25
5
45,6
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46,9
59,4
10
45,6
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40
56,25
60,6
61,25
65,0
50
57,5
61,9
63,75
65,0
s
Claims (5)
1. Verfahren zum Reinigen phosphathaltiger Abwässer, bei welchem Aluminiumoxid als Sorptionsmaterial verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Abwasser mit feinkörnigem Aluminiumoxid im Korngrössenbereich 0,05 bis 0,2 mm in Kontakt gebracht und gleichzeitig ein sowohl A1203 als auch Phosphationen gegenüber inertes Gas einge-blasen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als inertes Gas Luft in einer Durchflussmenge im Bereich zwischen 1 und 101 Luft pro Liter behandeltes Abwasser verwendet wird.
2
PATENTANSPRÜCHE
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als inertes Gas Stickstoff verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als inertes Gas Kohlendioxid verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als inertes Gas Sauerstoff verwendet wird.
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