BE879921A

BE879921A - Werkwijze voor het behandelen van afvalwater

Info

Publication number: BE879921A
Application number: BE2/58194A
Authority: BE
Original assignee: Galassi Giuseppe
Priority date: 1978-11-13
Filing date: 1979-11-09
Publication date: 1980-03-03
Also published as: JPS5592191A; IT1160065B; IT7829701A0

Description


  Werkwijze voor het behandelen van afvalwater. 

  
In het algemeen omvatten de tegenwoordig voor de behandeling van afvalwater toegepaste technieken in hoofdzaak

  
 <EMI ID=1.1>  b) vernietiging van verontreinigende stoffen, die in het water aanwezig zijn: biologische oxydatie met geactiveerd slib, verkoling door chemische oxydatie, anaëroob digereren, enz.

  
Onder de werkwijzen die de destructie van verontreinigende stoffen met zich brengen, is oxydatie een der meest belangrijke, zoals blijkt uit de algemeen aanvaarde indices voor het aangeven van de graad van verontreiniging van water, nl. BOD, COD en TOC.

  
 <EMI ID=2.1> 

  
del, doch het is nauwelijks reactie bij kamertemperatuur. Het is mogelijk in te werken op drie factoren om de oxydatiesnelheid te verhogen:
a) verhoging van temperatuur; b) gebruik van een katalysator; c) gebruik van geactiveerd slib, dat een soort natuurlijke katalysator van oxydatieprocessen is.

  
Hoge temperatuur als een middel voor het vernietigen van verontreinigende stoffen wordt toegepast in verkolingsfornuizen, waarin afvalwaters worden verhit tot 1000 - 1200[deg.]C. Bij dergelijke temperaturen vorden verontreinigende stoffen volledig geoxydeerd in minder dan 1,5 seconden. Het is echter niet noodzakelijk dergelijke hoge temperaturen te bereiken; normaliter is

  
 <EMI ID=3.1> 

  
reduct ie in de COD te verkrijgen. De werkwijze, bestaande in de oxydatir van verontreinigende stoffen bij temperaturen boven 105[deg.]C en drukken boven 2 bar is "natte oxydatie" genoemd en dat is de definitie die bij de onderhavige uitvinding wordt aangenomen, doch  <EMI ID=4.1> 

  
oxydatiemiddel. De nadelen met betrekking tot het gebruik van lucht bij deze werkwijze zijn duidelijk; dergelijke nadelen va-

  
 <EMI ID=5.1> 

  
hebben tot de overmatig grote reactors ala gevolg van de aanwezigheid van stikstof en de lagere reactiviteit van lucht in vergelijking met zuivere zuurstof.

  
Er is nu gevonden, dat het gebruik van zuivere zuurstof in plaats van lucht bi j deze werkwijze tot aanzienli jke voordelen leidt. Een verder voordeel wordt bereikt in het geval

  
van gebruik van vloeibare zuurstof, daar laatstgenoemde kan worden opgeslagen in de tank en in de vloeibare fase in de oxydatiefabriek kan worden gepompt met behulp van een hoge-drukpomp. De zuurstof verdampt dan in een verdamper, om aldus in zijn gasvormige toestand een druk te breiken overeenkomend met de pompkop,

  
op deze wijze bereikt men een aanzienlijke besparing van compressie-energie en een veel lagere investering.

  
 <EMI ID=6.1> 

  
stof of een gasvormig mengsel, dat zuurstof bevat met een concentrat ie boven 60 vol.% gebruikt .

  
Een verder doel van de uitvinding bestaat uit

  
 <EMI ID=7.1> 

  
aan natte oxydatie wordt onderworpen. Een dergelijke verhitting wordt uitgevoerd op vier verschillende wijzen:

  
1) Autogeen verhitten

  
Bij de "natte oxydatie"-werkvijze is het onont-

  
 <EMI ID=8.1> 

  
te zuiveren water te bereiken om een goede zuivering te verkrijgen, maar in de meeste gevallen is het noodzakelijk te werken

  
bij een temperatuur van 250[deg.]C (en nog meer indien men de cor.tacttijd wenst te verkorten); bij verhogen van de oxydatietemperatuur verkrijgt men nl. een toename van oxydatieopbrengst en een afbame van contacttijd.

  
Indien men anderzijds een belangrijke hoeveelheid organische stoffen, zoals ethanol of enige andere organische

  
 <EMI ID=9.1> 

  
zuivering te onderwerpen water, vordt reactiewarmte ontwikkeld, zodra men een temperatuur van 220 - 250[deg.]C bereikt. Deze warmte

  
 <EMI ID=10.1> 

  
moet toevoegen, die een aanzienlijke stijging van de begin-COD betekent, doch men dient te bedenken, dat dankzij de door deze toevoeging verkregen temperatuursverhoging bij het natte-oxyda-

  
 <EMI ID=11.1> 

  
behandelen van afvalvater aan zuivering in hun natuurlijke toestand.

  
2) Vlamverhitting

  
In plaats van het toevoeren van organische stoffen als eerder beschreven om de temperatuur van het water te verhogen, werd directe verhitting uitgevoerd met behulp van een vlam in ovens met stalen pijpen, als gevolg waarvan temperaturen van
300[deg.]C en zelfs 400[deg.]C gemakkelijk konden worden bereikt.

  
 <EMI ID=12.1> 

  
Een andere mogelijkheid die werd onderzocht bestaat uit het gebruik van gesmolten zoutmengsels, b.v. natriumnitraat, kaliumnitraat en natriumnitriet, die vast zijn tot 150[deg.]C en vloeibaax worden bij hogere temperaturen en zonder problemen

  
 <EMI ID=13.1>   <EMI ID=14.1> 

  
werkwijze van de bovengenoemde zouten in een afzonderlijk toestel geschiedt.

  
 <EMI ID=15.1> 

  
De oxydatietemperatuur van het afvalwater heeft men ook bereikt door rechtstreekse injectie van stoom in de reactor en na de cxydatie heeft men de afvoer-effluent afgekoeld door rechtstreekse injectie van koud water.

  
Een verder doel van de uitvinding wordt verschaft door de toevoeging van ozon aan de voor de oxydatie ge-

  
 <EMI ID=16.1> 

  
lagen van de oxydatietemperatuur, gebruik maakt van katalysatoren, doch dit verschijnsel is slechts voor de dampfase geverifieerd, terwijl het gebruik van katalysatoren in de vloeibare

  
 <EMI ID=17.1> 

  
het terugwinnen en recirculeren van de katalysator, die in de meeste gevallen een vaste stof is.

  
Er is nu gevonden, dat indien men ozon gebruikt

  
 <EMI ID=18.1> 

  
niet slechts grotere voordelen bereikt met betrekking tot het gebruik van katalysatoren, doch daar ozon zuurstof produceert in de loop van de oxydatiereactie is men niet langer geconfronteerd met het probleem van zijn terugwinning of het verschijnsel

  
 <EMI ID=19.1> 

  
Een verier doel van de uitvinding is de natteoxydatiefabriek, geïllustreerd bij wijze van voorbeeld doch niet beperkend voor andere uitvoeringsvormen, in de tekening.

  
 <EMI ID=20.1> 

  
aan het verontreinigde afvalwater (1) en aldus gemengd (3) ondergaat zij een eerste verhittingsbehandeling beneden 95[deg.]C in uitwis se laar G, die enige warmte van de afvoereffluent terug-

  
 <EMI ID=21.1>   <EMI ID=22.1> 

  
toegevoegd met behulp van ozonisator P.

  
 <EMI ID=23.1> 

  
de verkvijzetemperatuur gebracht in uitviseelaar C, die een geschikte diatherme vloeistof gebruikt.

  
De diatherme vloeistof vordt continu verhit door een vlamoven 0 en gedwongen te circuleren door pomp N, terwijl de vereiste uitgangsvloeibaarmaking plaatsvindt in houder M.

  
Het afvalwater dat op de bovenstaande wijze is verhit, wordt geleid naar reactor D, waarin het blijft gedurende de tijd, noodzakelijk om de oxydatie te verkrijgen en wordt daarna afgekoeld in uitwis aelaar E, waar warmte wordt teruggewonnen in de vorm van damp. Bi j afvoer (9) vordt het afvalwater geleid naar scheidingsinrichting F en (10) naar uitwisselaar G en tenslotte afgevoerd (11).

  
De uitvinding wordt nader toegelicht door de volgende voorbeelden.

  
Voorbeeld I

  
Een afvalwater, afkomstig van een pulp- en

  
 <EMI ID=24.1> 

  
de tekening bij oxydatietemperaturen van 280 - 380[deg.]C; de afvoereffluent had een COD minder dan 2,000 mg/l.

  
Voorbeeld II

  
 <EMI ID=25.1> 

  
mg/l verd als boven beproefd. Bij een oxydatietemperatuur van
260 C werd het ammoniakgehalte verlaagd tot een rest-waarde van

  
 <EMI ID=26.1> 

  
verlaagd tct 1,250 mg/1 bij een temperatuur van 250[deg.]C. 

  
 <EMI ID=27.1> 

  
de oxydatietemperatuur van 250[deg.]C. De atvoer-etfluent had een COD van 4,830 mg/l en een fenolgehalte van 113 mg/l zonder roeren in de ree.ctar en van 10 mg/1 met roeren in de reactor. Voorbeeld VI

  
 <EMI ID=28.1> 

  
natte-oxydatiefabriek als afgebeeld in de tekening bij een temperatuur van 190 - 200[deg.]C en met een contacttijd van 20 minuten onder verkrijging van een afvoer-effluent met een COD van 22,350

  
 <EMI ID=29.1> 

  
tot 163,000 mg/l door de toevoeging van dezelfde verontreinigende stoffen, aanwezig in het afvalwater, werd behandeld in de natteoxydatiefabriek, als afgebeeld in de tekening. De temperatuur

  
 <EMI ID=30.1> 

  
ging enige tijd zelfs deze waarden teboven; de afvoer-effluent had een COD van slechts 138 mg/l. 

  
Voorbeeld VII

  
Eenig afvalwater met een begin-COD van 67,000 mg/1

  
 <EMI ID=31.1> 

  
de COD nam af tot een rest-waarde van 5,158 mg/l.

  
Het bovenvermelde afvalwater, waarvan de COD

  
was verhoogd tot 423,000 mg/l door de toevoeging van de verontreinigende stoffen, werd behandeld in de natte-oxydatiefabriek, afgebeeld in de tekening. De temperatuur steeg van een beginwaar-

  
de van 245[deg.]C tot een operatieve vaarde tussen 290 en 305 C en  <EMI ID=32.1> 

  
Soortgelijke pocitieve resultaten werden verkregen door toevoeging van organische in water oplosbare atoffen, zoals ethanol, aan het te behandelen afvalwater.

  
Voorbeeld VIII

  
Enig afvalwater, afkomstig van de acrylonitrile-

  
 <EMI ID=33.1> 

  
droeg. Bij de toevoeging van ozon aan de zuurstof verkreeg men een belangrijke verlaging in temperatuur en in contacttijd, die werd gehalveerd; de oxydatietemperatuur werd met meer dan 50[deg.]C verl'iagd.

Claims

CONCLUSIES <EMI ID=34.1>

ataat uit zuurstof , terwijl de rest-hoeveelheid bestaat uit elementen die inert zijn ten opzichte van oxydatie.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk,

dat praktisch zuivere zuurstof voor de oxydatie wordt toegepast.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk,

dat vloeibare zuurstof voor de oxydatie wordt toegepast.

4. Werkwijze volgens conclusies 1 - 3, met het

kenmerk, dat ozon wordt toegevoegd aan zuurstof, of aan zijn

mengsels met inerte elementen.

5. Werkwijze volgens conclusies 1 - 4, met het ken-

merk, dat de werkwijze wordt uitgevoerd bij temperaturen boven

<EMI ID=35.1>

6. Werkwijze volgens conclusies 1 - 5, met het ken-

merk, dat de warmte vereist voor het bereiken en handhaven van

<EMI ID=36.1>

makkelijk door zuurstof oxydeerbare stoffen aan het aan oxydatie

te onderwerpen afvalwaters.

7. Werkwijze volgens conclusies 1 - 5, met het ken-

merk, dat de voor het bereiken en handhaven van de temperatuur

<EMI ID=37.1>

mengsel door rechtstreekse verhitting van de reactor met een vlam.

8. Werkwijze volgens conclusies 1 - 5, met het ken-

merk, dat de voor het bereiken en handhaven van de temperatuur

<EMI ID=38.1>

verschaft met behulp van een diatherme vloeistof, die op zijn

beurt op bekende wijze wordt verhit.

9 Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk,

dat de diatherme vloeistof een gesmolten zoutmengsel is. <EMI ID=39.1>

wezige verontreinigende otoffen, gekenmerkt door het feit, dat het toegepaste oxydatiemiddel vloeibare zuurstof is, die in de inrichting wordt geinjecteerd met behulp van een hoge-drukpomp

en dan vordt verdampt met behulp van een verdamper.

11. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat ozon wordt toegevoegd aan de gasvormige zuurstof, welke ozon wordt geproduceerd met behulp van een ozonisator, die in de zuuratofleiding zelf of in een naastliggende leiding ia opgenomen.

12. Inrichting volgens conclusies 10 - 11, met het kenmerk, dat de zuurstof wordt gemengd met het afvalwater, alvorens zij de oxydatiereactor bereikt.

13. Inrichting volgens conclusies 10 - 12, met het

<EMI ID=40.1>

met behulp van een diatherme vloeistof.

14. Inrichting volgens conclusies 10 - 13, met het kenmerk, dat de diatherme vloeistof bestaat uit gesmolten zouten.

<EMI ID=41.1>

kenmerk, dat de verhitting van het aan de reactor toegevoerde mengsel geschiedt met behulp van een directe vlam.

16. Inrichting volgens conclusies 11 - 15, met het

<EMI ID=42.1>

het afvalwater, de reactor en de warmtewisselaar bedoeld voor het afkoelen van het afvalwater zijn vervaardigd uit één enkele pijp, die van buiten af aan zi j n begindeel wordt verhit en eveneens van buiten af aan zijn einddeel wordt afgekoeld.

17. Inrichting volgens conclusies 11 - 16, met het kenmerk, dat een van een roerder voorziene reactor wordt toegepast voor de oxydatie.

18. Inrichting volgens conclusies 10 - 17, met het

<EMI ID=43.1>

bracht door rechtstreeks injecteren van hoge-drukstoom.

19. Inrichting volgens conclusies 10 - 18, met het kenmerk, dat het afkoelen van het geoxydeerde afvalwater geschiedt door rechtstreekse injectie van water.

<EMI ID=44.1>

comprimeren van gasvormige zuurstof om onder druk verontreinigende stoffen aanwezig in afvalwater of enige andere stof in andere oplossingen onder druk te oxyderen, alsmede slib, afkomstig van

<EMI ID=45.1>

21. Toepassing van zuurstof met toevoeging van ozon voor het onder druk oxyderen van verontreinigende stoffen, aanwezig in afvalwater of enige andere stof aanwezig in andere op-

<EMI ID=46.1>

industriële verwerking van residu's.

22. Toepassing van gasvormige mengsels, die zuurstof bevatten in meer dan 60%'s verhouding voor het onder druk oxyderen van verontreinigende 3toffen, aanwezig in afvalwaters of van

<EMI ID=47.1>

afkomstig van het behandelen van fabrieken of industriële verwerking van residu's.