DE19600774A1 - Removal of cyanide from process water - Google Patents
Removal of cyanide from process waterInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung von Cyaniden aus industriellem Prozeßwasser.The present invention relates to a method and an apparatus for Removal of cyanides from industrial process water.
Bei Cyaniden handelt es sich um die Salze der Blausäure HCN. Sie enthalten das farblose, giftige Anion CN⁻. Aufgrund der hohen Giftigkeit des Cyanids kommt dessen Entfernung und Zerstörung besondere Bedeutung zu, wenn es im Rahmen von industriellen Produktionsprozessen oder in Form von Altlasten anfällt. Im Stand der Technik sind daher verschiedene Verfahren zur Zerstörung der Cyanide bzw. zur ihrer Extraktion aus einem Trägermaterial bekannt.Cyanides are the salts of hydrocyanic acid HCN. They contain the colorless, toxic anion CN⁻. Because of the high toxicity of the cyanide its removal and destruction is of particular importance if it in the context of industrial production processes or in the form of Contaminated sites arise. There are therefore various methods in the prior art to destroy the cyanides or to extract them from a Carrier material known.
Für die Zerstörung von Cyaniden lassen sich biologische und chemische Verfahren einsetzen. Bei der technischen Anwendung werden insbesondere die chemischen Verfahren wie die oxidative Zerstörung (mit Wasserstoff peroxid, Ozon, Hypochlorit oder durch alkalische Chlorierung), die elektro chemische Spaltung, die Zerstörung durch ionisierende Strahlung und eine chemische Umwandlung mit Aldehyden und nachfolgender Hydrolyse beschrieben. Biological and chemical can be used to destroy cyanides Use procedure. In the technical application, in particular chemical processes such as oxidative destruction (with hydrogen peroxide, ozone, hypochlorite or by alkaline chlorination), the electro chemical fission, destruction by ionizing radiation and a chemical conversion with aldehydes and subsequent hydrolysis described.
Die oxidative Zerstörung von Cyaniden mit dem Chlor- oder Hypochlorit verfahren ist ein weitverbreitetes Verfahren. Durch den Einsatz von Hypochloritsalzen wird Cyanid zunächst in Cyanat und dann weiter in Stickstoff sowie parallel in Ammonium umgewandelt. Aufgrund problematischer Nebenreaktionen (Absorbierbare Organische Halogen verbindungen: AOX-Bildung) und auftretenden Zwischenprodukten (z. B. Chlorcyan) wurde zunehmend nach Alternativen gesucht.The oxidative destruction of cyanides with chlorine or hypochlorite Procedure is a widespread procedure. Through the use of Hypochlorite salts cyanide is first in cyanate and then further in Nitrogen and ammonium in parallel. Because of problematic side reactions (absorbable organic halogen compounds: AOX formation) and intermediate products (e.g. Chlorine cyan) was increasingly sought after alternatives.
Eine solche Alternative besteht in dem Einsatz von Wasserstoffperoxid. Dieser löst die Probleme des Hypochloritverfahrens. Durch eine Verfahrenskombination mit Monopersulfat lassen sich sehr geringe Restkonzentrationen und die Zerstörung von Cyanidkomplexen erreichen. Die Reaktion verläuft zunächst zum Cyanat, das mit überschüssigem Oxidationsmittel zu Stickstoff und Kohlendioxid weiterreagiert.One such alternative is the use of hydrogen peroxide. This solves the problems of the hypochlorite process. By a Process combinations with monopersulfate can be very low Residual concentrations and the destruction of cyanide complexes. The reaction initially proceeds to the cyanate, which with excess Oxidizing agents reacted further to nitrogen and carbon dioxide.
Durch den Einsatz von UV-Licht kann die Reaktion des Wasserstoffperoxids so optimiert werden, daß die Geschwindigkeit höher und der Oxidationsmittelverbrauch geringer ist. Die Reaktion läuft unter Zusatz des Oxidationsmittels bei pH-Werten um 10 in batchweise geführten Reaktionskesseln innerhalb weniger Minuten ab.By using UV light, the reaction of the hydrogen peroxide be optimized so that the speed is higher and the Oxidant consumption is lower. The reaction proceeds with the addition of the Oxidizing agent at pH values around 10 in batches Reaction kettles within a few minutes.
Cyanide können auch in der Luft in Gegenwart von Katalysatoren wie Kupfer oder Aktivkohle und Sauerstoff als Reaktionspartner effektiv in Stickstoff und Kohlendioxid umgewandelt werden. Eine andere Möglichkeit bietet die Kombination Aldehyde/Wasserstoffperoxid. Durch die Reaktion mit Aldehyden wird das Cyanid in entsprechende Nitrile umgewandelt. Beschrieben wird insbesondere der Einsatz von Formaldehyd. Bei der Reaktion entsteht zunächst Glykonitril, das langsam hydrolytisch gespalten wird. Die Reaktion wird durch Wasserstoffperoxid beschleunigt, und es entsteht Formiat und Ammonium.Cyanides can also be found in the air in the presence of catalysts such as copper or activated carbon and oxygen as reactants effectively in nitrogen and Carbon dioxide can be converted. Another option is the Combination of aldehydes / hydrogen peroxide. By reacting with Aldehydes, the cyanide is converted into corresponding nitriles. The use of formaldehyde is described in particular. In the The reaction initially produces glyconitrile, which is slowly split hydrolytically becomes. The reaction is accelerated by hydrogen peroxide, and it formate and ammonium.
Die oxidative Cyanidzerstörung ist z. B. beschrieben in DE-42 14 974 (Cyanidzerstörung mit Wasserstoffperoxid und UV-Aktivierung), US-5 246 598 (Katalytische Oxidation mit Peroxiden), US-3 920 547 (Oxidation von Cyaniden mit Ozon), US-3 617 567 (Oxidation von Cyaniden mit Wasserstoffperoxid und einem Kupferkatalysator).The oxidative cyanide destruction is e.g. B. described in DE-42 14 974 (Destruction of cyanide with hydrogen peroxide and UV activation), U.S. 5,246 598 (catalytic oxidation with peroxides), US 3,920,547 (oxidation of Cyanides with ozone), US-3,617,567 (oxidation of cyanides with Hydrogen peroxide and a copper catalyst).
Bei bestimmten Anwendungen ist auch die elektrochemische Cyanidzerstörung möglich. Dabei erfolgt eine Elektrolyse der cyanidhaltigen Metallkomplexe im Abwasser und eine damit verbundene Zerstörung der Cyanide zu CO₂ und N₂ an der Anode und eine Metallabscheidung an der Kathode. Grundsätzlich ist der Einsatz des Verfahrens jedoch nur in der Metallverarbeitung oder bei Galvaniken interessant, da die wiedergewonnenen Metalle den Prozeß kostengünstig gestalten. Derartige Verfahren werden z. B. beschrieben in US-4 145 268 und US-3 756932.Electrochemical is also used in certain applications Destruction of cyanide possible. This involves electrolysis of the cyanide-containing ones Metal complexes in the wastewater and a related destruction of the Cyanide to CO₂ and N₂ at the anode and a metal deposition at the Cathode. In principle, however, the method is only used in the Metalworking or in electroplating interesting because the recovered metals make the process inexpensive. Such Procedures are such. For example, described in U.S. 4,145,268 and U.S. 3,755,932.
Eine weitere Variante ist die hydrolytische Zerstörung von Cyaniden. Sie verläuft über eine Wasseranlagerung zu den Produkten Formiat und Ammonium. Die Reaktion wird durch Temperatur, Druck oder einen geeigneten pH-Wert (< 10) beschleunigt. Bei einer Temperatur von ca. 190°C und dem entsprechendem Sättigungsdruck von ca. 30 bar in einem Autoklaven werden die Cyanide in kurzer Zeit vollständig verseift. Durch eine effektive Wärmerückführung kann eine kostengünstige Alternative zu den Oxidationsprozessen erreicht werden. Another variant is the hydrolytic destruction of cyanides. she runs through a water deposit to formate and Ammonium. The reaction is carried out by temperature, pressure or a suitable pH (<10) accelerated. At a temperature of approx. 190 ° C and the corresponding saturation pressure of approx. 30 bar in one Autoclaves completely saponify the cyanides in a short time. By Effective heat recovery can be an inexpensive alternative to the oxidation processes can be achieved.
Ein ähnlicher Prozeß zur Cyanidzerstörung wird bei der hydrothermischen Zerstörung eingesetzt. Die Cyanide werden zunächst bei Temperaturen um 200°C mit Sauerstoff aus ihren Metallkomplexen oxidativ freigesetzt und anschließend hydrolytisch gespalten. Die Methode ist insbesondere bei der Behandlung von Eisen-Cyanid Komplexen interessant.A similar process for cyanide destruction is used in hydrothermal Destruction used. The cyanides are initially around at temperatures 200 ° C released with oxygen from their metal complexes and then split hydrolytically. The method is particularly the case with Treatment of iron-cyanide complexes interesting.
Biologische Verfahren mit Mikroorganismen befinden sich z.Zt. noch im Forschungs- und Entwicklungsstadium. Als Einsatzgebiete zeichnen sich eher Abwässer oder verunreinigte Feststoffe ab, bei denen die Cyanide als rein organische Kontaminationen vorliegen. Eine Ausnahme bilden die enzymatischen Verfahren, bei denen zumindestens teilweise metall- bzw. komplexhaltige Wässer mit Cyaniden dekontaminiert werden können.There are currently biological processes with microorganisms. still in Research and development stage. As areas of application stand out Waste water or contaminated solids from which the cyanides are considered pure there is organic contamination. The exception is enzymatic processes in which at least partially metal or complex water can be decontaminated with cyanides.
Bei der Behandlung von Cyaniden tritt in der Praxis häufig das Problem auf, daß die Cyanide in einem Trägermedium verteilt sind, das nicht direkt der chemischen oder sonstigen Behandlung zur Cyanidzerstörung unterzogen werden kann. Ein typisches Beispiel hierfür ist das Vorhandensein von Cyaniden in Altlasten im Boden. Hierbei kann nicht der gesamte Boden den entsprechenden Oxidationsmitteln ausgesetzt werden. In diesen Fällen können sogenannte Stripping-Verfahren angewendet werden, bei denen ein - in der Regel gasförmiges - Stripping-Fluid durch die cyanidbelastete Probe geleitet wird, wobei es zu einem Übertritt (Lösung) der Cyanide in das Stripping-Fluid kommt.In the treatment of cyanides, the problem often arises in practice, that the cyanides are distributed in a carrier medium that is not directly the undergo chemical or other treatment to destroy cyanide can be. A typical example of this is the presence of Cyanides in contaminated soil. Here, the entire floor can not appropriate oxidizing agents are exposed. In these cases So-called stripping methods can be used, in which a - usually gaseous - stripping fluid through the cyanide-contaminated sample is passed, whereby there is a transfer (solution) of the cyanides in the Stripping fluid is coming.
Stripping wird für die Entfernung einer Reihe von leichtflüchtigen Substanzen wie Ammoniak, Cyanid, Chlorkohlenwasserstoff (CKW), Benzol/Toluol/Xylol (BTX) und Schwefelwasserstoff eingesetzt. Insbesondere Verfahren für die Grundwassersanierung, Bodenluftabsaugung und für die Elimination von Ammonium-Stickstoff werden bereits großtechnisch angewendet.Stripping is used to remove a number of volatile substances such as ammonia, cyanide, chlorinated hydrocarbon (CHC), benzene / toluene / xylene (BTX) and hydrogen sulfide. In particular, procedures for Groundwater remediation, soil air extraction and for the elimination of Ammonium nitrogen is already being used on an industrial scale.
Ein Beispiel hierfür ist das Luftstripping der BTX aus Abwasser und anschließende Oxidation mit einem hydrophoben Katalysator bei 90-150°C direkt im Luftstrom. Beim Luftstripping der CKW aus dem Abwasser werden die ausgetragenen CKW i.d.R. an Aktivkohle adsorbiert und damit angereichert. Es werden auch Modelle mit Strippingkaskaden für den Einsatz leichtflüchtiger Kontaminationen vorgeschlagen.An example of this is the air stripping of the BTX from wastewater and subsequent oxidation with a hydrophobic catalyst at 90-150 ° C directly in the air flow. When stripping the CHC from the wastewater the CKW usually carried out adsorbed on activated carbon and thus enriched. There are also models with stripping cascades for use volatile contamination proposed.
Durch Stripping lassen sich auch unerwünschte Geruchs- oder Geschmacksstoffe entfernen, die anschließend an Aktivkohle adsorbiert oder mittels Oxidation zerstört werden.Stripping can also remove unwanted odors or Remove flavors that are then adsorbed on activated carbon or be destroyed by oxidation.
Der Einsatz des Grundwasserstrippings erfolgt meist bei leichtflüchtigen CKW- und BTX-Kontaminationen. Die Verfahrenstechnik besteht bei allen ex situ-Ansätzen aus einer Füllkörperkolonne, in der durch einen intensiven Kontakt mit Luft die Schadstoffe ausgetrieben werden, und einer nachgeschalteten Aktivkohleadsorption.Groundwater stripping is mostly used for volatile substances CHC and BTX contamination. Process engineering exists for everyone ex situ approaches from a packed column, in which an intensive Contact with air the pollutants are expelled, and one downstream activated carbon adsorption.
Eine in situ-Reinigung des Grundwassers ist auch durch eine Bodenluftabsaugung (Bodenstripping) möglich, wobei dem Boden die flüchtigen Kontaminationen entzogen und aus dem Grundwasser nachgelöst werden. Damit wird neben der Bodenreinigung auch eine Grundwassersanierung erzielt.An in situ purification of the groundwater is also possible Soil air extraction (floor stripping) possible, the floor withdrawn from volatile contaminants and redissolved from the groundwater will. In addition to cleaning the floor, Groundwater remediation achieved.
Eine weitere Anwendung ist das Stripping von Ammonium-Stickstoff. Ammonium ist insbesondere in den Abwässern der Lebensmittelindustrie (Pflanzeninhaltsstoffe, Düngemittelreste) ein Problemstoff, da der vorgeschriebene Grenzwert (Direkteinleiter VO) von 10 mg/l häufig überschritten wird. Für die Elimination ist ein Stripping mit Luft oder Dampf gut geeignet und mehrfach in der Literatur beschrieben. Grundsätzlich kann dabei der Ammonium-Stickstoff aus basischen Flüssigkeiten (pH 10-11) als leichtflüchtiger Ammoniak ausgetrieben werden. Dazu ist sowohl Luft als auch Dampf im Einsatz. Dampf ist aufgrund des kleineren Mengenverhältnisses (ca. 100 kg/m³ Abwasser) gegenüber Luft (1000 m³/m³ Abwasser) zwar vorteilhaft, aber energetisch aufwendiger. Der Ammoniak wird in den einzelnen Verfahren entweder katalytisch oxidiert (N₂ + Wasser), kondensiert oder in Säure aufgefangen und ggf. als Wertstoff gewonnen (Dünger).Another application is stripping ammonium nitrogen. Ammonium is particularly in the wastewater of the food industry (Phytonutrients, fertilizer residues) a problem because the prescribed limit value (direct discharge VO) of 10 mg / l frequently is exceeded. Stripping with air or steam is required for elimination well suited and described several times in the literature. Basically can the ammonium nitrogen from basic liquids (pH 10-11) as volatile ammonia are expelled. This is both air steam is also used. Steam is due to the smaller one Quantity ratio (approx. 100 kg / m³ wastewater) to air (1000 m³ / m³ Waste water) advantageous, but more energy-intensive. The ammonia is either catalytically oxidized in the individual processes (N₂ + water), condensed or collected in acid and possibly obtained as a valuable substance (Fertilizer).
In der Literatur werden auch zwei Verfahren beschrieben, bei denen Cyanide durch Stripping ausgetragen und anschließend zerstört werden.The literature also describes two processes in which cyanides carried out by stripping and then destroyed.
Bei dem Cyan-CAT Prozeß (Jola, Plating and Surface Finishing, 42-44, 1976) werden die Cyanide unter Zugabe von Schwefelsäure (pH 3-4 bei freien und pH 1-3 bei komplexgebundenen Cyaniden) mittels Luft ausgestrippt und durch einen Katalysator bei 300 bis 400°C direkt in der Strippingluft oxidiert. Der Katalysator enthält eine Komposition aus Edelmetallen, die nicht näher beschrieben werden. Die stark exotherme Reaktion erhält sich über eine Wärmerückführung nahezu selbst, so daß nur die initiale Erwärmung mit einem Brennstoff erzeugt werden muß. Die behandelten Cyanidlösungen stammen in der Regel aus Galvanikanlagen oder liegen als Abwässer vor und haben eine sehr hohe Cyanidkonzentration (typischerweise 20 g/l). In the cyan-CAT process (Jola, Plating and Surface Finishing, 42-44, 1976) the cyanides with the addition of sulfuric acid (pH 3-4 for free and pH 1-3 in the case of complex-bound cyanides) is stripped out with air and oxidized directly in the stripping air by a catalyst at 300 to 400 ° C. The catalyst contains a composition of precious metals, which is not closer to be discribed. The strongly exothermic reaction is maintained via a Heat recovery almost itself, so that only the initial heating with a fuel must be generated. The treated cyanide solutions usually come from electroplating plants or are available as waste water and have a very high cyanide concentration (typically 20 g / l).
Bei dem Cyanidstripping mit CO₂Luft (Müller-Erlwein, Angerer, Chem.-Ing.-Tech. 65, 747-749, 1993) wird durch ein Stripping mit einem CO₂/Luft-Gemisch (1 : 1) das Cyanid aus Böden oder - versuchsweise - aus Lösungen abgetrennt und gleichzeitig durch den Luftsauerstoff bei Raumtemperatur oxidiert. Das Verfahren ist für die in situ-Behandlung von kontaminierten Böden entwickelt worden. Die Reduzierung einer Anfangskonzentration von 1000 mg/l auf 5 mg/l erforderte ein mehrstündiges Stripping der Versuchs lösung. Die Verringerung des Cyanidgehaltes zeigte eine starke Abhängigkeit von der vorliegenden Bindungsart des CN⁻-Ions (leicht freisetzbar vs. komplex) und wurde daher durch zusätzliche Maßnahmen wie eine Kühlung beschleunigt.With cyanide stripping with CO₂ air (Müller-Erlwein, Angerer, Chem.-Ing.-Tech. 65, 747-749, 1993) is by stripping with a CO₂ / air mixture (1: 1) the cyanide from soils or - experimentally - from solutions separated and at the same time by atmospheric oxygen at room temperature oxidized. The procedure is for the in situ treatment of contaminated Floors have been developed. The reduction of an initial concentration of 1000 mg / l to 5 mg / l required the test to be stripped for several hours solution. The reduction in the cyanide content showed a strong dependency on the type of binding of the CN⁻ ion (easily releasable vs. complex) and was therefore taken through additional measures such as cooling accelerates.
Ein weiteres Anwendungsgebiet für die Cyanidentfernung stellt die Lebensmitteltechnologie dar. Hierbei entstehen cyanidhaltige Abwässer insbesondere bei der Entbitterung von Rohstoffen. So sind z. B. bei der Herstellung von Persipan-Rohmasse Aprikosenkerne zu entbittern. Diese werden dabei mit Wasser versetzt, um die Cyanide - und damit den bitteren Geschmack - auszulaugen. Dabei entstehen hohe Gehalte an Cyaniden im Wasser. Die Konzentrationen können zwischen 20 und 300 mg/l CN⁻ variieren. Bei Anlagen nach dem Stand der Technik (MVM Konsult AB, Solna, Schweden; Marcia Engineering A/5, Noerre Aaby, Dänemark) wird das für die Entbitterung der Kerne verwendete Wasser nach Abschluß des Auslaugens als Abwasser verworfen. Dabei ist es aufgrund des hohen Cyanidgehaltes zunächst zu entgiften. Dies geschieht durch oxidative Zerstörung des Cyanids. Nachteilig bei diesem Verfahren nach dem Stand der Technik ist es, daß dabei das große Mengen von Prozeßwasser verbraucht werden. Diese müssen zudem soweit gereinigt werden, daß sie in allen chemischen Parametern den gesetzlichen Vorschriften für die Abwassereinleitung entsprechen. Die Cyanidkonzentration sollte dabei auf unter 1 mg/l (ATV-Richtlinien) gesenkt werden.Another area of application for cyanide removal is the Food technology. This creates cyanide-containing wastewater especially when debittering raw materials. So z. B. at the Production of raw Persipan paste to debitter apricot kernels. This water is added to the cyanide - and thus the bitter Taste - to drain. This produces high levels of cyanides in the Water. The concentrations can be between 20 and 300 mg / l CN⁻ vary. For state-of-the-art systems (MVM Konsult AB, Solna, Sweden; Marcia Engineering A / 5, Noerre Aaby, Denmark) the water used for the debittering of the kernels after completion of the Leaching discarded as waste water. It is because of the high Detoxify cyanide content first. This happens through oxidative Destruction of the cyanide. A disadvantage of this method according to the prior art Technology is that it consumes large amounts of process water will. These must also be cleaned to the extent that they are in all chemical parameters the legal requirements for Correspond to waste water discharge. The cyanide concentration should be below 1 mg / l (ATV guidelines).
Die vorliegende Erfindung hat sich gegenüber dem geschilderten Stand der Technik die Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit denen cyanidbelastete industrielle Prozeßwässer auf einfache und kostengünstige Weise vom Cyanid befreit werden können. Dabei sollen als Ausgangsprodukte des Reinigungsprozesses verringerte Mengen von Abwasser und Abluft anfallen.The present invention has compared to the described state of the Technology set the task, a method and an apparatus for To provide with which industrial process water contaminated with cyanide can be freed from the cyanide in a simple and inexpensive manner. Here Reduced quantities are intended as the starting products of the cleaning process of waste water and exhaust air.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, bei welchemThis object is achieved by a method in which one
- A) das Prozeßwasser im Kreislauf zwischen Anwendungsprozeß und Cyanidentfernung geführt wird,A) the process water in the cycle between the application process and Cyanide removal is carried out
- B) das Prozeßwasser ggfs. physikalisch aufbereitet wird,B) the process water may be physically treated,
- C) das Prozeßwasser in einer Stripping-Kolonne von Strippinggasen durchströmt wird, in welchen sich die Cyanide anreichern, undC) the process water in a stripping column of stripping gases is flowed through, in which the cyanides accumulate, and
- D) ggfs. das Prozeßwasser in einem Unterkreislauf mehrfach den Behandlungsschritten B) und/oder C) unterworfen wird.D) if necessary, the process water several times in a subcircuit Treatment steps B) and / or C) is subjected.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich zunächst dadurch aus, daß das Prozeßwasser in einem Kreislauf geführt wird. Es steht daher dem zugrundeliegenden Anwendungsprozeß, z. B. einer Entbitterung bei der Persipan-Herstellung, wiederholt zur Verfügung. Im Gegensatz zum Stand der Technik fällt eine Charge Prozeßwasser daher nicht komplett als Abwasser an, nachdem eine Entbitterung einmal durchgeführt ist. Damit das Prozeßwasser seine Aufgabe im Anwendungsprozeß erfüllen kann, muß es bei der Kreislaufführung jedoch fortlaufend von den Substanzen gereinigt werden, die aus dem Anwendungsprozeß stammen und sich im Prozeßwasser anreichern. Dabei kann es sich z. B. um Feststoffe handeln, die sich im Verfahrensschritt B) physikalisch abtrennen lassen. Insbesondere müssen jedoch die Cyanide aus dem Prozeßwasser entfernt werden. Dies geschieht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Schritt C) durch ein Ausstrippen der Cyanide mit geeigneten Strippinggasen. Hierdurch wird der Cyanidgehalt im Prozeßwasser auf schnelle und äußerst einfache Weise auf Werte gesenkt, die das Prozeßwasser für einen erneuten Einsatz im Anwendungsprozeß brauchbar machen. Es ist dabei insbesondere nicht nötig, den Cyanidgehalt durch einen unverhältnismäßigen Aufwand auf Werte zu senken, die eine Einleitung des Prozeßwassers gemäß den gesetzlichen Vorschriften in das Abwasser erlauben würden. Trotzdem kann eine Reinigung des Prozeßwassers auf Konzentrationen von unter 20 mg/l CN⁻ durch das Stripping innerhalb kurzer Zeit erreicht werden. Mit dem Stripping-Verfahren ist eine gezielte Abtrennung des Cyanids (mit anschließender Konzentrierung und Zerstörung) möglich, ohne daß Begleitstoffe des Prozeßwassers behandelt werden müssen oder chemische oder biologische Nebenreaktionen stattfinden und Rückstände von Reagenzien bleiben. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann daher der Aufwand für die Cyanidzerstörung im Prozeßwasser gegenüber den Verfahren nach dem Stand der Technik erheblich vereinfacht werden.The inventive method is characterized first of all by the fact that Process water is circulated. It therefore stands that underlying application process, e.g. B. a bitterness in the Persipan production, repeatedly available. In contrast to the stand In technology, a batch of process water does not fall completely as Wastewater on after debittering has been performed once. So that Process water can fulfill its task in the application process the circuit is continuously cleaned of the substances be from the application process and in the process water enrich. It can be z. B. are solids that are in Process step B) physically separated. In particular, must however, the cyanides are removed from the process water. this happens in the method according to the invention in step C) by stripping the cyanide with suitable stripping gases. This will Cyanide content in the process water in a quick and extremely simple way Reduced values that the process water for a new use in Make the application process usable. In particular, it is not necessary the cyanide content to values by a disproportionate effort lower that an introduction of the process water according to the legal Would allow regulations in the wastewater. Nevertheless, one can Purification of the process water to concentrations below 20 mg / l CN⁻ can be achieved by stripping in a short time. With the stripping process is a targeted separation of the cyanide (with subsequent Concentration and destruction) possible without accompanying substances of the Process water must be treated or chemical or biological Side reactions take place and residues of reagents remain. With the method according to the invention can therefore be the effort for Destruction of cyanide in the process water compared to the processes according to the prior art technology can be significantly simplified.
In einer bevorzugten Form des Verfahrens werden die cyanidbeladenen Strippinggase einem weiteren Behandlungsschritt zur Zerstörung der Cyanide unterworfen.In a preferred form of the process, the cyanide-laden ones Stripping gases a further treatment step to destroy the cyanides subject.
Das Prozeßwasser kann in einem Unterkreislauf mehrfach den Behandlungsschritten B) und/oder C) unterworfen werden. Dies geschieht, indem es unter Umgehung des Anwendungsprozesses im Kreis geführt wird. Ein derartiger Unterkreislauf kann erforderlich sein, wenn der Anwendungs prozeß unterbrochen ist oder zeitweilig weniger Prozeßwasser benötigt. In diesem Fall kann der Stripping-Prozeß jedoch kontinuierlich weitergeführt werden.The process water can several times in a subcircuit Treatment steps B) and / or C) are subjected. This happens, by circulating it bypassing the application process. Such a sub-circuit may be required if the application process is interrupted or temporarily requires less process water. In In this case, however, the stripping process can continue will.
Die Cyanide, die sich in den Strippinggasen angereichert haben, werden erfindungsgemäß in einem weiteren Behandlungsschritt zerstört. Hierbei macht sich vorteilhaft bemerkbar, daß die zu zerstörenden Cyanide in einem Gas vorliegen, und nicht in einer großen Mengen von Prozeßwasser zusammen mit verschiedensten anderen Begleitstoffen.The cyanides that have accumulated in the stripping gases will destroyed according to the invention in a further treatment step. Here makes itself noticeably noticeable that the cyanides to be destroyed in one Gas and not in a large amount of process water together with various other accompanying substances.
Als im Rahmen der Erfindung geeignete Strippinggase werden Luft, insbesondere Druckluft, Kohlendioxid und/oder Stickstoff angegeben. Diese Gase sind zum einen technisch unproblematisch und kostengünstig verfügbar, zum anderen haben sie eine ausreichende Aufnahmekapazität für gasförmige Cyanide.Stripping gases which are suitable in the context of the invention are air, in particular compressed air, carbon dioxide and / or nitrogen specified. This On the one hand, gases are technically unproblematic and inexpensive, secondly, they have sufficient absorption capacity for gaseous gases Cyanides.
Die physikalische Aufbereitung des Prozeßwassers in Behandlungsschritt B) kann z. B. darin bestehen, daß schwere und/oder feste Bestandteile in einer Zentrifuge abzentrifugiert werden. Im Rahmen der Persipan-Herstellung ist eine derartige physikalische Aufbereitung z. B. nötig, um enthaltene Schwebeteilchen oder Mikroorganismen abzutrennen.The physical treatment of the process water in treatment step B) can e.g. B. consist in that heavy and / or solid components in one Centrifuge centrifuged. As part of Persipan's manufacturing such physical processing z. B. necessary to contain To separate suspended particles or microorganisms.
Eine weitere erfindungsgemäße physikalische Aufbereitung kann durch Filtration, vorzugsweise Mikro-, Ultra- und/oder Nanofiltration stattfinden. Ferner kann das Prozeßwasser mit UV-Licht bestrahlt werden, insbesondere als Nachbehandlung einer Zentrifugation, um eine verstärkte Entkeimung des Prozeßwassers zu erzielen.A further physical processing according to the invention can be carried out by Filtration, preferably micro, ultra and / or nanofiltration take place. Furthermore, the process water can be irradiated with UV light, in particular as aftertreatment of a centrifugation to increase the disinfection of the To achieve process water.
Die Zerstörung der Cyanide in den Strippinggasen erfolgt vorzugsweise auf chemischem Wege. Insbesondere wird erfindungsgemäß ein dreistufiges Verfahren angewendet, bestehend aus den SchrittenThe destruction of the cyanides in the stripping gases preferably takes place on chemical way. In particular, according to the invention, a three-stage Procedure applied consisting of the steps
- E1) Auswaschen der Cyanide aus dem Strippinggas durch Wäsche des Gases mit Lauge, vorzugsweise Natronlauge NaOH,E1) Washing out the cyanides from the stripping gas by washing the gas with lye, preferably sodium hydroxide solution NaOH,
- E2) Behandlung des in der Lauge angereicherten Cyanids mit Wasserstoffperoxid im basischen Milieu,E2) treatment of the cyanide enriched in the alkali with Hydrogen peroxide in a basic environment,
- E3) Oxidation des behandelten Cyanids zu Stickstoff und Kohlendioxid durch Zugabe von Wasserstoffperoxid und/oder Monopersulfat bei Reaktion zunächst im basischen Milieu und anschließender Endreaktion im sauren Milieu und/oder durch Zusatz von Ozon als Oxidationsmittel.E3) Oxidation of the treated cyanide to nitrogen and carbon dioxide by adding hydrogen peroxide and / or monopersulfate Reaction initially in a basic environment and subsequent final reaction in an acidic environment and / or by adding ozone as an oxidizing agent.
Durch diese Art der Prozeßführung können große Mengen Prozeßwasser entgiftet werden, und das Cyanid wird in einer geringen Menge Lauge gesammelt.This type of process control can process large quantities of process water be detoxified, and the cyanide is leached in a small amount collected.
Vorzugsweise findet der Behandlungsschritt E2) bei einem pH-Wert größer 10 statt und der Behandlungsschritt E3) zunächst bei einem pH-Wert größer 10 und anschließend bei einem pH-Wert von ca. 6. Es ist möglich, die Oxidationsreaktionen mit Wasserstoffperoxid in den Behandlungsstufen E2), E3) durch die Bestrahlung mit UV-Licht zu beschleunigen.Treatment step E2) is preferably greater at a pH 10 instead of and the treatment step E3) initially at a pH value greater 10 and then at a pH of around 6. It is possible to Oxidation reactions with hydrogen peroxide in treatment stages E2), E3) to accelerate by irradiation with UV light.
Vorzugsweise wird bei der beschriebenen Zerstörung der Cyanide aus der Stripping-Luft die Waschlauge in einem Kreislauf geführt. Mit dem erfindungsgemäßen Vorgehen ist eine effiziente und kostengünstige Zerstörung der Cyanide möglich. Insbesondere ist gewährleistet, daß die Strippinggase soweit von Cyanid befreit werden, daß sie als gereinigte Abluft die Anlage verlassen können.In the described destruction of the cyanides, preference is given to the Stripping air circulated the wash liquor. With the The procedure according to the invention is efficient and inexpensive Destruction of the cyanides possible. In particular, it is ensured that the Stripping gases are freed of cyanide to the extent that they are purified exhaust air can leave the facility.
Durch die Kreislaufführung der Waschlauge wird auch hier erreicht, daß die Menge des anfallenden Abwassers minimiert wird.Through the circulation of the wash liquor is also achieved here that Amount of waste water is minimized.
Für die Zerstörung der Cyanide im Strippinggas im Verfahrensschritt E) sind neben dem oben beschriebenen Vorgehen auch sämtliche anderen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren möglich. Insbesondere kann eine Oxidation der Cyanide mit Sauerstoff erfolgen, wobei vorzugsweise Kupfer oder Aktivkohle als Katalysator eingesetzt werden. Ebenso kann zunächst eine Umwandlung der Cyanide mit Aldehyden, vorzugsweise mit Formaldehyd stattfinden, wobei die Umwandlungsprodukte anschließend hydrolysiert werden. Dabei kann ein zusätzlicher Einsatz von Wasserstoffperoxid von Vorteil sein.For the destruction of the cyanides in the stripping gas in process step E) in addition to the procedure described above, all others from the Methods known in the art are possible. In particular, a Oxidation of the cyanides with oxygen take place, preferably copper or activated carbon can be used as a catalyst. Likewise, initially a conversion of the cyanides with aldehydes, preferably with Formaldehyde take place, the conversion products then be hydrolyzed. An additional use of Hydrogen peroxide can be beneficial.
Das Strippinggas kann die Stripping-Kolonne im Verfahrensschritt C) ein- oder mehrmals durchlaufen. In der Regel wird es danach jedoch noch nicht mit Cyaniden gesättigt sein. Es ist daher möglich, das Strippinggas durch ein zweites, mit Cyaniden belastetes Fluid zu leiten, und hieraus weitere Cyanide zu extrahieren. Bei dem zweiten Fluid kann es sich dabei insbesondere um eine Menge handeln, die nicht mehr in einem Prozeßkreislauf eingesetzt wird, sondern lediglich möglichst weit von Cyaniden befreit werden soll, z. B. um anschließend in das Abwasser eingeleitet werden zu können. Dabei kann es sinnvoll sein, die Entfernung der Cyanide durch das Stripping nur bis zu einem bestimmten Cyanidgehalt durchzuführen und die Restcyanide anschließend mit den oben beschriebenen Verfahren, z. B. einer chemischen Oxidation, durchzuführen.The stripping gas can be switched on or in the stripping column in process step C) go through several times. Usually, however, it will not be afterwards be saturated with cyanides. It is therefore possible to pass the stripping gas through a to conduct the second fluid loaded with cyanides, and from this further cyanides to extract. The second fluid can in particular be trade a lot that is no longer used in a process cycle, but should only be freed from cyanides as much as possible, e.g. B. um can then be discharged into the wastewater. It can it only makes sense to remove the cyanides by stripping up to a certain cyanide content and the residual cyanide then using the methods described above, e.g. B. a chemical Oxidation.
Bei dem zweiten, mit dem Strippinggas gereinigten Fluid, kann es sich insbesondere um zu entsorgendes Prozeßkreislaufwasser aus dem eigentlichen Anwendungsprozeß nach Behandlungsstufe A) handeln. Denn es ist möglich, daß dieses Prozeßwasser von Zeit zu Zeit komplett erneuert werden muß. Es ist dann im Hinblick auf seine chemische Belastung auf Werte zu reinigen, die eine Einleitung in das Abwasser erlauben. Mit dem beschriebenen Vorgehen kann derartiges, zu entsorgendes Prozeßwasser quasi nebenbei von den ohnehin eingesetzten Strippinggasen durchlaufen und dabei von Cyaniden befreit werden. Eine derartige Entsorgung läßt sich ohne besonderen verfahrenstechnischen Aufwand oder weiteren Materialeinsatz in die vorhandene Anlage integrieren.The second fluid, cleaned with the stripping gas, may be especially to process water to be disposed of from the Act actual application process according to treatment level A). For it it is possible that this process water is completely renewed from time to time must become. It is then based on its chemical load Clean values that allow discharge into the wastewater. With the The procedure described can be such process water to be disposed of pass through the stripping gases used anyway and thereby being freed from cyanides. Such disposal can be done without special procedural effort or further use of materials in integrate the existing system.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Vorrichtung ist dadurch charakterisiert, daß im Kreislauf des Prozeßwassers verschiedene Komponenten angeordnet sind, welche vom Prozeßwasser durchströmt werden. Zu diesen Komponenten gehören:The invention also relates to a device for performing the above described inventive method. This device is thereby characterizes that in the cycle of the process water different Components are arranged, which flows through the process water will. These components include:
- a) eine Anlage zur Durchführung des Anwendungsprozesses,a) an installation for carrying out the application process,
- b) ggfs. ein oder mehrere Pufferbehälter für das Prozeßwasser,b) if necessary, one or more buffer tanks for the process water,
- c) ggfs. eine Zentrifuge,c) a centrifuge if necessary,
- d) ggfs. ein Filter, vorzugsweise ein Mikro-, Ultra- und/oder Nanofilter,d) if necessary, a filter, preferably a micro, ultra and / or nanofilter,
- e) ggfs. eine UV-Bestrahlungsstation zur Entkeimung,e) if necessary, a UV radiation station for disinfection,
- f) eine Stripping-Kolonne mit einer Zuleitung für Strippinggas,f) a stripping column with a supply line for stripping gas,
- g) eine Umlaufpumpe, g) a circulation pump,
- h) ggfs. ein regelbarer Bypass zur Umgehung des Anwendungsprozesses.h) if necessary, an adjustable bypass to circumvent the application process.
Diese erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt mit relativ wenigen und einfachen Komponenten die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und die Erzielung der damit verbundenen Vorteile. So kommt es durch den Kreislaufprozeß insbesondere zu einer erheblichen Einsparung an Prozeßwasser.This device according to the invention allows with relatively few and simple components to carry out the invention Procedure and the achievement of the associated advantages. That's why through the circular process in particular to a considerable saving Process water.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Zerstörung der Cyanide in den Strippinggasen. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daßThe invention also relates to a device for carrying out the inventive method for the destruction of the cyanides in the Stripping gases. This device is characterized in that
- a) sie einen Abluftwäscher enthält, dem die cyanidbelasteten Strippinggase zugeführt werden und den gereinigte Abluft verläßt, und der einen Zu- und Ablauf für die Waschlauge enthält,a) it contains an exhaust air scrubber which contains the stripping gases contaminated with cyanide are supplied and the cleaned exhaust air leaves, and the one inlet and Drain for the wash liquor contains
- b) hinter dem besagten Ablauf der Waschlauge ein Behandlungsbehälter für die Zerstörung des Cyanids angeordnet ist,b) behind the said wash liquor outlet a treatment container for the destruction of the cyanide is ordered
- c) der Behandlungsbehälter mit Chemikalienbehältern verbunden ist, undc) the treatment tank is connected to chemical tanks, and
- d) ggfs. der Ausfluß des Behandlungsbehälters in einem Kreislauf mit dem Waschlaugenzulauf des Abluftwäschers verbunden ist.d) if necessary, the outflow of the treatment container in a circuit with the The wash water inlet of the scrubber is connected.
Vorzugsweise kann der Behandlungsbehälter mit einem Neutralisationsreaktor verbunden sein, welcher seinerseits an Chemikalien behälter (Säure, Lauge) angeschlossen ist. Der Neutralisationsreaktor hat dabei einen Ausgang für gereinigtes Abwasser, welches ihn nach Abschluß der Neutralisationsreaktion verläßt. Durch die Nachschaltung dieses Reaktors hinter den Behandlungsbehälter ist es möglich, falls nötig die Waschlauge zu entsorgen. Diese Lauge kann nicht direkt in das Abwasser eingeleitet werden, da sie zu stark alkalisch ist. Ihr pH-Wert muß daher auf geregelte Weise in dem Neutralisationsreaktor auf einen pH- Wert zwischen 5 und 6 eingestellt werden.The treatment container can preferably be provided with a Neutralization reactor, which in turn is connected to chemicals container (acid, alkali) is connected. The neutralization reactor has thereby an exit for purified wastewater, which it after completion of the Neutralization reaction leaves. By connecting this reactor behind the treatment tank it is possible to add the wash liquor if necessary to dispose. This lye cannot be discharged directly into the wastewater, because it is too alkaline. Your pH must therefore be controlled in a controlled manner the neutralization reactor to a pH between 5 and 6 will.
Die beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung zur Zerstörung der Cyanide in den Strippinggasen erreicht mit relativ wenigen und einfachen Komponenten eine effiziente Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Sie erzielt damit die mit dem Verfahren verbundenen Vorteile. Insbesondere ist es durch die Kreislaufführung der Waschlauge auch hier möglich, die anfallende Abwassermenge zu minimieren.The described device according to the invention for destroying the cyanides achieved in the stripping gases with relatively few and simple Components an efficient implementation of the invention Procedure. It thus achieves the advantages associated with the process. In particular, it is also here due to the circulation of the wash liquor possible to minimize the amount of waste water.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das der Vorrichtung zur Zerstörung der Cyanide zugeleitete Strippinggas zunächst durch eine weitere Stripping-Kolonne geleitet werden, bevor es in den Abluftwäscher gelangt. Diese Stripping-Kolonne kann vorzugsweise mit Chemikalienvorratsbehältern verbunden sein, die eine definierte Einstellung verschiedener chemischer Parameter wie z. B. des pH-Wertes erlauben. Der Vorteil der Anordnung einer weiteren Stripping-Kolonne ist, daß sich hierin ein cyanidbelastetes Fluid befinden kann, welches durch das durchströmende Strippinggas gereinigt wird. Dieses Strippinggas kann zwar im Falle der Nutzung in einer vorherigen Prozeßstufe bereits cyanidbelastet sein, jedoch hat es in der Regel die Sättigungsgrenze für Cyanide bei weitem noch nicht erreicht, so daß es auch in der weiteren Stripping-Kolonne Cyanide extrahieren kann. Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, der zweiten Stripping-Kolonne ein unbelastetes Strippinggas zuzuführen.In a further embodiment of the invention, the device for Destruction of the stripping gas supplied by the cyanide is first caused by another Stripping column are passed before it reaches the scrubber. This stripping column can preferably be used with chemical storage containers be linked to a defined setting of different chemical Parameters such as B. allow the pH. The advantage of the arrangement Another stripping column is that there is a cyanide in it Fluid can be found by the stripping gas flowing through is cleaned. This stripping gas can be used in a previous process stage may already be cyanide contaminated, however it usually has is far from reaching the saturation limit for cyanides, so it can also extract cyanides in the further stripping column. in the Within the scope of the invention it is also possible to insert the second stripping column supply unloaded stripping gas.
Damit in der oben beschriebenen vorgeschalteten Stripping-Kolonne z. B. die Entsorgung des Prozeßkreislaufwassers aus dem Anwendungsprozeß von Zeit zu Zeit erfolgen kann, besteht vorzugsweise eine zu öffnende und zu schließende Verbindung von diesem Anwendungsprozeß zur Stripping-Kolonne.So that in the upstream stripping column described above z. B. the Disposal of the process cycle water from the application process of time can be done at the time, there is preferably an opening and closing final connection from this application process to the stripping column.
Eine bevorzugte Anwendung findet das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Lebensmittelindustrie, insbesondere im Zusammenhang mit Entbitterungsverfahren, wie sie vor allem bei der Entbitterung von Kernen bei der Persipan-Herstellung anfallen.The method according to the invention and the Device according to the invention in the food industry, especially in Relation to debittering processes, as they are especially the case with The bitterness of kernels arises in the manufacture of Persipan.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren beispielhaft erläutert.In the following the invention is explained by way of example with reference to the figures.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Prozeßwasseraufbereitungs- und -reinigungsanlage für die Persipan-Produktion. Fig. 1 shows schematically a process water treatment and purification plant for Persipan production.
Fig. 2 zeigt das Funktionsprinzip des Cyanid-Strippings. Fig. 2 shows the operating principle of the cyanide stripping.
Die Extraktion der Cyanide aus dem zu behandelnen Lebensmittel wird in einer Behälterkaskade durchgeführt. Stellvertretend dafür ist in der Fig. 1 ein Behälter der Kaskade 1 dargestellt, aus dem das anfallende Extraktionswasser zunächst in einen Pufferbehälter 4′ gelangt. Über diese Pufferung des Wassers können die nachfolgenden kontinuierlich arbeitenden Behandlungsschritte der Prozeßwasseraufbereitung gleichmäßig mit dem Wasser beaufschlagt werden. Auswirkungen von Störungen des Produktionsprozesses werden somit in der Aufbereitungsanlage unterbunden oder zumindestens abgemildert.The cyanides are extracted from the food to be treated in a cascade of containers. Representative of this, a container of the cascade 1 is shown in Fig. 1, from which the resulting extraction water first reaches a buffer container 4 '. The buffering of the water enables the subsequent continuously working treatment steps of the process water treatment to be evenly applied to the water. The effects of disturbances in the production process are thus prevented or at least mitigated in the processing plant.
Ausgehend von diesem Pufferbehälter wird das cyanid- und feststoffhaltige Wasser einer Zentrifuge 2, bzw. einer Filtration und/oder UV-Entkeimung gleichmäßig zugeführt. Im Zentrifugalfeld findet eine Abtrennung der Feststoffe aus dem Wasser statt. Gleichzeitig mit der Feststoffabtrennung werden auftretende Mikroorganismen abgeschieden bzw. in ihrer Anzahl stark reduziert. Die Organismen werden sowohl assoziiert mit dem Feststoff als auch bei ausreichender Eigengröße direkt abgetrennt. Die Feststoffe werden zusammen mit anderen Abfällen des Lebensmittels einer Kompostierung zugeführt.Starting from this buffer tank, the water containing cyanide and solids is fed evenly to a centrifuge 2 , or to a filtration and / or UV disinfection. The solids are separated from the water in the centrifugal field. At the same time as the solids are separated, occurring microorganisms are separated or their number is greatly reduced. The organisms are both associated with the solid and, if they are sufficiently large, are separated off directly. The solids are sent to composting along with other food waste.
Durch diesen Verfahrensschritt werden neben der Feststoffentfernung auch die hygienischen Eigenschaften des Prozeßwassers kontrolliert.This process step also removes solids controls the hygienic properties of the process water.
Der zweite wichtige Aufbereitungsschritt ist die nachfolgende Stripping-Kolonne 3. Hierin wird eine intensive Durchmischung des cyanidhaltigen Wassers mit Druckluft aus einer Zufuhr 3c erzeugt und der damit verbundene Stoffaustausch zwischen der flüssigen und gasförmigen Phase sorgt für einen Austrag des freien Cyanids in Form der Blausäure mit der Abluft. Die Verhältnisse sind übersichtlich in der Fig. 2 dargestellt.The second important processing step is the subsequent stripping column 3 . An intensive mixing of the cyanide-containing water with compressed air from a supply 3 c is generated therein and the associated mass transfer between the liquid and gaseous phases ensures that the free cyanide is discharged in the form of the hydrocyanic acid with the exhaust air. The relationships are clearly shown in FIG. 2.
Fig. 2 zeigt das Funktionsprinzip des Cyanid-Strippings im Detail. Der Stripping-Kolonne 3 wird auf der einen Seite 3e über die Zuleitung 3a das Prozeßwasser zugeführt. Dieses verläßt die Stripping-Kolonne über den Abfluß 3b. Im Gegenstrom hierzu wird über die Zuleitung 3c das Strippinggas, vorzugsweise Druckluft, zugeführt. Dieses wandert als Gasphase 3f im Gegenstrom parallel zur Flüssigphase 3e (Prozeßwasser) des Prozeßwassers und verläßt die Stripping-Kolonne am Ausgang 3d wieder. Innerhalb der Stripping-Kolonne bildet sich durch Umkehrung der Dissoziationsreaktion das gasförmige Cyanid HCN und tritt in das Strippinggas über. Da das Gas an Cyanid nicht gesättigt ist, handelt es sich dabei um ein Ungleichgewicht, so daß ständig undissoziiertes Cyanid in der Flüssigphase gebildet wird, welches in die Gasphase übertritt. Fig. 2 shows the functional principle of the cyanide stripping shows in detail. The stripping column 3 is fed on one side 3e via the feed line 3 a to the process water. This leaves the stripping column via the outlet 3 b. In countercurrent to this, the stripping gas, preferably compressed air, is supplied via the feed line 3 c. This migrates as gas phase 3 f in countercurrent parallel to the liquid phase 3 e (process water) of the process water and leaves the stripping column at the outlet 3 d again. By reversing the dissociation reaction, the gaseous cyanide HCN forms within the stripping column and passes into the stripping gas. Since the gas is not saturated with cyanide, this is an imbalance, so that undissociated cyanide is continuously formed in the liquid phase, which passes into the gas phase.
Das aufbereitete Prozeßwasser wird in ein weiteres Puffergefäß 4 geleitet und steht als Vorrat dem Produktionsprozeß zu Verfügung. Über eine Pumpe 5 kann das Prozeßwasser nun entweder in die Extraktionsbehälter 1 oder aber über einen Bypass 6 in den Zentrifugenpuffer 4′ gefördert werden. Durch den Kurzschluß über den Bypass 6 ist eine kontinuierliche Behandlung des Wassers möglich, auch wenn die Produktion zum Stillstand gelangt. Die interne Kreislaufführung trägt insbesondere den hygienischen Anforderungen Rechnung, da eine stetige Abtrennung eventuell anwachsender Mikroorganismen in der Zentrifuge erzielt wird.The processed process water is passed into a further buffer vessel 4 and is available to the production process as a supply. Via a pump 5 , the process water can now be conveyed either into the extraction container 1 or via a bypass 6 into the centrifuge buffer 4 '. Due to the short circuit via the bypass 6 , a continuous treatment of the water is possible, even if the production comes to a standstill. The internal circulation system takes into account the hygienic requirements in particular, since a constant separation of any growing microorganisms is achieved in the centrifuge.
Zusammenfassend läßt sich die Prozeßwasseraufbereitung mit einem Wasserwerk vergleichen, dem je nach Anforderungen des Produktionsprozesses Wasser entnommen und zur Aufbereitung zugeführt werden kann.In summary, the process water treatment can be done with one Compare waterworks, depending on the requirements of the Production process water removed and fed for treatment can be.
Prozeßbedingte Wasserverluste und Verdunstungsdefizite beim Stripping werden über eine Regelung im Vorratspuffer 4 mit Frischwasser ausgeglichen.Process-related water losses and evaporation deficits during stripping are compensated with fresh water via a control in the storage buffer 4 .
Mittels der Multifunktionspumpe 5 kann bei Bedarf das gesamte Kreislaufwasser in den Nachreinigungsteil der Anlage gefördert und der Aufbereitungskreislauf nach einer Reinigung mit Frischwasser gefüllt werden. Das Wasser gelangt dabei in den Behälter 8 und wird dort abschließend behandelt. Dazu erfolgt in dem als Strippingkolonne betriebenen Behälter ein Stripping der Restcyanide mit Druckluft. In einer Behandlungszeit von 10 bis 24 h wird der Cyanidgehalt auf ein Minimum reduziert. By means of the multifunction pump 5 , the entire circulation water can be conveyed into the post-cleaning part of the system if necessary and the treatment circuit can be filled with fresh water after cleaning. The water gets into the container 8 and is finally treated there. For this purpose, the residual cyanides are stripped with compressed air in the container operated as a stripping column. The cyanide content is reduced to a minimum in a treatment time of 10 to 24 hours.
Nach Abschluß dieser Behandlung kann eine Nachdosierung geringer Oxidationsmittelmengen und die Dosierung von Natronlauge zur pH-Einstellung notwendig sein, um noch vorhandene Cyanidreste vollständig zu zerstören. Zu diesem Zweck ist der Behälter 8 mit entsprechenden Chemikalienbehältern 11a, 11b verbunden. Die eingesetzte Stripping-Luft ist unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten sowohl in der Prozeßwasseraufbereitung (Stripping-Kolonne 3) als auch in der Nachreinigung (Behälter 8) zu nutzen, da die Sättigungsgrenze für Cyanid bei den verwendeten Luftmengen nicht erreicht wird.After the completion of this treatment, it may be necessary to add small amounts of oxidizing agents and to add sodium hydroxide solution to adjust the pH in order to completely destroy any cyanide residues that are still present. For this purpose, the container 8 is connected to corresponding chemical containers 11 a, 11 b. The stripping air used is to be used from an economic point of view both in process water treatment (stripping column 3 ) and in post-cleaning (container 8 ), since the saturation limit for cyanide is not reached with the air quantities used.
Das nachgereinigte Abwasser wird über eine Neutralisationsstation 12 geführt und nach Einstellung eines geeigneten pH-Wertes in das kommunale Abwassernetz eingeleitet (Indirekteinleitung). Die vorgegebenen Grenzwerte werden in der Abwasserreinigungsanlage 8 eingestellt bzw. unterschritten.The cleaned wastewater is passed through a neutralization station 12 and, after setting a suitable pH value, is introduced into the municipal wastewater network (indirect discharge). The specified limit values are set in the wastewater treatment plant 8 or undercut.
Die cyanidangereicherte Stripping-Luft wird einer Laugewäsche mit integrierter Cyanidzerstörung zugeführt. Bei der Laugewäsche, bestehend aus einem Vorrats- und Dosierbehälter 10 und einer Waschkolonnenkaskade 9, wird ebenfalls eine konsequente Kreislaufführung eingesetzt. Die chemische Zerstörungsreaktion läßt sich wie folgt definieren:The cyanide-enriched stripping air is fed to a lye wash with integrated cyanide destruction. In the case of lye washing, consisting of a storage and dosing container 10 and a washing column cascade 9 , a consistent cycle is also used. The chemical destruction reaction can be defined as follows:
Das Cyanid (in Form der Blausäure) wird in der Natronlaugewäsche aus der Stripping-Luft eliminiert und chemisch gebunden:The cyanide (in the form of hydrocyanic acid) is extracted from the sodium hydroxide solution Stripping air eliminated and chemically bound:
Durch die Reaktion verbraucht sich die Natronlauge und das Oxidationsmittel und muß entsprechend aus den Chemikalienbehältern 11a, b nachdosiert werden.The reaction consumes the sodium hydroxide solution and the oxidizing agent and has to be replenished accordingly from the chemical containers 11 a, b.
In der weiteren Reaktion wird das in der Lauge angereicherte Natriumcyanid mit Wasserstoffperoxid zerstört:In the further reaction the sodium cyanide enriched in the alkali becomes destroyed with hydrogen peroxide:
In einer weiteren Reaktion im leicht sauren Milieu und einem Oxidationsmittelgemisch aus Wasserstoffperoxid und Monopersulfat wird das Cyanat vollständig zerstört. Die Zugabe von Monopersulfat optimiert die Reaktion und sorgt für einen minimalen Oxidationsmitteleinsatz.In another reaction in a slightly acidic environment and one Oxidizing agent mixture of hydrogen peroxide and monopersulfate will Cyanate completely destroyed. The addition of monopersulfate optimizes the Reaction and ensures minimal use of oxidants.
Die entstehenden Endprodukte Stickstoff (N₂) und Kohlendioxid (CO₂) sind völlig ungefährlich und verlassen als Gase die Zerstörungsanlage.The resulting end products are nitrogen (N₂) and carbon dioxide (CO₂) completely harmless and leave the destruction facility as gases.
Claims (21)
- A) das Prozeßwasser im Kreislauf zwischen Anwendungsprozeß (1) und Cyanidentfernung (3) geführt wird,
- B) ggfs. das Prozeßwasser in einer Stufe (2b) physikalisch aufbereitet wird,
- C) das Prozeßwasser in einer Stripping-Kolonne (3) von Strippinggasen durchströmt wird, in welchen sich die Cyanide anreichern, und D) ggfs. das Prozeßwasser in einem Unterkreislauf mehrfach den Behandlungsschritten B) und/oder C) unterworfen wird.
- A) the process water is circulated between the application process ( 1 ) and cyanide removal ( 3 ),
- B) if necessary, the process water is physically treated in one stage ( 2 b),
- C) stripping gases flow through the process water in a stripping column ( 3 ), in which the cyanides accumulate, and D) the process water is subjected to treatment steps B) and / or C) several times in a sub-circuit.
- E1) Auswaschen der Cyanide aus dem Strippinggas durch Wäsche des Gases mit Lauge, vorzugsweise Natronlauge NaOH,
- E2) Behandlung des in der Lauge angereicherten Cyanids mit Wasserstoffperoxid im basischen Milieu, und
- E3) Oxidation des behandelten Cyanids zu Stickstoff und Kohlendioxid durch Zugabe von Wasserstoffperoxid und/oder Monopersulfat bei Reaktion zunächst im basischen Milieu und/oder durch Zusatz von Ozon als Oxidationsmittel.
- E1) washing out the cyanides from the stripping gas by washing the gas with lye, preferably sodium hydroxide solution NaOH,
- E2) treatment of the cyanide enriched in the base with hydrogen peroxide in a basic medium, and
- E3) Oxidation of the treated cyanide to nitrogen and carbon dioxide by adding hydrogen peroxide and / or monopersulfate in a reaction initially in a basic environment and / or by adding ozone as an oxidizing agent.
- a) eine Anlage (1) zur Durchführung des Anwendungsprozesses,
- b) ggfs. einen oder mehrere Pufferbehälter (4) für das Prozeßwasser,
- c) ggfs. eine Zentrifuge (2),
- d) ggfs. einen Filter, vorzugsweise einen Mikro-, Ultra- und/oder Nanofilter,
- e) ggfs. eine UV-Bestrahlungsstation zur Entkeimung,
- f) eine Stripping-Kolonne (3) mit einer Zu- (3c) und Ableitung (3d) für Strippinggas,
- g) eine oder mehrere Umlaufpumpen (5), und
- h) ggfs. einen regelbaren Bypass (6) zur Umgehung des Anwendungsprozesses in der Anlage (1).
- a) an installation ( 1 ) for carrying out the application process,
- b) if necessary. one or more buffer tanks ( 4 ) for the process water,
- c) if necessary, a centrifuge ( 2 ),
- d) if necessary, a filter, preferably a micro, ultra and / or nanofilter,
- e) if necessary, a UV radiation station for disinfection,
- f) a stripping column ( 3 ) with an inlet ( 3 c) and outlet ( 3 d) for stripping gas,
- g) one or more circulation pumps ( 5 ), and
- h) if necessary. an adjustable bypass ( 6 ) to circumvent the application process in the system ( 1 ).
dadurch gekennzeichnet, daß
- a) sie einen Abluftwäscher (9) mit einer Zufuhr (9a) von cyanidbelasteter und einem Auslaß (9b) gereinigter Gase sowie einem Zu- (9c) und Ablauf (9d) der Waschlauge enthält,
- b) hinter dem Ablauf (9d) der Waschlauge ein Behandlungsbehälter (10) zur Zerstörung des Cyanids angeordnet ist,
- c) der Behandlungsbehälter (10) mit Chemikalienbehältern (11a, b) verbunden ist, und
- d) ggfs. der Ausfluß des Behandlungsbehälters (10b) in einem Kreislauf mit dem Waschlaugenzulauf (9c) des Abluftwäschers (9) verbunden ist.
characterized in that
- a) it contains an exhaust air washer ( 9 ) with a feed ( 9 a) of cyanide-contaminated gases and an outlet ( 9 b) of purified gases and an inlet ( 9 c) and outlet ( 9 d) of the wash liquor,
- b) a treatment container ( 10 ) for destroying the cyanide is arranged behind the outlet ( 9 d) of the wash liquor,
- c) the treatment container ( 10 ) is connected to chemical containers ( 11 a, b), and
- d) if necessary. The outflow of the treatment container ( 10 b) is connected in a circuit with the wash liquor inlet ( 9 c) of the exhaust air scrubber ( 9 ).
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