DE2721298A1 - Verfahren zum reinigen phosphathaltiger abwaesser - Google Patents
Verfahren zum reinigen phosphathaltiger abwaesserInfo
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- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Description
GESELLSCHAFT FÜR Karlsruhe, den 5. Mai 1977
KERNFORSCHUNG MBH PLA 7727 Gl/sz
Verfahren zum Reinigen phosphathaltiqer Abwasser
809846/0354
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 Eisenoder
Aluminiumsalzen verwendet. In der Literatur finden sich auch Angaben darüber, daß Phosphat-Ionen von Aluminiumoxid sorbiert
werden. Hierbei sind zwei verfahrenstechnische Prinzipien bekannt
geworden:
1) die Perkolation des Abwassers durch eine mit grobkörnigem
Al2O,. gefüllte Säule, beispielsweise mit Korngrößen von 1 bis 5 mn,
2) die Anwendung der Fließbettechnik mit feinkörnigem Al3O^
(0,05 bj s 0,2 mm) .
Der Nachteil beim Flockungsverfahren ist der hohe Verbrauch an
Salzen und gegebenenfalls an Flockungshilfsmitteln. Außerdem
entsteht eine große Menge an zu beseitigendem Schlamm. Eine evtl. 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
Zu Verfahrensprinzip 1 (Festbett):
Die Säulen verstopfen sehr schnell durch Schlammbildung. Daher müssen diese öfters rückgespült werden. Außerdem entstehen durch
den Abrieb des grobkörnigen Al3O3 verhältnismäßig große Verluste.
Zu Verfahrensprinzip 2 (Fließbett):
Die Arbeitsweise der Fließbettreaktoren ist sehr ungleichmäßig. 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 Al3O3 beim Absitzen zusammenbackt
und nur schwer wieder fein verteilt werden kann.
8098A6/035A
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem phosphathaltige Abwasser von Phosphat
befreit werden können unter Vermeiden der Nachteile der bekannten Verfahren. Das erfindungsgemäße Verfahren soll sicher und sowohl
kontinuierlich als auch diskontinuierlich mit einem leicht wieder desorbierbaren Sorptionsmittel durchführbar sein.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Abwasser
mit feinkörnigem Aluminiumoxid im Korngroßenbereich 0,05 bis 0,2 mm
in Kontakt gebracht und gleichzeitig ein sowohl Al„0^ als auch
Phosphationen gegenüber inertes Gas eingeblasen wird.
Vorteilhaf terv/eise wird als inertes Gas Luft in einer Durchflußmenge
im Bereich zwischen 1 und 10 1 Luft pro Liter behandeltes Abwasser verwendet. Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch auch mit Stickstoff
oder Kohlendioxid oder Sauerstoff als inertes Gas mit Erfolg durchführbar .■ Hierbei wird eine Durchflußmenge im gleichen Eiereich 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 Sorpr.ionsmittels
erreicht v/erden. 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 Al-O^-Menge erforderlich ist,
da im Rührreaktor die Reinigung gleichmäßiger ist und das Sorptionsmittel durch die Belüftung die ca. doppelte bis dreifache Phosphatmenge
aufnehmen kann.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die folgenden Beispiele,
die jedoch keine Einschränkung der Erfindung darstellen.
8098A6/03BA
Beispiel 1 : Λ __
In eine 3-stufige 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 10 gew.-%iger Suspension
vorgelegt.
Vergleich der erhaltenen Werte :
Durchsatz an Abwasser | 100 | Elimination des | Phosphats | ohne Belüftung |
/~Liter_7 | 200 | / % vom Ausgangswert / | 70 | |
300 | mit Belüftung | 18 | ||
400 | 79 | 16 | ||
700 | 55 | 16 | ||
54 | 0 | |||
55 | ||||
38 |
ursprünglich im Abwasser vorhandenen Phosphatgehalt
1 | erreichte Beladung des | ohne | Al2O3 | |
2 | /~% P _7 | |||
3 | mit Belüftung | Belüftung | ||
Reaktor | 2,5 | 1,2 | ||
Reaktor | 2,1 | 1,0 | ||
Reaktor | 1,8 | 1,2 | ||
Es wurde in gleicher Weise verfahren wie in Beispiel 1 mit der einzigen Ausnahme, daß anstelle eines sauren Aluminiumoxids ein
sogenanntes alkalisches Al„0_ verwendet wurde, v/elches zudem eine
höhere spezifische Oberfläche aufwies als das saure Al?0_ aus
Beispiel 1.
809846/0354
Vergleich der Vierte :
Durchsatz an | 100 | Abwasser | Eliminat |
/"Liter | 200 | J | /~% VO |
300 | mit Belüf | ||
400 | 82 | ||
1000 | 53 | ||
1200 | 54 | ||
41 | |||
42 | |||
25 |
ohne Beiüftunq
82
45
33
15
Reaktor 1 Reaktor 2 Reaktor 3
erreichte Beladung des _ _
L E° p _/
mit Belüftunc
1,9
3,2
3,2
2,1
ohne Eelüftuna
1,3 1,2 1,2
Beispiele 3 bis 5 :
In einstufigen Becherglas-Versuchen wurden jeweils 3 Ltr,-Chargen
eines Ablaufes einer Kläranlage, das Abwasser enthielt 16 mg P/l,
mit je 5 g Aluminiumoxid gerührt und mit einem Gasstrom von 20 l/Stunde begast. Die Analysen erbrachten Eliminationswerte in
Prozenten des ursprünglich vorhandenen Phosphors von
809846/0354
-I-
2721298 | Probenahme nach Begasung |
Vergleichswert ohne Gaszufuhr |
Beispiel 3 Begasung mit 2O l/h N |
Beispiel 4 Begasung mit 2O l/h CO |
Beispiel 5
Begasung mit 2O l/h O |
/ min / | % Ρ eliminiert | % P eliminiert | % P eliminiert | % P eliminiert | |
2 . 5 | 38, 75 | 50,0 | 43,1 | 51 ,25 | |
5 | 45,6 | 56,25 | 46,9 | 59,4 | |
IO | 45,6 | 50, 1 | 5O,O | 61 ,9 | |
30 | 52,5 | 59,5 | 57,5 | 65,0 | |
4O | 56,25 | 6O,6 | 61 ,25 | 65,O | |
5O | 57, 5 | 61,9 | 63,75 | 65,O |
- 7
809846 /0354
Claims (5)
1. Verfahren zum Reinigen phosphathaltiger Abwasser, bei welchem
Aluminiumoxid als Sorptionsmaterial verwendet wird, dadurch
gekonnzeichnet, daß das Abwasser mit feinkörnigem Aluminiumoxid
im Korngrößcnborcich 0,05 bis 0,2 mm in Kontakt gebracht und gleichzeitig ein sowohl Λ1-0-. als auch Phosphationen gegenüber
inertes Gas eingeblascn wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
inertes Gas Luft in einer Durchflußmenge im Bereich zwischen 1 und 10 1 Luft pro Liter behandeltes Abwasser verwendet wird.
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.
809846/035A
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