DE202009007892U1

DE202009007892U1 - Precipitant for the treatment and the spontaneous elimination of odors from water

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Publication number: DE202009007892U1
Application number: DE202009007892U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-06-12
Filing date: 2009-06-05
Publication date: 2009-09-24
Anticipated expiration: 2019-06-06
Also published as: CH698967A2; ITFI20090045U1; AT10853U1; CZ20976U1; CH698967B1

Abstract

Fällungsmittel zur Behandlung von Trink-, Brauch- und Abwässern aus gewerblichen, industriellen und kommunalen Anwendungen, insbesondere von Abwässern, sowie zur Geruchseliminierung in Biogasanlagen mit einem Gemisch aus wenigstens einem Fällmittel auf Metallbasis sowie Flockungs- und/oder Flockungshilfsmitteln, dadurch gekennzeichnet, dass einem Gemisch aus Fällungsmitteln, Flockungs- und/oder Flockungshilfsmitteln zur spontanen Geruchseliminierung synthetische Nanopartikel zudosiert sind.Precipitant for the treatment of drinking, service and waste water from commercial, industrial and municipal applications, in particular of waste water, and for odor removal in biogas plants with a mixture of at least one precipitant based on metal and flocculation and / or flocculation aids, characterized in that Mixture of precipitants, flocculants and / or flocculants for spontaneous odor elimination synthetic nanoparticles are added.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fällungsmittel zur Behandlung von Trink-, Brauch- und Abwässern aus gewerblichen, industriellen und kommunalen Anwendungen, insbesondere von Abwässern, sowie zur Geruchseliminierung in Biogasanlagen mit einem Gemisch aus wenigstens einem Fällmittel auf Metallbasis sowie Flockungs- und/oder Flockungshilfsmitteln.The Invention relates to a precipitant for the treatment of drinking, service and waste water from commercial, industrial and municipal applications, in particular of waste water, as well as for odor elimination in biogas plants with a mixture of at least one precipitant based on metal and flocculants and / or flocculants.

Zum Einsatz kommen Fällungsmittel bei der Reinigung kommunaler und industrieller Abwässer in Kläranlagen, bei der Aufbereitung von Prozess- und Kreislaufwasser und der Klärung Nutz- oder Trinkwasser, sowie bei der Aufbereitung von Gemischen in Biogasanlagen.To the Use come precipitant in the purification of municipal and industrial wastewater in sewage treatment plants, in the treatment of process and circulating water and the clarification of useful or drinking water, as well as in the treatment of mixtures in biogas plants.

Mit derartigen Fällungsmitteln können selbst kleinste Wasserinhaltsstoffe aus dem zu reinigenden Wasser entfernt werden. Entspricht die Dichte der feinen Wasserinhaltsstoffe der des Wassers, halten sich diese in Schwebe und können nicht sedimentieren. Eine weitere Störung der Sedimentation ist durch eine gegenseitige Abstoßung der einzelnen Teilchen untereinander gegeben, was wiederum eine gegenseitige Zusammenballung der Schwebeteilchen verhindert. Eben dies soll mit derartigen Mitteln unterbunden werden. Mit Flockungsmitteln und Flockungshilfsmittels werden die Schwebstoffe zu größeren Flocken zusammengeballt, wodurch diese eine größere Dichte erhalten, und letztendlich sedimentieren. Als Flockungsmittel werden zumeist Eisensalze und Aluminiumsalze verwendet. Flockungsmittel bilden aus den Schwebstoffen Mikroflocken, die sich bereits gut durch Filtration entfernen lassen. Ist eine Feststoffentfernung durch Sedimentation oder Flotation gewünscht, kommt zusätzlich zum Flockungsmittel ein Flockungshilfsmittel zum Einsatz, das aus den Mikroflocken größere Makroflocken bildet.With such precipitants can even the smallest water constituents from the water to be purified be removed. Corresponds to the density of fine water constituents the water, these are suspended and can not sediment. Another disorder The sedimentation is due to a mutual repulsion of the given individual particles among themselves, which in turn is a mutual Aggregation of suspended particles prevented. This is just what you want be prevented such means. With flocculants and Flocculants, the suspended matter to larger flakes aggregated, giving them a greater density, and ultimately sediment. As flocculants are mostly iron salts and Aluminum salts used. Flocculants form from the suspended matter Microflakes that can be easily removed by filtration. is a solids removal by sedimentation or flotation desired comes additionally to the flocculant a flocculant is used, the the microflakes larger macro flakes forms.

Flockungshilfsmittel finden insbesondere dort Verwendung, wo eine Fest-Flüssig-Trennung gewünscht ist und beschleunigen die Sedimentation von suspendierten Feststoffteilchen. Im vorliegenden Fall handelt es sich dabei um organische, synthetische, hochmolekulare und wasserlösliche Polymere. Als Flockungshilfsmittel kommen insbesondere Poly-Diallyldimethylamoniumchlorid, Polyamine, Polyacrylamide u. dgl. in fester und flüssiger Form zum Einsatz.flocculants find particular use where a solid-liquid separation required is and accelerates the sedimentation of suspended solid particles. In the present case, these are organic, synthetic, high molecular weight and water soluble Polymers. As flocculants especially poly-Diallyldimethylamoniumchlorid, Polyamines, polyacrylamides and the like Like. In solid and liquid form for use.

Als Nachteil ist den bekannten Fällungsmitteln und Verfahren zur Reinigung von Wasser zu eigen, dass die gewünschte Trennung von Feststoffen und Flüssigkeit einen erheblichen Zeitaufwand erfordert. Soll eine Reinigung von Wasser in Großem Stil erfolgen, ist auch ein erheblicher Aufwand hinsichtlich der Größe notwendiger Sedimentationsbecken gegeben.When Disadvantage is the known precipitants and methods of purifying water to own that desired separation of solids and liquid requires a considerable amount of time. Should a cleaning of Water in big Style is also a considerable effort in terms of Size more necessary Sedimentation tank given.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Fällungsmittel zur Reinigung von Wasser der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, dass einerseits die Reinigungsleistung wirkungsvoll gesteigert und anderseits eine Geruchseliminierung bei der Aufbereitung von Abwässern erzielt wird.Of the Invention is therefore the object of a precipitant to improve the purification of water of the type described above so that on the one hand effectively increased the cleaning performance and on the other hand Odor elimination in the treatment of wastewater achieved becomes.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass einem Gemisch aus Fällungsmitteln, Flockungs- und/oder Flockungshilfsmitteln zur spontanen Geruchseliminierung synthetische Nanopartikel zudosiert sind.The Invention solves this task in that a mixture of precipitants, flocculation and / or Flocculation aids for spontaneous odor removal synthetic Nanoparticles are added.

Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass eine gesteigerte Sedimentationsgeschwindigkeit und somit Reinigungsleistung sowie eine möglichst effektive Geruchselimination durch die Zugabe synthetischer Nanopartikel, auf der Basis von Metalloxiden, erzielt werden kann. Dabei kommen nanostrukturiertes Materialoxide mit einer durchschnittlichen Korngröße von rund 10^–9 Metern, 1 × 10^–9 m bis 100 × 10^–9 m zum Einsatz, welche in die Matrix aus Flockungsmitteln und Flockungshilfsmitteln verteilt eingebunden sind. Damit ergibt sich aufgrund der verbesserten Reinigungswirkung und Geruchseliminierung zudem eine mögliche Einsparung stofflicher Ressourcen, insbesondere an der erforderlichen Menge von Fällungs-, Flockungs- und/oder Flockungshilfsmitteln. Durch das Einbringen der Nanopartikel in die als Matrix wirkenden Fällungs-, Flockungs- bzw. Flockungshilfsmittel kommt es insbesondere auch aufgrund der großen Oberfläche der Nanopartikel zu einem erhöhten Ladungsausgleich zwischen den Schwebeteilchen, was die Zusammenballung der Schwebeteilchen erheblich beschleunigt und wodurch gegebenenfalls die eingesetzte Menge an Fällungs-, Flockungs- bzw. Flockungshilfsmitteln aufgrund der erheblich erhöhten Reinigungsleistung verringert werden kann. Aufgrund des verbesserten Ladungsausgleiches ergibt sich auch ein stabileres Agglomerat, das in einfacher Weise eine klare Trennung von fester und flüssiger Phase ermöglicht. Das erfindungsgemäße Mittel eignet sich insbesondere zur Reinigung von Wässern jeder Art, wie Gewässern, Trinkwasser, Abwasser und Anwendungen in Biogasanlagen. Die Nanoteilchen werden dabei in der festen Phase zurückgehalten und können mit dieser entsorgt bzw. weiterverarbeitet werden. Durch die von den Nanopartikeln unterstützte Fällung der geruchsintensiven Stoffe wird die gewünschte Geruchseliminierung erreicht.Surprisingly, it has been found that an increased sedimentation rate and thus cleaning performance and the most effective possible odor elimination can be achieved by the addition of synthetic nanoparticles based on metal oxides. Nanostructured material oxides with an average particle size of about 10 ^-9 meters, 1 × 10 ^-9 m to 100 × 10 ^-9 m are used, which are distributed in the matrix of flocculants and flocculants. Due to the improved cleaning effect and odor elimination, this also results in a possible saving of material resources, in particular in the required amount of precipitation, flocculation and / or flocculation aids. By introducing the nanoparticles into the precipitation, flocculation or flocculation aids acting as a matrix, there is an increased charge balance between the suspended particles, in particular due to the large surface area of the nanoparticles, which considerably accelerates the aggregation of the suspended particles and optionally the amount used Precipitation, flocculation or flocculation aids can be reduced due to the significantly increased cleaning performance. Due to the improved charge balance also results in a more stable agglomerate, which allows a clear separation of solid and liquid phase in a simple manner. The composition of the invention is particularly suitable for the purification of water of all kinds, such as water, drinking water, wastewater and applications in biogas plants. The nanoparticles are retained in the solid phase and can be disposed of or further processed with this. The precipitation of the odorous substances supported by the nanoparticles achieves the desired odor elimination.

Eine besonders gute Geruchseliminierung ergibt sich, wenn einem Liter Fällungsmittel zwischen 0,1 g und 80 Vol%. insbesondere zwischen 1 g und 20 Vol%, synthetische Nanopartikel zudosiert sind, wobei sich herausgestellt hat, dass sich Nanopartikel auf der Basis von metallischen Oxiden, nanostrukturierten Kohlenstoffverbindungen, Halbmetallen, Halbmetalloxiden und/oder SiO2 besonders gut zu diesem Zweck eignen. Vorteilhafte Einsatzmengen mit überzeugendem Kosten – Nutzen Faktor liegen im Bereich zwischen 1 μg/l und 10 g/l (Nanopartikel [g]/Liter Fällungsmittel) bzw. ergeben sich bei 0,5 bis 10 Vol%, vorzugsweise 0,5 bis 5 Vol% synthetische Nanopartikel in dem Fällungsmittel.A particularly good odor elimination results when one liter of precipitant between 0.1 g and 80 vol%. In particular between 1 g and 20 vol%, synthetic nanoparticles are added, it has been found that nanoparticles based on metallic oxides, nanostruktu carbon compounds, semimetals, semimetal oxides and / or SiO 2 are particularly well suited for this purpose. Advantageous amounts used with a convincing cost-benefit factor are in the range between 1 μg / l and 10 g / l (nanoparticles [g] / l precipitant) or 0.5 to 10% by volume, preferably 0.5 to 5 vol % synthetic nanoparticles in the precipitant.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Geruchseliminierung, beispielsweise von gewerblichen, industriellen und kommunalen Abwässern oder bei Anwendungen zur Geruchseliminierung in Biogasanlagen durch Zugabe des Fällungsmittels beispielsweise in Kreislaufwasser, Druckkanäle, Freispiegelkanäle, Faultürme und Biogasanlagen. Dazu werden dem außerhalb der Verfahrensschritte vorbereiteten Mittel zur spontanen Geruchseliminierung synthetische Nanopartikel zudosiert, bevor das Gemisch dem Wasser zum Zwecke der spontanen Geruchseliminierung zudosiert wird. Nach der Zugabe des Gemisches erfolgt eine Sedimentation der Schwebstoffe in einem weiteren Verfahrensschritt und eine Geruchselimination, wobei dieser Verfahrensschritt nach der Zugabe in einem dafür vorgesehenen Behälter abläuft. Um die Reinigungswirkung dabei wirkungsvoll zu steigern wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass dem außerhalb des Verfahrensschrittes vorbereiteten Gemisch aus Fällungs-, Flockungsmittel und/oder Flockungshilfsmitteln zur Geruchseliminierung synthetische Nanopartikel auf der Basis von Metalsalzlösungen zudosiert wird, bevor das Gemisch dem Wasser zudosiert wird, wobei die synthetischen Nanopartikel vorzugsweise Partikel auf der Basis von metallischen Oxiden, nanostrukturierten Kohlenstoffverbindungen, Halbmetallen, Halbmetalloxiden und/oder SiO₂ sind. Dabei empfiehlt es sich insbesondere, wenn einem Liter Gemisch zwischen 0,1 g und 80 Vol%, insbesondere zwischen 1 g und 20 Vol% synthetische Nanopartikel zudosiert sind.Furthermore, the invention relates to a method for odor elimination, for example, commercial, industrial and municipal wastewater or odor elimination applications in biogas plants by adding the precipitant, for example in circulating water, pressure channels, gravity channels, digestion towers and biogas plants. For this purpose, synthetic nanoparticles are metered into the means for spontaneous odor elimination prepared outside the process steps, before the mixture is metered into the water for the purpose of spontaneous odor elimination. After the mixture has been added, the suspended solids are sedimented in a further process step and an odor elimination is carried out, this process step taking place after the addition in a container provided for this purpose. In order to effectively increase the cleaning effect it is proposed according to the invention that the prepared outside the process step mixture of precipitants, flocculants and / or flocculants for odor elimination synthetic nanoparticles based on metal salt solutions is metered before the mixture is added to the water, said the synthetic nanoparticles are preferably particles based on metallic oxides, nanostructured carbon compounds, semimetals, semimetal oxides and / or SiO ₂ . In this case, it is particularly advisable if one liter of mixture between 0.1 g and 80% by volume, in particular between 1 g and 20% by volume of synthetic nanoparticles are added.

Eine erheblich verbesserte Reinigungswirkung für das Wasser ergibt sich, wenn das Gemisch zur Geruchseliminierung dem zu reinigenden Wasser in einer auf die Wassermenge bezogene Menge von 1–2000 g/m³ beigemengt wird.A significantly improved cleaning action for the water results when the mixture for odor elimination is added to the water to be purified in an amount based on the amount of water of 1-2000 g / m ³ .

Des Weiteren betrifft die Erfindung die Verwendung eines mit synthetischen Nanopartikeln auf der Basis von Metalloxiden versehenen Gemisches aus Fällungsmittel, Flockungsmitteln und/oder Flockungshilfsmitteln zur Ausfällung von Schwebstoffen aus Wasser.Of Furthermore, the invention relates to the use of a synthetic Nanoparticles based on metal oxides provided mixture Precipitant, Flocculants and / or flocculants to precipitate Suspended matter from water.

Beste Ergebnisse werden erzielt, wenn Metallsalze und Nanopartikel des gleichen Elements, also beispielsweise Eisensalze und Nanopartikel aus Eisen oder Aluminiumsalze und Nanopartikel aus Aluminium, im Fällungsmittel vorkommen.best Results are obtained when metal salts and nanoparticles of the same element, so for example iron salts and nanoparticles of iron or aluminum salts and nanoparticles of aluminum, im precipitant occurrence.

Claims

Precipitant for the treatment of drinking, service and waste water from commercial, industrial and municipal applications, in particular of waste water, and for odor removal in biogas plants with a mixture of at least one precipitant based on metal and flocculation and / or flocculation aids, characterized in that Mixture of precipitants, flocculants and / or flocculants for spontaneous odor elimination synthetic nanoparticles are added.

Funds for Spontaneous odor removal according to claim 1, characterized in that that one liter of precipitant between 0.1 g and 80% by volume of synthetic nanoparticles are added.

Funds for Odor eliminator according to claim 1, characterized in that one liter of precipitant between 1 g and 20% by volume of synthetic nanoparticles are added.

Funds for Odor elimination according to one of claims 1 to 3, characterized in that the mixture synthetic nanoparticles based on metallic Oxides, nanostructured carbon compounds, semi-metals, Semi-metal oxides and / or SiO 2 are added.

Agent according to one of claims 1 to 4, characterized that per liter of precipitant between 1 μg and 10 g of synthetic nanoparticles are added or that 0.5 to 10% by volume, preferably 0.5% to 5% by volume, of synthetic nanoparticles to the precipitant are metered.