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Dokumentenidentifikation DE19717723C2 12.10.2000
Titel Mittel zur Entfernung von Schwermetall-Ionen aus Wässern, dessen Verwendungsformen und Einsatzgebiete
Anmelder FUGRO CONSULT GmbH Umwelt-Geotechnik-Analytik, 12681 Berlin, DE;
Junge, Hartmut, Dipl.-Ing., 12683 Berlin, DE
Erfinder Junge, Hartmut, Dipl.-Ing., 12683 Berlin, DE;
Engelmann, Frank, Dipl.-Geol., 16833 Fehrbellin, DE
Vertreter Eisenführ, Speiser & Partner, 14195 Berlin
DE-Anmeldedatum 18.04.1997
DE-Aktenzeichen 19717723
Offenlegungstag 22.10.1998
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 12.10.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.10.2000
IPC-Hauptklasse C02F 1/62

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Mittel zur Entfernung von Schwermetall-Ionen aus Wässern. Weiterer Gegenstand der Erfindung sind Verwendungsformen dieses Mittels und verschiedene Einsatzgebiete.

Die in Wässern gelösten Schwermetall-Verbindungen stellen eine erhebliche Gefahr für die Umwelt dar. Die bekannten Verfahren und Mittel zur Entfernung dieser Verbindungen sind überwiegend selektiv und ermöglichen somit keine weitgehende Entfernung aller in Wässern enthaltenen Schwermetall-Verbindungen. Außerdem ist der apparative Aufwand sehr groß.

In DE 30 26 430 C2 ist ein Verfahren zur Abtrennung von in Abwasser gelösten Schwermetallen unter Verwendung der bei der Stahlherstellung anfallenden Konverter-, SM- oder Elektroofenschlacke mit einer Teilchengröße von 0,15 mm Durchmesser beschrieben. In der weiteren vorteilhaften Ausgestaltung dieses Verfahrens wird die Schlacke mit einer Lösung behandelt, die selbst Schwermetall-Verbindungen enthält, wodurch die Effektivität (Adsorption) nicht nachteilig beeinflußt wird. Auch ist eine Säurebehandlung der eingesetzten Schlacke möglich.

Nach der Beladung der eingesetzten Schlacke mit Schwermetall-Verbindungen wird diese abgetrennt und mit Portlandzement, Hochofenzement oder Gips zum Erhärten gebracht.

Nachteilig ist, daß das Abwasser auf einen pH-Wert < 7, teilweise sogar < 2, eingestellt werden muß, so daß die Anwendbarkeit dieser Technologie sehr eingeschränkt ist.

In DE 43 07 468 A1 ist ein Verfahren beschrieben, wonach Schwermetalle, insbesondere jedoch Uran, aus kontaminierten Wässern des Uran-Bergbaues entfernt werden. Hierzu wird ein Beton- oder mörtelartiger Bauschutt verwendet, der als Abprodukt bei der Sanierung dieser Industrie anfällt.

Nachteilig ist, daß dieser Bauschutt selbst kontaminiert ist und somit nur eingeschränkt verwendet werden kann.

Aus der US 40 12 320-A ist bekannt, die Verunreinigungen in Abwässern durch Behandlung mit einer wäßrigen Lösung eines Alkalimetallsilicates und eines Silicat- Flockungsmittels aus der Gruppe Portlandzement, Kalk, Gips und Calciumchlorid zu entfernen.

Nachteilig ist die eingeschränkte Anwendbarkeit des Verfahrens.

Aus DE 37 17 848 A1 ist bereits ein Mittel zur Wasseraufbereitung bekannt, das neben Siliciumdioxid, Kalk und Zement u. a. auch Calciumcarbonat sowie metallisches Eisen in Pulverform beinhalten kann und zur Entfernung unpolarer, organischer Stoffe aus Abwässern oder Abgasen sowie der Neutralisation saurer Gase dient. Eine Schwermetallentfernung ist durch dieses Mittel nicht vorgesehen. Darüberhinaus ist anzunehmen, daß das Mittel in Wasser unter Langzeitbedingungen keine ausreichende Stabilität besitzt. Weiterhin nachteilig ist die relativ aufwendige Herstellung des Mittels durch Mischen, Aufschäumen und nachfolgende Dampfhärtung im Autoklaven.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, mit einem einfach herzustellenden und preiswerten Mittel grober Struktur und guter Durchlässigkeit eine nahezu universelle Entfernung von Schwermetall-Ionen aus verschiedenen Wässern zu ermöglichen. Gleichzeitig soll der vorrichtungsmäßige Aufwand erheblich gesenkt werden.

Erfindungsgemäß wird das Problem mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Die Merkmale der Unteransprüche gestalten die Erfindung weiter aus. Im Nebenanspruch sind besondere Einsatzgebiete des erfindungsgemäßen Mittels offenbart.

Das erfindungsgemäße Mittel ermöglicht einen vielseitigen Einsatz in unterschiedlichen Verwendungsformen. Besonders vorteilhaft erfolgt die Verwendung zur Sanierung von Fließgewässern. Ein besonderer apparativer Aufwand ist hierzu nicht erforderlich.

Die Körnung des erfindungsgemäßen Mittels kann in weiten Bereichen eingestellt werden. Gleichzeitig ist eine hohe Durchlässigkeit gegeben.

Für einen Fachmann ist die erhebliche Reduzierung der Schwermetall-Ionen in Wässern mit einem derartigen Mittel überraschend.

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Beispiel 1

Ein aus 60 Gew.-% Sand, 12,5 Gew.-% Zement, 10,0 Gew.-% gebranntem Kalk, 15,0 Gew.-% Soda und 2,5 Gew.-% Eisenspänen mit einer Körnung < 4,5 mm bestehendes Gemisch wird mitbekannten Technologien zu einem Granulat aufgearbeitet. Über dieses Granulat wird ein Abwasser geleitet, wonach eine Entfernung der Schwermetall-Ionen in nachfolgender Tabelle ersichtlich ist:

Tabelle 1



Beispiel 2

Ein nach bekannter Technologie hergestellter Schotter, bestehend aus 51 Gew.-% Kies, 18 Gew.-% Zement, 17 Gew.-% Kalk, 7,5 Gew.-% Natriumhydrogencarbonat und 6,5 Gew.-% Eisen mit einer Körnung von > 2,5 mm wird als Schüttung in das Bett eines Fließgewässers eingebracht. Ebenso ist der Einsatz eines Granulates, das in Kassetten oder Kartuschen eingesetzt wird, möglich.

Nach der Behandlung mit dem erfindungsgemäßen Mittel weist das Fließgewässer folgende Schwermetall-Konzentrationen auf:

Tabelle 2




Anspruch[de]
  1. 1. Mittel zur Entfernung von Schwermetall-Ionen aus Wässern, bestehend aus

    50 bis 80 Gew.-% Sand und/oder Kies

    5 bis 30 Gew.-% Zement

    5 bis 30 Gew.-% Calciumcarbonat, Calciumhydroxid und/oder Calciumoxid

    1 bis 20 Gew.-% Natriumcarbonat oder Natriumhydrogencarbonat

    1 bis 20 Gew.-% Eisen- Körnung in Form von Spänen,

    wobei das Mittel eine grobe Struktur besitzt.
  2. 2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisen-Körnung 0,05 bis 5 mm beträgt.
  3. 3. Verwendung des Mittels zur Entfernung von Schwermetall-Ionen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel in Form von Granulat oder Schotter eingesetzt wird.
  4. 4. Verwendung des Mittels zur Entfernung von Schwermetall-Ionen nach Anspruch 1 oder 2 in der Wasseraufbereitung, Sanierung von Fließ- und Grubenwässern, Behandlung von Abwässern, Brauch-, Grund-, Gruben-, Oberflächen-, Trink- und Fließgewässern.






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