DE19740401C1 - Process breaks down industrial particulate or gaseous wastes in foam - Google Patents

Process breaks down industrial particulate or gaseous wastes in foam

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Abstract

A process and assembly oxidize pollutants and other organic substances in gases, fluid and matrices of suspended solids especially during the oxidative use of electron beam processes. The substance that is to be treated is surrendered as a solution, a suspension, or gas, into a body of foam having fine bubbles and liquid, into which a liquid bearing an oxidizing agent has been sprayed. The ratio of liquid to gas is in the range from 3 to 1,000 m<3> and the foam is from 1 to 50 cm thick. The pollutants held in the foam are continually subjected to electron beam radiation at an energy level of between 0.05 and 15 MeV. An oxidizing agent is introduced to the foam while the foam is subjected to the radiation beam. Each electron beam passes through a succession of many bubbles and the enclosed gas, especially oxygen, generates ozone which is immediately and finely distributed throughout the foam. The substance in question is consumed by ozone, and not by other oxidizing substances or other organic or inorganic substances whose removal is required. A suitable assembly consists of: (I) a reaction chamber (1) (II) with a jet (2) (III) and with a fluid inlet pipe (3), (IV) a gas inlet (5), (V) a drain (4) to a droplet separator (6), (VI) an electron beam emitter (7) directed at the reaction zone (15), (VII) pumps (8), (VIII) blowers (9), (IX) dosing assembly (10) (X) and regulator (11).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die zugehörige Vorrichtung zur oxidativen Behandlung von Schadstoffen und anderen organischen Stoffen in gasförmigen, flüssigen und suspendierten festen Matrices, wobei das Verfahren insbesonde­ re die oxidative Wirkung der Elektronenbestrahlung verbessert.The invention relates to a method and the associated Device for the oxidative treatment of pollutants and other organic substances in gaseous, liquid and suspended solid matrices, the method in particular re improves the oxidative effect of electron radiation.

Die DE 36 25 232 A1 beschreibt den Abbau von polyhaloge­ nierten Kohlenwasserstoffen in dünnen wäßrigen Schichten durch mit 150-350 kV beschleunigte Elektronenstrahlen.DE 36 25 232 A1 describes the degradation of polyhalogens hydrocarbons in thin aqueous layers electron beams accelerated with 150-350 kV.

Bei der Behandlung wäßriger Lösungen werden die Elektro­ nenstrahlen üblicherweise durch Fallfilme oder anders erzeugte dünne Schichten geleitet. Die nutzbare Schichtdicke wird dabei durch die Eindringtiefe der Elektronenstrahlen bestimmt, die von der angelegten Beschleunigungsspannung abhängt und bei den eingesetzten Elektronenbeschleunigern zwischen 0,1-2 cm beträgt.When treating aqueous solutions, the electro Nen rays are usually produced by falling films or otherwise thin layers. The usable layer thickness is thereby determined by the penetration depth of the electron beams, the depends on the applied acceleration voltage and at the used electron accelerators between 0.1-2 cm is.

Die WO 97/13554 beschreibt ein Verfahren zum Abbau organi­ scher Schadstoffe, bei dem Suspensionen luminophorer Festkör­ per im sauren pH-Bereich und in Anwesenheit von H2O2 oder Carbonsäure mit Elektronenstrahlen von 0,05 bis 20 MeV be­ strahlt werden.WO 97/13554 describes a process for breaking down organic pollutants, in which suspensions of luminophoric solids are irradiated with electron beams of 0.05 to 20 MeV in the acidic pH range and in the presence of H 2 O 2 or carboxylic acid.

Die DE 42 16 776 A1 betrifft ein Entgiftungsverfahren für halogenierte aromatische Kohlenwasserstoffe, bei dem durch Umpumpen eine Lösung im Wirbelbett gehalten wird und unter gleichzeitiger gesonderter Zuführung eines Oxidationsmittels wie Ozon oder H2O2 eine Bestrahlung mit ultraviolettem Licht erfolgt.DE 42 16 776 A1 relates to a detoxification process for halogenated aromatic hydrocarbons, in which a solution is kept in a fluidized bed by pumping around and, with simultaneous separate supply of an oxidizing agent such as ozone or H 2 O 2, irradiation with ultraviolet light takes place.

Während zur Behandlung von Rauchgasen mit Elektronen­ strahlen in Japan, USA und Polen bereits mehrere Anlagen im Einsatz sind, gehört die Elektronenbestrahlung wäßriger Lösun­ gen trotz langjähriger Entwicklungen noch nicht zum Stand der Technik. Neben hohen Investitionskosten sind dafür auch gerin­ gere spezifische Umsätze und teilweise unerwünschte Nebenreak­ tionen die Ursachen. Beispielsweise werden bei der Elektronen­ bestrahlung polychlorierter Dibenzodioxine und -furane par­ allel zum gewünschten oxidativen Abbau auch niedriger chlo­ rierte Kongeneren gebildet, die toxischer sind als die octa­ chlorierten Ausgangsverbindungen. Ursache dieser Dechlorierung sind Reaktionen mit Wasserstoff oder anderen reduzierenden Bestrahlungsprodukten, die gleichzeitig mit Hydroxylradikalen und anderen oxidierenden Bestrahlungsprodukten gebildet wer­ den.While treating flue gases with electrons already radiate several plants in Japan, the USA and Poland Are used, the electron irradiation includes aqueous solutions Despite the many years of developments, the status of the Technology. In addition to high investment costs, this is also a good thing more specific sales and sometimes undesirable side breaks the causes. For example, in the case of electrons irradiation of polychlorinated dibenzodioxins and furans par allel to the desired oxidative breakdown also low chlo congeners that are more toxic than the octa chlorinated starting compounds. Cause of this dechlorination are reactions with hydrogen or other reducing agents Radiation products that coexist with hydroxyl radicals and other oxidizing radiation products the.

Bei dem Abbremsen der beschleunigten Elektronen in wäß­ rigen Schichten werden entlang der Elektronenbahn Wassermole­ küle in H2O+ und e- ionisiert. H2O+ reagiert im Verlauf von 10-12 s mit benachbarten Wassermolekülen unter Bildung von Hydroxyl­ radikalen (OH.) und Wasserstoffionen (H3O+). Die Hydroxylra­ dikale besitzen ein hohes Oxidationspotential (2,8 V) und sind wesentlich am oxidativen Abbau organischer Verbindungen betei­ ligt. Die freigesetzten Elektronen e- können durch Wassermole­ küle hydratisiert werden (e- aq) oder mit Wasserionen angeregte Wassermoleküle (H2O*) bilden, die ihrerseits Hydroxylradikale, Wasserstoff und Wasserstoffradikale bilden.When the accelerated electrons are decelerated in aqueous layers, water molecules in H 2 O + and e - are ionized along the electron path. H 2 O + reacts in the course of 10 -12 s with neighboring water molecules with the formation of hydroxyl radicals (OH . ) And hydrogen ions (H 3 O + ). The hydroxyl radicals have a high oxidation potential (2.8 V) and are significantly involved in the oxidative degradation of organic compounds. The released electrons e - can be hydrated by water molecules (e - aq ) or form water molecules (H 2 O *) excited with water ions, which in turn form hydroxyl radicals, hydrogen and hydrogen radicals.

Bei der Elektronenbestrahlung wäßriger Lösungen werden also zwangsläufig nach etwa 10-6 s gleichzeitig oxidierende und reduzierende reaktive Spezies gebildet, die mit den Was­ serinhaltsstoffen oder auch miteinander reagieren.In the electron irradiation of aqueous solutions, oxidizing and reducing reactive species are inevitably formed after about 10 -6 s, which react with the water constituents or with one another.

Die Reaktion der reduzierenden Spezies mit Hydroxylradi­ kalen führt zu Ausbeuteverlusten und die Reaktion reduzieren­ der Spezies mit organischen Chlorverbindungen führt zu meist unerwünschten Dechlorierungsprozessen. The reaction of the reducing species with hydroxylradi kalen leads to loss of yield and reduce the reaction the species with organic chlorine compounds mostly leads to undesirable dechlorination processes.  

Bekannt in den bisher beschriebenen Verfahren ist auch die Verwendung oxidierender Chemikalien, vorzugsweise Wasserstoff­ peroxid, die allerdings die Betriebskosten erhöhen. Bei höhe­ ren Wasserstoffperoxidkonzentrationen wurde bei UV- Bestrah­ lung auch eine Radikalfängerwirkung gegenüber Hydroxylradika­ len beobachtet (Schulte, P. et al., WLB Wasser, Luft und Boden 9/1991, S. 55-58), die zu einer Ausbeuteverringerung führte. Auch bei einer Vorbehandlung mit Ozon kann der Anteil reduzie­ render Spezies während der Bestrahlung nicht entscheidend verringert werden, da Ozon nur beschränkt in Wasser löslich ist und das gelöste Ozon aufgrund seiner hohen Reaktivität (Oxidationspotential 2,07 V) durch andere Inhaltsstoffe bis zur Bestrahlung bereits weitestgehend abgebaut ist.The process known to date is also known Use of oxidizing chemicals, preferably hydrogen peroxide, which, however, increase operating costs. At height Ren hydrogen peroxide concentrations was with UV irradiation also a radical scavenger effect against hydroxyl radicals len observed (Schulte, P. et al., WLB Wasser, Luft und Boden 9/1991, pp. 55-58), which led to a reduction in yield. The proportion can also be reduced with pretreatment with ozone render species not critical during irradiation be reduced since ozone is only soluble in water to a limited extent is and the dissolved ozone due to its high reactivity (Oxidation potential 2.07 V) through other ingredients up to for radiation has already been largely eliminated.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den An­ teil reduzierender Spezies bei der Elektronenbestrahlung flüs­ siger, insbesondere wäßriger Systeme zu verringern und damit den oxidativen Abbau organischer Stoffe zu verbessern.The invention is therefore based on the object partially reducing species in electron radiation to reduce siger, especially aqueous systems and thus to improve the oxidative degradation of organic substances.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereit­ stellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, mit denen aus Flüssigkeiten oder Gasen Schadstoffe kontinuierlich und nahezu vollständig entfernt werden können.Another object of the invention is to provide provision of a method and a device with which Liquids or gases pollutants continuously and almost can be completely removed.

Erfindungsgemäß besteht das Verfahren zum oxidativen Abbau von Schadstoffen durch Elektronenstrahlung darin, daß man einen zu behandelnden Stoff in Form einer Lösung, einer Suspension oder eines Gases einer schaumartig strukturierten Gas-Flüssigkeitszone mit fein verteilten Gasbläschen in der Flüssigkeit zuführt, wobei das Flüssigkeits-Gas-Verhältnis im Bereich von 3 bis 800 l/m3 liegt, und die in einem Reaktions­ raum gebildete Schaumzone von 1 bis 50 cm Höhe mit den darin enthaltenen Schadstoffen kontinuierlich einer Elektronenstrah­ lung mit einer Energie von 0,05 bis 150 MeV aussetzt.According to the invention, the process for the oxidative degradation of pollutants by electron radiation consists in that a substance to be treated in the form of a solution, a suspension or a gas is fed to a foam-like structured gas-liquid zone with finely divided gas bubbles in the liquid, the liquid-gas Ratio is in the range of 3 to 800 l / m 3 , and the foam zone formed in a reaction space of 1 to 50 cm in height with the pollutants contained therein is continuously exposed to electron beam radiation with an energy of 0.05 to 150 MeV.

Bei der Bestrahlung dieser dynamischen Schaumzone durch­ dringt jeder Elektronenstrahl mehrfach wäßrige und gasförmige Bereiche. Bei dem Durchdringen des Gases, z. B. von Luft bildet der Elektronenstrahl aus Sauerstoff das wirksame Oxidations­ mittel Ozon, das aufgrund der feinen Gas-Flüssigkeitsvertei­ lung sofort nach seiner Bildung in der Schaumzone gleichmäßig verteilt ist. Damit wird erreicht, daß reduzierende Spezies durch Ozon ver­ braucht werden und nicht mit oxidierenden Spezies oder den abzubauenden organischen oder anorganischen Stoffen reagieren können.When irradiating this dynamic foam zone through each electron beam penetrates several aqueous and gaseous ones Areas. When penetrating the gas, e.g. B. forms of air the electron beam from oxygen the effective oxidation medium ozone, due to the fine gas-liquid distribution immediately after  its formation is evenly distributed in the foam zone. This ensures that reducing species by ozone ver need and not with oxidizing species or decompose organic or inorganic substances can.

Ein zusätzlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß Schadstoffmoleküle, die in einem ersten Reaktionsschritt direkt durch die Elektronenstrahlen oder durch die erzeugten Hydroxylradikale angegriffen wurden, durch das gebildete Ozon weiter oxidativ abgebaut werden, bevor sie sich unter Bildung neuer Schadstoffe wieder stabilisieren können. Ein Beispiel dafür ist die Bildung von polychlorierten Dibenzofuranen aus polychlorierten Dibenzodioxinen bei der herkömmlichen Bestrahlung in dünnen Schichten.An additional advantage of the solution according to the invention is that pollutant molecules in a first Reaction step directly through the electron beams or were attacked by the generated hydroxyl radicals the ozone formed is further oxidatively degraded before it stabilize again with the formation of new pollutants can. An example of this is the formation of polychlorinated Dibenzofurans from polychlorinated dibenzodioxins in the conventional radiation in thin layers.

Parallel zur Ozonbildung werden durch Elektronenbestrah­ lung von Luft auch Stickoxide gebildet, die ebenfalls reduzie­ rende Spezies binden.Parallel to the formation of ozone, electron beams are used Air also forms nitrogen oxides, which also reduce emissions binding species.

Die erfindungsgemäße Schaumzone wird vorteilhaft durch Versprühen der Flüssigkeit über Düsen und Einleiten des Gases im Gegenstrom zur versprühten Flüssigkeit erzeugt. Dabei kann durch Einstellung des Flüssigkeit/Gas-Verhältnisses für z. B. das Trägermedium Wasser und das Trägergas Luft eine gewünschte Höhe der Schaumzone in Abhängigkeit von der Düsenart und -anordnung vom Fachmann ohne besondere Probleme erhalten wer­ den. Zu beachten ist gegebenenfalls ein mit Schadstoffen oder mit anderen organischen Verbindungen angereichertes Medium, bei dem infolge einer bestimmten Selbstschäumkraft Schaumver­ zögerer zugesetzt oder schaumzerstörende Maßnahmen vorgesehen werden können.The foam zone according to the invention is advantageously by Spray the liquid through nozzles and introduce the gas generated in countercurrent to the sprayed liquid. It can by adjusting the liquid / gas ratio for e.g. B. the carrier medium water and the carrier gas air a desired Height of the foam zone depending on the type of nozzle and - Arrangement obtained from a specialist without any particular problems the. If necessary, one with pollutants or medium enriched with other organic compounds, in which due to a certain self-foaming power added hesitantly or provided foam-destroying measures can be.

Als Düsen eignen sich handelsübliche Düsen mit Lochplat­ ten oder Dralleinsätzen, mit denen die zu bestrahlende Flüs­ sigkeit zusammen mit dem im Gegenstrom geführten Gas, das z. B. angesaugt wird, feine und feinste Schaumbläschen erzeugen kann.Standard nozzles with perforated plates are suitable as nozzles or swirl inserts with which the rivers to be irradiated liquid together with the countercurrent gas, which, for. B. is sucked in, producing fine and very fine bubbles of foam can.

Als Gas eignet sich Sauerstoff oder ein Sauerstoff/Stick­ stoff-Gasgemisch, z. B. Luft. Das Gas kann nach Passieren der Schaumzone und gegebenenfalls Passieren einer weiteren Wasch­ stufe mit der zu behandelnden Flüssigkeit wieder im Kreislauf im Verfahren eingesetzt werden, wodurch jegliche Reinigung von geringen Restozonmengen entfallen kann.Oxygen or an oxygen / stick is suitable as the gas substance-gas mixture, e.g. B. air. The gas can pass after passing through the  Foam zone and if necessary passing another wash step back into the circuit with the liquid to be treated be used in the process, whereby any cleaning of small amounts of residual ozone can be eliminated.

Die erfindungsgemäß gebildete Schaumzone kann vorteilhaft eine Höhe von 3 bis 20 cm haben, wobei jedoch die Höhe bzw. Dicke der Schaumzone stark von dem Flüssigkeits-Gas-Verhältnis und der Bestrahlungsdosis abhängig ist.The foam zone formed according to the invention can be advantageous have a height of 3 to 20 cm, but the height or Thickness of the foam zone strongly depends on the liquid-gas ratio and is dependent on the radiation dose.

Diese Schaumzone wird ebenfalls vorteilhaft in einem rohrförmigen Reaktionsraum gebildet.This foam zone is also advantageous in one tubular reaction chamber formed.

Die Parameter der Elektronenstrahlung bei einmaligem Durchlauf von versprühter Flüssigkeit durch die Schaumzone können wie folgt eingestellt werden: Bestrahlungsdosis 0,3 bis 500 kGy, Strahlstrom 1 bis 50 mA, Beschleunigungsenergie 0,05 bis 15 MeV. Bei einem weiteren Durchlauf, z. B. bei Reihen­ schaltung, kann beispielsweise die Bestrahlungsdosis auch ge­ ändert werden.The parameters of the electron radiation with a single Flow of sprayed liquid through the foam zone can be set as follows: radiation dose 0.3 to 500 kGy, beam current 1 to 50 mA, acceleration energy 0.05 up to 15 MeV. In another run, e.g. B. in rows circuit, for example, the radiation dose can also ge be changed.

Die zu beseitigenden Schadstoffe oder sonstigen organi­ schen Stoffe können in den Trägermedien gelöst oder supendiert vorliegen.The pollutants to be removed or other organi substances can be dissolved or suspended in the carrier media available.

Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich durch die unmittelbar in der bestrahlten Flüssigkeit erfolgende Ozonbildung grundlegend von der Elektronenbestrahlung dünner Schichten und anderen bekannten Lösungen der Behandlung durch Bestrahlung bei Zusatz von Oxidationsmitteln.The method according to the invention differs by the one that occurs immediately in the irradiated liquid Ozone formation fundamentally thinner from electron radiation Layers and other known treatment solutions Irradiation with the addition of oxidizing agents.

Im Gegensatz zu bekannten Verfahren der Bestrahlung dün­ ner Schichten wird durch das neue Verfahren ohne Zusätze von Oxidationsmittel der Anteil reduzierender Spezies deutlich verringert und damit der strahlungsenergiebezogene Umsatz erhöht und unerwünschte Reduktionsreaktionen ausgeschlossen oder stark vermindert.In contrast to known methods of irradiation thin layers is made possible by the new process without the addition of Oxidizing agent the proportion of reducing species clearly reduced and thus the radiation energy related sales increased and undesirable reduction reactions excluded or greatly reduced.

Ein besonderes Problem bei der Bestrahlung dünner Schich­ ten sind die geringe Eindringtiefe der Elektronenstrahlen und die durch laminare Strömung bedingten Konzentrationsgradienten in den Grenzbereichen der Eindringtiefe. Da die Eindringtiefe von der Flächenmasse des durchstrahlten Mediums abhängt, kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren je nach Flüssigkeits-Gas- Verhältnis ein Gemisch mit 2-10fach stärkerer Schichtdicke als Wasser durchstrahlt werden.A particular problem when irradiating thin layers ten are the shallow penetration depth of the electron beams and the concentration gradients caused by laminar flow in the border areas of the penetration depth. Because the depth of penetration depends on the mass per unit area of the irradiated medium  in the method according to the invention depending on the liquid gas Ratio a mixture with 2-10 times thicker layers be irradiated as water.

Konzentrationsgradienten werden innerhalb der dynamischen Schaumzone ausgeglichen. Die zufällige ungleichmäßige Vertei­ lung der Lösungspartikel in der Bestrahlungszone wird durch mehrere Umpumpzyklen während der Bestrahlung beseitigt.Concentration gradients are within the dynamic Foam zone balanced. The random uneven distribution The solution particles in the radiation zone are treated with several pumping cycles eliminated during the irradiation.

Bei den bekannten Anordnungen zur Bestrahlung werden möglicher Durchsatz und Bestrahlungsdauer durch die Strömung der bestrahlten Schicht und die Abmessungen des Strahlers vorgegeben.In the known arrangements for radiation possible throughput and duration of irradiation by the flow of the irradiated layer and the dimensions of the emitter given.

Ein weiteres Problem bekannter technischer Bestrahlungs­ anlagen ist die notwendige Gleichmäßigkeit der Schichtdicke bei üblichen Strahlfensterbreiten von etwa 1 m. Gleichmäßige Flüssigkeitschichtdicken ab etwa 5 mm sind in reinen Lösungen möglich. In feststoffbelasteten Lösungen und bei geringeren Schichtdicken muß dagegen mit ausbeuteverringernden Ungleich­ mäßigkeiten gerechnet werden, so daß in diesen Anlagen zum Ausgleich größere Schichtdicken und damit stärkere Elektronen­ beschleuniger mit höheren Energien erforderlich sind.Another problem with known technical radiation is the necessary uniformity of the layer thickness with usual beam window widths of about 1 m. Even Liquid layer thicknesses from about 5 mm are in pure solutions possible. In solids-laden solutions and in smaller ones Layer thicknesses, on the other hand, must have a yield-reducing difference moderations are calculated, so that in these plants to Compensation for thicker layers and thus stronger electrons accelerators with higher energies are required.

Die Variabilität des neuen Verfahrens ermöglicht aufgrund der größeren Schichtdicke und der kontinuierlichen Mehrfachbe­ strahlung auch den Einsatz kleinerer Elektronenbeschleuniger mit geringeren Beschleunigungsenergien und geringerer Abschir­ mung, so daß mobile Anlagen leichter errichtet werden können.The variability of the new process allows for the greater layer thickness and the continuous multiple radiation also the use of smaller electron accelerators with lower acceleration energies and less shielding tion, so that mobile systems can be erected more easily.

Das Flüssigkeits-Gas-Verhältnis kann durch den eingesetz­ ten Düsentyp in weiten Bereichen variiert werden. Damit ist eine gleichzeitige Behandlung von Abwasser und Abluft in einer Bestrahlungseinrichtung möglich, wodurch sich die Einsatzmög­ lichkeiten des neuen Verfahrens wesentlich erweitern.The liquid-gas ratio can be used by the th nozzle type can be varied over a wide range. So that is a simultaneous treatment of waste water and waste air in one Irradiation device possible, which makes the application possible significantly expand the possibilities of the new process.

Die Variabilität von Durchsatz und Bestrahlungszeit der neuen Anlage ermöglicht auch eine Behandlung großer Wasser­ mengen mit geringen Strahlungsdosen, durch die eine Abtötung von Bakterien, Viren und anderen schädlichen Keimen erfolgt.The variability of throughput and irradiation time new plant also enables treatment of large water quantities with low radiation doses, by which a kill bacteria, viruses and other harmful germs.

Da die Luft aus dem Bestrahlungsraum durch die Schaumzone gesaugt wird, kann das im Bestrahlungsraum gebildete Ozon zusätzlich genutzt werden und muß nicht in erforderlichen Abluftreinigungsanlagen zersetzt werden.Because the air from the radiation room through the foam zone  is sucked, the ozone formed in the radiation room be used in addition and does not have to be required Exhaust air purification systems are decomposed.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann so geführt werden, daß man entweder die Schaumzone aus einem Trägergas und einem die Schadstoffe enthaltenden flüssigen Medium erzeugt, oder die Schaumzone aus einem die Schadstoffe enthaltenden Gas und einem flüssigen Medium erzeugt, oder die Schaumzone aus einem Schadstoffe enthaltenden Gas und einem Schadstoffe enthaltenden flüssigen Medium erzeugt.The method according to the invention can be carried out that either the foam zone from a carrier gas and a generates the liquid medium containing pollutants, or the foam zone from a gas containing the pollutants and generated in a liquid medium, or the foam zone from a gas containing pollutants and a liquid medium containing pollutants.

Als Schadstoffe, die durch das erfindungsgemäße Verfahren in umweltneutrale Stoffe gewandelt werden können, kommen so­ wohl organische Schadstoffe, wie z. B. Dioxine als auch anorga­ nische Schadstoffe in Frage.As pollutants by the inventive method can be converted into environmentally neutral materials probably organic pollutants, such as B. dioxins as well as anorga niche pollutants in question.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Behand­ lung von Schadstoffen durch Elektronenstrahlung, gekennzeich­ net durch einen Reaktionsraum mit wenigstens einer darin senkrecht zum oberen Ende des Reaktionsraumes angeordneten Düse, Zuführungs­ leitungen für ein flüssiges Medium zur Düse, einer oberhalb der Düse und im oberen Teil des Reaktionsraumes angeordneten Gaszuführung, einer unterhalb der Düse angeordneten Ableitung zu einem Tropfenabscheider, einer außerhalb des Reaktionsrau­ mes oberhalb der Düse vertikal oder horizontal zur Zone über der Düse angeordneten Elektronenstrahleinrichtung, Pumpen, Gebläse und Reguliereinrichtungen zur regulierten Förderung der Stoffströme und Mittel zur Ableitung der gereinigten Flüs­ sigkeiten oder Gase.The invention also relates to a device for treatment treatment of pollutants by electron radiation, marked net through a reaction space with at least one therein perpendicular to the upper end of the reaction chamber arranged nozzle, feed Lines for a liquid medium to the nozzle, one above the nozzle and in the upper part of the reaction chamber Gas supply, a discharge line arranged below the nozzle to a droplet separator, one outside the reaction area mes above the nozzle vertically or horizontally to the zone above the electron beam device, pumps, Blowers and regulators for regulated funding the material flows and means for deriving the cleaned rivers liquids or gases.

Es können mehrere Düsen in unterschiedlichen Stellungen zueinander angeordnet werden, um eine gewünschte Form und/oder Größe der Schaumzone zu erzeugen.There can be several nozzles in different positions can be arranged to each other to a desired shape and / or To generate the size of the foam zone.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhaft so durch­ geführt, daß in einer Wanne unter der gesamten Bestrahlungs­ zone 1-30 beiderseits offene Reaktorrohrmodule angeordnet sind, die entsprechend der jeweiligen Aufgabenstellung par­ allel oder in Reihe geschaltet werden. The method according to the invention is advantageously carried out in this way performed that in a tub under the entire radiation zone 1-30 open reactor tube modules arranged on both sides are par according to the respective task allelic or in series.  

Die zu bestrahlende Flüssigkeit wird den Modulen über seitliche Anschlußstutzen mit einem Druck von 2-10 bar zu­ geführt und in dem Rohr durch eine Düse nach oben zerstäubt. Der Flüssigkeitsdurchsatz ist vom Rohrdurchmesser und der Düsenart abhängig und liegt beispielsweise bei einem Rohr der Nennweite 100 (100 mm Durchmesser) zwischen 0,3 und 3 m3/h.The liquid to be irradiated is fed to the modules via side connecting pieces with a pressure of 2-10 bar and atomized upwards in the tube through a nozzle. The liquid throughput depends on the pipe diameter and the type of nozzle and is, for example, for a pipe with a nominal diameter of 100 (100 mm diameter) between 0.3 and 3 m 3 / h.

Im Gegenstrom wird über die obere Rohröffnung ein Gas, z. B. Luft durch die mit diesem Gas gebildete Schaumzone ge­ saugt und unterhalb der Düse seitlich zu einem Tropfenabschei­ der geführt. Bei den vorstehend angegebenen Flüssigkeitsmengen liegen die durchgesaugten Luftmengen zwischen 0,3 und 1000 Nm3/h.In countercurrent, a gas, e.g. B. Air sucks ge through the foam zone formed with this gas and led below the nozzle to a drop separator. With the quantities of liquid specified above, the quantities of air drawn through are between 0.3 and 1000 Nm 3 / h.

Der Druckverlust über die Schaumzone beträgt je nach Durchsatz 5-30 mbar.The pressure loss across the foam zone is depending on Flow 5-30 mbar.

Ein weiterer Vorteil der gefundenen Lösung besteht darin, daß die Bestrahlung in mehreren Reaktorrohrmodulen erfolgt, die beliebig parallel oder in Reihe geschaltet werden können, so daß eine hohe Anpassungsfähigkeit hinsichtlich Durchsatz und Bestrahlungszeit möglich ist.Another advantage of the solution found is that the radiation takes place in several reactor tube modules, which can be connected in parallel or in series, so that a high adaptability in terms of throughput and irradiation time is possible.

Tropfenabscheider und Reaktionsrohr stehen mit den unte­ ren offenen Enden in der Wanne, in der sich die ablaufenden Lösungen sammeln und über Umwälzpumpen den nächsten Reaktions­ modulen zugeführt oder abgepumpt werden. Durch Zwischenwehre werden die Stoffströme den entsprechenden Kreisläufen zugeord­ net.The droplet separator and reaction tube stand with the bottom open ends in the tub in which the draining Collect solutions and the next reaction via circulation pumps modules are fed or pumped out. Through intermediate weirs the material flows are assigned to the corresponding cycles net.

Da die verwendete Anlage mit geringem Unterdruck arbeitet und vorteilhaft z. B. Umgebungsluft angesaugt wird, können die Reaktionsrohre aus einzelnen Segmenten durch Steckverbindungen zusammengesetzt werden, so daß eine leichte Demontage und Reinigung möglich ist.Because the system used works with a low vacuum and advantageous z. B. ambient air is sucked in Reaction tubes from individual segments through plug connections be assembled so that easy disassembly and Cleaning is possible.

Eine weitere Verbesserung der Wirksamkeit der Vorrichtung kann durch Einbau eines Gitters oder Netzes in Höhe des in Zusammenhang mit der Elektronenstrahlung wirksamen Bereiches der Schaumzone erfolgen, bei dem das Gitter oder Netz mit einer verbundenen oder nicht verbundenen Schicht versehen ist, die aus einer oder mehreren Substanzen besteht, die für die katalytische Ozonspaltung wirksam sind. Derartige Substanzen sind z. B. Mischoxide, die zu ca. 20 Gew-% aus CuO und 50 Gew-% aus MnO oder beispielsweise aus Eisenoxid und Manganoxid be­ stehen.A further improvement in the effectiveness of the device can be installed by installing a grid or net at the level of Connection with the electron beam effective area the foam zone in which the grid or mesh is made with a connected or unconnected layer, which consists of one or more substances which are responsible for the  catalytic ozone fission are effective. Such substances are z. B. Mixed oxides, which are approximately 20% by weight of CuO and 50% by weight from MnO or, for example, from iron oxide and manganese oxide stand.

Die Erfindung soll nachstehend durch Beispiele näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung zeigenThe invention is illustrated below by examples are explained. Show in the accompanying drawing

Fig. 1 Schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens und der Vorrichtungsbestandteile. Fig. 1 Schematic representation of the method according to the invention and the device components.

Die Vorrichtung besteht aus einem Reaktionsraum 1 mit einer darin senkrecht zum oberen Ende des Reaktionsraumes 1 angeordneten Düse 2; einer Zuführungsleitung 3 für ein flüs­ siges Medium zu der Düse 2, wobei das Medium beim Verdüsen und Mischen mit Gasen oberhalb der Düse eine Schaumzone bildet; einer oberhalb der gebildeten Schaumzone im oberen Teil des Reaktionsraumes 1 angeordneten Luftzuführung 5, einer unter­ halb der Düse 2 angeordneten Ableitung 4 zu einem außerhalb des Reaktionsraumes befindlichen Tropfenabscheider 6, einer oberhalb der Düse 2 und außerhalb des Reaktionsraumes vertikal zur Schaumzone 15 über der Düse angeordneten handelsüblichen Elektronenstrahleinrichtung 7. Weiterhin sind Pumpen 8, Geblä­ se 9, Dosiereinrichtungen 10 sowie Reguliereinrichtungen 11 zur regulierten Förderung der Stoffströme und Einrichtungen zur Ableitung der gereinigten Flüssigkeiten oder Gase vorgese­ hen, z. B. ein Filter 13. Zum Schutz des Strahlaustrittes ist eine Schutzfolie 14 mit einem darin befindlichen Strahlfenster vorgesehen. In der Schaumzone 15 kann ein Gitter 16 mit Kata­ lysatoren angeordnet sein.The device consists of a reaction chamber 1 with a nozzle 2 arranged therein perpendicular to the upper end of the reaction chamber 1 ; a feed line 3 for a liquid medium to the nozzle 2 , the medium forming a foam zone above the nozzle during atomization and mixing with gases; an air supply 5 arranged above the formed foam zone in the upper part of the reaction space 1 , a discharge line 4 arranged below half the nozzle 2 to a droplet separator 6 located outside the reaction space, one above the nozzle 2 and outside the reaction space arranged vertically to the foam zone 15 above the nozzle commercially available electron beam device 7. Furthermore, pumps 8 , blowers 9 , metering devices 10 and regulating devices 11 for regulated conveyance of the material flows and devices for discharging the cleaned liquids or gases are provided, for. B. A filter 13. To protect the beam exit, a protective film 14 is provided with a beam window located therein. In the foam zone 15 , a grid 16 can be arranged with catalysts.

Alle folgenden Beispieluntersuchungen wurden mit Luft als Gas und Lösungen aus den angegebenen Inhaltsstoffen in ent­ salztem Wasser (Deionat) durchgeführt.All of the following sample examinations were performed using air as Gas and solutions from the specified ingredients in ent salted water (deionized).

Beispiel 1example 1

7 l einer Lösung mit 493 mg/l des Farbstoffes Rhodamin B und 280 mg/l eines Entschäumers wurden mit Schwefelsäure auf pH 3 angesäuert und mit folgenden Parametern bestrahlt:
7 l of a solution with 493 mg / l of the dye rhodamine B and 280 mg / l of a defoamer were acidified to pH 3 with sulfuric acid and irradiated with the following parameters:

  • - Reaktionsrohrdurchmesser: 100 mm- Reaction tube diameter: 100 mm
  • - Lösungsdurchsatz: 1200 l/h- Solution throughput: 1200 l / h
  • - Lösungsvordruck: 0,3 MPa- Solution form: 0.3 MPa
  • - Luftdurchsatz: 120 m3i.N./h*- Air flow: 120 m 3 iN / h *
  • - Druckverlust der Schaumzone: 1 kPa- Pressure drop in the foam zone: 1 kPa
  • - Dicke der Schaumzone ca.: 3 cm- Thickness of the foam zone approx .: 3 cm
  • - Beschleunigungsspannung: 1,5 MeV- Acceleration voltage: 1.5 MeV
  • - Strahlstrom: 7,2 mA- Beam current: 7.2 mA
  • - absorbierte Strahlendosis: 40 kGy
    *m3 Luft im Normzustand pro Stunde
    - absorbed radiation dose: 40 kGy
    * m 3 air in standard condition per hour

Der Gehalt an Rhodamin B verringerte sich dabei um 399 mg/l auf 93,8 mg/l. Das entspricht einem Abbau von 10 mg/kGy absorbierter Strahlung.The rhodamine B content decreased by 399 mg / l to 93.8 mg / l. This corresponds to a breakdown of 10 mg / kGy absorbed radiation.

Beispiel 2Example 2

900 g stichfester, dioxinbelasteter Klärschlamm (Trockensubstanz TS)- Gehalt 128 g/kg) wurde in 7 l entsalztem Wasser suspendiert. Diese Suspension wurde in einer Apparatur nach vorstehend beschrieben Parametern mit einer Dosis von 120 kGy bestrahlt. In der nachfolgenden Tabelle 1 sind die Werte für 5 Dioxinkon­ genere im Einsatzprodukt und in der behandelten Suspension angegeben. Kongenere sind chemische Verbindungen mit gleicher Molekülstruktur, die sich nur durch die Zahl und die Anordnung einzelner Atome unterscheiden. 900 g puncture-proof, dioxin-contaminated sewage sludge (dry substance TS) - Content 128 g / kg) was suspended in 7 l of deionized water. This suspension was in an apparatus according to the above described parameters irradiated with a dose of 120 kGy. In Table 1 below are the values for 5 dioxin cones genere in the feed and in the treated suspension specified. Congeners are chemical compounds with the same Molecular structure, which is distinguished only by the number and arrangement differentiate individual atoms.  

Tabelle 1 Table 1

Durch die Bestrahlung wurde bei allen Kongeneren ein weitgehender Abbau der Dioxine erreicht. In der bestrahlten Suspension betrug die Summe der PCDD nur noch 2,4% des Aus­ gangswertes.Due to the radiation, all congeners became a extensive reduction of dioxins achieved. In the irradiated In suspension, the sum of the PCDD was only 2.4% of the end current value.

Beispiel 3Example 3

Bei ansonsten gleichen Parametern wie in Beispiel 2, mit Ausnahme dessen, daß die Schaumzone 10 cm betrug, wurde mit einer Dosis von 200 kGy bestrahlt.With otherwise the same parameters as in example 2, except that the foam zone was 10 cm irradiated with a dose of 200 kGy.

In der nachfolgenden Tabelle 2 sind die Werte für 5 Dioxinkongenere in Internationalen Toxizitätsäquivalenten (I - TE)ng/kg Trockensubstanz (TS) im Einsatzprodukt und in der behandelten Suspension angegeben. In Table 2 below, the values for 5 are Dioxin congeners in international toxicity equivalents (I - TE) ng / kg dry matter (TS) in the feed and in of the treated suspension.  

Tabelle 2 Table 2

Durch die Bestrahlung wurde bei allen Kongeneren ein weitgehender Abbau der Toxizitätsäquivalente erreicht. In der bestrahlten Suspension betrug die Summe der Toxizitäts­ äquivalente nur noch 7,2% des Ausgangswertes.Due to the radiation, all congeners became a extensive reduction of toxicity equivalents achieved. In the irradiated suspension was the sum of the toxicity equivalents only 7.2% of the initial value.

Beispiel 4Example 4

Die folgende Tabelle 3 zeigt, daß nach dem erfindungs­ gemäßen Verfahren und im Gegensatz zu bisher bekannten Ver­ fahrensergebnissen trotz hoher Dioxinabbauraten keine zu­ sätzlichen Furane gebildet werden, sondern auch die Konzen­ tration der polychlorierten Dibenzofurane verringert wird. Bei gleichen Parametern wie in Beispiel 1, wurde mit einer Dosis von 120 kGy bestrahlt. The following Table 3 shows that according to the Invention according method and in contrast to previously known Ver driving results despite high dioxin breakdown rates additional furans are formed, but also the conces tration of polychlorinated dibenzofurans is reduced. With the same parameters as in Example 1, a Irradiated dose of 120 kGy.  

Tabelle 3 Table 3

Durch die Bestrahlung wurde trotz weitgehendem Abbau der Dioxine noch ein gleichzeitiger Abbau der Furane um ein Drittel erreicht. Das bestätigt, daß durch das vorhandene Ozon der oxidative Abbau der Dioxine beschleunigt und eine Stabilisierung der geöffneten Dioxinringmoleküle durch Fu­ ranringbildung verringert wird.The radiation was used despite extensive degradation the dioxins still a simultaneous breakdown of the furans by one Third reached. This confirms that through the existing Ozone accelerates the oxidative degradation of dioxins and one Stabilization of the opened dioxin ring molecules by Fu ring formation is reduced.

Beispiel 5Example 5

7 l einer Lösung mit 16,3 mg/l As2O3 wurden bei pH 8 und den gleichen Parametern wie in Beispiel 1 bestrahlt. Nach der Bestrahlung betrug der As2O3 - Gehalt weniger als 0,5 mg/l. Über 97% des dreiwertigen Arsens wurden durch die Be­ strahlung zu dem durch Fällung mit Eisensalzen aus Trinkwas­ ser leichter abtrennbaren fünfwertigen Arsen oxidiert.7 l of a solution with 16.3 mg / l As 2 O 3 were irradiated at pH 8 and the same parameters as in Example 1. After irradiation, the As 2 O 3 content was less than 0.5 mg / l. Over 97% of the trivalent arsenic was oxidized to the pentavalent arsenic, which is easier to separate by precipitation with iron salts from drinking water.

Die folgenden Vergleichsbeispiele zeigen Ergebnisse, die mit dem gleichen Elektronenbeschleuniger bei Bestrahlun­ gen in entsprechend dünnen Schichten (3-4 mm) erhalten wurden. The following comparative examples show results with the same electron accelerator when irradiated in thin layers (3-4 mm) were.  

Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1

In früheren Versuchen war eine Lösung mit der 12-fach nied­ rigeren Konzentration von 80 mg/l Rhodamin B und einem ver­ gleichbaren Waschmittelzusatz von 260 mg/l in Schalen bei einer Schichtdicke von 3 mm mit 1,5 MeV Elektronenbeschleu­ nigung und einer Dosis von 5 kGy bestrahlt worden. Die ge­ fundene Restkonzentration nach der Bestrahlung betrug 18,9 mg/l, entsprechend einem Abbau um 21,1 mg/l, bzw. 4,2 mg/kGy absorbierter Strahlung.In previous attempts, a solution with the 12-fold was low rigorous concentration of 80 mg / l rhodamine B and a ver comparable detergent additive of 260 mg / l in trays a layer thickness of 3 mm with 1.5 MeV electron gun and a dose of 5 kGy. The ge found residual concentration after irradiation was 18.9 mg / l, corresponding to a reduction of 21.1 mg / l or 4.2 mg / kGy absorbed radiation.

Der spezifische Rhodaminabbau betrug somit weniger als die Hälfte des Abbaues bei der Bestrahlung nach dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren.The specific rhodamine breakdown was therefore less than half of the breakdown at radiation after invent method according to the invention.

Vergleichsbeispiel 2Comparative Example 2

Aus 1,25 l entsalztem Wasser und 247 g des in den Bei­ spielen 2-4 eingesetzten Klärschlammes wurden Suspensionen hergestellt und davon mehrere Proben mit verschiedenen Zu­ sätzen in flachen Schalen bei Schichtdicken von 3-4 mm mit folgenden Parametern bestrahlt:
Suspensions were made from 1.25 l of demineralized water and 247 g of the sewage sludge used in Examples 2-4 and several samples were irradiated with different additives in flat dishes with layer thicknesses of 3-4 mm with the following parameters:

  • - Beschleunigungsenergie 1,5 MeV- Acceleration energy 1.5 MeV
  • - Strahlstrom: 7,2 mA- Beam current: 7.2 mA
  • - absorbierte Strahlendosis: 450 kGy- absorbed radiation dose: 450 kGy

Zur besseren Vergleichbarkeit wurden die Ergebnisse auf gleiche Mengen Trockensubstanz Klärschlamm umgerechnet. In der nachfolgenden Tabelle 4 sind die Werte der besten Probe für 5 Dioxinkongenere im Einsatzprodukt und in der behandelten Suspension angegeben. For better comparability, the results were based on Converted equal amounts of dry matter sewage sludge. In Table 4 below, the values are the best Sample for 5 dioxin congeners in the feed and in the treated suspension specified.  

Tabelle 4 Table 4

Trotz größerer absorbierter Dosis wurde durch die "statische" Bestrahlung in dünnen Schichten bei allen Kon­ generen ein geringerer Abbau der Dioxine erreicht als bei der Bestrahlung in dem erfindungsgemäßen Schaumzonen-Elek­ tronenstrahlreaktor. Bei der "statischen" Bestrahlung betrug die Summe der PCDD 5,3% des Ausgangswertes, während sie im erfindungsgemäßen Schaumzonen-Elektronenstrahlreaktor trotz niedrigerer Dosis auf 2,4% verringert wurde.Despite the larger absorbed dose, the "static" radiation in thin layers with all con genere achieved a lower degradation of the dioxins than in the radiation in the foam zone elec electron beam reactor. In the "static" radiation was the sum of the PCDD is 5.3% of the initial value, while in the foam zone electron beam reactor according to the invention despite lower dose was reduced to 2.4%.

Vergleichsbeispiel 3Comparative Example 3

In der nachfolgenden Tabelle 5 sind die Werte für 5 Dioxinkongenere in Internationalen Toxizitätsäquivalenten (I - TE)ng/kg Trockensubstanz (TS) im Einsatzprodukt und in der besten Probe der "statisch" bestrahlten Suspension ange­ geben. In Table 5 below, the values for 5 are Dioxin congeners in international toxicity equivalents (I - TE) ng / kg dry matter (TS) in the feed and in the best sample of the "static" irradiated suspension give.  

Tabelle 5 Table 5

Trotz größerer absorbierter Dosis wurde durch die "statische" Bestrahlung in dünnen Schichten bei allen Kon­ generen eine geringere Abnahme der Toxizitätsäquivalente erreicht als bei der Bestrahlung in dem erfindungsgemäßen Schaumzonenreaktor. Bei der "statischen" Bestrahlung betrug die Summe der Toxizitätsäquivalente 19,3% des Ausgangswer­ tes, während sie im Schaumzonenreaktor trotz niedrigerer Dosis auf 7,2% verringert wurde.Despite the larger absorbed dose, the "static" radiation in thin layers with all con are less likely to decrease toxicity equivalents achieved than with the irradiation in the invention Foam zone reactor. In the "static" radiation was the sum of the toxicity equivalents 19.3% of the starting value tes while in the foam zone reactor despite lower Dose was reduced to 7.2%.

Vergleichsbeispiel 4Comparative Example 4

Der folgende Tabelle 6 zeigt, daß nach dem herkömmli­ chen Bestrahlungsverfahren bei hohen Dioxinabbauraten zu­ sätzliche Furane gebildet werden.The following Table 6 shows that after the conventional radiation processes at high dioxin degradation rates additional furans are formed.

In der nachfolgenden Tabelle 6 sind die Werte der be­ sten Probe für 5 Dioxinkongenere im Einsatzprodukt und in der behandelten Suspension angegeben. Auch hier wurde wieder mit den gleichen Parametern wie im Vergleichsbeispiel 1, mit einer Dosis von 450 kGy bestrahlt. In Table 6 below, the values of the be Most sample for 5 dioxin congeners in the feed and in of the treated suspension. Here too was again with the same parameters as in Comparative Example 1, with irradiated at a dose of 450 kGy.  

Tabelle 6 Table 6

Durch den Abbau der Dioxine bei der "statischen" Be­ strahlung in Schichten wurden wegen der ungenügenden Ozon­ konzentration in der Suspension zusätzlich Furane gebildet, so daß sich deren Anteil um 19% erhöhte.By breaking down the dioxins in the "static" loading Radiation in layers were due to insufficient ozone concentration furans additionally formed in the suspension, so that their share increased by 19%.

Die Ergebnisse zeigen, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber der Elektronenbestrahlung von dünnen, homogenen Schichten wesentliche Verbesserungen bei der Zer­ setzung von schwer abbaubaren polychlorierten Dibenzofuranen und polychlorierten Dibenzodioxinen ermöglicht werden.The results show that the inventive Process against electron radiation from thin, homogeneous layers significant improvements in the Zer Settlement of poorly degradable polychlorinated dibenzofurans and polychlorinated dibenzodioxins.

Auch für einfachere Schadstoffe ergeben die genannten Vor­ teile des neuen Verfahrens bessere Ergebnisse, so daß eine breite, kostengünstige Anwendung in folgenden Bereichen mög­ lich ist:
Even for simpler pollutants, the advantages of the new process mentioned give better results, so that a broad, cost-effective application is possible in the following areas:

  • - Färbereiabwässer der Textilindustrie mit folgenden Farbstoffgruppen: Direktfarbstoffe, Reaktivfarbstoffe, Säu­ re- bzw. Metallkomplexfarbstoffe, Dispersionsfarbstoffe- Dyeing effluent from the textile industry with the following Dye groups: direct dyes, reactive dyes, acid re or metal complex dyes, disperse dyes
  • - Kohlendisulfid (CS2)-haltige Abluft und Abwässer aus der Viskoseseideproduktion oder aus Extraktionsprozessen - Carbon disulfide (CS 2 ) -containing exhaust air and waste water from viscose silk production or from extraction processes
  • - herbizid- oder pestizidhaltige Grundwässer aus früheren landwirtschaftlichen Anwendungen- Groundwater containing herbicides or pesticides from earlier agricultural applications
  • - Abluft und Abwässer der pharmazeutischen Industrie mit Lösungs- und Extraktionsmittel (Aromaten, Chlorkohlenwasser­ stoffe) oder speziellen Konservierungsstoffen (z. B. Thiomer­ sal)- Exhaust air and waste water from the pharmaceutical industry Solvents and extractants (aromatics, chlorinated hydrocarbons substances) or special preservatives (e.g. thiomer sal)
  • - Abluft und Abwässer der chemischen Industrie mit oxi­ dierbaren anorganischen (Sulfide, Cyanide, Nitrite, Arseni­ te) und organischen (Amine, Sulfonsäuren, Mercaptane, Disulfide, Thiophenole, Phosphonsäuren) Inhaltsstoffen- Exhaust air and waste water from the chemical industry with oxi formable inorganic (sulfides, cyanides, nitrites, arsenic te) and organic (amines, sulfonic acids, mercaptans, Disulfides, thiophenols, phosphonic acids) ingredients
  • - Abwässer der Zellstoffindustrie mit schwer abbaubaren Ligninbestandteilen- Waste water from the pulp industry with poorly degradable Lignin components
  • - cyanid- und nitrithaltige Härtereisalze aus der Stahl­ industrie- Cyanide and nitrite-containing hardening ice salts from steel Industry
  • - Abwässer der Metallverarbeitung und Herstellung von Produkten der galvanischen Industrie mit Cyaniden, komplexen Cyaniden, Nitriten, Sulfiden, Seleniden, Thiocyanaten, Kom­ plexverbindungen aus NTA, EDTA, Citronensäure, Weinsäure mit Kupfer, Nickel, Zink, Cadmium- Wastewater from metal processing and manufacture of Products of the electroplating industry with cyanides, complex Cyanides, nitrites, sulfides, selenides, thiocyanates, com plex compounds from NTA, EDTA, citric acid, tartaric acid with Copper, nickel, zinc, cadmium
  • - Trinkwasseraufbereitung mit Entkeimung, Beseitigung störender Geruchsstoffe und Färbungen, sowie Verbesserung der Abtrennbarkeit schädlicher Inhaltsstoffe wie huminsäure­ gebundenes Eisen oder Mangan, Arsenit, chlororganische Ver­ bindungen- Drinking water treatment with disinfection, elimination annoying odors and colorings, as well as improvement the separability of harmful ingredients such as humic acid bound iron or manganese, arsenite, organochlorine ver bonds

Claims (19)

1. Verfahren zum oxidativen Abbau von Schadstoffen durch Elektronenstrahlung, dadurch gekennzeichnet, daß man einen zu behandelnden Stoff in Form einer Lösung, einer Suspension oder eines Gases einer schaumartig strukturierten Gas-Flüs­ sigkeitszone mit fein verteilten Gasbläschen in der Flüssig­ keit zuführt, wobei das Flüssigkeits-Gas-Verhältnis im Be­ reich von 3 bis 800 l/m3 liegt, und die in einem Reaktionsraum gebildete Schaumzone von 1 bis 50 cm Höhe mit den darin enthaltenen Schadstoffen kon­ tinuierlich einer Elektronenstrahlung mit einer Energie von 0,05 bis 15 MeV aussetzt.1. A process for the oxidative degradation of pollutants by electron radiation, characterized in that a substance to be treated in the form of a solution, a suspension or a gas of a foam-like structured gas-liquid liquid zone with finely divided gas bubbles in the liquid, the liquid being supplied Gas ratio is in the range of 3 to 800 l / m 3 , and the foam zone formed in a reaction space of 1 to 50 cm in height with the pollutants contained therein is continuously exposed to electron beams with an energy of 0.05 to 15 MeV . 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumzone durch Versprühen der Flüssigkeit über Düsen und Einleiten des Gases im Gegenstrom zur versprühten Flüs­ sigkeit erzeugt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the foam zone by spraying the liquid through nozzles and introducing the gas in counterflow to the sprayed rivers liquid is generated. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Versprühen über Düsen mit eingebauten Lochplatten und/- oder Drallvorrichtungen erfolgt.3. The method according to claim 2, characterized in that spraying through nozzles with built-in perforated plates and / - or swirl devices. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gas Sauerstoff oder ein Sauerstoff-Stickstoff-Gasgemisch eingeführt wird.4. The method according to claim 1, characterized in that as gas oxygen or an oxygen-nitrogen gas mixture is introduced. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Gas im Kreislauf geführt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized ge indicates that the gas is circulated. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das im Gegenstrom zu der versprühten Flüs­ sigkeit geführte Gas nach Passieren der Schaumzone durch das schadstoffbelastete oder -unbelastete flüssige Medium hin­ durch geleitet wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized ge indicates that this is in countercurrent to the sprayed rivers  liquid passed after passing through the foam zone liquid medium contaminated or unpolluted is directed through. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaumzone mit einer Höhe von 3 bis 20 cm erzeugt wird.7. The method according to claim 1, characterized in that a foam zone with a height of 3 to 20 cm is created. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumzone in einem Rohr als Reaktionsraum gebildet wird.8. The method according to claim 1, characterized in that the foam zone is formed in a tube as a reaction space becomes. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter der Elektronenstrahlung bei einmaligem Durch­ lauf der versprühten Flüssigkeit durch die Schaumzone wie folgt eingestellt werden: Bestrahlungsdosis 0,3 bis 500 kGy, Strahlstrom 1 bis 50 mA, Beschleunigungsenergie 0,05 bis 15 MeV.9. The method according to claim 1, characterized in that the parameters of the electron radiation with one pass run the sprayed liquid through the foam zone like can be set as follows: radiation dose 0.3 to 500 kGy, Beam current 1 to 50 mA, acceleration energy 0.05 to 15 MeV. 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schaumzone aus einem Trägergas und einem die Schad­ stoffe enthaltenden flüssigen Medium erzeugt.10. The method according to claim 1, characterized in that one the foam zone from a carrier gas and one the harmful produced liquid medium containing substances. 11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schaumzone aus einem die Schadstoffe enthaltenden Gas und einem flüssigen Medium erzeugt.11. The method according to claim 1, characterized in that one the foam zone from a containing the pollutants Gas and a liquid medium generated. 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schaumzone aus einem Schadstoffe enthaltenden Gas und einem Schadstoffe enthaltenden flüssigen Medium erzeugt.12. The method according to claim 1, characterized in that the foam zone from a gas containing pollutants and a liquid medium containing pollutants. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Trägergas Luft und als flüssiges Medi­ um Wasser eingesetzt werden.13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized ge indicates that air is the carrier gas and liquid medi to be used for water. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in die Schaumzone katalytisch wirkende Feststoffe zur Ozonspaltung eingebracht werden in Form eines oder mehrerer mit dem Katalysator beschichteter Gitter oder Netze oder einer auf einem Netz liegenden Katalysator­ schicht.14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized characterized in that in the foam zone acting catalytically  Solids for ozone decomposition are introduced in the form of a or more grids coated with the catalyst or Networks or a catalyst lying on a network layer. 15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, gekennzeichnet durch einen Reaktionsraum (1) mit wenigstens einer darin senkrecht zum oberen Ende des Reaktionsraumes (1) angeordneten Düse (2); Zuführungsleitungen (3) zur Düse (2) für ein flüssiges Medium; einer oberhalb der Düse (2) und im oberen Teil des Reaktionsraumes (1) angeordneten Gaszuführung (5); einer unterhalb der Düse (2) angeordneten Ableitung (4) zu einem Tropfenabscheider (6); einer oberhalb der Düse (2) und au­ ßerhalb des Reaktionsraumes (1) vertikal oder horizontal zur Zone (15) über der Düse angeordneten Elektronenstrahlein­ richtung (7); Pumpen (8); Gebläse (9); Dosiereinrichtungen (10) und Reguliereinrichtungen (11) zur regulierten Förde­ rung der Stoffströme und Mittel zur Ableitung der gereinig­ ten Flüssigkeiten oder Gase und zum Schutz gegen unkontrol­ lierten Elektronenstrahlaustritt.15. A device for performing the method according to claim 1, characterized by a reaction chamber ( 1 ) with at least one therein arranged perpendicular to the upper end of the reaction chamber ( 1 ) nozzle ( 2 ); Feed lines ( 3 ) to the nozzle ( 2 ) for a liquid medium; a gas supply ( 5 ) arranged above the nozzle ( 2 ) and in the upper part of the reaction space ( 1 ); a discharge line ( 4 ) to a droplet separator ( 6 ) arranged below the nozzle ( 2 ); one above the nozzle ( 2 ) and outside the reaction chamber ( 1 ) vertically or horizontally to the zone ( 15 ) above the nozzle arranged electron beam device ( 7 ); Pumps ( 8 ); Blower ( 9 ); Dosing devices ( 10 ) and regulating devices ( 11 ) for the regulated conveyance of the material flows and means for discharging the cleaned liquids or gases and for protection against uncontrolled electron beam leakage. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsraum rohrförmig gestaltet ist.16. The apparatus according to claim 15, characterized in that the reaction chamber is tubular. 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Reaktionsraum senkrecht in einer Wanne mit dem behandelten oder zu behandelnden flüssigen Medium steht.17. The apparatus according to claim 16, characterized in that the tubular reaction space vertically in a tub with the treated or to be treated liquid medium stands. 18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere rohrförmige Reaktionsräume, insbeson­ dere eine der Strahlfensterfläche der Elektronenstrahlein­ richtung entsprechende Querschnittsfläche an rohrförmigen Reaktionsräumen, parallel oder in Reihe zu einem Reaktormu­ dul zusammengeschlossen sind. 18. The apparatus according to claim 16 or 17, characterized records that several tubular reaction spaces, in particular one of the beam window area of the electron beam direction corresponding cross-sectional area on tubular Reaction rooms, parallel or in series to a reactor dul are united.   19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsräume durch Absperrorgane, insbesondere Wehre, voneinander getrennt sind.19. The apparatus according to claim 18, characterized in that the reaction spaces by shut-off devices, in particular Weirs are separated.
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