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Verfahren zum Aufarbeiten fixe Ammoniumsalze enthaltender Kokereiabwässer
Kokereiabwässer, die fixe Ammoniumsalze, und zwar im wesentlichen Ammoniumchlorid
und Ammoniumsulfat, enthalten, lassen sich als Brauchwasser nicht verwenden. Auch
ihre Ableitung in Abwasserläufe ist in den meisten Fällen nicht statthaft. Es ist
bekannt, derartige Abwässer durch Kalkabtrieb von den fixen Ammoniumsalzen zu befreien.
Das hierbei entstehende, von einem großen Teil der Ammoniumsalze befreite Abwasser
weist jedoch einen hohen Kalk- und Gipsgehalt auf, von dem es vor seiner Verwendung
als Brauchwasser wie auch vor dem Ableiten in Abwasserläufe durch Klärung befreit
werden muß. Es wird zwar beim Kalkabtrieb das in den Kokereiabwässern enthaltene
Ammonium gewonnen, jedoch werden hierbei die Kosten des Verfahrens nicht immer gedeckt.
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Weiterhin ist ein Verfahren zum Aufarbeiten von Kokereiabwasser bekannt,
bei dem das Kokereiabwasser über einen mit Wasserstoff-Ionen beladenen Ionenaustauscher
geschickt wird, wobei das Ammonium-Ion an den Austauscher angelagert wird und im
Abwasser frei Säuren entstehen. Der mit Ammonium-Ionen beladene Austauscher wird
darauf mit einer Säure behandelt, wobei das Ammoniumsalz dieser Säure entsteht und
gewonnen werden kann, während der Austauscher wieder mit Wasserstoff-Ionen beladen
wird und erneut zur Behandlung von Abwasser verwendet werden kann. Dieses Verfahren
vermeidet zwar die oben beschriebenen Nachteile des Kalkabtriebes, besitzt jedoch
selbst den Nachteil, daß eine wenn auch sehr stark verdünnte, freie Säure in das
Abwasser eingeleitet werden muß. Eine Zurückgewinnung der freien Säure ist wegen
der sehr geringen Konzentration nicht möglich. In den Fällen, in denen die Ableitung
der verdünnten Säure in das Abwasser nicht zulässig ist, muß eine Neutralisationsanlage
nachgeschaltet werden.
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Nach einem weiteren zum Stand der Technik gehörigen Verfahren sollen
zur Adsorption von Ammoniak aus Kokereiabwässern mit Natrium-Ionen beladene Kationenaustauscher
verwendet werden, die auf eine nicht näher beschriebene Weise regeneriert werden
sollen, sobald sich in dem aus dem Austauscher ablaufenden Wasser ein nennenswerter
Gehalt an Ammoniumsalzen ergibt.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Aufbereiten fixe Ammoniumsalze
enthaltender Kokereiabwässer, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zunächst die im
Kokereiabwasser befindlichen Ammonium-Ionen gegen Metall-Ionen an einem Kationenaustauscher
in an sich bekannter Weise ausgetauscht werden und anschließend, in ebenfalls an
sich be-
kannter Weise, der Austauscher mit einer Säure unter Gewinnung von Ammonsalzen
der entsprechenden Säure und schließlich mit einer Metallsalzlösung zum Beladen
des Austauschers mit Metall-Ionen unter Gewinnung der Säure des Metallsalzes behandelt
wird.
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Es ist zwar aus der Ionentauschertechnik allgemein bekannt, einen
mit z. B. NH4-Ionen beladenen Austauscher mit einer Säure unter Gewinnung der entsprechenden
NH4-Salze zu regenerieren und ihn anschließend durch Behandlung mit einer Metallsalzlösung
mit den entsprechenden Metallionen zu beladen.
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Durch die erfindungsgemäße Kombination der drei oben beschriebenen
Verfahrensschritte, die in dieser Zusammenstellung bisher nicht bekanntwurde, wird
gegenüber den bekannten Verfahren ein beträchtlicher Fortschritt erzielt, der besonders
deutlich erkennbar wird, wenn man den Stoffumsatz des Verfahrens in seiner Gesamtheit
betrachtet. In der ersten Verfahrensstufe werden dem Kokereiabwasser Ammonium-Ionen
entzogen und durch ein Metall-Ion ersetzt. In der Praxis handelt es sich hierbei
um Natrium-Ionen, die in Abwässerläufen unschädlich sind. Von der in der zweiten
Verfahrensstufe zum Behandeln des Austauschers verwendeten Säure gelangen weder
das Wasserstoff-Ion noch das Anion in das Abwasser. Vielmehr bildet das Anion mit
dem Ammonium das entsprechende Ammoniumsalz, das aus dem Verfahren gewonnen wird
und einer nutzbaren Verwendung zugeführt werden kann, während das Wasserstoff-Ion
mit dem Anion des in der dritten Verfahrens stufe zugefügten Metallsalzes eine Säure
bildet, die in so hoher Konzentration anfällt, daß sie ebenfalls einer nutzbaren
Verwendung zugeführt werden kann und nicht in Abwasserläufe geleitet wird.
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Dies hat zur Folge, daß die Abwasserläufe nicht nur vom Ammonium-Ion,
sondern auch von dem Anion der in der dritten Verfahrensstufe eingesetzten Metallsalzlösung,
in
der Praxis handelt es sich um Grubensole, entlastet werden.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung ist im folgenden an Hand eines
Ausführungsbeispieles beschrieben.
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Ein Abtreiberwasser aus einem Kokereibetrieb, das an fixen Ammoniumsalzen
im wesentlichen Ammoniumchlorid und Ammoniumsulfat enthält, wird über einen mit
Natrium-Ionen beladenen Ionenaustauscher geführt. Hierbei wird das Ammonium-Ion
an den Ionenaustauscher angelagert, das Natrium-Ion geht in das Abwasser und bildet
die den im Abwasser ursprünglich vorhandenen Ammoniumsalzen entsprechenden Natriumsalze.
Das so behandelte Abwasser kann für verschiedene Zwecke als Brauchwasser, z. B.
zum Löschen von Koks, direkt verwendet und auch in Abwässerläufe eingeleitet werden,
ohne daß deren Schädigung und Verunreinigung zu befürchten wäre.
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Der bei dieser Verfahrensstufe erhaltene, mit Ammonium-Ionen beladene
Ionenaustauscher wird in einer zweiten Verfahrensstufe mit Schwefelsäure behandelt.
Hierbei gibt er das Ammonium-Ion ab, so daß eine Ammoniumsulfatlösung entsteht,
und wird mit Wasserstoff-Ionen beladen. Die Ammoniumsulfatlösung wird auf Ammoniumsulfat
verarbeitet.
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Der in der zweiten Verfahrensstufe anfallende, mit Wasserstoff-Ionen
beladene Ionenaustauscher wird in einer dritten Verfahrensstufe mit einer natriumchloridhaltigen
Grubensole behandelt, wobei er das Wasserstoff-Ion abgibt und selbst wiederum mit
Na-
trium-Ionen beladen wird. Hierbei bildet sich Salzsäure, deren Konzentration
von der Konzentration der verwendeten Grubensole abhängig ist. Der mit Natrium-Ionen
beladene Ionenaustauscher wird in der ersten Verfahrensstufe erneut zum Behandeln
der Kokereiabwässer verwendet.
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Die in der dritten Verfahrens stufe anfallende verdünnte Salzsäure
kann für verfahrensfremde Zwecke abgegeben werden. Sie eignet sich insbesondere
für die Verwendung in Beizereien und in Vollentsalzungsanlagen von Kraftwerken.