DD158025A1 - Verfahren zur reinigung von anionische wasserloesliche farbstoffe enthaltenden abwaessern - Google Patents

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Hans Hoppe
Hans-Joerg Taeglich
Friedrich Winkler
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Hans Hoppe
Taeglich Hans Joerg
Friedrich Winkler
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von gefaerbtem Abwasser. Das Ziel der Erfindung ist der Ersatz von hydrolysierbaren Salzen des Eisens und Aluminiums, die zur Entfernung von Farbstoffen in der Abwasserbehandlung verwendet werden, durch billige Abprodukte und einheimische Rohstoffe. Die Aufgabe bestand darin, dieses Ziel ohne wesentlichen zusaetzlichen Aufwand zu realisieren. Es wurde gefunden, dass Mg(OH) tief 2 in Kombination mit quellfaehigen Dreischichtmineralen (wie z.B. Montmorillonit) anionische Farbstoffe durch Faellungs- und Adsorptionsvorgaenge wirksam entfernen kann. Es werden zwei Varianten der Mg(OH) tief 2- Herstellung angegeben. Die beiden Moeglichkeiten unterscheiden sich dadurch, dass bei Variante a eine hohe Beladung des Adsorbens angestrebt wird, waehrend bei Variante b die Entfernung des beladenen Adsorbens aus dem Abwasser vorrangig ist. Der Zusatz der Tonmineralkomponenten ist erforderlich, um einerseits die Sedimentations- und Schlammeigenschaften von Mg(OH) tief 2 zu verbessern und zum anderen die Beladung des Adsorbens zu steigern.

Description

Titel der Erfindung
Verfahren zur Reinigung von anionische wasserlösliche Farbstoffe enthaltenden Abwässern
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von gefärbten Abwässern ' .
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Es ist bekannt, daß organische Farbstoffe in Abwässern hauptsächlich durch Zusatz hydrolysierender Flockungsmittel, insbesondere durch Salze des Eisens und Aluminiums (Eisen(II)-sulfat, Eisen(III)-chlorid, Aluminiumsulfat), entfernt werden können (Rüb^ F,: Technik der industriellen Abwasserbehandlung, Mainz 1974, S. 328; BRD-OS 1 517 709).
Beschrieben werden auch Verfahren der Adsorption mit verschiedenen Aktivkohlesorten, Oxydationsverfahren mit Bleichelauge (technische Hypochloritlösung) (Randolf, R.: Kanalisation und Abwasserbehandlung, VEB Verlag für Bauwesen Berlin 1970, S. 431), lonenaustauschverfahren, Extraktionsverfahren mit verschiedenen organischen Lösungsmitteln (Mangold, K.-H.j Kaeding, J,;-Lorenz, K.; Schuster, H.: Abwasserreinigung, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig 1973, S. 189) sowie' thermische und biologische Wasserbehandlungsmethoden (Autorenkollektiv, Abwasserreinigungsverfahren der stoffwandelnden Industrie, VEB Deutscher· Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1976, S, 61).
Hachteile der oben genannten Verfahren sind die hohen Ohemikalienkosten und der oftmals erhebliche technische und energetische Aufwand. Bei den herkömmlichen anorganischen Flokkungsmitteln ist der Entfärbungsgrad teilweise nur gering. Diese Substanzen sind im wesentlichen nur für die Entfernung in Wasser dispergierter oder suspendierter färbender Substanzen oder wasserunlöslicher Farbstoffe brauchbar. Das Verfahren mit hydrolysierenden Metallsalzflockungsmitteln ist außerdem sehr pH-abhängig. Der optimale pH-Wert .läßt sich auf Grund der ständigen Schwankungen der Abwasserqualität und -menge nur schwer einstellen.
Es werden auch Verfahren beschrieben, bei denen organische Polymere (z. B. Polyacrylamid) Verwendung finden (BRD-AS 2 503 1β9ί BRD-AS 2 321 509). Die Polymeren werden entweder allein oder in Kombination mit anorganischen Flockungsmitteln eingesetzt (BRD-AS 2 428 928). Derartige organische Flockulanten sind jedoch auch wie die anorganischen Flockungsmittel vorwiegend für die Entfernung wasserunlöslicher Farbstoffe, jedoch nicht für wasserlösliche färbende Substanzen einsetzbar.
Ziel der. Erfindung
Das Ziel der Erfindung besteht darin, die bekannten anorganischen Flockungsmittel (Eisen- und Aluminiumsalze) für organische Farbstoffe durch preisgünstige leicht zugängliche Abprodukte bzw. einheimische Rohstoffe zu ersetzen. Das Verfahren soll außerdem leicht zu handhaben sein und nur geringe Aufwendungen .erfordern. . .
Darlegungιctes Wesens der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem anionische wasserlösliche Farbstoffe, wie saure Farbstoffe, Reaktivfarbstoffe und Direktfarben durch geeignete Substanzen eliminiert werden können, die leicht zugänglich sind und in. ausreichendem Maße zur Verfugung stehen*
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Magnesiumhydroxid als Adsorbens verwendet wird· Bei der Verarbeitung carnallitischer Rohsalze fällt eine stark magnesiumchloridhaltige Endlösung an, aus der Magnesiumhydroxid (Mg(OH)p) durch Fällung mit einer alkalischen Komponente (z· B. Calciumhydroxid) leicht herstellbar ist· Mg(OH)p verfügt über gute Adsorptions- und Flockungseigenschaften und wird deshalb für diese Aufgabenstellung interessant· Zur Verbesserung der Sedimentations- und Schlammeigenschaften von Mg(OH)2 wurde ein Tonmineral (Bentonit) eingesetzt· Bentonit enthält als Hauptbestandteil Montmorillonit, ein quellfähiges Dreischichtmineral·'Der Einsatz dieser Adsorbenskombination aus Mg(OH)ρ und einem quellfähigen Dreischichtmineral ist vorteilhaft, da das quellfähige Dreischichtmineral auch über Adsorptions- und Ionenaustauscheigenschaften verfügt und somit einen wesentlichen Beitrag zur Eliminierung· von Farbstoffen leisten kann·
Au s fuhrungs b e i s ρ i e1
Die Erfindung wird an den folgenden Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Die zu behandelnde Abwasserprobe enthielt 50 mg/1 eines wasserlöslichen anionischen Azofarbstoffs· Folgende hydrodynamische Bedingungen wurden für die Versuchsdurchführung gewählt:
- Mischphase:
Nach Zugabe der Chemikalien', auf deren Dosierbedingungen im folgenden eingegangen werden soll, wurde die Abwasser-
— 1
probe 10 Sekunden bei einer Rührerdrehzahl ** 100 min gerührt,
- Adsorptionsphase: '..·'
Die Abwas3erprobe wurde anschließend mit einer verringerten Rühr.geschwindigkeit (40 min ) bewegt· Die Adsorptionsphase ist nach ca· 10 ··· 15 min beendet·
Nach Abschluß der Adsorptionsphase kann die Abtrennung der Farbstoffausfällungen· nach bekannten Verfahren wie beispielsweise Sedimentation oder Filtration erfolgen.
Zu 1 1 der Abwasserprobe wurde zuerst das Tonmineral (50 mg) (Bentonit "K") zugesetzt«. Die Wirksamkeit der Tonminera!komponente hängt wesentlich vom Quellungszustand des Tons ab· Deshalb muß zur Herstellung der zu dosierenden Tonmineralsuspension (5 g/l) eine Quellungszeit von 24 Stunden, eingehalten /werden. Nach Zugabe des Tonminerals erfolgt die Dosierung bzw«' Fällung des Magnesiumhydroxids nach den nachstehend aufgeführten Varianten«
Es ist bekannt, daß die Eigenschaften von Mg(OH)2 wesentlich durch dessen Fällungsbedingungen bestimmt werden. Folgende zwei Varianten der Mg(OH)„-Fällung wurden erprobt:
Xä£iSBi®«=äi, Verwendung von vorgefälltem Mg(OH)2 (externe Fällung)
50 mg Mg /Γ wurden zu Mg(OH)2.umgesetzt» indem die stöchiometrisch notwendigen Mengen Hydroxidionen zugegeben wurden. Die MgCl0-Stammlösung (Verwendung von MgCl0 · β H0O) ent-
ά ρ , d C.
hielt 10 mg Mg /ml* Zur vollständigen Fällung des Hydroxids ist es notwendig, einen Überschuß von 2,5 rnmol OH~/1 zuzugeben* Als alkalische Komponente wurde zur genauen pH-Wert-Einstellung Natriumhydroxid verwendet· Mit Calciumhydroxid, das bei der technischen Realisierung verwendet werden sollte, wurden die gleichen Ergebnisse wie mit Natriumhydroxid erzielt.
Das so hergestellte Mg(OH)0 wurde vor Zugabe zur Abwasserprobe 30 s lang gerührt»
y^ariante b: Verwendung von Mg(OH) o-s das in Gegenwart des
Farbstoffs .gebildet wird, (interne Fällung) In der Abwasserprobe, die schon die Tonmineralkomponente enthält, wird zuerst die alkalische Komponente (stöchiome-
trische Menge Hydroxididnen + Überschuß an Hydroxidionen wie 'bei Variante a zugegeben. Danach wird die unter Variante a
ρ ·
genannte Menge Mg -Ionen dosiert.
Die Reinigungsleistung der Adsorbentienkom'bination Mg(OH)2-Tonmineral soll an folgenden zwei Farbstoffen demonstriert werden (vgl« Tabelle 1). ,
Tabelle 1: Reinigungsleistung der Adsorbenskombination Mg(OH)ρ - Tonmineral
Entfärbung {%) Beladung1^ (%)
^ i juj Farbstoff 1 -Farbstoff_2 Farbstoff 1 Färbst qff_g_
Variante a 84,0 97,8 24,7 28,8
Variante b 44,5 78,4 13,0 23,1
• Die Beladung bezieht sich auf festes Mg(OH)2 + Tonmineral
Farbstoff 1: Solaminlichtorange 2 GL Farbstoff 2: Solaminlichtblau B 2 R
Aus Tabelle 1 ist zu ersehen, daß mit vorgefälltem Mg(0H)p (externe Fällung) eine weitaus höhere Entfärbung bzw. Beladung des Adsorbens erzielt wurde als mit "intern" gefälltem Hydroxid«
Für den Einsatz der Adsorbenskombination Mg(OH)2 - Tonmineral in der Abwasserbehandlung ist eine hohe Sedimentationsgeschwindigkeit der gebildeten Flocken sowie ein geringer Schlammanfall von wesentlicher Bedeutung« Die Tabelle 2 gibt die Werte für die beiden aufgeführten Varianten wieder«
Tabelle 2J1 Mittlere Sedimentationsgeschwindigkeit und Endsedimentvolumen der Adsorbenskombination Mg(OH)2 Tonmineral
mittlere Sedimentations- Endsedimentgeschwindigkeit volumen (cm/min) ·.. ^ j (/
Variante a 1,0 9,5
Variante b 2,15 . 14,5
Aus Tabelle 2 ist zu entnehmen, daß bei Variante a ein sehr geringes Sedimentvolumen erreicht wird, jedoch ist die mittlere Sedimentationsgeschwindigkeit verhältnismäßig gering» Variante b weist dagegen eine höhere Sedimentationsgeschwindigkeit auf5 jedoch mit einem größeren Schlammanfall·

Claims (4)

Srfindungsanspruch
1. Verfahren zur Entfernung wasserlöslicher anionischer Farbstoffe gekennzeichnet dadurch, daß Magnesiumhydroxid in Kombination mit Tonmineralen eingesetzt wird.
2· Verfahren nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß einerseits vorgefälltes Mg(OH)2 bzw· andererseits ein im zu reinigenden Abwasser gebildetes Mg(OH)2 verwendet wird«
3* Verfahren nach Pkt* 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Fällmittel bzw* Adsorptionsmittel für die Mg(OH)„»Herstellung die magnesiumciiloridhaltige Endlösung aus der Verarbeitung carnallitischer Rohsalze verwendet wird«
' o
4» Verfahren nach ?kt· 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Tonmineralkomponenten quellfähige Dreischichtminerale verwendet werden* .
DD22896881A 1981-04-07 1981-04-07 Verfahren zur reinigung von anionische wasserloesliche farbstoffe enthaltenden abwaessern DD158025A1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4010321A1 (de) * 1990-03-30 1991-10-02 Aquamot Ag Verfahren zur beseitigung der saeure- und schwermetallverunreinigungen aus fluessigkeiten
AT401927B (de) * 1993-10-08 1996-12-27 Garuda Consulting & Holding Gm Verfahren zum reinigen betrieblicher abwässer von darin gelösten organischen stoffen, insbesondere stärke oder zellstoff

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