CZ289105B6 - Způsob úpravy čistírenského kalu - Google Patents
Způsob úpravy čistírenského kalu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ289105B6 CZ289105B6 CZ19972032A CZ203297A CZ289105B6 CZ 289105 B6 CZ289105 B6 CZ 289105B6 CZ 19972032 A CZ19972032 A CZ 19972032A CZ 203297 A CZ203297 A CZ 203297A CZ 289105 B6 CZ289105 B6 CZ 289105B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- phosphate
- precipitate
- metal
- sludge
- solution
- Prior art date
Links
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title abstract description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 70
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 66
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 66
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 56
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims abstract description 35
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 33
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 21
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 63
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 48
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 claims description 35
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 32
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 22
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229960004887 ferric hydroxide Drugs 0.000 claims description 13
- IEECXTSVVFWGSE-UHFFFAOYSA-M iron(3+);oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Fe+3] IEECXTSVVFWGSE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 13
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 claims description 12
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 9
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 8
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical compound [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 7
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 6
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 6
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 6
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 6
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical class O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 5
- 229940032958 ferric phosphate Drugs 0.000 claims description 5
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 5
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 4
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims description 4
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005955 Ferric phosphate Substances 0.000 claims description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910000399 iron(III) phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 3
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001860 alkaline earth metal hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000316 alkaline earth metal phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- -1 Sodium hydroxide Chemical class 0.000 claims 1
- 229910000318 alkali metal phosphate Inorganic materials 0.000 claims 1
- KAEAMHPPLLJBKF-UHFFFAOYSA-N iron(3+) sulfide Chemical compound [S-2].[S-2].[S-2].[Fe+3].[Fe+3] KAEAMHPPLLJBKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 55
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 8
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 8
- 239000002585 base Substances 0.000 description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 229910017119 AlPO Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 4
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 4
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000010169 landfilling Methods 0.000 description 2
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 206010053567 Coagulopathies Diseases 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical class O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LSHFIWNMHGCYRS-UHFFFAOYSA-N [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[OH4+2] Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[OH4+2] LSHFIWNMHGCYRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 description 1
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 230000035602 clotting Effects 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002198 insoluble material Substances 0.000 description 1
- 229910000398 iron phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- FPNCFEPWJLGURZ-UHFFFAOYSA-L iron(2+);sulfite Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])=O FPNCFEPWJLGURZ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001463 metal phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000000247 postprecipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 229910052604 silicate mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/004—Sludge detoxification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/105—Phosphorus compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
- C02F2101/203—Iron or iron compound
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/06—Controlling or monitoring parameters in water treatment pH
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2301/00—General aspects of water treatment
- C02F2301/08—Multistage treatments, e.g. repetition of the same process step under different conditions
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S210/00—Liquid purification or separation
- Y10S210/902—Materials removed
- Y10S210/911—Cumulative poison
- Y10S210/912—Heavy metal
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S210/00—Liquid purification or separation
- Y10S210/902—Materials removed
- Y10S210/911—Cumulative poison
- Y10S210/912—Heavy metal
- Y10S210/913—Chromium
Landscapes
- Organic Chemistry (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Activated Sludge Processes (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
Zp sob ·pravy ist rensk ho kalu obsahuj c ho alespo jeden kov, poch zej c z koagulantu pou van ho p°i i t n odpadn ch vod, a fosfor a t k kovy, s c lem odd lit nejm n jeden kov a fosfor a odstranit uveden t k kovy. P°i tomto zp sobu se uveden² ist rensk² kal okysel , aby se rozpustily kovy obsa en v kalu, za vzniku okyselen ho roztoku obsahuj c ho nejm n 1 % hmotnostn nejm n jednoho kovu, kter² m b²t odstran n. V prvn m kroku sr en se pH uveden ho okyselen ho roztoku kalu zv² s c lem vysr et nejm n jeden kov, kter² m b²t odstran n jako fosfore nan, pot se sra enina fosfore nanu separuje, m se odstran z roztoku obsahuj c ho t k kovy. V druh m stupni sr en se pH uveden ho roztoku obsahuj c ho t k kovy zv² a pokud je to v²hodn p°idaj se vhodn chemik lie pro vysr en t k²ch kov , a pot se sra enina odstran .\
Description
Vynález se týká způsobu úpravy čistírenského kalu obsahujícího alespoň jeden kov, zvláště železo a popřípadě hliník, který pochází z koagulantu používaného při čištění odpadních vod, a fosfor a těžké kovy, s cílem oddělit nejméně jeden uvedený kov a fosfor a odstranit uvedené těžké kovy. Zejména se jedná o kal pocházející z procesu čištění odpadní vody, kde je využíváno chemického srážení, to znamená jsou používány koagulanty obsahující železo a popřípadě hliník.
Dosavadní stav techniky
Skládkování čistírenských kalů z čistíren odpadních vod je velkým problémem. Je to zvláště proto, že kal obsahuje těžké kovy. Nalezení vhodných ploch pro uložení odpadů je obtížné a se zpřísňováním standardů je skládkování stále nákladnější. Z této perspektivy se stává významnější myšlenka recyklace čistírenských kalů. Recyklace zahrnuje úpravu kalu za účelem odstranění chemické složky koagulantů, zvláště železa a hliníku, které byly použity při čištění odpadní vody, a odstranění fosforu.
Prvním krokem při čištění odpadní vody shora zmíněným procesem je srážení využívající chemikálie s obsahem železa a popřípadě hliníku a následná sedimentace s výtěžkem chemického kalu, takzvaného precipitačního kalu. Jedním z možných postupů další úpravy je odvodnění kalu na úroveň, kdy obsah pevných látek je 15 až 25 % a potom jeho kompostování, spalování nebo ukládání odvodněného kalu na skládce.
Jiný možný postup je okyselení precipitačního kalu, aby se rozpustily kovy. Nerozpustné podíly jsou odfiltrovány. Rozpuštěné kovy a fosfor ve filtrátu jsou vysráženy, čímž je získán takzvaný kal s obsahem kovu. Kal s obsahem kovu obsahuje železo a hliník z použitých koagulantů, a navíc fosfor a těžké kovy. Proces může být rovněž prováděn za zvýšené teploty pro zlepšení filtrovatelnosti, to je schopnosti odvodnění kalu. Upravován může být preprecipitační kal, spolusrážený kal, postprecipitační kal nebo jejich směs.
Další alternativou úpravy kalu je hydrolýza, jejímž cílem je hydrolýza organických sloučenin v kalu na sloučeniny s krátkým řetězcem, které mohou být využity v pozdějších stadiích čisticího procesu, zvláště jako zdroje uhlíku v denitrifikačním stupni. Během hydrolýzy jsou kovy ze surového kalu rozpuštěny v hydrolyzátu. Takzvaná termální kyselá hydrolýza je prováděna při 150 až 160 °C, a pH menší než 2, s výhodou 1 až 1,5. Po hydrolýze se separuje nerozpuštěný podíl, to je organický kal. Tento kal obsahuje především vlákniny a popřípadě nerozpuštěné křemičité minerály. Hodnota pH získaného roztoku se pohybuje nad neutrální hodnotou, neboť jsou používány zásady na vysrážení kovů ve formě hydroxidů a fosforečnanů. Poté se separuje precipitační kal, který bude v dalším dokumentu nazýván kal s obsahem kovu. Kal s obsahem kovu obsahuje železo a hliník, rovněž fosfor a těžké kovy.
Kal s obsahem kovu je rozpuštěn v kyselině sírové nebo popřípadě chlorovodíkové a nerozpuštěné látky jsou separovány filtrací.
Okyselení ani hydrolýza kalu nejsou při čištění odpadních vod obecně používány. Důvodem je nízká účinnost. Dalším problémem je vznik kalu s obsahem kovu, pro který není použití. Kal s obsahem kovu obsahuje těžké kovy, které způsobují, že je škodlivý životnímu prostředí.
Autor vynálezu již dříve předložil (WO 95/06004) metodu pro odstranění koagulantů a fosforu z kyselého filtrátu získaného rozpuštěním kalu s obsahem kovu v kyselině sírové. Kyselý filtrát obsahuje obvykle alespoň 1 % hmotnostní železa. Tato metoda zahrnuje extrakci, při níž jsou
-1 CZ 289105 B6 separovány Fe a Al, následovanou dvěma postupnými stupni srážení, při nichž jsou separovány těžké kovy a fosfor. Ačkoliv tento proces dává nadějné výsledky, extrakce se může ukázat z několika důvodů problematickou. Užití organických rozpouštědel je nákladné. Extrakce rovněž zahrnuje několik kroků způsobujících, že proces se dá obtížně řídit. Pro extrakci je nutné získat čirý roztok, proto musí být předem z roztoku odstraněny organické nečistoty. Bylo rovněž zjištěno, že po extrakčním kroku může být potřebné další srážení pro odstranění železa přetrvávajícího v roztoku. Stálým problémem extrakce je, zvláště ve stadiu stripování, že roztok musí obsahovat relativně nízkou koncentraci železa. Extrakce není efektivní metoda pro koncentrování roztoků železa.
Scott a Horlings studovali odstranění fosforečnanů a kovů z čistírenských kalů (Environmental Science & Technology, roč. 9, č. 9, 1975, str. 849 - 855). Většina kovů a fosforu v anaerobně odbourávaných kalech může být extrahována kyselinou. Kyselý extrakt je neutralizován za zisku pevného produktu s nízkým obsahem organických látek obsahujících především fosforečnany železa a hliníku. S důslednou kontrolou pH je možno získat dva pevné produkty, jeden obsahující většinu železa a hliníku, druhý obsahující většinu těžkých kovů. Shora uvedená metoda nemůže být použita u kalu s obsahem kovu, neboť ten má obvykle mnohem vyšší koncentraci železa (a/nebo hliníku). Selektivní srážení probíhá dobře ve zředěných roztocích, ale v koncentrovaných roztocích jsou značně překročeny hodnoty pH, při nichž se srážejí různé kovy. Proto, pokud by byla uvedena metoda použití na typický kal s obsahem kovu, pevný produkt s obsahem Fe by rovněž obsahovat určité množství těžkých kovů. Tento produkt nemůže být použit jako surovina pro koagulanty.
Podstata vynálezu
Cílem vynálezu je nalezení fungujícího postupu, který vyřeší problém kalů v čistírně odpadních vod. Postup musí být schopen odstranit kovy koagulantů z roztoku s relativně vysokou koncentrací železa a popřípadě hliníku. Tohoto cíle je dosaženo předkládaným vynálezem, který popisuje způsob úpravy čistírenského kalu obsahujícího alespoň jeden kov, který pochází z koagulantu používaného při čištění odpadních vod, a fosfor a těžké kovy, s cílem oddělit nejméně jeden uvedený kov a fosfor a odstranit uvedené těžké kovy. Tento čistírenský kal je okyselen, aby se rozpustily kovy obsažené v kalu, čímž vzniká okyselený kalový roztok obsahující nejméně 1 % hmotnostní alespoň jednoho kovu, který má být odstraněn. Tento způsob je v prvé řadě charakterizován tím, že zahrnuje první stupeň srážení spočívající ve zvýšení pH okyseleného kalového roztoku a pokud je to nutné, přidání fosforečnanu k vysrážení nejméně jednoho kovu, který má být odstraněn, ve formě fosforečnanu a následnou separaci sraženiny fosforečnanu, čímž je odstraněn z roztoku obsahujícího těžké kovy. Druhý stupeň srážení zahrnuje zvýšení pH uvedeného roztoku obsahujícího těžké kovy a, pokud je to nutné, přidání vhodné chemikálie pro vysrážení těžkých kovů a poté odstranění sraženiny.
Termín „těžké kovy“ označuje kovy z následující skupiny: Cr, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb a Hg. Čistírenský kal upravovaný způsob podle tohoto vynálezu výhodně zahrnuje kal s obsahem kovu získaný tím, že kal z čistírny odpadních vod se okyselí, s následným srážením a separací kalu s obsahem kovu z filtrátu. Okyselený kýlový roztok, získaný rozpuštěním kalu s obsahem kovu v kyselině, obvykle obsahuje od 1 % do 6 % hmotnostních každého individuálního kovu z koagulantu.
Způsob podle předkládaného vynálezu představuje mimořádné vylepšení ve srovnání se způsobem založeným na extrakci. Železo a fosfor jsou nejdříve sráženy ve formě fosforečnanů železa. Z této sraženiny jsou následnými kroky vyrobeny železité koagulanty a fosforečnanové produkty. Výhodný způsob podle vynálezu je založen na následujících třech podmínkách:
(a) srážení je prováděno pro vhodně nízkém pH, aby byl získán čistý produkt bez těžkých kovů, (b) poměr Fe:P je upraven před vysrážením a (c) dosrážení fosforečnanů kovů z koagulantů je
-2CZ 289105 B6 prováděno po shora uvedeném srážení. Způsob je vhodný pro roztoky s relativně vysokou koncentrací kovů a fosforu.
Těžké kovy v kalu s obsahem kovu jsou separovány srážením. Množství sraženiny obsahující těžké kovy je malé, proto je skládkování kalu jednodušší, neboť nezpůsobuje poškození životního prostředí.
Výhodně se na čistírenský kal před prvním srážením působí oxidačním činidlem, například peroxidem vodíku, aby bylo dvojmocné železo změněno na trojmocné.
Podle výhodného provedení je molámí poměr kovu nebo kovů, které mají být přeměněny na fosforečnan, upraven před prvním krokem srážení přidáním kyseliny fosforečné do rozpouštěcího stupně, kdy je čistírenský kal okyselován, nebo alternativně je molámí poměr upraven před nebo během prvního kroku srážení přidáním roztoku fosforečnanu získaného z pozdějších stupňů procesu. Uvedený molámí poměr je výhodně upravován na hodnotu kolem 1:1.
Roztok získaný v prvním stupni srážení, před druhým krokem, je podroben dalšímu srážení pomocí zvýšení hodnoty pH za účelem vysrážení dalšího podílu nejméně jednoho kovu, který má být odstraněn jako fosforečnan. Tato sraženina fosforečnanu může být po separaci uvedena do rozpouštěcího stupně, kdy je čistírenský kal okyselován.
Podle jednoho z možných provedení je pH v prvním stupni srážení upraveno na hodnotu 2 až 3 za účelem vysrážení fosforečnanu železitého. Na jeho separovanou sraženinu se působí hydroxidem alkalického kovu, například hydroxidem sodným, čímž vzniká nerozpustný hydroxid železitý a roztok rozpustného alkalického fosforečnanu, načež je hydroxid železitý separován.
Podle dalšího provedení je pH v prvním srážecím stupni upraveno na hodnotu 3 až 4 za účelem vysrážení fosforečnanů železitého a hlinitého. Na separované sraženiny fosforečnanu železitého a hlinitého se působí alkalickým hydroxidem, například hydroxidem sodným, čímž vzniká nerozpustný hydroxid železitý a roztok obsahující rozpustný alkalický fosforečnan a hydroxid hlinitý, načež se separuje hydroxid železitý.
Separovaný hydroxid železitý, případně po úpravě alkalickým hydroxidem, může být rozpuštěn v kyselině chlorovodíkové, přičemž vzniká roztok chloridu železitého, nebo ho lze rozpustit v kyselině sírové za vzniku roztoku síranu železitého, nebo ho lze rozpustit v kyselině dusičné za vzniku dusičnanu železitého. Tyto roztoky jsou použitelné jako koagulační chemikálie.
Nahoře zmíněný roztok obsahující rozpustný alkalický fosforečnan může být podroben úpravě za účelem vysrážení alkalického fosforečnanu, ten se separuje a je odstraněn z roztoku obsahujícího fosforečnan. Tento roztok fosforečnanu může být použit pro úpravu molámího poměru kovu nebo kovů, které mají být převedeny na fosforečnan, před nebo během prvního srážecího stupně.
Do shora uvedeného roztoku obsahujícího alkalický fosforečnan a hydroxid hlinitý může být přidán hydroxid kovu alkalických zemin, například hydroxid vápenatý, aby se vyrážel komplex fosforečnanu kovu alkalických zemin, například Ca5(OH)(PO4)3- Sraženina se poté separuje z roztoku obsahujícího alkalický hlinitan. Do uvedeného roztoku obsahujícího alkalický híinitan je možno přidat kyselinu, například kyselinu sírovou, pro snížení pH na úroveň výhodně mezi hodnotou 7 a 8, kdy se vysráží hydroxid hlinitý, načež se sraženina separuje.
Druhý srážecí stupeň je výhodně prováděn při pH od 7 do 9 v přítomnosti látek vázajících těžké kovy, jako je sirovodík nebo sulfid, například sulfid sodný, kyselý sulfid sodný nebo sulfit železa. Pokud je v druhém srážecím stupni přítomen hliník, sráží se s těžkými kovy.
-3CZ 289105 B6
V prvním a druhém srážecím stupni se pro zvýšení pH používá zásad, jako jsou hydroxidy alkalických kovů, například NaOH, sloučeniny amoniaku, hořčíku nebo vápníku, jako jsou MgO, Mg(OH)2, CaO nebo Ca(OH)2.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález je podrobněji popsán v následujícím popisu k přiloženým obrázkům, kde obr. 1 ukazuje proces okyselování vysráženého kalu v blokovém diagramu, obr. 2 ukazuje podle vynálezu způsob úprav kalu s obsahem kovu, získaného z čistírenského kalu, v blokovém diagramu, obr. 3 ukazuje způsob přípravy sraženiny fosforečnanu železitého, obr. 4 ukazuje alternativní způsob úpravy kalu s obsahem kovu, obr. 5 ukazuje první alternativní způsob pro úpravu sraženiny z postupu na obr. 4, obr. 6 ukazuje druhý alternativní způsob úpravy sraženiny z postupu na obr. 4.
Obr. 1 ukazuje formou diagramu úpravu kalu z čistírny odpadních vod. Kovy v kalu během okyselení přecházejí do roztoku. Nerozpustná část, tj. organický kal, se separuje. Organický kal obsahuje především vlákniny a případně nerozpustné silikátové minerály. Pro neutralizaci roztoku a vysrážení kovů se do roztoku přidává například vápno. Kal s obsahem kovu je oddělen v separačním stupni, který následuje po stupni neutralizačním. Filtrát je veden do dalších stupňů procesu čistění odpadních vod.
Podle obr. 2 se v stupni rozpouštění kal s obsahem kovu rozpouští v kyselině sírové nebo popřípadě chlorovodíkové. Pro převedení železa do železité formy se přidává peroxid vodíku nebo jiné oxidační činidlo. Pokud je však oxidační činidlo přidáno již v některém z předcházejících stupňů, není v tomto stupni jeho přidání nutné. Může být nezbytné přidat kyselinu fosforečnou pro úpravu molámího poměru Fe:PO4 na 1,0. Přídavek kyseliny fosforečné snižuje potřebu kyseliny sírové nebo chlorovodíkové.
Po rozpuštění jsou nerozpustné látky separovány filtrací a odstraněny. Filtrát obsahuje fosforečnan, chlorid nebo síran železa v závislosti na kyselině použité v rozpouštěcím stupni. Filtrát přirozeně obsahuje rozpuštěné těžké kovy a jiné rozpustné nečistoty. Pro separaci mohou být kromě filtrace použity další metody, například centrifugace.
V prvním srážecím stupni se do kyselého roztoku přidávají zásady jako NaOH nebo NH3 nebo sloučeniny Mg/Ca a pH je upraveno na hodnotu kolem 2, přičemž se vysráží čistí FePO4. Přídavek PO4 3’ pro úpravu molámího poměru na 1 může rovněž být provedeno v tomto stupni přidáním roztoku Na3PO4, který je jedním z koncových produktů celého procesu. Důležitá je regulace pH, neboť při vyšších hodnotách pH se mohou srážet také těžké kovy a snižovat čistotu produktu. Získaná sraženina (FePO4) je separována z roztoku a vedena do dalších stupňů procesu, které budou popsány dále.
Pokud kyselý filtrát obsahuje hliník a je třeba ho z roztoku odstranit, lze to provést úpravou pH o 1 až 2 jednotky, to je na hodnotu pH 3 až 4, kdy se vysráží A1PO4.
Hodnota pH filtrovaného roztoku je zvýšena na hodnotu přibližně 3, aby se vysrážel zbývající FePO4. Smyslem druhého srážení je minimalizovat jeho ztráty a tím zvýšit výtěžek procesu. Sraženina se vrací na začátek procesu a spojuje se s kalem s obsahem kovu.
-4CZ 289105 B6
Konečným stupněm v procesu úpravy je srážení těžkých kovů a hliníku. Do roztoku se přidává sulfid sodný a pH se postupně zvyšuje na 7 až 9. Hodnota pH je zvyšována pomocí zásad, jako jsou NaOH, NH3, Ca(OH)2 a další. Je rovněž možno použít jiné sloučeniny vázající těžké kovy, aby bylo srážení účinnější a zajistila se velmi nízká koncentrace těžkých kovů ve filtrátu. Sraženina obsahující sulfidy a hydroxidy těžkých kovů a hliníku je separována z roztoku. Objem těchto nebezpečných pevných odpadů je malý a mohou být uskladněny na bezpečném místě. Odfiltrovaná voda se vrací do recyklu.
Obr. 3 ukazuje úpravu sraženiny FePO4. Sraženina je nejdříve rozpuštěna při pH 12 a 60 °C. Hodnotou pH je upravena pomocí NaOH. Při tomto pH se FePO4 rozpustí a trojmocné železo se sráží ve formě Fe(OH)3. Filtrací se odseparuje sraženina hydroxidu z tekuté fáze, která obsahuje Na3PO4 v rozpustné formě. Po ochlazení roztoku vytvoří Na3PO4 krystaly, které se separují z roztoku jako velmi čistý fosforečnanový produkt pro použití například jako surovina v průmyslu detergentů. Základní roztok se vrací na začátek procesu, to je do stupně, kde je sraženina FePO4 rozpouštěna v NaOH.
Sraženina Fe(OH)3 může být dále upravena pomocí alkálií, jak je uvedeno na obr. 3. Do sraženiny se přidá NaOH a poté se odfiltruje sraženina Fe(OH)3. Účelem úpravy pomocí alkálií je odstranit ze sraženiny všechen zbývající fosfor. Alkalický filtrát se navrací na začátek procesu FePO4. Sraženina hydroxidu železitého se rozpustí v kyselině chlorovodíkové za vzniku roztoku FeCl3 nebo v kyselině sírové za vzniku roztoku Fe2(SO4)3. Oba tyto alternativně vzniklé roztoky mohou být použity jako koagulační chemikálie v úpravnách pitné vody. Je rovněž možné použít kyselinu dusičnou. Dusičnan železitý ve speciálních případech, kde je potřebný dusík nebo nitrátový kyslík.
Obr. 4 ukazuje způsob podle vynálezu v případě, že kal obsahuje určité množství hliníku. Sraženina FePO4 a A1PO4 probíhá simultánně při pH 3 až 4. Sraženina se separuje filtrací, filtrát obsahuje těžké kovy. Poněvadž při tomto pH se sráží takřka všechen FePO4, není nutný další srážecí stupeň jako na obr. 2. Filtrát proto přechází do dalšího stupně pro srážení těžkých kovů z roztoku. Do roztoku se přidá sulfid sodný a postupně se zvyšuje pH na hodnotu 7 až 9. Hodnota pH se zvyšuje pomocí zásad jako jsou NaOH, NH3, Ca(OH)2 a další. Je rovněž možno použít jiné sloučeniny vázající těžké kovy, aby bylo srážení účinnější a zajistila se velmi nízká koncentrace těžkých kovů ve filtrátu. Sraženina obsahující sulfidy a hydroxidy těžkých kovů se separují z roztoku. Odfiltrovaná voda se vrací do procesu.
Obr. 5 ukazuje první alternativu pro další úpravu sraženiny, která obsahuje FePO4 a A1PO4, pro odstranění AI, Fe a fosforu. Sraženina se nejdříve rozpustí při pH 12 a 60 °C. Hodnota pH je upravována pomocí NaOH. Při tomto pH se FePO4 a A1PO4 rozpustí a trojmocné železo se vysráží jako FePO4, zatímco AI zůstává v roztoku. Roztok se filtruje, aby se sraženina hydroxidu odstranila z kapalné fáze, která obsahuje hliník a Na3PO4 v rozpustné formě. Přidáním Ca(OH)2 do tohoto roztoku vzniká sražením fosforečnan vápenatý ve formě Ca5(OH)(PO4)3, který je v dalším filtračním stupni odstraněn z roztoku. Filtrát, který obsahuje hlinitan sodný, může být použit sám o sobě nebo může být dále zpracován způsobem podle obr. 6.
Obr. 6 ukazuje druhý alternativní způsob úpravy sraženiny, která obsahuje FePO4 a AIPO4, pro odstranění AI, Fe a fosforu. Tato alternativa je stejná jako na obr. 5 až na skutečnost, že na skutečnost, že kyselina sírová se přidává do filtrátu obsahujícího hliník v rozpustné formě pro snížení pH na 7 až 8. Při tomto pH se sráží A1(OH)3. Sraženina se separuje filtrací a může být použita jako surovina pro Al-koagulanty. Filtrát obsahuje hlavně Na2SO4.
-5CZ 289105 B6
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Kal s obsahem kovu byl okyselen a filtrován. Pro další testy byl použit objem 3 litrů filtrátu. Aby se oxidovalo veškeré železo na trojmocnou formu, bylo přidáno 60 ml H2O2 po malých množstvích za současného míchání magnetickým míchadlem. Pro úpravu molámího poměru P:Fe na 1 bylo přidáno H3PO4. Tabulka 2 ukazuje chemickou analýzu kyselého filtrátu před přidáním P.
Tabulka 1: Podmínky během srážení a filtrace. Sraženina byla promyta dvakrát. Hmotnost pevné sraženiny je hmotnost mokrého koláče.
| Test | Sražení | Promytí | Pevný podíl g | Filtrát g | ||
| PH | °C | min | Voda ml | |||
| 1 | 2,5 | 60 | 60 | 2*100 | 104 | 632 |
| 2 | 2,8 | 60 | 60 | 2*90 | 78 | 486 |
| 3 | 2,5 | 23 | 60 | 2*90 | 107 | 473 |
| 4 | 2,3 | 60 | 60 | 2*90 | 82 | 438 |
| 5 | 2,0 | 23 | 30 | 2*100 | 141 | 621 |
| 6 | 2,0 | 23 | 30 | 2*100 | 126 | 654 |
Bylo provedeno šest srážecích testů (1...6) za použití uvedeného filtrátu stou výjimkou, že v testu 6 byl molámí poměr P:Fe záměrně upraven na 0,8. Testy byly provedeny následujícím způsobem. Objem 500 ml filtrátu byl zahříván na žádanou teplotu (viz tab. 1). Po zahřátí byl postupně přidáván NaOH pro úpravu pH na žádanou hodnotu. Po dosažení zamýšlené teploty a pH, pokračovalo míchání ještě 1 hodinu. Roztok byl pak zfiltrován (Buchnerův filtr) a promyt dvakrát vodou. Promývající voda byla přidána k filtrátu, který byl poté analyzován. Výsledky analýz jsou uvedeny v tab. 2.
Výtěžek srážení je uveden v tab. 3. Výsledky ukazují jasně, že Fe3+ se sráží dobře jako FePO4 při hodnotách pH 2-2,5. Cr a Al se při nižších pH spolusrážejí méně.
Tabulka 2: Chemická analýza oxidovaného kyselého filtrátu (druhý sloupec) a filtrátu získaného po srážení FePO4 v testech 1 - 6.
| Filtr | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| Fe(%) | 1,9 | 0,12 | 0,10 | 0,093 | 0,12 | 0,21 | 0,22 |
| Fe3+(%) | 1,8 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,06 | 0,11 |
| P(%) | 0,38 | 0,02 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,05 | 0,05 |
| Al(%) | 0,17 | 0,055 | 0,026 | 0,040 | 0,036 | 0,10 | 0,12 |
| Ca(%) | 0,061 | 0,045 | 0,041 | 0,043 | 0,044 | 0,048 | 0,047 |
| Mg(%) | 0,078 | — | — | — | — | - | — |
| Cr(ppm) | 7,3 | 2,7 | 1,5 | 3,0 | 2,2 | 4,0 | 3,8 |
| Ni(ppm) | <2 | - | - | - | - | - | <2 |
| Cu(ppm) | 8,6 | — | — | — | — | — | 6,4 |
| Zn(ppm) | 95 | — | — | — | — | — | 72 |
| Cd(ppm) | <0,3 | — | — | - | - | - | <0,3 |
| Pb(ppm) | 2,8 | - | — | - | - | - | <2 |
| TOC(%) | 0,30 | 0,10 | 0,09 | 0,09 | 0,10 | 0,12 | 0,10 |
| PH | 0,7 | 2,5*) | 2,8*) | 2,5*) | 2,3*) | 2,0*) | 2,0*) |
*) pH při srážení
-6CZ 289105 B6
Tabulka 3: Výsledky srážení v testu 1 - 6
| Test | Výtěžek % hmotn. | Spolusrážení i s Fe | PO4 % hmotn. | ||||
| Celk. Fe | Fe3+ | P | AI | Ca | Cr | TOC | |
| 1 | 92 | 99 | 98 | 59 | 7 | 53 | 58 |
| 2 | 93 | 99 | 99 | 79 | 9 | 72 | 59 |
| 3 | 93 | 99 | 99 | 69 | 6 | 45 | 60 |
| 4 | 92 | 99 | 99 | 74 | 11 | 63 | 59 |
| 5 | 86 | 96 | 94 | 27 | 2 | 32 | 50 |
| 6 | 85 | 92 | 92 | 8 | 0 | 32 | 56 |
Hodnoty výtěžku v tab. 3 ukazují, že v testech 1 - 4 proběhlo takřka úplné odstranění Fe a P.
Filtrát z testu 6 byl zpracován dále. Ve filtrátu se vytvořila sraženina. Filtrát se sraženinou byl filtrován přes filtr ze skelné vaty. Sraženina na filtru byla promyta malým množstvím vody a vysušena po 24 hodin při 50 °C. Suchá sraženina představovala 0,11 % hmotnosti původního filtrátu. Sraženina byla amorfní a hlavní složkou bylo Fe v koncentraci přes 10 %, jak bylo zjištěno semikvantitativní XRF analýzou. Kapalná část byla neutralizována z pH 2,5 na pH 8,9 pomocí vápna. Bylo získáno 15,57 g sraženiny (suchá hmotnost) s následující koncentrací těžkých kovů: Cd 3,1.10*%, Cu 1,3 . 10'2 %, Ni 2,5 .10'3 %, Pb < 1,0.10’1 % a Zn 1,7 . 10'1 %.
Příklad 2
Suchý koláč FePO4 (24 % Fe, 12 % P, 0,0048 % Cr) v množství 15 g byl smíchán s 560 g vody. Teplota byla udržována po celou dobu (2 h) na 50 °C). Hodnotu pH suspenze byla zvýšena z 2,4 na 12 přidáním 25,96 g NaOH (50%). Teplota byla udržována po celou dobu (2 h) na 50 °C. Roztok byl potom zfiltrován a sraženina byla promyta třikrát 20 ml vody. Bylo získáno 7,2 g suché sraženiny (hydroxid železitý) s následujícím složením: 50% Fe, 2,2% P, 0,011 % Cr. Podle této analýzy byl výtěžek Fe 100%. Z filtrátu (40,5 g) byl oddělen sub-vzorek 3, 26 g, zředěn 50 ml vody a analyzován. Obsahoval <0,0015 % Fe, 2,6 % P <0,0015 % Cr.
Shora uvedený filtrát byl udržován po dobu několika dní při teplotě +10 °C, během této doby se vytvořily žluté krystaly. Krystaly (3,97 g) byly separovány z roztoku a byly analyzovány semikvantitativní analýzou XRF. Krystaly byly čistý Na3PO4 (<0,0025% Fe, 10,70% Na). Filtrát obsahoval Na 5,4 %, P 1,80 % a Cr<0,001 %.
Na sraženinu hydroxidu železitého bylo dále působeno NaOH, aby se odstranil fosfor zůstávající ve sraženině. Množství 2,4 g sraženiny bylo postupně přidáno do 9,6 g vody obsahující 0,105 g NaOH (100 %). Hodnota pH roztoku vzrostla na 12,7. Teplota vsádky byla udržována na 50 °C po dobu 2 h. Roztok byl pak filtrován. Bylo získáno 2,28 g sraženiny se složením 48,3 % Fe a 1,60 %P.
Claims (17)
1. Způsob úpravy čistírenského kalu obsahujícího alespoň jeden kov, pocházející z koagulantu používaného při čištění odpadních vod, a fosfor a těžké kovy, s cílem oddělit nejméně jeden kov a fosfor a odstranit uvedené těžké kovy, kde uvedený nejméně jeden kov zahrnuje železo nebo železo a hliník, při níž se uvedený čistírenský kal okyselí, aby se rozpustily kovy obsažené v kalu, za vzniku okyseleného roztoku kalu obsahujícího nejméně 1 % hmotnostní nejméně jednoho kovu, který má být odstraněn, vyznačující se tím, že způsob zahrnuje:
- první stupeň srážení zahrnující zvýšení pH okyseleného roztoku kalu a, pokud je to nutné, přidání fosforečnanu pro vysrážení nejméně jednoho kovu, který má být odstraněn ve formě fosforečnanu, molámí poměr kovu nebo kovů, které mají být odstraněny ve formě fosforečnanu je v prvním srážecím stupni kolem 1:1, načež se sraženina fosforečnanu separuje a tím se odstraní z roztoku obsahujícího těžké kovy, a
- druhý stupeň srážení zahrnující zvýšení pH uvedeného roztoku obsahujícího těžké kovy a, pokud je to nutné, přidání vhodných chemikálií pro vysrážení těžkých kovů a poté odstranění sraženiny.
2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že čistírenský kal je před prvním stupněm srážení upravován oxidačním činidlem, jako je peroxid vodíku, s cílem přeměnění dvojmocného železa na trojmocné.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že molámí poměr kovu nebo kovů, které mají být přeměněny na fosforečnan, je upraven na hodnotu 1:1 před prvním stupněm srážení přidáním kyseliny fosforečné do rozpouštěcího stupně, při němž se čistírenský kal okyselí.
4. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že molámí poměr kovu nebo kovů, které mají být přeměněny na fosforečnan, je upraven na hodnotu 1:1 před nebo během prvního stupně srážení přidáním roztoku fosforečnanu.
5. Způsob podle kteréhokoliv z nároků laž 4, vyznačující se tím, že roztok získaný v prvním stupni srážení se před druhým stupněm srážení podrobí dalšímu srážení pomocí zvýšení pH s cílem vysrážet další podíl nejméně jednoho kovu, který má být odstraněn jako fosforečnan, poté se sraženina separuje.
6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že se uvedená sraženina fosforečnanu se uvádí do rozpouštěcího stupně, kde se čistírenský kal okyseluje.
7. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že v prvním stupni srážení se pH zvýší na hodnotu kolem 2 až 3 pro vyrážení fosforečnanu železitého.
8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že sraženina fosforečnanu železitého separovaná v prvním srážecím stupni se upraví hydroxidem alkalického kovu, jako je hydroxid sodný, čímž se vytvoří nerozpustný hydroxid železitý a roztok obsahující rozpustný fosforečnan alkalického kovu, načež se hydroxid železitý separuje.
9. Způsob podle kteréhokoliv z nároků la 6, vyznačující se tím, že v prvním stupni srážení se pH zvýší na hodnotu kolem 3 až 4 pro vysrážení fosforečnanu železitého a hlinitého.
10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že sraženina fosforečnanu železitého a hlinitého separovaná v prvním srážecím stupni se upraví hydroxidem alkalického kovu, jako je
-8CZ 289105 B6 hydroxid sodný, čímž se vytvoří nerozpustný hydroxid železitý a roztok obsahující rozpustný alkalický fosforečnan a hydroxid hlinitý, načež se hydroxid železitý separuje.
11. Způsob podle nároku 8 nebo 10, vyznačuj ící se tím, že separovaný hydroxid železitý je po úpravě alkáliemi případně rozpuštěn v kyselině chlorovodíkové za vzniku roztoku chloridu železitého, v kyselině sírové za vzniku roztoku síranu železitého nebo v kyselině dusičné za vzniku dusičnanu železitého, přičemž uvedený roztok je použitelný jako koagulační činidlo.
12. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že uvedený roztok obsahující rozpustný alkalický fosforečnan se podrobí úpravě pro vysrážení alkalického fosforečnanu, načež se jeho sraženina separuje z roztoku obsahujícího fosforečnan.
13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že uvedený roztok obsahující fosforečnan se použije pro úpravu molámího poměru kovu nebo kovů, které mají být převedeny na fosforečnan, před nebo v průběhu prvního srážecího stupně.
14. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že hydroxid kovu alkalických zemin, jako je hydroxid vápenatý, se přidává do uvedeného roztoku obsahujícího rozpustný alkalický fosforečnan a hydroxid hlinitý, čímž se vysráží komplex fosforečnanu kovu alkalických zemin, jako je Ca5(OH)(PC>4)3, načež se sraženina separuje z roztoku obsahujícího alkalický hlinitan.
15. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že do uvedeného roztoku obsahujícího alkalický hlinitan se přidá kyselina, jako je kyselina sírová, pro snížení pH na úroveň výhodně mezi 7 a 8, při němž se vysráží hydroxid hlinitý, načež se sraženina separuje.
16. Způsob podle kteréhokoliv z nároků laž 7, vyznačující se tím, že druhý srážecí stupeň se provádí při pH kolem 7 až 9 v přítomnosti látky vázající těžké kovy, jako je sirovodík nebo sulfid, např. sulfid sodný, kyselý sulfid sodný nebo sulfid železitý.
17. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že uvedený Čistírenský kal zahrnuje kal s obsahem kovu získaný okyselením kalu z čistění odpadních vod z čistírny odpadních vod, po němž následuje sražení a separace kalu s obsahem kovu z filtrátu.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI946190A FI97290C (fi) | 1994-12-30 | 1994-12-30 | Menetelmä jätevesilietteen käsittelemiseksi |
| PCT/FI1995/000717 WO1996020894A1 (en) | 1994-12-30 | 1995-12-29 | Method for treating waste water sludge |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ203297A3 CZ203297A3 (en) | 1997-11-12 |
| CZ289105B6 true CZ289105B6 (cs) | 2001-11-14 |
Family
ID=8542089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ19972032A CZ289105B6 (cs) | 1994-12-30 | 1995-12-29 | Způsob úpravy čistírenského kalu |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5888404A (cs) |
| EP (1) | EP0800483B1 (cs) |
| JP (1) | JP3284275B2 (cs) |
| KR (1) | KR100328754B1 (cs) |
| AT (1) | ATE193874T1 (cs) |
| AU (1) | AU4306296A (cs) |
| CA (1) | CA2208970C (cs) |
| CZ (1) | CZ289105B6 (cs) |
| DE (1) | DE69517538T2 (cs) |
| DK (1) | DK0800483T3 (cs) |
| ES (1) | ES2148586T3 (cs) |
| FI (1) | FI97290C (cs) |
| NO (1) | NO315420B1 (cs) |
| PL (1) | PL182477B1 (cs) |
| WO (1) | WO1996020894A1 (cs) |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE511166C2 (sv) * | 1997-03-14 | 1999-08-16 | Kemira Kemi Ab | Förfarande för behandling av slam från avloppsvattenrening |
| FI106791B (fi) * | 1998-10-30 | 2001-04-12 | Kemira Chemicals Oy | Menetelmä käyttökelpoisten tuotteiden valmistamiseksi epäpuhtaasta ferrisulfaattiliuoksesta |
| GB0006552D0 (en) | 2000-03-17 | 2000-05-10 | For Research In Earth And Spac | System for removing phosphorus from waste water |
| KR100468430B1 (ko) * | 2001-06-13 | 2005-01-27 | 조영봉 | 슬러지의 자원화를 위한 청정슬러지 또는 청정액체의 제조방법 |
| AU2003900241A0 (en) * | 2003-01-21 | 2003-02-06 | Australian Organic Resources Pty Ltd | The extraction and treatment of heavy metals in sewage sludge |
| SE525083C2 (sv) * | 2003-04-23 | 2004-11-23 | Kemira Kemi Ab | Sätt att behandla rötslam |
| TWI228104B (en) * | 2003-07-29 | 2005-02-21 | Min-Shing Tsai | Sludge-free wastewater treatment process and apparatus |
| WO2007088138A1 (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-09 | Feralco Ab | Method for treatment of sludge |
| SE534505C2 (sv) * | 2009-08-31 | 2011-09-13 | Easymining Sweden Ab | Återvinning av aluminium från fosforinnehållande material |
| IT1402751B1 (it) * | 2010-11-12 | 2013-09-18 | Ecir Eco Iniziativa E Realizzazioni S R L | Metodo per il condizionamento di scorie derivate da smaltimento di impianti nucleari |
| US8754004B2 (en) | 2011-04-15 | 2014-06-17 | The Board Of Regents For Oklahoma State University | Removing phosphorus from surface and drainage waters through use of industrial by-products |
| RU2466105C1 (ru) * | 2011-06-08 | 2012-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Способ обработки илового осадка |
| SE537780C3 (cs) * | 2013-05-02 | 2015-12-08 | ||
| ES2902840T3 (es) * | 2015-12-21 | 2022-03-30 | Kemira Oyj | Procedimiento para producir un producto de fósforo a partir de aguas residuales |
| CN106045249A (zh) * | 2016-07-15 | 2016-10-26 | 天津壹新环保工程有限公司 | 一种新型资源化污泥处理系统及处理方法 |
| CN106007292A (zh) * | 2016-07-15 | 2016-10-12 | 天津壹新环保工程有限公司 | 一种将污泥中的无机质分别提取利用的方法与装置 |
| NL2018525B1 (en) * | 2017-03-15 | 2018-09-24 | Stichting Wetsus European Centre Of Excellence For Sustainable Water Tech | Method and system for phosphate recovery from a stream |
| US10717662B2 (en) * | 2018-02-07 | 2020-07-21 | Honeywell International Inc. | Process for the removal of iron and phosphate ions from a chlorinated hydrocarbon waste stream |
| CN109437508A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-03-08 | 苏州比雷艾斯电子科技有限公司 | 一种脱除重金属和除水的印染污泥处理系统 |
| SE543505C2 (en) * | 2019-04-15 | 2021-03-09 | Northvolt Ab | Process for the recovery of cathode materials in the recycling of lithium ion batteries |
| CN111977833A (zh) * | 2019-05-24 | 2020-11-24 | 东阳市维隆环保科技有限公司 | 一种铝氧化废水处理方法及利用该废水制备磷酸铁的方法 |
| NL2023428B1 (en) | 2019-07-03 | 2021-02-02 | Univ Delft Tech | Separating phosphate from treated sewer sludge |
| CN110540354B (zh) * | 2019-08-20 | 2022-04-05 | 中国皮革制鞋研究院有限公司 | 制革行业物化污泥资源化回用工艺 |
| CN111961864A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-11-20 | 南昌航空大学 | 一种从电镀污泥中选择性回收重金属的方法 |
| JP7709022B2 (ja) * | 2021-07-12 | 2025-07-16 | 国立大学法人 新潟大学 | 処理方法 |
| CN114405980A (zh) * | 2022-01-07 | 2022-04-29 | 中原环保股份有限公司 | 一种市政污泥焚烧渣全面资源化利用的方法 |
| JP7117809B1 (ja) * | 2022-03-22 | 2022-08-15 | 環境創研株式会社 | コンクリートスラッジ処理物の製造方法 |
| CN115927855A (zh) * | 2022-11-23 | 2023-04-07 | 池州兰安新材料有限公司 | 一种除去电镀污泥溶解液中铝的方法 |
| CN116161633B (zh) * | 2022-12-05 | 2024-10-01 | 广东工业大学 | 一种利用铝制品污水制备磷酸铁的方法和磷酸铁的应用 |
| CN115947509B (zh) * | 2022-12-26 | 2024-11-19 | 清华大学 | 基于污泥组分分离的污水污泥协同处理工艺及系统 |
| CN116022758B (zh) * | 2022-12-29 | 2024-12-24 | 上海复洁环保科技股份有限公司 | 一种回收污泥中磷的方法 |
| CN116355616B (zh) * | 2023-03-17 | 2025-04-08 | 中南大学 | 一种重金属污染修复材料及其制备方法和应用 |
| CN117682641B (zh) * | 2023-12-28 | 2025-12-09 | 中电环保股份有限公司 | 一种磷酸铁母液废水高效沉淀处理工艺及系统 |
| CN119822677B (zh) * | 2024-12-06 | 2025-10-28 | 武汉理工大学 | 一种基于芯片污泥的磷建筑石膏增强剂及其制备和使用方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1134671B (it) * | 1980-12-11 | 1986-08-13 | Anic Spa | Procedimento per l'eliminazione del mercurio da acque di scarico |
| DE3270826D1 (en) * | 1982-01-19 | 1986-06-05 | Deconta Ag | Process for the decontamination of natural and technical sludges |
| US4671882A (en) * | 1983-08-31 | 1987-06-09 | Deere & Company | Phosphoric acid/lime hazardous waste detoxification treatment process |
| US4765911A (en) * | 1987-09-14 | 1988-08-23 | North American Metals, Inc. | Process for treating municipal wastewater sludge |
| ATE82740T1 (de) * | 1989-01-13 | 1992-12-15 | Ind Automation Sondertechnik G | Verfahren zur vermeidung von schwermetallsondermuell bei der dekontaminierung natuerlicher und technischer schlaemme, thermischer rueckstaende und boeden. |
| US4954168A (en) * | 1989-05-15 | 1990-09-04 | Amax Inc. | Reclaiming of aluminum-chromium waste materials from etching operations |
| FI97288C (fi) * | 1993-08-26 | 1996-11-25 | Kemira Oy | Jätevesilietteen käsittelymenetelmä |
-
1994
- 1994-12-30 FI FI946190A patent/FI97290C/fi not_active IP Right Cessation
-
1995
- 1995-12-29 AU AU43062/96A patent/AU4306296A/en not_active Abandoned
- 1995-12-29 EP EP95941743A patent/EP0800483B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-12-29 DK DK95941743T patent/DK0800483T3/da active
- 1995-12-29 KR KR1019970704524A patent/KR100328754B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1995-12-29 AT AT95941743T patent/ATE193874T1/de not_active IP Right Cessation
- 1995-12-29 CZ CZ19972032A patent/CZ289105B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1995-12-29 DE DE69517538T patent/DE69517538T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-12-29 US US08/860,530 patent/US5888404A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-12-29 CA CA002208970A patent/CA2208970C/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-12-29 PL PL95321541A patent/PL182477B1/pl not_active IP Right Cessation
- 1995-12-29 JP JP52075296A patent/JP3284275B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1995-12-29 ES ES95941743T patent/ES2148586T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1995-12-29 WO PCT/FI1995/000717 patent/WO1996020894A1/en not_active Ceased
-
1997
- 1997-06-26 NO NO19972992A patent/NO315420B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DK0800483T3 (da) | 2000-11-06 |
| NO315420B1 (no) | 2003-09-01 |
| ES2148586T3 (es) | 2000-10-16 |
| CA2208970A1 (en) | 1996-07-11 |
| NO972992L (no) | 1997-06-26 |
| KR100328754B1 (ko) | 2002-11-02 |
| ATE193874T1 (de) | 2000-06-15 |
| PL182477B1 (pl) | 2002-01-31 |
| WO1996020894A1 (en) | 1996-07-11 |
| EP0800483A1 (en) | 1997-10-15 |
| NO972992D0 (no) | 1997-06-26 |
| DE69517538D1 (de) | 2000-07-20 |
| PL321541A1 (en) | 1997-12-08 |
| FI97290B (fi) | 1996-08-15 |
| FI946190A0 (fi) | 1994-12-30 |
| AU4306296A (en) | 1996-07-24 |
| JP3284275B2 (ja) | 2002-05-20 |
| JPH10511601A (ja) | 1998-11-10 |
| CZ203297A3 (en) | 1997-11-12 |
| EP0800483B1 (en) | 2000-06-14 |
| DE69517538T2 (de) | 2000-10-19 |
| US5888404A (en) | 1999-03-30 |
| FI97290C (fi) | 1996-11-25 |
| CA2208970C (en) | 2002-05-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5888404A (en) | Method for treating waste water sludge | |
| FI97288C (fi) | Jätevesilietteen käsittelymenetelmä | |
| US4171342A (en) | Recovery of calcium fluoride from phosphate operation waste water | |
| JP7018393B2 (ja) | 廃水からリン生成物を生成するための方法 | |
| BG63497B1 (bg) | Метод за обработване на отпадъчни води, съдържащиарсен | |
| JP2001515406A (ja) | 排水処理からのスラッジ処理方法 | |
| JP5118572B2 (ja) | 下水処理方法 | |
| US9555362B2 (en) | Method for separating arsenic and heavy metals in an acidic washing solution | |
| CA1045258A (en) | Recovery of fluorine and phosphate values from waste water | |
| FI97289B (fi) | Menetelmä ainakin yhden metallin talteenottamiseksi hapolla käsitellystä jätevesilietteestä | |
| US4416779A (en) | Method for producing an aqueous solution of high phosphorous content | |
| IE49648B1 (en) | Conversion of extraction residues originating from phosphoric acid decontamination to solid deposition products | |
| JP2680285B2 (ja) | 肥料の製造方法 | |
| JPH10156391A (ja) | 下水処理水から回収したリンの処理方法 | |
| JP4505877B2 (ja) | 排水の処理方法 | |
| JPS58166982A (ja) | テレフタル酸ナトリウムを含有する廃水の処理法 | |
| JPS6258795B2 (cs) | ||
| JPH0240288A (ja) | 廃液スラリーからの硫酸カルシウムの製造方法 | |
| CS276055B6 (sk) | Sposob odstraňovania arzénu zo sulfidicko-alkalických roztokov | |
| PL190013B1 (pl) | Sposób oczyszczania mediów zawierających metale ciężkie, spośród których chrom i/lub żelazo i/lub cynk i/lub kadm i/lub nikiel występują w ilościach dominujących |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20101229 |