DE69014447T2 - Verfahren für die Aufbereitung von leicht trübem Wasser. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von leicht trübem Wasser und insbesondere ein neues Verfahren, das es erlaubt, daß Wasser mit niedriger Konzentration an Trübung behandelt wird, um Flocken zu bilden, welche dann durch Absetzen entfernt werden können, was bisher unmöglich war.
• Mit dem steigenden öffentlichen Interesse im Umweltschutz wurden Verbesserungen bei der Behandlungstechnologie von trübem Wasser von Flüssen und Seen vorgenommen und es werden beachtliche Ergebnisse erzielt.
• Bei der Behandlung von trübem Wasser ist es übliche Praxis, zunächst ein Koagulans wie eine kationische anorganische Substanz zuzusetzen und dann ein anionisches Koagulans zuzusetzen, wodurch Absetzen und Abtrennung der Trübungskomponenten verursacht wird.
• Trotz eines solchen Fortschritts bei der Behandlung von trübem Wasser verbleibt jedoch noch ein Problem, das in Flüssen, Seen und Baustellen nicht gelöst werden kann. Dies ist die Unmöglichkeit der Reinigung von Wasser einer Trübung niedriger Konzentration.
• Bei der üblichen Behandlungstechnologie von trübem Wasser ist es möglich, trübes Wasser mit einer Konzentration von wenigstens 30 000 ppm zu behandeln, um die Konzentration auf eine Trübung von etwa 3 500 bis 2 000 ppm verhältnismäßig leicht zu vermindern. Es ist jedoch praktisch unmöglich, Wasser einer niedrigen Trübungskonzentration von bis zu 1 000 ppm herunter auf unter 10 ppm zu reinigen.
• Um ein solches trübes Wasser auf eine Konzentration von etwa 10 ppm zu reinigen ist es notwendig, einmal abgesetzte Trübungskomponenten (55) auf dem Rohwasserspiegel in einer Vielstufenabsetzprozeß wieder herzustellen, die Konzentration der Trübungskomponenten des Wassers zur weiteren Absetzungsbehandlung zu steigern und das entstandene Wasser durch einen Filtertank oder dergleichen zu behandeln, und dieser komplizierte und mühsame Prozeß erfordert viel Kosten und Arbeit. Es ist daher praktisch unmöglich, dieses Verfahren anzuwenden.
• Die GB-967 607 beschreibt ein Verfahren zur Entfernung suspendierter Feststoffe aus wäßrigen Suspensionen, wobei kationische und anionische Koagulantien zugesetzt werden, wobei die Reihenfolge der Zugabe von der Ladung der suspendierten Feststoffe abhängt, und leicht gerührt wird.
• Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Umstände entwickelt und hat zum Ziel, die Mängel bei den üblichen Verfahren zur Behandlung von trübem Wasser zu überwinden und eine neue Behandlungsmethode zu schaffen, welche das Reinigen von trübem Wasser mit einer niedrigen Konzentration von bis zu 1 000 ppm oder selbst bis zu 100 ppm bei hoher Effizienz durch einen einzigen Arbeitsgang der Behandlung auf eine Konzentration unter 10 ppm erlaubt.
• Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Behandlung von trübem Wasser, das durch die folgenden Stufen gekennzeichnet ist: aufeinanderfolgende Zugabe eines anionischen Koagulans und eines organischen polymeren kationischen Koagulans zu dem niedrigkonzentriert trübem Wasser, Rühren des entstandenen Gemisches bei einer Geschwindigkeit höher als 200 Upm und Verursachen der Bildung der Flocken, die durch Absetzen entfernt werden.
• Außerdem ist es eine der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die aufeinanderfolgende Zugabe der Koagulantien weiter fortzusetzen.
• Das Verfahren der vorliegenden Erfindung wird nun in größerem Detail beschrieben. Das durch die vorliegende Erfindung erfaßte niedrigkonzentriert trübe Wasser hat eine Konzentration von bis zu 1 000 ppm. Das Reinigen eines solchen niedrigkonzentriert trüben Wassers auf eine Konzentration unter 10 ppm ist durch das übliche Verfahren sehr schwierig. Bei der Behandlung eines solchen niedrigkonzentriert trüben Wassers nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es wesentlich, ein anionisches Koagulans und dann ein kationisches Koagulans in dieser Reihenfolge zuzusetzen und das Gemisch hinreichend zu rühren.
• Geeignete anionische Koagulantien umfassen ein Polyacrylamid- Polymerkoagulans und andere Polymerkoagulantien. Solche polymere Koagulantien schließen beispielsweise Acrylamid-Acrylsäurecopolymere, teilweise sulfomethylierte Polyacrylamide und Polyacrylamidopropansulfate ein.
• In gleicher Weise kann ein polymeres Koagulans geeigneterweise als das kationische Koagulans verwendet werden. Beispiele schließen Polyaminoalkylmethacrylate und Polyethylenimine ein. Es wird fast keine gewünschte Wirkung mit PAC (Polyaluminiumchlorid) oder anorganischen kationischen Koagulantien wie Eisenchlorid oder Eisensulfat erzielt.
• Der Verbrauch des Koagulans kann in geeigneter Weise ausgewählt werden in Abhängigkeit von der Konzentration des truben Wassers, das gereinigt werden soll, aus einem weiten Verbrauchsbereich. Der Verbrauch bildet keinen wichtigen Faktor bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung.
• Die Zugabe der anionischen und der kationischen Koagulantien sollte in dieser Reihenfolge stattfinden und erforderlichenfalls kann die Zugabe weiterhin wiederholt werden.
• Es sollte eine ausreichende Dispersion durch Zugabe dieser Koagulantien sichergestellt werden und es ist hier notwendig, starkes Hochgeschwindigkeitsrühren anzuwenden. Dies kann ein Rühren bei einer Geschwindigkeit von etwa 400 Upm während etwa 5 bis 30 Sekunden sein. Dieses Rühren erhöht den Kontakt zwischen den sich absetzenden Komponenten in dem trüben Wasser und den Koagulansteilchen.
• Bei der vorliegenden Erfindung kann ein niedrigkonzentriert trübes Wasser von sogar bis zu 100 ppm auf unter 10 ppm mit hoher Wirksamkeit in einem einzigen Behandlungsarbeitsgang gereinigt werden, indem das anionische Koagulans und das kationische Koagulans in dieser Reihenfolge zugesetzt wird und das Gemisch gezwungenermaßen gerührt wird.
• Dies war nach dem üblichen Verfahren, das hauptsächlich auf der Behandlung mit einem kationischen Koagulans beruhte, absolut unmöglich.
• Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ist es möglich, leicht trübes Wasser mit einer Konzentration von flockenbildenden 55-Komponenten von bis zu 1 000 ppm und selbst bis zu 100 ppm auf Trinkwasserqualität von unter 10 ppm durch einen einzigen Behandlungsarbeitsgang zu reinigen.
• Dies erlaubt eine Behandlung von hoher Wirksamkeit und ermöglicht einen beträchtlichen Fortschritt im Umweltschutz.
• Die vorliegende Erfindung wird nunmehr durch die folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiele
• Das Verfahren der vorliegenden Erfindung wurde durch Verwendung eines Standgefäßtesters angewandt. Es wurde ein 500 ml- Becher verwendet und das Gemisch wurde bei einer Geschwindigkeit von 400 Upm während 5 bis 10 Sekunden gerührt.
• Das verwendete Rohwasser hatte eine Konzentration wie in Tabelle 1: Beispiele 1 bis 3, gezeigt, welche trübes Wasser von Baustellen, und Beispiele 4 bis 6, welche trübes Wasser von schlammigen Flüssen, enthielten.
• Die sich ergebenden Konzentrationen sind unter 10 ppm in allen Fällen.
• Zu Vergleichszwecken sind in Tabelle 1 auch Fälle mit Rühren bei niedriger Geschwindigkeit (200 Upm) gezeigt. Dabei wurde nur ein begrenzter Effekt der Konzentrationsverminderung beobachtet. Tabelle 2 zeigt Beispiele unter Verwendung von PAC: es wurde fast keine konzentrationsvermindernde Wirkung beobachtet. Tabelle 1 zwangsweises Hochgeschwindigkeitsrühren (400 Upm) Niedriggeschwindigkeitsrühren (200 Upm) Beispiel Rohwasserkonzentration (ppm) Behandlungszeit (Sekunden) überstehende Wasserkonzentration (ppm) Tabelle 2 zwangsweises Hochgeschwindigkeitsrühren (400 Upm) Niedriggeschwindigkeitsrühren (200 Upm) Vergl.- Beispiel Rohwasserkonzentration (ppm) Behandlungszeit (Sekunden) überstehende Wasserkonzentration (ppm) Anmerkung: PAC + Polymerkoagulans

Claims (7)

1. Verfahren zur Behandlung bzw. Aufbereitung von leicht trübem Wasser, umfassend die Schritte:

Aufeinanderfolgende Zugabe eines anionischen Koagulierungsmittels und eines organischen polymeren kationischen Koagulierungsmittels zu dem in niedriger Konzentration trüben Wasser, und Rühren des entstandenen Gemisches bei einer Geschwindigkeit höher als 200 U/min, wobei eine Flocke gebildet wird, welche durch Absetzen entfernbar ist.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei eine weitere Zugabe von Koagulierungsmitteln aufeinanderfolgend durchgeführt wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Rühren bei einer Geschwindigkeit von mindestens 300 U/min durchgeführt wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei das Rühren bei einer Geschwindigkeit von 300 bis 600 U/min bewirkt wird.

5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rühren während eines Zeitraums von 5 bis 30 Sekunden durchgeführt wird.

6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 - 5, wobei ein leicht trübes Wasser mit einer Konzentration von bis zu SS 100 ppm behandelt wird.

7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das anionische Koagulierungsmittel ein polymeres Koagulierungsmittel ist.