DD285768A5 - DEVICE AND METHOD FOR CLEANING WASTE WATER - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung beinhaltet eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reinigung von Abwasser. Die vorliegende Erfindung betrifft die Entfernung von adsorbierbaren Verunreinigungen, insbesondere von organischen Verunreinigungen mittels einer Vorrichtung, in der sich eine Schicht aus adsorbierendem Material befindet, welche bevorzugt mit Dampf und/oder Wasser vorbehandelt worden ist.{Entfernung; adsorbierbare Verunreinigungen, organische; Vorrichtung; Schicht; adsorbierendes Material; Dampf; Wasser, vorbehandelt}The invention includes an apparatus and method for purifying wastewater. The present invention relates to the removal of adsorbable contaminants, in particular organic contaminants, by means of a device in which there is a layer of adsorbent material, which has preferably been pretreated with steam and / or water. adsorbable impurities, organic; Device; Layer; adsorbing material; Steam; Water, pretreated}
Description
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Beispielhaft seien biologische Verfahren genannt, die vor allem dazu dienen, organische Verunreinigungen und Stickstoff enthaltende Verunreinigungen mittels Bakterien aerob zu entfernen.By way of example, mention may be made of biological processes which serve, above all, to aerobically remove organic impurities and nitrogen-containing impurities by means of bacteria.
Ausder sehr umfangreichen Patentliteratur können nurwenige Beispiele genannt werden, wie DE-OS 2423844, EP-A-O 202 626, EP-A-O 143915, DE-PS 2512815.Only very few examples can be cited from the very extensive patent literature, such as DE-OS 2423844, EP-A-0 202 626, EP-A-0 143915, DE-PS 2512815.
An anaeroben Verfahren seien beispielhaft genannt:Examples of anaerobic processes include:
DE-OS 3307796, EP 0046901, EP 0119430.DE-OS 3307796, EP 0046901, EP 0119430.
Auch die Umkehrosmose wird zur Reinigung von Abwasser eingesetzt (DE-OS 354361, EP-A-O 229414).The reverse osmosis is used for the purification of wastewater (DE-OS 354 361, EP-A-0299414).
Von Bedeutung bei der Abwasserreinigung sind auch adsorptive Verfahren. Gemäß DE-PS 2418169 und DE-PS 2819572 wird Y-AI2O3 als Adsorbens eingesetzt. Nach DE-OS 3335994 wird ein Filterpatronensystem eingesetzt, welches ein geeignetes Adsorptionsmittel enthält. Nach DE-OS 3401867 wird ein Adsorberharz verwendet.Also important in wastewater treatment are adsorptive processes. According to DE-PS 2418169 and DE-PS 2819572 Y-Al 2 O 3 is used as the adsorbent. According to DE-OS 3335994 a filter cartridge system is used which contains a suitable adsorbent. According to DE-OS 3401867 an adsorber resin is used.
Auch Kohlematerialien werden als Adsorptionsmittel eingesetzt. So offenbart DE-OS 3436453 ein zweistufiges Verfahren, wobei in einer ersten Stufe pulverförmige Aktivkohle im Abwasser dispergiert wird und anschließend die Feststoffe-abfiltriert werden.Coal materials are also used as adsorbents. Thus, DE-OS 3436453 discloses a two-stage process, wherein in a first stage powdered activated carbon is dispersed in the wastewater and then the solids are filtered off.
In einer zweiten Stufe wird das vorgereinigte Wasser in einen Aktivkohle-Adsorptionsturm unter gleichzeitiger Luftzufuhr eingesprüht.In a second stage, the prepurified water is sprayed into an activated carbon adsorption tower with simultaneous supply of air.
Nach DE-OS 3221451 wird Aktivkohle, bevorzugt Ruß aus Vergasungsanlagen, mit einem Flockungsmittel und einem Polymeren zu Pellets gepreßt, die in das Abwasser unter Rühren eingetragen werden.According to DE-OS 3221451 activated carbon, preferably carbon black from gasification plants, pressed with a flocculant and a polymer to pellets, which are added to the wastewater with stirring.
In EP-A-O 134271 wird ein Abwasserreinigungsverfahren offenbart, gemäß dem Abwasser von unten nach oben durch ein Kohlebett bewegt wird, wobei das Kohlebett um etwa 30% expandiert.EP-A-0 134271 discloses a wastewater treatment process in which wastewater is moved from bottom to top through a coal bed with the coal bed expanding by about 30%.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Trotz des geschilderten umfangreichen Standes der Technik besteht das Bedürfnis, in einem einfachen, einstufigen, besonders wirtschaftlichen Verfahren Abwässer zu reinigen, wobei das Verfahren auch erlauben soll, die Reinigungsvor.tchtung vor Ort, also beispielsweise auf einer Deponie aufzustellen, zu betreiben und wieder abzutransportieren. Eine besonc ers wichtige Aufgabenstellung ist hierbei, auf wirtschaftliche Weise auch stark verschmutzte Abwässer zumindest soweit zu reinigen, daß sie in üblichen Kläranlagen weitergereinigt werden können. Es ist jedenfalls mit zunehmenden Anforderungen zur Reinigung solcher Abwässer zu rechnen. Die derzeitigen zur Reinigung von Sickerwasser eingesetzten Verfahren sind die biologische Reinigung mit chemisch/physikalischer Nachbehandlung und die Umkehrosmose (s. z. B. ,Abwassertechnik", 1-2,1988 S. 34 bis 38).Despite the described extensive prior art, there is a need to clean wastewater in a simple, one-step, particularly economical process, the process should also allow the Reinigungsvor.tchtung site, so for example, set up on a landfill to operate and again transported away , A particularly important task here is to economically clean even heavily polluted waste water so far that they can be further purified in conventional treatment plants. In any case, increasing demands are expected for the purification of such wastewater. The current methods used for the purification of leachate are biological treatment with chemical / physical aftertreatment and reverse osmosis (see, for example, "Wastewater Technology", 1-2, 1988 pp. 34-38).
Die Art der Verunreinigungen in Sickerwässern kann sehr unterschiedlich sein in Abhängigkeit von den Abfallmaterialion, mit denen Grund- und Oberflächenwasser in Berührung kommen. Beispielswelse enthält Deponiesickerwasser aus Sondermülldeponien eine andere Zusammensetzung an Verunreinigungen als ein Sickerwasser aus Hausmülldeponien (Müll und Abfall, 2,1988, S.67-71). So sind die Anteile an organischen Verunreinigungen in letzterem meist höher. Wichtige Verunreinigungen, die entfernt werden müssen, sind beispielsweise Phenol und Phenolderivate, Kohlenwasserstoffe oder adsorbierbare organische Halogenverbindungen (AOX).The type of impurities in seepage water can vary greatly depending on the waste material ion with which groundwater and surface water come into contact. For example, landfill leachate from hazardous waste landfills contains a different impurity composition than leachate from landfill sites (Waste and Waste, 2, 1988, p. 67-71). So the proportions of organic impurities in the latter are usually higher. Important impurities which must be removed are, for example, phenol and phenol derivatives, hydrocarbons or adsorbable organic halogen compounds (AOX).
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Anmeldern ist es nunmehr gelungen, den Stand der Technik insbesondere im Hinblick auf Wirtschaftlichkeit und einfache Durchführbarkeit weiterzuentwickeln durch ein Verfahren zur Reinigung von Abwasser, dadurch gekennzeichnet, daß in die Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-7 eine Schicht aus adsorbierendem Material eingebracht wird, wobei das adsorbierende Material durch Einleiten von heißem Gas und/oder von Flüssigkeit vorbehandelt wird und im Falle des Erhitzens mit Gas unter Wasser und/oder ein Wasser/Dampf-Gemisch gesetzt wird, daß das zu reinigende Abwasser durch die Schicht von adsorbierendem Material geleitet wird und daß das gereinigte Abwasser aus der Vorrichtung abfließt.The Applicants have now succeeded in further developing the state of the art, in particular with regard to economy and ease of implementation, by a process for purifying wastewater, characterized in that a layer of adsorbing material is introduced into the device according to claims 1-7 the adsorbent material is pretreated by introducing hot gas and / or liquid and, in the case of heating with gas, is placed under water and / or a water / steam mixture, that the waste water to be purified is passed through the layer of adsorbent material and that the purified wastewater drains from the device.
-3- 285 768 Ausfflhrungsbeisplele:-3- 285 768 Explanatory notes:
Figur 1,2 und 3 stellen Ergebnisse zur Verminderung des CSB-Werts in einer Laborvorrichtung dar.Figures 1, 2 and 3 illustrate results for reducing the COD value in a laboratory apparatus.
Figur 4 und 5 stellen Ergebnisse mit einer technischen Vorrichtung dar.Figures 4 and 5 illustrate results with a technical device.
Figur 6 stellt Ergebnisse mit einem Hochtemperaturkoks dar.FIG. 6 shows results with a high-temperature coke.
Die Figuren 7,8 und 9 stellen Versuche dar, in denen keine Vorbehandlung des Kokses erfolgte.FIGS. 7, 8 and 9 represent experiments in which no pretreatment of the coke took place.
Die Figuren 10-13 stellen Versuche dar, in denen dem Vorbehandlungswasser oberflächenaktive Substanzen zugesetzt wurden.Figures 10-13 illustrate experiments in which surface-active substances were added to the pretreatment water.
Figur 14 stellt beispielhaft eine erfindungsgemäße Vorrichtung dar.FIG. 14 shows by way of example a device according to the invention.
Die Figuren 15-17 stellen Beladen, Betrieb und Transport erfindungsgemäßer Vorrichtungen dar.Figures 15-17 illustrate loading, operation and transport of devices according to the invention.
Die erfindungsgemgße Vorrichtung ist ein Behälter, in dem sich oberhalb des Behälterbodens ein wasserdurchlässiger siebartiger Einbau befindet, oberhalb dem adsorbierendes Material angeordnet ist, wobei durch wenigstens einen Ablauf oderThe device according to the invention is a container in which above the container bottom a water-permeable sieve-like installation is located, is arranged above the adsorbent material, wherein by at least one flow or
durch Überlauf gereinigtes Wasser abfließt.drained by overflow purified water.
Grundsätzlich kann der Behälter jede Raumform besitzen, also zylindrisch und rund sein, viereckig, rechteckig., trapezförmig oder auch aus zusammengesetzten Haumformen bestehen wiez. B. sich im oberen Teil trapezförmig erweitern, unten jedoch viereckig oder rechteckig sein.Basically, the container may have any spatial form, so be cylindrical and round, square, rectangular., Trapezoidal or composite Haumformen wiez. B. expand trapezoidal in the upper part, but below square or rectangular.
Die aufgezählten Raumformen sind als beispielsweise, jeacch nicht als limitierend anzusehen.The enumerated spatial forms are not to be regarded as limiting, for example, jeacch.
Der unten im allgemeinen geschlossene, jedoch mit wenigstens einem Ablauf versehene Behälter besitzt einen im unteren Bereich oberhalb des Behälterbodens angebrachten siebartigen rostartigen Einbau. Dieser durchlässige Teil kann die gesamte Fläche dieses Bodens einnehmen oder nur einen Teil der Fläche, im Grenzfall kann er nur die Fläche vor dem Ablauf abdecken.The generally closed at the bottom, but provided with at least one drain container has a sieve-like rust-like installation mounted in the lower region above the container bottom. This permeable part can occupy the entire surface of this floor or only a part of the area, in the limit it can only cover the area before the expiration.
Auf dem siebartigen Boden ruht die Schicht aus adsorbierendem Material. Der siebartige Boden hat für den Fall, daß das Abwasser von oben nach unten durch das Adsorptionsmaterial geleitet wird, die Funktion, das aus der Adsorptionsschicht ablaufende Wasser passieren zu lassen, so daß es unterhalb desselben über wenigstens einen Ablauf aus dem Behälter abgezogen werden kann. Grundsätzlich kann der Siebboden beliebige Ausgestaltungen haben, etwa aus einem siebartigen Drahtgeflecht, aus Stäben, aus einer durchlochten Metallplatte oder beliebigen anderen Anordnungen bestehen. Er kann beispielsweise auch Erhöhungen oder Vertiefungen aufweisen.The layer of adsorbing material rests on the sieve-like ground. The sieve-like bottom, in the case where the waste water is passed from top to bottom through the adsorbent material, has the function of allowing the water draining from the adsorbent layer to pass so that it can be withdrawn from the container below it via at least one drain. Basically, the sieve bottom may have any configurations, such as a sieve-like wire mesh, rods, made of a perforated metal plate or any other arrangements. For example, it can also have elevations or depressions.
Wird das Abwasser von unten nach oben durch das Adsorptionsmaterial geleitet, so kann dasselbe im unteren Bereich durch eine Zuführung zugefahren werden und oben über einen Überlauf aus der Vorrichtung abfließen.If the wastewater is passed through the adsorption material from the bottom to the top, it can be fed in at the bottom by means of a feed and flow out of the device at the top via an overflow.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aus unterschiedlichen Materialien bestehen wie sie im Behälterbau üblich sind, also aus Stahl, Guß, Edelstahl, Kunststoffen, Stahlbeton, Verbundwerkstoffen u. a.The device according to the invention may consist of different materials as they are customary in container construction, ie steel, cast iron, stainless steel, plastics, reinforced concrete, composite materials u. a.
Um Korrosion zu vermeiden bzw. zu vermindern ist es erwünscht, korrosive Materialien mit einem schützenden Belag oder Anstrich zu versehen.In order to avoid or reduce corrosion, it is desirable to provide corrosive materials with a protective coating or paint.
Um Kanalbildung in der Adsorptionsschicht und an den Behälterwänden zu vermindern ist es vorteilhaft, geeignete Einbauten zur Strömungsleitung in dem Behälter anzubringen, wie beispielsweise Leitbleche an den ßehälterwändon.In order to reduce channeling in the adsorption layer and on the container walls, it is advantageous to provide suitable internals for flow conduction in the container, such as baffles to the container wall.
Da es sich als sehr vorteilhaft erwiesen hot, das Adsorptionsmaterial mit Gasen, insbesondere Dampf und/oder Flüssigkeiten, insbesondere Wasser und/oder Wasser/Dampf-Gemisct ien bzw. heißem Wasser zu erhitzen, ist an dem Behälter wenigstens eine Zuführvorrichtung für Dampf und/oder Wasser vorgesehen, vorzugsweise im unteren Bereich, wobei auch der im Behältor befindliche Ablauf durch Anschluß an eine Dampf- und/oder Heißwasserleitung für diesen Zweck verwendet werden kann.Since it has proved to be very advantageous to heat the adsorption material with gases, in particular steam and / or liquids, in particular water and / or water / steam mixtures or hot water, at least one supply device for steam and / or or water is provided, preferably in the lower region, wherein the drain located in the container can be used by connection to a steam and / or hot water line for this purpose.
Jedoch auch eine Zuführung von Dampf und/oder Wasser ist auch von oben nach unten erfindungsgemäß möglich.However, a supply of steam and / or water is also possible from top to bottom according to the invention.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Vorbehandlung erfolgt durch Evakuieren. Das Evakuieren kann auf die Weise erfolgen, daß an den den Koks und/oder die Aktivkohle enthaltenden Behälter Vakuum angelegt wird und daß man anschließend die Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser in das Adsorptionsmaterial strömen läßt. Man kann jedoch auch zunächst das Adsorptionsmaterial mit der Flüssigkeit benetzen bzw. bedecken und anschließend Vakuum anlegen.A further preferred embodiment of the pretreatment is carried out by evacuation. The evacuation can be carried out by applying vacuum to the containers containing the coke and / or the activated carbon and then allowing the liquid, preferably water, to flow into the adsorption material. However, it is also possible first to wet or cover the adsorption material with the liquid and then to apply a vacuum.
Das Entfernen ties an dem Adsorptionsmaterial haftenden Gases ist eine wichtige bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie aus den durchgeführten Versuchen hervorgeht. Sehr vorteilhaft kann, wie bereits ausgeführt, die Entgasung durch Behandeln mit Dampf oder heißem Wasser oder beidem sein, auch in Kombination mit einer Entgasung durch Evakuieren. Ebenso kann die Entgasung und Mischung mit Wasserin der Weise erfolgen, daß das Adsorptionsmaterial, wiez. B.The removal of deep adhering gas to the adsorbent material is an important preferred embodiment of the present invention, as apparent from the experiments carried out. Very advantageous, as already stated, the degassing by treatment with steam or hot water or both, even in combination with a degassing by evacuation. Likewise, the degassing and mixing with water can be carried out in such a way that the adsorption material, such as. B.
fein verteilter Koks oder Aktivkohle mit dem Wasserstrahl einer Wasserstrahlpumpe eingesaugt werden. Ein weiteres Entgasungeverfahren ist die Kreislauffahrweise mit Wasser. Hierbei kann auch das zu reinigende Abwasser selbst eingesetzt werden. Hierbei sollte der pH-Wert des Kreislaufwassers auf Werte 10, bevorzugt 12 während der vorteilhafterweise mehrstündigen Kreislauffahrweise ansteigen. Dem bei der Vorbehandlung eingesetzten Wasser können auch oberflächenaktive Stoffe zugesetzt werden.be sucked finely divided coke or activated carbon with the water jet of a water jet pump. Another degassing process is the circulation method with water. Here, the wastewater itself can be used. In this case, the pH of the circulating water should increase to values of 10, preferably 12 during the advantageously several-hour circulation mode. Surfactants may also be added to the water used in the pretreatment.
In bestimmten Fällen ist das Ansteigen des pH-Wertes in den alkalischen bzw. stark alkalischen Bereich unerwünscht, beispielsweise, wenn Verunreinigungen aus Grundwasser zu entfernen sind. Hier kann der pH-Wert entweder durch Zusatz von Säuren eingestellt werden oder man arbeitet mit einem Säure enthaltenden Adsorptionsmittel, wio z. B. mit solchen, die SOj aus der Reinigung von Rauchgasen enthalten.In certain cases, increasing the pH to the alkaline or strong alkaline range is undesirable, for example, when contaminants are to be removed from groundwater. Here, the pH can be adjusted either by the addition of acids or you work with an acid-containing adsorbent, wio z. B. with those containing SOj from the purification of flue gases.
Demgemäß kann beispielsweise Aktivkohle oder Koks, die durch Rauchgasreinigung beladen sind, anschließend zur Abwasserreinigung eingesetzt werden.Accordingly, for example, activated carbon or coke, which are loaded by flue gas cleaning, then be used for wastewater treatment.
Durch Zusatz oberflächenaktiver Mittel zur Vorbehandlungsflüssigkeit, insbesondere zu Wasser, kanndie Vorbehandlungsdauer erheblich verkürzt werden.By adding surface-active agents to the pretreatment liquid, especially to water, the pretreatment time can be shortened considerably.
Die oberflächenaktiven Mittel sollen erfindungsgemäß folgende Voraussetzungen erfüllen:The surface-active agents according to the invention should fulfill the following requirements:
schwache Adsorbierbarkeit,weak adsorbability,
grenzflächenaktive Eigenschaften im Alkalischen,surfactant properties in alkaline,
gute biologische Abbaubarkeit,good biodegradability,
Aktivität bei geringer Dosierung,Activity at low dosage,
geringe Schaumbildung.low foaming.
anionische Tensideanionic surfactants
n-Alkylsulfaten-alkyl
20-1200 ppm an oberflächenaktiven Mitteln zugesetzt.20-1200 ppm of surfactants added.
10g Herdofenkoks in einem Kolben gerührt und der zeitliche Verlauf der CSB-Abnahme ermittelt.10g Herdofenkoks stirred in a flask and determines the time course of the COD decrease.
gewünschte Wasserstand im Behälter eingestellt werden kann. Als Ablaufleitung kann hierbei ein Schlauch veiwendet wurden.desired water level can be set in the container. As a drain line in this case a hose veiwendet were.
gewünschte Wasserstandshöhe im Behälter eingestellt werden kann.desired water level in the container can be adjusted.
und/oder Wasser/Dampf-Gemisch behandelt werden, durch einen LKW zur Deponie befördert werden, dort abgestellt undsofort in Setrieb genommen werden. Nach Absättigung des Adsorbens kann der Behälter zu einer Verbrennungsanlage, zu einerfür diesen Zweck zugelassenen Deponie oder zu einer Regenerieranlage gebracht werden.and / or water / steam mixture to be treated, you r ch transported a truck to the landfill, to be taken in Setrieb parked there andsoforth. After saturation of the adsorbent, the container may be taken to an incinerator, to a landfill approved for this purpose, or to a regeneration facility.
ist. Dies hat den Vorteil, daß die zum Auf- und Abladen und Transportieren geeigneten LKWs verfügbar sind.is. This has the advantage that the trucks suitable for loading and unloading and transporting are available.
geeigneter Koks ist z.B. aus Braunkohle gewcnnener, insbesondere aus Rheinischer Braunkohle hergestellter Herdofenkoks,aber auch nach anderen Verfahren hergestellte Kokse und Steinkohlenkokse sind erfindungsgemäß geeignet. Ferner könnensonstige Adsorbentien eingesetzt werden, z. B. auf SiCV oder Aluminiumsilikat- oder AI2O3· oder Kunststoff basis wie z. B.suitable coke is e.g. from lignite gewannener, in particular from Rhenish lignite produced Herdofenkoks, but also prepared by other methods cokes and coal coke are suitable according to the invention. Furthermore, other adsorbents can be used, e.g. B. on SiCV or aluminum silicate or AI2O3 · or plastic base such. B.
und/oder Wasser/Dampf-Gemisch befällt.and / or water / steam mixture.
bevorzugt 75-140°C. Erfindungsgemäß ist auch eine zusätzliche Behandlung mit Flüssigkeit, z. B. Wasser vor dem Erhitzenmöglich.preferably 75-140 ° C. According to the invention, an additional treatment with liquid, for. For example, water is possible before heating.
f-inbaus eingeleitet. Das Einleiten ist jedoch auch an anderen Stellen möglich. Die Behandlungsdauer beträgt im allgemeinen1 Minute bis 20 Stunden, bevorzugt 10 Minuten bis 10 Stunden, besonders bevorzugt 10 Minuten bis 5 Stunden. Diese Angabensind jedoch nicht als limitierend, sondern als bevorzug*? Ausführungsformen anzusehen.f-inbaus initiated. The initiation is also possible in other places. The treatment time is generally 1 minute to 20 hours, preferably 10 minutes to 10 hours, more preferably 10 minutes to 5 hours. However, this information is not limiting, but preferred *? To view embodiments.
allgemeinen ein Wasserstand gehalten wird, der etwas höher als die Adsorptionsschicht selbst liegt. Es kann jedoch auch eineIn general, a water level is maintained, which is slightly higher than the adsorption itself. But it can also be a
0,8m/h, besonders bevorzugt 0,05 bis 0,5 m/h. Die Verweilzeit des Abwassers in der Koksschicht ist 1 Minute bis 10 Stunden,bevo/zugt 5 Minuten bis 7 Stunden, besonders bevorzugt von 10 Minuten bis 5 Stunden.0.8m / h, more preferably 0.05 to 0.5 m / h. The residence time of the waste water in the coke layer is 1 minute to 10 hours, preferably 5 minutes to 7 hours, more preferably 10 minutes to 5 hours.
dem Einfüllen in die Vorrichtung wie beschrieben vorbehandelt werden.pretreated into the device as described.
von 0,05 bis 20 mm und besonders bevorzugt von 0,05 bis 5 mm. Die günstigste Korngröße hängt jedoch zum Teil auch von demverwendeten Adsorptionsmaterial ab. So ist beispielsweise bei Einsatz von Ruß aus Vergasungsanlagen zur Herstellung vonfrom 0.05 to 20 mm, and more preferably from 0.05 to 5 mm. However, the most favorable grain size also depends in part on the adsorbent material used. For example, when using soot from gasification plants for the production of
wäßrigen Suspension abfiltrierten Ruß in die erfindungsgemäße Vorrichtung einzusetzen.aqueous suspension filtered off soot into the device according to the invention.
an adsorbierbaren organischen Halogenverbindungen AOX erheblich vermindert werden.be significantly reduced in adsorbable organic halogen compounds AOX.
betrieben werden und das beispielsweise aus Sickerschächten auf die Vorrichtung gepumpte Wasser direkt im Deponiebereichgereinigt werden. Je nach Anforderung kann das so gereinigte Wasser auch noch weiteren Reinigungsverfahren, wie z. B. einerbe operated and, for example, from seepage shafts on the device pumped water directly in the landfill area cleaned. Depending on the requirement, the water purified in this way can also be used for other cleaning processes, such as cleaning. B. one
erfindungsgemäßen Verfahren kombiniert werden, wie beispielsweise Vorbehandlung durch Absetzen, Sedhnentieren,be combined according to the invention, such as pretreatment by sedation, Sedhnentieren,
Die Erfindung sei1 nunmehr mit Hilfe der Figuren näher erläutert werden.The invention 1 will now be explained in more detail with the help of the figures.
Figur 1 gibt Laborversuche wieder, bei denen > 0-80 ml Deponie-Sickerwasser pro g Adsorbens über dieses geleitet werden mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,5 m/h, einer Verweilzeit von etwa 27 Minuten und einer Temperatur von 230C. Es wurde ein Herdofenkoks aus Rheinischer Braunkohle eingesetzt (Oberfläche etwa 25OmVg). Der Herdofenkoks war durch 4stündige Krelslauffahrweiso von zu reinigendem Abwasser (ohne Zusatz oberflächenaktiver Mittel) über den Koks vorbehandelt worden.FIG. 1 shows laboratory experiments in which> 0-80 ml of landfill leachate per g adsorbent are passed over it at a flow rate of 0.5 m / h, a residence time of about 27 minutes and a temperature of 23 ° C. a Herdofenkoks from Rhenish brown coal used (surface about 25OmVg). The hearth furnace coke had been pretreated by 4 hours of Krelslauffahr wayo to be cleaned wastewater (without the addition of surfactants) on the coke.
Die apparative Versuchsdurchführung erfolgte im allgemeinen durch Durchfluß des Abwassers durch ein mit Adsorptionsmaterial gefülltes Rohr.The experimental apparatus was generally carried out by flowing the wastewater through a filled with adsorbent tube.
Das Einsatz-Abwasser enthielt bei Versuch 1 eine Konzentration (CSB) von 1470 mg/! Abwasser an organischen Verunreinigungen, in Versuch ?. eine Mengo von 860mg/l.The feed wastewater contained in experiment 1 a concentration (COD) of 1470 mg / l. Wastewater on organic pollutants, in trial ?. a mengo of 860mg / l.
Die Geraden geben den verbleibenden CSB-Wert nach erfindungsgemäßer Reinigung bei unterschiedlichen Mengen durch die Reinigungsvorrichtung geleitetem Abwasser an.The straight lines indicate the remaining COD value after cleaning according to the invention with different amounts of wastewater conducted through the cleaning device.
Die Kurven zeigen, daß die CSB-Werte bis auf 100-200mg und darunter abgesenkt werden können, wobei mit zunehmender Belastung die Adsorptionsfähigkeit abnimmt, begleitet von einem Anstieg des CSS im gereinigten Abwasser.The curves show that the COD values can be lowered down to 100-200 mg and below, with increasing load the adsorption capacity decreases, accompanied by an increase in the CSS in the treated wastewater.
Ein so vorgereinigtes Abwasser kann ggf. problemlos in Kläranlagen noch weiter gereinigt werden oder auch, soweit zulässig, direkt in Gewässer geleitet werden.Such pre-treated wastewater can possibly be further purified in sewage treatment plants without any problem or, if permissible, discharged directly into bodies of water.
In Figur 2 sind analoge Versuche dargestellt, die bei einer Strömungsgeschwindigkeit vo-- 0,3 m/h und einem Herdofenkoks aus Rheinischer Braunkohle durchgeführt wurden. Die Vorbehandlung wurde durch Evakuieren und anschließendes Auffüllen mit Wasser durchgeführt.FIG. 2 shows analogous experiments which were carried out at a flow rate of 0.3 m / h and a hearth furnace coke made of Rhenish brown coal. The pretreatment was carried out by evacuation and subsequent filling with water.
In Figur 3 sind analoge Versuche mit einom Deponie-Sickerwasser (Versuchsnummern DW38,39) und einem Steinkohle-Koks dargestellt. Der CSB-Wert des eingesetzten Abwassers betrug 169mg/l. Die Strömlingsgeschwindigkeiten lagen bei 0,1 m/h (DW39) und 0,2 m/h (DW38). Die Verweilzeiten lagen bei 2 Stunden (DW38 und 39).FIG. 3 shows analogous experiments with a landfill leachate (test numbers DW38, 39) and a hard coal coke. The COD value of the wastewater used was 169 mg / l. The flow rates were 0.1 m / h (DW39) and 0.2 m / h (DW38). The residence times were 2 hours (DW38 and 39).
In Figur 4 sind Versuche in einer technischen Anlage dargestellt mit einem Abwasser aus einer Sonderdeponie. Es wurde ebenfalls ein Herdofenkoks eingesetzt, der 2 Stunden mit einem Dampf/Wasser-Gemisch vorbehandelt wurde. Der Eingangs-CSB-Wert betrug 1045mg/l und 1100mg/l (Strömungsgeschwindigkeit: 0,3 m/h).In Figure 4 experiments are shown in a technical system with a wastewater from a special landfill. It was also used a hearth furnace coke, which was pretreated for 2 hours with a steam / water mixture. The input COD value was 1045 mg / l and 1100 mg / l (flow rate: 0.3 m / h).
Auch diese Ergebnis&o zeigen, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hervorragende Ergebnisse erhalten werden können.These results also show that excellent results can be obtained with the method according to the invention.
In Figur 5 sind Versuche im technischen Maßstab r.\'<' :nom Großcontainer als erfindungsgemäßer Vorrichtung dargestelltIn Figure 5, experiments are on an industrial scale r \ '<'. Nom large container shown as an inventive device
(Strömungsgeschwindigkeit: 0,2m/h, Verweilzeit: len). Die Vorbehandlung entsprach der in Figur 1. Die CSB-Werte im(Flow rate: 0.2m / h, residence time: len). The pretreatment corresponded to that in FIG. 1. The COD values in
Einsatzprodukt betragen 1380 und 1300mg/l.Feedstock is 1380 and 1300mg / l.
Das Abwasser stammte aus einer Hausmüll-Deponie.The wastewater came from a household waste dump.
Die CSB-Werte konnten, wie die Kurven zeigen, auf < 100 mg/l CSB gosenkt werden.The COD values could, as the curves show, be reduced to <100 mg / l COD.
In Figur 6 ist ein Versuch wiedergegeben, der wie der Versuch gemäß Figur 1 durchgeführt wurde, bei dem jedoch ein Hochtemperaturbraunkohlekoks aus der DDR eingesetzt wurde (Oberfläche: 200-25OmVg).FIG. 6 shows an experiment which was carried out as in the experiment according to FIG. 1, but in which a high-temperature lignite coke from the GDR was used (surface area 200-25 μmVg).
In den Figuren 7,8 und 9 sind Versuche dargestellt, die den Versuchen 1,3 und 6 entsprachen, jedoch ohne Vorbehandlung des Adsorbens.In the figures 7,8 and 9 experiments are shown, which correspond to the experiments 1,3 and 6, but without pretreatment of the adsorbent.
In der folgenden Tabelle sind die Restmengen an organischen Verunreinigungen im Abwasser gemäß Figuren 1-9 nach Reinigung über verschiedenen Adsorbentien angegeben. Die Strömungsgeschwindigkeiten wurden zwischen 0,1 m/h und 0,5m/h variiert. Die Ausgangs-CSB-Werte sind in mg/l Abwasser angegeben. In den beiden rechten Spalten sind die verbleibenden CSB-Werte im gereinigten Abwasser bei einer Belastung der Adsorbentien mit 10 ml/g Adsorbens und 50mg/g Adsorbens angegeben. Sämtliche Versuche wurden bei Umgebungstemperatur durchgeführt.In the following table, the residual amounts of organic impurities in the wastewater according to Figures 1-9 are given after purification over different adsorbents. The flow rates were varied between 0.1 m / h and 0.5 m / h. The initial COD values are given in mg / l wastewater. In the two right-hand columns, the remaining COD values in the treated wastewater are given for a load of the adsorbents with 10 ml / g adsorbent and 50 mg / g adsorbent. All experiments were carried out at ambient temperature.
Die Vorhandlung des Adsorbens erfolgte in den Versuchen 1,2,3,5 und 6 durch mehrstündige Kreislauffahrweise einer bestimmton Menge Abwasser über das Adsorbens.The Vorholung of the adsorbent was carried out in the experiments 1,2,3,5 and 6 by several hours of circulation mode a bestimmton amount of wastewater through the adsorbent.
In Versuch 1 wurden Abwässer mit 1470mg und 860mg CSB im Abwasser und einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,5 m/h untersucht.In experiment 1, effluents with 1470 mg and 860 mg COD in wastewater and a flow rate of 0.5 m / h were investigated.
Bei 10ml Belastung wurden Rest-CSB-Werte von bis zu 60mg erreicht.At 10ml load residual COD values of up to 60mg were reached.
Ähnlich gute Ergebnisse bei 10ml Belastung wurden auch in Versuch 2 mit einer etwas geringeren Strömungsgeschwindigkeit von 0,3 m/h erzielt, während sich die Werte bei 50 ml/h gegenüber Versuch 1 wesentlich verbesserten.Similarly good results with 10 ml load were also achieved in experiment 2 with a slightly lower flow rate of 0.3 m / h, while the values at 50 ml / h substantially improved over experiment 1.
In Versuch 3 wurde bei 0,1 m/h und 0,2 m/h Strömungsgeschwindigkeit gearbeitet.In experiment 3 was worked at 0.1 m / h and 0.2 m / h flow rate.
Im Unterschied zu den Versuchen 1 und 2 wurde mit einem Steinkohlekoks gearbeitet.In contrast to the experiments 1 and 2 was worked with a hard coal coke.
Auch hier wurden, allerdings bei niedriger Strömungsgeschwindigkeit vergleichbar gute Ergebnisse erhalten.Again, good results were obtained, albeit at low flow rates.
In Versuch 4 wurde der Herdofenkoks als Adsorbens eingesetzt. Die Vorbehandlung bestand aus einer 2stündigen Behandlung mit einem Dampf-Wasser-Gemisch. Die Ergebnisse waren bei dieser Vorbehandlung besonders gut.In experiment 4, the hearth furnace coke was used as adsorbent. The pretreatment consisted of a 2-hour treatment with a steam-water mixture. The results were particularly good at this pretreatment.
In Versuch 5 wurde im technischen Maßstab gearbeitet. Die Vorbehandlung entsprach Versuch 1.In experiment 5 was worked on an industrial scale. The pretreatment corresponded to experiment 1.
In Versuch 6 wurde ein Hochtemperatur-Braunkohlekoks eingesetzt. Bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 10ml/g wurden schlechtere Ergebnisse als in Versuch 1 erhalten, nicht jadoch bei einer Belastung von 50ml/g.In experiment 6, a high-temperature lignite coke was used. At a flow rate of 10 ml / g, worse results were obtained than in Experiment 1, but not at a load of 50 ml / g.
In den Versuchen 7,8 und 9 wurden die Versuche 1. ? und 6 wiederholt, jedoch ohne Vorbehandlung, d. h. das zu reinigende Abwasser wurde direkt über das unbehandelte Ad jrbens geleitet.In experiments 7, 8 and 9, the experiments became 1.? and 6 repeatedly, but without pretreatment, d. H. The wastewater to be treated was passed directly over the untreated Ad jrbens.
Die Ergebnisse waren sowohl bei 10 mg/g als auch bei M ml/g Belastung deutlich schlechter als in den Versuchen 1,3 und 6.The results were significantly worse at both 10 mg / g and M ml / g load than in trials 1,3 and 6.
1 davon 323mg AOX; 2 davon 189mcAOX; 5 davon 401 mg AOX; 6 davon 336 mg AOX;1 of them 323mg AOX; 2 of them 189mcAOX; 5 of them 401 mg AOX; 6 of which 336 mg AOX;
3 davon 12mg AOX; 4 davon 9mg AOX; 7 davon 9,6mg AOX; 8 davon 8,4mgAOX.3 of them 12mg AOX; 4 of them 9mg AOX; 7 of which 9.6mg AOX; 8 of them 8,4mgAOX.
Die Ergebnisse sind in den Figuren 10-13 näher erläutert.The results are explained in more detail in FIGS. 10-13.
In Figur 10 wurden dem Vorbehandlungswasser 50ppm eines Tensids mit dem Kennzeichen ESP-5433 zugesetzt.In FIG. 10, 50 ppm of a surfactant having the characteristic ESP-5433 was added to the pretreatment water.
Betrachtet man die Zeit, in der der CSB-Wert von ursprünglich 200ppm auf 800ppm abgenommen hat, so stellt man fest, daß diese Abnahme ohne Tensid nach etwa 53 min erreicht ist, mit Tensid bereits bei 38 min.If one considers the time in which the COD value has decreased from originally 200 ppm to 800 ppm, it is found that this decrease without surfactant is reached after about 53 minutes, with surfactant already at 38 minutes.
Die Benutzung des Herdofenkokses durch die Vorbehandlungsflüssigkeit als Voraussetzung für die Adsorptionsfähigkeit des Kokses erfolgt demgemäß wesentlich schneller bei Zusatz des Tensids.The use of the hearth furnace coke through the pretreatment liquid as a prerequisite for the adsorption capacity of the coke is accordingly much faster with the addition of the surfactant.
Dies geht bei dem Versuch daraus hervor, daß die Adsorption des relativ kleinen adsorbierenden CSB-Anteils im Benetzungetest bei Zusatz des Tensids viel schneller erfolgt als ohne dieses.This is apparent in the experiment from the fact that the adsorption of the relatively small adsorbent COD fraction in the wetting test with the addition of the surfactant is much faster than without this.
Mit Tensid werden 800 ppm CSB nach 12 Minuten, ohne Tensid nach 23 Minuten erreicht. Ähnlich deutliche Ergebnisse werden mit dem Tensid ESD-151 (Figur 12) erhalten. Bei BOO ppm Zusatz werden 800 mg CSB nach 35 Minuten, ohne Zusatz nach 54 Minuten erreicht. In Figur 13 werden bei 1000ppm Tensidzusatz 800ppm CSB nach 10 Minuten, ohne Tensid nach 23 Minuten erreicht. Figur 14 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Sie hat Form und Abmessungen eines Abfallcontainers. Der Container besitzt oberhalb des Behälterbodens 2 einen wasserdurchlässigen Siebboden 3. Die schwarze Schicht stellt das Adsorbens-Bett dar. Die Wassorschicht 4 steht über dem Adsorbens-Bett. Zu reinigendes Abwasser wird über 5 zugeführt. 6 stellt den Raum zwischen Siebboden und Behälterboden dar. Ein Auslauf ist durch 7 dargestellt. Durch den höhenverstellbaren Leitungsbogen 8 kann die Wasserhöhe in 1 eingestellt werden. Das gereinigte Abwasser läuft bei 9 ab. 10 stellt ein Wasserverteilungssystem dar.With surfactant 800 ppm COD are achieved after 12 minutes, without surfactant after 23 minutes. Similar results are obtained with the surfactant ESD-151 (FIG. 12). At BOO ppm addition, 800 mg COD are achieved after 35 minutes, without addition after 54 minutes. In FIG. 13, with 1000 ppm of surfactant additive, 800 ppm of COD are achieved after 10 minutes, without surfactant after 23 minutes. FIG. 14 shows a preferred embodiment of a device 1 according to the invention. It has the shape and dimensions of a waste container. The container has a water-permeable sieve bottom 3 above the container bottom 2. The black layer represents the adsorbent bed. The water layer 4 stands above the adsorbent bed. Wastewater to be cleaned is supplied via 5. FIG. 6 illustrates the space between the sieve bottom and the container bottom. An outlet is shown by FIG. Due to the height-adjustable cable bend 8, the water level can be adjusted in 1. The purified wastewater drains off at 9. 10 illustrates a water distribution system.
In Figur 15 ist beispielhaft eine ai-s mehreren erfindungsgemäßen Vorrichtungen 1'-3' bestehende Anlage dargestellt. Das Abwasser wird über 4' zugeführt und bei 5' als gereinigtes Wasser abgezogen. Bei Vorrichtung 1' ist die Entnahme von verbrauchtem Adsorbens dargestellt, bei Vorrichtung 3' die Befüllung mit frischem Adsorbens. In Figur 16 ist eine Übersicht über das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt. Das Adsorbens wird mit d9n Eisenbahncontainern 1" angeliefert und in 2" gelagert. Die erfindungsgemäßen Behälter 3" werden aus 2" befüllt und bei 4" mit Dampf und heißem Wasser vorbehandelt und z. B. bei einer Deponie abgestellt, wo aus Sickerschächten über 5" Deponiesickerwasser auf die Container gepumpt wird. Das abfließende gereinigte Wasser wird in einem Sammelbehälter 6" gesammelt, von dem es beispielsweise in eine Kläranlage transportiert werden kann. Die verbrauchten Adsorbens-Materialien können auf giner geeigneten Deponie 7" verkippt werden oder auch zu einer Regenerierung transportiert werden. Eine weitere beispielhafte Übersicht ist in Figur 17 dargestellt. Bereits vorbehandeltes adsorbierendes Material wird aus 1"' in einen LKW 2"' verladen und zu den erfindungsgemäßen Vorrichtungen 3"' befördert. Auf die befüllten Vorrichtungen wird Abwasser 4" geleitet. Gereinigtes Wasser wird in Behälter 5" gesammelt. Verbrauchtes Adsorbens wird beispielhaft in Deponie 6"'verkippt.FIG. 15 shows by way of example an ai-s of a number of devices 1'-3 'according to the invention. The wastewater is supplied via 4 'and withdrawn at 5' as purified water. In device 1 'the removal of spent adsorbent is shown, in device 3' the filling with fresh adsorbent. FIG. 16 shows an overview of the method according to the invention. The adsorbent is delivered by railroad containers 1 "and stored in 2". The containers 3 "according to the invention are filled from 2" and pretreated at 4 "with steam and hot water and set down, for example, at a landfill, where seepage shafts are pumped onto the containers via 5" landfill leachate. The effluent purified water is collected in a sump 6 "from which it may be transported, for example, to a sewage treatment plant .. The spent adsorbent materials may be dumped to a suitable landfill 7" or may be transported to regeneration. Another exemplary overview is shown in FIG. 17. Already pre-treated adsorbent material is loaded from 1 "into a truck 2" and conveyed to the devices 3 "'of the invention. Wastewater 4" is directed onto the filled devices. Purified water is collected in vessel 5 ". Used adsorbent is dumped into landfill 6"'by way of example.
Wie die Ausführungen zeigen, stellen die erfindung^emäße Vorrichtung und das Verfahren eine technisch wichtige Weiterentwicklung des Standes der Technik dar, nach der mit einer.! preiswerten „Wegwerf'-Adsorbens und in einfachen Verfahrensschritten eine wirksame Abwasserreinigung insbesondere spezioller hochbelasteter Abwässer wie Deponie-Sickerwasser möglich ist.As the statements show, the device according to the invention and the method represent a technically important further development of the state of the art, according to the. inexpensive "disposable" adsorbent and simple process steps, an effective wastewater treatment in particular special highly polluted wastewater such as landfill leachate is possible.
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