WO1999057067A2 - Verfahren zur reinigung von abwässern aus der agar-agar produktion - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a process for the biological purification of waste water containing polysaccharides, in which the waste water is subjected to a precipitation and then aerated in the presence of a bacteria-containing sludge.
  • Agar-agar is a gel-forming heteropolysaccharide from the cell wall of red algae and is used, among other things, as a gelling agent. In the production of agar
  • Agar from seaweed / seagrass accumulates waste water that is difficult to biodegrade due to the polysaccharides it contains.
  • the usual pretreatment with flocculants and precipitants such as iron chloride, iron sulfate or aluminum chloride only leads to an insufficient improvement in the biodegradability.
  • the invention was therefore based on the object of improving the aforementioned method.
  • the invention therefore relates to a process for the biological purification of waste water containing polysaccharides, in which the waste water is subjected to a precipitation and then aerated in the presence of a bacteria-containing sludge, characterized in that boric acid is used for the precipitation.
  • Precipitants such as Fe or Al salts in PVA produce results that are as good as those of boric acid.
  • treatment with the usual flocculants or precipitants did not result in any noteworthy improvement in the biodegradability, from which an inadequate separation of the polysaccharides present in the wastewater can be concluded.
  • Pre-cleaning the wastewater by flocculation / precipitation with boric acid therefore appeared to be ineffective in removing difficult-to-decompose wastewater constituents.
  • the wastewater is first pre-treated with flocculation / precipitation with a COD (chemical oxygen demand) in the range of 2000 - 6000 mg / l, which is usually alkaline and has a pH of 10 to 13.
  • COD chemical oxygen demand
  • the pH is preferably adjusted to a value in the range from 3 to 4 using sulfuric acid.
  • iron chloride (FeCl 3 ) and boric acid are added in the form of dilute solutions.
  • the concentration of FeCI 3 . Solution 10 to 40 wt .-%
  • the boric acid solution 2-5 wt .-%.
  • the mixture is stirred, preferably between 20 and 30 minutes, and the pH is adjusted to one
  • Voluminous areas form in this area Fe (OH) 3 - flakes that settle on the bottom of the tank together with the precipitated components of the waste water.
  • the solids are drawn off or filtered off from the bottom of the container and the decantate or filtrate is biologically cleaned in a known manner.
  • the removed solids are dewatered and can be landfilled or incinerated.
  • Bosric acid apparently forms complexes or gels with constituents of the agar agar, possibly with alginates, and presumably thereby brings about the unexpectedly rapid improvement in the settling behavior and

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwässern enthaltend Polysaccharide, bei dem man das Abwasser einer Fällung unterzieht und anschließend in Gegenwart eines bakterienhaltigen Schlammes belüftet, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Fällung Borsäure verwendet.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Reinigung von Abwässern aus der Agar-Agar Produktion
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwässern enthaltend Polysaccharide, bei dem man das Abwasser einer Fällung unterzieht und anschließend in Gegenwart eines bakterienhaltigen Schlammes belüftet.
Agar-Agar ist ein gelbildendes Heteropolysaccharid aus der Zellwand von Rotalgen und wird unter anderem als Geliermittel verwendet. Bei der Gewinnung von Agar-
Agar aus Seetang/Seegras fallen Abwässer an, die aufgrund der darin enthaltenen Polysaccharide biologisch schwer abbaubar sind. Die übliche Vorbehandlung mit Flockungs- und Fällungsmitteln wie Eisenchlorid, Eisensulfat oder Aluminiumchlorid bewirkt lediglich eine unzureichende Verbesserung der biologischen Abbaubarkeit.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde das eingangs genannte Verfahren zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man zur Fällung Borsäure verwendet.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwässern enthaltend Polysaccharide, bei dem man das Abwasser einer Fällung unterzieht und anschließend in Gegenwart eines bakterienhaltigen Schlammes belüftet, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Fällung Borsäure verwendet.
Die Lösung der genannten Aufgabe ist insofern überraschend, als zwar aus der DE 2623408 A1 die Verwendung von Borsäure oder Borsäuresalzen zur Abscheidung von Polyvinylalkoholen (PVA), einer definierten chemischen Substanzgruppe, aus Abwasser bekannt ist, eine Übertragung dieser Verwendung auf Abwässer enthaltend Polysaccharide jedoch für den Fachmann nicht naheliegt, da die Abwasserinhaltsstoffe aus der Agar-Agar Produktion chemisch nicht eindeutig definiert sind und somit deren Zusammenwirken mit Borsäure nicht vorhersehbar ist.
Im Gegensatz dazu ist das physikalisch/chemische Zusammenwirken von PVA mit Borsäure für den Fachmann vorhersehbar. Zudem ist bekannt, daß andere, übliche
Fällungsmittel wie Fe- oder AI-Salze bei PVA ähnlich gute Ergebnisse bringen wie Borsäure. Bei der Behandlung der Abwässer enthaltend Polysaccharide ergab jedoch eine Behandlung mit den üblichen Flockungs- oder Fällungsmitteln keine nennenswerte Verbesserung der biologischen Abbaubarkeit, woraus auf eine unzureichende Abscheidung der im Abwasser vorhandenen Polysaccharide geschlossen werden kann. Eine Vorreinigung der Abwässer durch Flockung/Fällung mit Borsäure schien daher wirkungslos hinsichtlich einer Entfernung von schwer abbaubaren Abwasserinhaltsstoffen.
Durch eine zufällige Einstellung des pH-Werts des Abwassers mit Borsäure vor der
Zudosierung von Fällungsmittel (FeSO4) verbesserte sich jedoch völlig überraschend das Abbauverhalten und die Filtrierbarkeit sowie die biologische Abbaubarkeit des Filtrats.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren näher beschrieben, ohne daß eine Beschränkung in irgendeiner Weise beabsichtigt ist.
In einer Vorbehandlungsstufe wird das Abwasser mit einem CSB (Chemischer Sauerstoffbedarf) im Bereich von 2000 - 6000 mg/l, das üblicherweise alkalisch vorliegt und einen pH-Wert von 10 bis 13 hat, zunächst mittels Flockung/Fällung vorbehandelt. Dazu wird der pH-Wert vorzugsweise mit Schwefelsäure auf einen Wert im Bereich von 3 bis 4 eingestellt. Anschließend wird Eisenchlorid (FeCI3) und Borsäure in Form von verdünnten Lösungen zugegeben. Die Konzentration der FeCI3. Lösung: 10 bis 40 Gew.-%, der Borsäurelösung: 2-5 Gew.-%. Das Gemisch wird gerührt, vorzugsweise zwischen 20 und 30 min, und der pH-Wert auf einen
Wert im Bereich von 8 bis 10 angehoben. In diesem Bereich bilden sich voluminöse Fe(OH)3 - Flocken, die sich zusammen mit den ausgefällten Bestandteilen des Abwassers am Behälterboden absetzen. Die Feststoffe werden vom Behälterboden abgezogen oder abfiltriert und das Dekantat bzw. Filtrat biologisch in bekannter Weise gereinigt. Die entnommenen Feststoffe werden entwässert und können deponiert oder verbrannt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Zugabe von Borsäure gekennzeichnet. Bosräure bildet offenbar mit Bestandteilen des Agar-Agar, möglicherweise mit Alginaten, Komplexe bzw. Gele und bewirkt vermutlich dadurch die unerwartet sprunghafte Verbesserung des Absetzverhaltens und der
Filtrierbarkeit. Überraschenderweise erhöht sich auch die biologische Abbaubarkeit des Filtrats bzw. Dekantats signifikannt. In Versuchen ohne Borsäurezugabe waren die Feststoffe kaum abfiltrierbar und das Filtrat war trübe und schlecht biologisch abbaubar.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind im wesentlichen darin zu sehen, daß sich das Absetzverhalten, die Filtrierbarkeit und die biologische Abbaubarkeit des Abwassers signifikannt erhöhen.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines
Vergleichsbeispiels und eines erfindungsgemäßen Versuchsbeispiels näher erläutert, ohne die Erfindung dadurch in irgend einer Weise zu beschränken.
Vergleichsbeispiel:
500 ml eines Abwassers aus einer Agar-Agar Produktion mit einem CSB von 3800 mg/l und einem pH von 12,4 wurden durch Zugabe von Schwefelsäure auf einen pH von 3,5 eingestellt. Anschließend wurden 2 ml einer 40 %-igen FeCI3-Lsg zugegeben. Dadurch erniedrigte sich der pH-Wert auf 2,8. Mit NaOH wurde der pH dann auf einen Wert von 10,8 angehoben. Zur Verbesserung der Flockenbildung wurde noch 1 ml 0,2 %-ige Polyaluminiumchloridlösung (PAC-Lsg.) zudosiert. Nach der PAC-Zugabe wurde noch 2 min nachgerührt, dann wurde der Rührer abgestellt und die Flocken sedimentierten.
Es bildeten sich feine Flocken, die schlecht sedimentierten und der Überstand war trübe. Die sedimentierten Feststoffe wurden nach einer Absetzzeit von 6 h abfiltriet. Von dem Filtrat wurde eine CSB und BSB5-Bestimmung (BSB = biologischer Sauerstoffbedarf) durchgeführt. Die Werte betrugen CSB = 2300 mg/l und BSB5 = 50 mg/l. Das hohe CSB/BSB5-Verhältnis bedeutet, daß die biologische Abbaubarkeit des Filtrats schlecht ist.
Versuchsbeispiel:
500 ml des Originalabwassers aus dem Vergleichsbeispiel (CSB = 3800 mg/i; pH = 12,4) wurden durch Zugabe von Schwefelsäure auf pH = 3,0 eingestellt. Anschließend wurde das Abwasser mit 15 ml einer 2 %-igen Borsäurelösung und 2 ml einer 40 %-igen FeCI3-Lösung versetzt. Die Mischung wurde mit NaOH auf einen pH-Wert von 10,5 angehoben, anschließend wurde 1 ml einer 0,2 %-igen PAC- Lösucng zudosiert. Analog Beispiel 1 betrug die Nachrührzeit 2 min. Es bildeten sich mittelgroße Flocken, die nach Abstellen des Rührers sehr gut sedimentierten. Der Überstand war klar. Nach 6 h Absetzzeit wurde der Feststoff abfiltriert. Die Analyse ergab für das Filtrat einen CSB-Wert von 2000 mg/l, der BSB5-Wert betrug 505 mg/l. Die biologische Abbaubarkeit des Filtrats ist damit deutlich besser als im Vergleichsbeispiel.
Ein Vergleich der in den Beispielen genannten CSB/BSB5 - Verhältnisse zeigt, daß diese Werte ohne Zugabe von Borsäure wesentlich höher und die biologische Abbaubarkeit damit wesentlich schlechter ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwässern enthaltend Polysaccharide, bei dem man das Abwasser einer Fällung unterzieht und anschließend in Gegenwart eines bakterienhaltigen Schlammes belüftet, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Fällung Borsäure verwendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß man zur Fällung das Abwasser auf einen pH-Wert von 3 bis 4 bringt, Borsäure und Eisenchlorid zugibt und anschließend den pH-Wert auf 8 bis 10 anhebt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsäure in wäßriger Lösung in einer Konzentration aus dem Bereich von 1 - 10, vorzugsweise 2 - 5 Gew.-% vorliegt.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Eisenchlorid in wäßriger Lösung in einer Konzentration aus dem Bereich von 5 - 50, vorzugsweise 10 - 40 Gew.-% vorliegt.
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