DE1252597B - Verfahren zum Behandeln von dispergierte, oxydierbare, organische und gegebenenfalls anorganische Stoffe enthaltenden Abwassern und Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Behandeln von dispergierte, oxydierbare, organische und gegebenenfalls anorganische Stoffe enthaltenden Abwassern und Vorrichtung zur Durchfuhrung des VerfahrensInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 40KG^ PATENTAMT
252 597
C02c
Int. CL:
Deutsche KL:
Nummer: 1252597
Aktenzeichen: St 10792IV a/85 c
Anmeldetag: 23. Januar 1956
Auslegetag: 19. Oktober 1967
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Behandeln von dispergierte, oxydierbare, organische
und gegebenenfalls anorganische Stoffe enthaltenden Abwässern und auf eine zur Durchführung dieses
Verfahrens geeignete Vorrichtung.
Ein früherer Vorschlag des Erfinders bezieht sich auf eine sich selbst erhaltende Oxydation von dispergierte,
oxydierbare, organische und gegebenenfalls anorganische Stoffe enthaltenden Abwässern, beispielsweise
von Sulfitablauge, Abfällen aus Käsereien und von Kanalisationsschlamm, in wäßrig-flüssiger
Phase. Bei der praktischen Durchführung dieses Verfahrens traten jedoch Schwierigkeiten auf, weil
der Gehalt der anfallenden Abwässer an oxydierbaren organischen Stoffen stark schwankte und weil
dann, wenn die Abwässer eingedampft wurden, die Abwässer sich unter Umständen verfestigten, womit
die Förderung der zu behandelnden Stoffe durch die Naßverbrennungsanlage erschwert oder gar unmöglich
wurde.
Es ist somit erforderlich, ein Verfahren zum Behandeln von dispergierte, oxydierbare, organische und
gegebenenfalls anorganische Stoffe enthaltenden Abwässern durch einen sich selbst aufrechterhaltenden
Oxydationworgang derart zu lenken, daß die erwähnten Schwierigkeiten nicht auftreten können.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zum Behandeln von dispergierte, oxydierbare, organische
und gegebenenfalls anorganische Stoffe enthaltenden Abwässern bzw. Abwässerschlämmen
durch einen sich selbst aufrechterhaltenden Oxydationsvorgang, bei welchem man das Abwasser bzw.
den Abwasserschlamm mit Sauerstoff enthaltenden Gasen, insbesondere Luft, bei erhöhter Temperatur
und erhöhtem Druck in einem geschlossenen Reaktor bei Anwesenheit von flüssigem Wasser oxydiert,
dem Reaktor laufend Abwasser bzw. Abwasserschlamm und Sauerstoff enthaltendes Gas zuführt
und die in den dem Reaktor entströmenden Abbauprodukten enthaltende Wärme ausnutzt.
Dieses Verfahren ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß man das mit dem Sauerstoff enthaltenden
Gas vermengte Abwasser bzw. den mit dem Sauerstoff enthaltenden Gas vermengten Abwasserschlamm
durch wenigstens einen Teil des Ablaufes aus dem Reaktionsbehälter so weit eindampft,
daß der Heizwert des Abwassers bzw. des Abwasserschlammes mindestens 200 kcal/1 beträgt
und daß ferner der beim Eindampfen entstandene Wasserdampf im Gemisch verbleibt.
Dadurch, daß der Gehalt des Abwassers an oxydierbaren, organischen Stoffen auf eine solche Kon-Verfahren
zum Behandeln von dispergierte,
oxydierbare, organische und gegebenenfalls
anorganische Stoffe enthaltenden Abwässern und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
oxydierbare, organische und gegebenenfalls
anorganische Stoffe enthaltenden Abwässern und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Anmelder:
Sterling Drug Inc., New York, N. Y. (V. St. Aj)
Vertreter:
Dr. G. Lotterhos und Dr.-Ing. H. Lotterhos,
Patentanwälte, Frankfurt/M., Annastr. 19
Als Erfinder benannt:
Frederick John Zimmermann, Wausau, Wis.
(V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 24. Januar 1955
(483 504)
V. St. v. Amerika vom 24. Januar 1955
(483 504)
zentration eingestellt wird, daß das Abwasser einen Hetzwert von 200 kcal/1 oder mehr besitzt und
gleichzeitig dafür Sorge getragen wird, daß bei der Einstellung des Gehaltes des Abwassers an oxydierbaren,
organischen Stoffen keine Verfestigung eintritt, können aus der schwankenden Konzentration
des zu verarbeitenden Abwassers an oxydierbaren organischen Stoffen keine Schwierigkeiten mehr entstehen
und Verstopfungen in der Naßverbrennungsanlage nicht mehr auftreten. Dadurch, daß für die
Eindampf ung des Abwassers der Wärmeinhalt wenigstens eines Teiles des Reaktorablaufes ausgenutzt
wird, ergibt sich der Vorteil einer wärmewirtschaftlich günstigen Arbeitsweise. Da weiterhin der beim
Eindampfen des Abwassers entstehende Dampf der Reaktionszone zugeführt wird, ergibt sich eine große
Menge an Gas-Dampf-Gemisch im Reaktorablauf, die zur Energieerzeugung ausgenutzt werden kann.
Bei Durchführung des ernndungsgemäßen Verfahrens wird das Eindampfen des Abwassers mit Vorteil so
weit getrieben, daß das eingedampfte Abwasser einen Heizwert von etwa 466 kcal/1 besitzt. Eine Oxydation
bei niedrigeren Konzentrationen wurde zwar beobachtet, eine solche hat jedoch mit Rücksicht auf den
Zeitaufwand und auf die erforderliche Anlage keine praktische Bedeutung. Zweckmäßig soll das Abwasser
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beim Eintritt in den Reaktor eine Konzentration besitzen, die etwa 466 kcal/1 entspricht.
EHe Einstellung des Heizwertes des Abwassers durch Eindampfen desselben geschieht gemäß der
Erfindung mit Vorteil so, daß die Verdampfung des Wassers aus dem Abwasser durch Regelung der
Strömung des Reaktorablaufes durch einen Wärmeaustauscher über eine Zweigleitung so eingestellt
wird, daß genügend Wasser verbleibt, um mit den nichtflüchtigen Bestandteilen des Abwassers einen
Schlamm zu bilden und dabei so viel oxydierbares Material vorhanden ist, daß sich der Oxydationsvorgang selbst aufrechterhält.
Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens geeignete Vorrichtung besteht aus Reaktoren Γ, 1", Γ", die durch die Leitung 2 in Verbindung
mit einem gleichzeitig als Eindampfer dienenden Wärmeaustauscher 3' stehen. Der von der
Pumpe 5 kommenden Abwasserleitung 4 wird zwischen den Wärmeaustauschern 3" und 3'" mittels der
Gasleitung 6 sauerstoffhaltiges Gas zugeführt. Mit Hilfe der vom Separator 8' zum Wärmeaustauscher 3"
führenden Zweigleitung T kann eine wirksame Wärmeregelung leicht erreicht werden. Wenn die
Konzentration in dem den Reaktoren zuzuführenden Abwasser schwankt, so kann durch Betätignug des
Ventils 9' der Zweigleitung T entsprechend mehr oder weniger des Reaktorablaufes dem Wärmeaustauscher
3" zugeführt werden. Eine gegebene Anlage kann also auf diese Weise in ihrer Kapazität
verändert werden, und es ist möglich, den Betrieb der Anlage entsprechend den Änderungen der Konzentration
des oxydierbaren Materials im Abwasser zu regehi.
Das von seinen oxydierbaren Stoffen gereinigte Abwasser, das seine Wärme im Wärmeaustauscher 3"
in den Prozeß zurückgegeben hat, verläßt den Wärmeaustauscher 3" über die Leitung 10 und gelangt
in den Separator 8", von welchem die Gase über den Gasaustritt 11 entweichen, während das
gereinigte Abwasser über den Ablaß 12 abfließt. Die Zweigleitung 7' kann mit der Leitung 10 zwecks
Regulierung des Wärmeaustauschers 3" über das Ventil 9" kurzgeschlossen werden.
Vom Separator 8' führt eine weitere Zweigleitung 7" zu dem als Vorwärmer dienenden Wärmeaustauscher
3'". Diesen Wärmeaustauscher verläßt das gereinigte Abwasser über die Ableitung 13.
Der Wärmeaustauscher 3' wird über die Dampfleitung 14 mit Wärme versorgt. Wenn Abwasser mit
hohem Heizwert als Charge für den Reaktor verwendet wird, so kann die überschüssige Wärme, z.B.
in Form von hocherhitzten Gasen, für andere Zwecke verwendet werden.
Die folgenden Beispiele erläutern die Anwendung des Verfahrens auf typische, organische Stoffe enthaltende
Abwässer durch Regelung der Konzentration der oxydierbaren Stoffe im Abwasser mit
Hilfe der Zweigleitung.
Bei Benutzung der schematisch in der Zeichnung dargestellten Anlage wird in dem für die Vorwärmung
bestimmten Wärmeaustauscher 3'" die Temperatur des in die Reaktionszone einzuführenden Abwassers
von der Lagerungstemperatur auf etwa 77° C, bei einem Druck von 59,76 kg/cm2 erhöht.
Zwischen Wärmeaustauscher 3"' und dem als Eindampfer wirkenden Wärmeaustauscher 3" wird Luft
mittels der Gasleitung 6 eingeführt. Die Anlage, in welche die Mischung des oxydierbaren, organische
Stoffe enthaltenden Abwassers mit der Luft eingeführt wird, besteht nach der Zeichnung aus drei
Reaktoren 1', 1", V". Die Anlage wird unter einem Druck von 56,95 kg/cm2 gehalten und innerhalb derselben
die Temperatur auf 214,4° C erhöht. Diese Temperatur wird vor dem Eintritt des Abwassers in
ίο den Reaktor 1' eingestellt, indem aus dem Separator
8' stammender Dampf über die Zweigleitung T und den Wärmeaustauscher 3" geführt wird. In den
Reaktoren 1', 1", 1" ergab sich eine Höchsttemperatur von etwa 256° C bei einem Druck von
56,25 kg/cm2. Bei Verwendung eines Heizmaterials
mit einem Heizwert von etwa 374,3 kcal/1 konnte ohne Verstopfung der Anlage kontinuierlich gearbeitet
werden, wobei genügend Ablaufhitze geliefert wurde, um außer für die Vorwärmung auch noch Wärme für
andere Zwecke anwenden zu können. Als Abwasser wurde dabei eine Natronzellstoffabiauge verwendet.
Die Konzentration der oxydierbaren, organischen Stoffe im eingedampften Abwasser entsprach beim
Eintritt desselben in den ersten Reaktor 1' einem Heizwert von etwa 458 kcal/1.
In der gleichen Anlage wie nach Beispiel 1 wurde das gleiche Ausgangsmaterial in dem ab Konzentrator
wirkenden Wärmeaustauscher 3" auf 232° C erhitzt. Die Konzentration des Abwassers erhöhte sich sehr
stark, und im Reaktor traten Störungen ein, so daß die Kontinuität des Verfahrens unterbrochen wurde.
Die Konzentration des in das erste Reaktionsgefäß eintretenden Abwassers entsprach einem Heizwert
von 568 kcal/1.
Claims (2)
1. Verfahren zum Behandeln von dispergierte, oxydierbare, organische und gegebenenfalls anorganische
Stoffe enthaltenden Abwässern bzw. Abwasserschlämmen durch einen sich selbst aufrechterhaltenden
Oxydationsvorgang, bei welchem man das Abwasser bzw. den Abwasserschlamm mit Sauerstoff enthaltenden Gasen, insbesondere
Luft, bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck in einem geschlossenen Reaktor bei Anwesenheit
von flüssigem Wasser oxydiert, dem Reaktor laufend Abwasser bzw. Abwasserschlamm
und Sauerstoff enthaltendes Gas zuführt und die in den dem Reaktor entströmenden Abbauprodukten enthaltene Wärme ausnutzt, dadurch gekennzeichnet, daß man das mit
dem Sauerstoff enthaltenden Gas vermengte Abwasser bzw. den mit dem Sauerstoff enthaltenden
Gas vermengten Abwasserschlamm durch wenigstens einen Teil des Ablaufes aus dem Reaktionsbehälter
so weit eindampft, daß der Heizwert des Abwassers bzw. des Abwasserschlammes mindestens
200 kcal/1 beträgt und daß ferner der beim Eindampfen entstandene Wasserdampf im Gemisch
verbleibt.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß Reaktoren (1', 1", 1'") über die Leitung (2) mit Wärmeaustauschern (3', 3", 3'") und der Abwasserleitung
(4), in welche die Gasleitung (6) mündet, mit der Pumpe (5) verbunden sind, wäh-
rend ihr Abfluß an den Separator (β') angeschlossen
ist, der seinerseits wieder mit den Wärmeaustauschern
(3" und 3'") über Zweigleitungen (T und 7") in Verbindung steht, wobei die
Zweigleitung (7') über das Ventil (9") kurzgeschlossen ist und daß ferner der Wärmeaustauscher
(30 an die Dampfleitung (14) angeschlossen ist. 2665 249.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 977101;
französische Patentschriften Nr. 1037 940, 1026 068;
belgische Patentschrift Nr. 497 721; USA.-Patentschriften Nr. 2 696 424, 2 690425,
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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