DE19816156A1

DE19816156A1 - Regeneration of activated charcoal from filters, especially granules used for water treatment

Info

Publication number: DE19816156A1
Application number: DE19816156A
Authority: DE
Inventors: Kerstin Krueger; Hans-Joachim Koetzsch; Rainer Spaene
Original assignee: Spaene Chem Techn Produkt GmbH
Current assignee: Spaene Chem Techn Produkt GmbH
Priority date: 1998-04-09
Filing date: 1998-04-09
Publication date: 1999-10-14

Abstract

In the regeneration of activated charcoal from filters, especially granular charcoal used for water treatment, by treatment with an aqueous regeneration solution containing hydrogen peroxide (H2O2), the solution is kept at pH <= 6.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regenerierung von körniger Aktivkohle aus Aktivkohlefiltern, insbesondere aus zur Wasseraufbereitung verwendeten Aktivkohlefiltern, durch deren Behandlung mit einer Wasserstoffperoxid enthaltenden wässrigen Regenerierlösung.The invention relates to a method for the regeneration of granular activated carbon from activated carbon filters, in particular from activated carbon filters used for water treatment their treatment with a hydrogen peroxide-containing aqueous regeneration solution.

Aktivkohle enthaltende Filter (auch Aktivkohle-Adsorber ge nannt) werden zur Reinigung von Gasen und Flüssigkeiten auf den verschiedensten Anwendungsgebieten eingesetzt. Auf dem Gebiet der Wasseraufbereitung, auf dem der Schwerpunkt der vorliegenden Erfindung liegt, werden Korn-Aktivkohle enthal tende Filter bei der Aufbereitung sowohl von Grundwässern als auch von Oberflächenwässern eingesetzt, um derartige Wässer durch das Abfangen störender natürlicher und/oder auch zunehmend anthropogener Wasserbegleitstoffe zu reini gen, die häufig einer Verwendung des Wassers beispielsweise als Trinkwasser im Wege stehen. Die in den zu reinigenden Wässern enthaltenen Verunreinigungen unterscheiden sich je nach der Herkunft der zu reinigenden Wässer und können die verschiedensten Stoffe umfassen, zu denen Kohlenwasserstof fe, Halogenkohlenwasserstoffe, Agrochemikalien, Schwebstof fe, Reste von Hilfsstoffen industrieller Prozesse oder vor geschalteter Wasseraufbereitungsstufen wie beispielsweise Flockungsmitteln, Metallgehalte, Mikroorganismen oder andere biogene Verunreinigungen gehören können.Filters containing activated carbon (also activated carbon adsorbers ge called) for cleaning gases and liquids used in a wide variety of applications. On the Field of water treatment, on which the focus of the present invention, grain activated carbon are included filters in the treatment of both groundwater as well as from surface waters to such Intercepting natural and / or water also increasingly anthropogenic water accompanying substances to reini gene, which often use water for example stand in the way of drinking water. The ones to be cleaned Contaminants contained in water differ each time according to the origin of the water to be cleaned and can include a wide variety of substances, including hydrocarbons fe, halogenated hydrocarbons, agrochemicals, suspended matter fe, residues of auxiliary substances from industrial processes or before switched water treatment stages such as Flocculants, metal contents, microorganisms or others can include biogenic contaminants.

Da sich die mit Hilfe der Aktivkohle abzutrennenden Ver unreinigungen adsorptiv auf der Aktivkohle ansammeln, muß die erschöpfte Aktivkohle regelmäßig durch frische Aktiv kohle mit unbeeinträchtigter Adsorptionsfähigkeit ersetzt werden. Die erschöpfte Aktivkohle wird nach Möglichkeit regeneriert, um wiederverwendet werden zu können. Die bisher übliche und althergebrachte Methode zur Regenerierung ver brauchter Korn-Aktivkohle aus Kohlefiltern ist die Behand lung des Filtermaterials noch in der Filterschicht mit Heißdampf oder ein Ausheizen des Filtermaterials. Derartige Verfahren führen meistens zu annehmbaren Ergebnissen und ersparen weitgehend die sonst notwendige und kostspielige Entnahme und Entsorgung der Aktivkohle und die Neubefüllung des Filters mit frischer Filterkohle.Since the Ver. To be separated with the help of activated carbon must collect adsorptive impurities on the activated carbon the exhausted activated carbon regularly through fresh active coal replaced with unimpaired adsorption capacity become. The exhausted activated carbon will, if possible regenerated so that it can be reused. The so far usual and traditional method of regeneration ver used grain activated carbon from carbon filters is the treatment filter material still in the filter layer Superheated steam or a heating of the filter material. Such Procedures mostly lead to acceptable results and largely save the otherwise necessary and expensive Removal and disposal of the activated carbon and refilling the filter with fresh carbon.

Das genannte übliche Regenerierverfahren eignet sich jedoch nur zur Austreibung flüchtiger Stoffe aus dem Filtermateri al, jedoch nicht zur Entfernung nichtflüchtiger Stoffe, und es ist in seiner Einsatzmöglichkeit weitgehend auf indu strielle Anlagen beschränkt, bei denen die für die Filter regenerierung erforderlichen relativ umfangreichen Hilfsaus rüstungen ohne weiteres bereitgestellt werden können. In der großen Mehrzahl der Fälle sind jedoch technische Einrichtun gen wie Filterheizungen mit der dafür erforderlichen Ener giezufuhr, Heißdampf, Kühler und Vorlagen zum Auffangen des aus dem Filter austretenden Destillats nicht vorhanden. Ins besondere auf dem Gebiet der Wasseraufbereitung arbeiten die Aktivkohlefilter häufig direkt am Wasservorkommen, d. h. an häufig eher abgelegenen Orten ohne Möglichkeit eines An schlusses an technische Regenerieranlagen, wie sie innerhalb einer Industrieanlage existieren. Die in der Wasseraufberei tung eingesetzten Aktivkohlefilter können sehr unterschied liche Größen aufweisen, die von einem Fassungsvermögen von ca. 0,5 m³ bis zu 100 m³ reichen, wobei große Filter der letztgenannten Art insbesondere auf den britischen Inseln anzutreffen sind.However, the usual regeneration method mentioned is only suitable for expelling volatile substances from the filter material, but not for removing non-volatile substances, and it is largely limited in its possible use to industrial plants in which the relatively extensive auxiliary equipment required for filter regeneration is not required more can be provided. In the great majority of cases, however, technical facilities such as filter heaters with the required energy supply, superheated steam, coolers and templates for collecting the distillate emerging from the filter are not available. In particular in the field of water treatment, the activated carbon filters often work directly on the water, ie in often more remote locations without the possibility of connecting to technical regeneration systems, such as those that exist within an industrial plant. The activated carbon filters used in water treatment can have very different sizes, ranging from a capacity of approx. 0.5 m ³ to 100 m ³ , with large filters of the latter type being found particularly in the British Isles.

Die Aktivkohle aus derartigen abgelegenen Kohlefiltern muß mangels einer Regenerierungsmöglichkeit vor Ort daher bisher nach der Erschöpfung der Filterschicht meistens auf arbeits aufwendige und kostspielige Weise ausgetauscht werden. Die verbrauchte und häufig mit Umweltgiften beladene Filterkohle muß anschließend noch entsorgt werden, was einen zusätzli chen Arbeits- und Kostenaufwand bedeutet.The activated carbon from such remote carbon filters must so far due to the lack of a regeneration option on site after exhaustion of the filter layer mostly on work complex and expensive ways to be replaced. The used filter carbon that is often loaded with environmental toxins must then be disposed of, which is an additional Chen means labor and cost.

Zur Vermeidung der genannten aufwendigen Filtererneuerung wurde auch schon versucht, die das Filter desaktivierenden Stoffe durch Zusatz von Fremdstoffen zu binden und auszutra gen oder zu lösen. Gemäß dem Patent DD 237 115 soll das Einbringen pulverförmiger Aktivkohle in die erschöpfte Schicht aus körniger Aktivkohle vor Ort und das Wiederaus spülen der pulverförmigen Aktivkohle nach einer entsprechen den Adsorptionszeit von etwa 30 Minuten erfolgen. Eine derartige Vorgehensweise ist umständlich, weist nur eine geringe Wirksamkeit auf und führt dazu, daß das erhaltene verunreinigte Aktivkohlepulver aufwendig entsorgt werden muß. Es gab daher auch schon Untersuchungen zur Möglichkeit, Aktivkohle durch Behandlung mit oxidierend wirkenden Chemi kalien zu regenerieren. Derartige Versuche werden, unter Hinweis auf Johnson R. L. et al. in U.S. Department of Health, Education, and Welfare Division of Water Supply and Pollution Control, May 1964; S. 23 zusammengefaßt in einer Veröffentlichung von P. Kappe, Schriftenreihe Gewässerschutz 2, S. 143-145, Aachen, 1969. Demnach kann zwar mit Oxida tionsmitteln eine gewisse Regenerierung erschöpfter Aktiv kohle erreicht werden, die erzielten Ergebnisse erwiesen sich jedoch für eine praktische Anwendung einer Regenerie rung mit oxidierend wirkenden Chemikalien als zu wenig effi zient und nachhaltig. Unter den geprüften Oxidationsmitteln findet sich auch eine wässrige 3%ige Wasserstoffperoxidlö sung, die bei der ersten Aktivkohlereinigung zu einer 71%igen Regenerierung führte, wobei der Regeneriererfolg bei der 2. und 3. Behandlung stark abnimmt. Der genannten Ver öffentlichung entnahm die Fachwelt daher bestenfalls die Information, daß mit Oxidationsmitteln wie Wasserstoffper oxid die gewünschte Regenerierwirkung nicht erhalten wird, wobei zur Erklärung auch eine Zersetzung des Wasserstoffper oxids an der Filterkohle herangezogen wurde, ehe dieses seine erhoffte Wirkung entfalten kann. Seit 1969 wurden keine Vorschläge mehr bekannt, Aktivkohle unter Verwendung von Wasserstoffperoxid-Lösungen zu regenerieren.To avoid the elaborate filter renewal mentioned has already been tried to deactivate the filter To bind and remove substances by adding foreign substances gene or to solve. According to the DD 237 115 patent, this is said Introducing powdered activated carbon into the exhausted Layer of granular activated carbon on-site and out again rinse the powdered activated carbon after a match the adsorption time of about 30 minutes. A such a procedure is cumbersome, shows only one low effectiveness and leads to the result that is obtained contaminated activated carbon powder can be disposed of at great expense got to. There have therefore already been studies on the possibility of Activated carbon through treatment with oxidizing chemicals regenerate kalien. Such attempts are under Reference to Johnson R.L. et al. in U.S. Department of Health, Education, and Welfare Division of Water Supply and Pollution Control, May 1964; P. 23 summarized in one Publication by P. Kap, series on water protection 2, pp. 143-145, Aachen, 1969. Accordingly, with Oxida a certain regeneration of exhausted active coal can be achieved, the results achieved proved however, for a practical application of a rain series with oxidizing chemicals as too little effi efficient and sustainable. Among the tested oxidants there is also an aqueous 3% hydrogen peroxide solution solution that turns into a 71% regeneration resulted, with the regeneration success the 2nd and 3rd treatment decreases sharply. The mentioned ver The experts therefore at best took the public Information that with oxidizing agents such as hydrogen per oxide the desired regeneration effect is not obtained, with a decomposition of the hydrogen per oxide was used on the filter carbon before it can have the desired effect. Since 1969 No suggestions known, using activated carbon regenerate from hydrogen peroxide solutions.

In jüngerer Zeit wurden andere Verfahren zur Regenerierung von Aktivkohle oder kontaminierten Böden erprobt, die, wie beispielsweise das in der DE 44 27 812 A1 beschriebene Ver fahren, auf eine biologische Regenerierung, unterstützt durch Bestrahlung mit UV-Licht, setzen. Soweit bei dem ge nannten Verfahren Wasserstoffperoxid zur Anwendung kommt, dient dieses ausschließlich einem vereinfachten Sauerstoff eintrag, um den Sauerstoffbedarf der Biomasse zu befrie digen.More recently, other regeneration methods have been used tested by activated carbon or contaminated soil, which, like for example the Ver described in DE 44 27 812 A1 drive to biological regeneration by exposure to UV light. As far as the ge called process hydrogen peroxide is used, this serves only a simplified oxygen entry to satisfy the oxygen demand of the biomass dig.

Da auch derartige Verfahren hohe Anforderungen an Anlagen und Prozeßsteuerung stellen und vor Ort im Filterbett nicht durchführbar sind, besteht weiterhin ein Bedarf nach einem wirksamen, möglichst einfachen und vorzugsweise in der Anlage selbst durchführbaren Verfahren zur Regenerierung von Aktivkohle aus Aktivkohlefiltern zur Aufbereitung und Reini gung von Wasser.Because such processes also place high demands on plants and process control and not on site in the filter bed are feasible, there is still a need for one effective, as simple as possible and preferably in the Plant itself feasible process for the regeneration of Activated carbon from activated carbon filters for processing and cleaning supply of water.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde überraschend festge stellt, daß ein einfaches Verfahren zur Regenerierung von Aktivkohle aus Aktivkohlefiltern, und zwar insbesondere einer zur Wasseraufbereitung eingesetzten Korn-Aktivkohle, geschaffen werden kann, bei dem die Aktivkohle mit einer Wasserstoffperoxid enthaltenden wässrigen Regenerierlösung behandelt wird, wobei man erfindungsgemäß im Vergleich zu früheren Versuchen dafür sorgt, daß man den pH-Wert der Regenerierlösung auf einem Wert von 6 oder weniger hält, und zwar bevorzugt unter Verwendung oxidierender anorganischer Säuren. Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist somit durch die grundlegenden Merkmale gemäß Patentanspruch 1 gekennzeich net.According to the present invention, surprisingly Festge represents a simple process for the regeneration of Activated carbon from activated carbon filters, in particular a grain activated carbon used for water treatment, can be created in which the activated carbon with a Aqueous regeneration solution containing hydrogen peroxide is treated, according to the invention compared to previous attempts to ensure that the pH of the Holds regeneration solution at a value of 6 or less, and although preferably using oxidizing inorganic Acids. An inventive method is thus by characterized basic features according to claim 1 net.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfah rens sind in den Unteransprüchen 2-7 zusammengefaßt und ergeben sich außerdem für den Fachmann aus der nachfolgenden erläuternden Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mit einer sauren Wasserstoffperoxid enthaltenden Regenerierlösung gearbeitet, wobei man dafür sorgt, daß man während der Regenerierung stets eine Wasserstoffperoxid-Konzentration im Bereich von mindestens 0,01 Gew.-% bis höchstens 12,5 Gew.-% und einen sauren pH-Wert von höchstens 6, vorzugsweise von weniger als 4 und besonders bevorzugt von weniger als 3, in der Regen erierlösung einhält, die in der Regel so eingesetzt wird, daß man sie in die Schicht aus körniger Aktivkohle einlei tet. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungs gemäßen Verfahrens wird die Regenerierlösung dabei im Kreis lauf geführt, wobei die Wasserstoffperoxid-Konzentration und der pH-Wert der Regenerierlösung kontinuierlich oder peri odisch gemessen werden und die Einhaltung der erforderlich Wasserstoffperoxid-Konzentration und des erforderlichen sauren pH-Werts durch eine Ergänzung der Regenerierlösung mit Säure und Wasserstoffperoxid gewährleistet wird, bis die Messungen der Regenerierlösung zeigen, daß keine Säure sowie ggf. auch kein Wasserstoffperoxid mehr verbraucht werden, was bedeutet, daß die oxidative Desorption der Verunreini gungen beendet ist und die Adsorptionsfähigkeit der regene rierten Aktivkohle wiederhergestellt ist.Advantageous embodiments of the inventive method rens are summarized in subclaims 2-7 and for the person skilled in the art also result from the following explanatory description of the method according to the invention. In the process according to the invention, an acid is used Regeneration solution containing hydrogen peroxide worked, making sure that during regeneration always a hydrogen peroxide concentration in the range of at least 0.01 wt% to at most 12.5 wt% and one acidic pH of at most 6, preferably less than 4 and particularly preferably less than 3, in the rain solution, which is usually used in such a way that they are introduced into the layer of granular activated carbon tet. According to an advantageous embodiment of the invention according to the process, the regeneration solution is in a circle run out, the hydrogen peroxide concentration and the pH of the regeneration solution is continuous or peri be measured odically and compliance with the required Hydrogen peroxide concentration and the required acidic pH by supplementing the regeneration solution with acid and hydrogen peroxide is guaranteed until the Measurements of the regeneration solution show that no acid as well possibly no more hydrogen peroxide is consumed, which means that the oxidative desorption of the Verunreini conditions has ended and the adsorption capacity of the regene activated carbon is restored.

Es zeigte sich überraschend, daß man bei Einhaltung der in der vorliegenden Anmeldung angegebenen Bedingungen entgegen den Informationen im Stand der Technik eine wirksame und wirtschaftliche Regenerierung und Reaktivierung von Aktiv kohle aus Filtern zur Wasseraufbereitung erreichen kann, wobei ein besonderer Vorteil ist, daß die erschöpfte Filter kohle ohne großen technischen Aufwand vor Ort in den exi stierenden Filteranlagen regeneriert werden kann.It was surprisingly found that if the in contrary to the conditions stated in the present application the information in the prior art is effective and economic regeneration and reactivation of assets can reach coal from filters for water treatment, a particular advantage is that the exhausted filter coal without great technical effort on site in the exi current filter systems can be regenerated.

Unter Aktivkohlen, wie sie in Filtern zur Wasseraufbereitung verwendet werden, werden handelsübliche gekörnte Aktivkohlen oder Anthrazite verstanden. Es zeigte sich, daß mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens die verschiedensten adsor bierten Verunreinigungen entfernt werden können, zu denen Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Öle, Diesel, Benzine, Erdöldestillate, Benzol, Toluol, Anthracen, Benzpyren und/oder andere aromatische Polycyclen; Halogenwasserstoffe wie beispielsweise Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Trichlor ethylen, Perchlorethylen, Chlorbenzol, fluorierte Biphenyle usw.; metallische Verunreinigungen wie z. B. Eisen, Mangan, Nickel, Zink, Aluminium und/oder Calcium enthaltende Ver bindungen; teilchenförmige Ablagerungen wie beispielsweise Pulverkohle, Torfschluff, Reste von Flockungsmitteln, Sulfa te und/oder Chloride von Eisen, Aluminium usw. sowie auch biologische Verunreinigungen wie beispielsweise Besiedlungen mit Bakterien, Pilzen, Algen, Moosen, Flechten gehören.Under activated carbons, such as those in filters for water treatment commercially available granular activated carbons are used or understood anthracite. It turned out that with help the most diverse adsor of the method according to the invention impurities can be removed, to which Hydrocarbons, such as oils, diesel, petrol, Petroleum distillates, benzene, toluene, anthracene, benzpyrene and / or other aromatic polycycles; Hydrogen halides such as for example chloroform, carbon tetrachloride, trichlor ethylene, perchlorethylene, chlorobenzene, fluorinated biphenyls etc.; metallic contaminants such. B. iron, manganese, Ver, containing nickel, zinc, aluminum and / or calcium ties; particulate deposits such as Powdered coal, peat silt, residues of flocculants, sulfa te and / or chlorides of iron, aluminum etc. as well biological contaminants such as settlements with bacteria, fungi, algae, mosses, lichens.

Als Wasserstoffperoxid zur Anwendung in dem erfindungsgemä ßen Verfahren kann ein handelsübliches Wasserstoffperoxid ohne weitere Vorbehandlung eingesetzt werden.As hydrogen peroxide for use in the invention The process can be a commercially available hydrogen peroxide can be used without further pretreatment.

Zur Gewährleistung eines sauren pH-Werts der Regenerier lösung werden insbesondere einfache anorganische Säuren verwendet, zu denen beispielsweise auch Salzsäure und Schwe felsäure, Phosphorsäure und saure Salze wie Alkalihydrogen sulfate gehören, wobei sich jedoch die oxidierenden Säuren Salpetersäure und Perchlorsäure als besonders wirksam erwie sen haben. To ensure an acidic pH of the regenerator Simple inorganic acids are the solution used, to which for example also hydrochloric acid and Schwe rock acid, phosphoric acid and acidic salts such as alkali hydrogen sulfates belong, however, the oxidizing acids Nitric acid and perchloric acid proved to be particularly effective have.

Es ist ferner möglich und in vielen Fällen vorteilhaft, der Regenerierlösung in Form eines Zusatzes zu der eingesetzten Säure technologische Hilfsstoffe zuzusetzen, z. B. Netzmit tel. Selbstverständlich kommen dabei nur solche Hilfsstoffe in Frage, die nicht selbst von der Aktivkohle adsorbiert werden und damit den Regenerationserfolg beeinträchtigen und die außerdem ausreichend oxidationsbeständig sind. Entgegen den ursprünglichen Befürchtungen zeigte es sich, daß nicht auf alle Hilfsstoffe verzichtet werden muß und daß bestimmte Typen von Netzmitteln, z. B. geeignete Polyglykolether, verwendet werden können und den Regeneriererfolg durch eine Verbesserung des Kontakts der Regenerierlösung mit der zu behandelnden Aktivkohle sogar verbessern.It is also possible, and in many cases advantageous, that Regeneration solution in the form of an additive to the one used Add acid technological adjuvants, e.g. B. Netzmit tel. Of course, only such auxiliaries come here in question that is not itself adsorbed by the activated carbon become and thus impair the regeneration success and which are also sufficiently resistant to oxidation. opposite the original fears showed that not all auxiliary substances must be dispensed with and certain Types of wetting agents, e.g. B. suitable polyglycol ethers, can be used and the regeneration success through a Improvement of the contact of the regeneration solution with the treating activated carbon even improve.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in der Praxis auf ver schiedene Weise durchgeführt werden. In der Regel arbeitet man so, daß man das erschöpfte Filter aus seinem Leitungs verband auskoppelt und zur Reinigung mit der Regenerier lösung befüllt. Nach einer von Fall zu Fall experimentell bestimmten Einwirkungszeit wird die verbrauchte Lösung, die mit den desorbierten Stoffen beladen ist, aus dem Filter abgeführt, und die Regenerierung wird entweder mit einem Spülvorgang beendet, oder das Filter wird mindestens ein weiteres Mal mit einer frischen Regenerierlösung behandelt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch in Form eines Kreislaufverfahrens durchgeführt werden, bei dem man Zu- und Ablauf des Filters an einen Pumpenkreislauf anschließt, der die erforderlichen Einrichtungen zum Druckausgleich, zur Probenentnahme, zur Klärung sowie zur Zuführung von Ergän zungslösung enthält, wobei man der im Kreislauf geführten Regenerierlösung die verbrauchten Komponenten Wasserstoff peroxid und/oder Säure entsprechend dem festgestellten Verbrauch wieder zugeben kann, ggf. unter Ausscheidung entsprechender Volumina an verbrauchter Regenerierlösung zur Konstanthaltung des Gesamtvolumens.The method according to the invention can in practice on ver be done in different ways. Usually works one so that you get the exhausted filter out of its line disconnected and for cleaning with the regenerator solution filled. Experimental on a case by case basis certain exposure time is the used solution that is loaded with the desorbed substances from the filter discharged, and the regeneration is carried out with either Flushing ended, or the filter becomes at least one treated again with a fresh regeneration solution. The method according to the invention can also take the form of a Circular process are carried out, in which one feeds and Drain of the filter connects to a pump circuit that the necessary equipment for pressure equalization Sampling, for clarification and for the supply of supplements contains solution, whereby one of the circulated Regeneration solution the used components hydrogen peroxide and / or acid as determined Admit consumption again, if necessary with elimination corresponding volumes of used regeneration solution for Keeping the total volume constant.

Die Behandlung wird auch in diesem Fall so lange fortgeführt, bis die Kohleschicht von adsorbierten Stoffen befreit ist und das Filter seine ursprüngliche Adsorptionsfähigkeit wenigstens weitestgehend wiedergewonnen hat.In this case, too, the treatment is continued until until the carbon layer is freed of adsorbed substances and the filter has its original adsorption capacity has at least largely recovered.

Nach der Regenerierung wird das regenerierte Filter mit Frischwasser von Resten der Regenerierlösung freigespült und ist anschließend wieder betriebsbereit.After the regeneration, the regenerated filter is included Fresh water is flushed from residues of the regeneration solution and is then ready for use again.

Was mit der verbrauchten Regenerierlösung geschieht, hängt von ihrer Beladung und der Art der in ihr enthaltenen, durch Desorption freigesetzten Verunreinigungen ab. In einfachen Fällen kann sie nach Neutralisation in den Vorfluter oder in eine Kläranlage abgeführt werden, es ist jedoch grundsätz lich auch möglich, sie zur Wiedergewinnung möglicher Wert stoffe aufzubereiten, was beispielsweise auf destillativem Wege erfolgen kann, oder durch eine Sedimentations- oder Ausfällungsbehandlung.What happens to the used regeneration solution depends of their load and the type of contained in them Desorption released impurities. In simple After neutralization, it can fall into the receiving water or in a wastewater treatment plant can be discharged, but it is fundamental Lich also possible to recover possible value prepare substances, for example on distillative Ways can be done, or by a sedimentation or Precipitation treatment.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei spielen, die insbesondere die hohe Wirksamkeit des erfin dungsgemäßen Verfahrens auch im Vergleich zu dem bekannten Stand der Technik belegen, noch näher erläutert.The invention will now be described with reference to embodiments play, in particular the high effectiveness of the inventions method according to the invention also in comparison to the known Evidence of the prior art, explained in more detail.

example 1

Ein 2-Liter-Labordruckfilter aus V₄A-Stahl mit einer Füllung von 800 g Aktivkohlepellets vom Typ NORIT ROW 0,8 Supra, die ein Adsorbat von 26,02 g/kg Aktivkohle-Trockensubstanz an Chlorkohlenwasserstoffen, bestehend aus einem Gemisch von 24,50 g/kg Aktivkohle-Trockensubstanz Tetrachlorethylen und 1,52 g/kg Aktivkohle-Trockensubstanz Trichlorethylen, ent hielt, wurde bei Raumtemperatur mit einer wässrigen 1 N Salpetersäurelösung (pH <1,0) geflutet, die 3 Gew.-% Wasser stoffperoxid enthielt. Es wurde eine Gasentwicklung beobach tet, die nach ca. 1 Stunde beendet war. Nach insgesamt 90 Minuten wurde die Regenerierlösung abgelassen. Die Unter suchung der resultierenden Aktivkohle ergab einen Restgehalt von 2,02 g/kg Aktivkohle-Trockensubstanz an Chlorkohlen wasserstoff. Damit wurden durch eine einmalige Behandlung ca. 92% der ursprünglichen Belegung mit Chlorkohlenwasser stoffen aus der Kohleschicht des Filters eliminiert. Nach einer einmaligen Wiederholung der Prozedur waren nur noch Spuren der Chlorkohlenwasserstoffe nachweisbar.A 2-liter laboratory pressure filter made of V ₄ A steel with a filling of 800 g activated carbon pellets of the NORIT ROW 0.8 Supra type, which contains an adsorbate of 26.02 g / kg activated carbon dry substance on chlorinated hydrocarbons, consisting of a mixture of 24 , 50 g / kg activated carbon dry substance tetrachlorethylene and 1.52 g / kg activated carbon dry substance trichlorethylene, ent, was flooded at room temperature with an aqueous 1 N nitric acid solution (pH <1.0), the 3 wt .-% hydrogen peroxide contained. Gas evolution was observed, which ended after about 1 hour. The regeneration solution was drained after a total of 90 minutes. The investigation of the resulting activated carbon showed a residual content of 2.02 g / kg of activated carbon dry substance in chlorinated hydrocarbon. With a single treatment, approximately 92% of the original chlorinated hydrocarbon coating was eliminated from the carbon layer of the filter. After repeating the procedure once, only traces of the chlorinated hydrocarbons were detectable.

Comparative examples a) Use of a hydrogen peroxide solution without acid addition sentence

Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde mit einer wässrigen 3 Gew.-% Wasserstoffperoxid enthaltenden Lösung wiederholt. Beim Fluten trat eine spontane Blasenbildung ein. Nach 90 Minuten Einwirkung enthielt die Filterschicht noch einen Restgehalt von 12,66 g/kg Aktivkohle-Trockensubstanz an Chlorkohlenwasserstoffen, was 48,65% der Anfangskonzentra tion entspricht. Die Wiederholung der Prozedur führte zu keinem weiteren Desorptionserfolg.The method according to Example 1 was carried out with an aqueous 3 wt .-% solution containing hydrogen peroxide repeated. Spontaneous blistering occurred during flooding. After 90 Minutes of exposure, the filter layer contained one more Residual content of 12.66 g / kg activated carbon dry matter Chlorinated hydrocarbons, which is 48.65% of the initial concentration tion corresponds. The repetition of the procedure resulted in no further desorption success.

b) Use of aqueous nitric acid without hydrogen peroxide addition

Es wurde wie in Beispiel 1 gearbeitet, wobei jedoch der Salpetersäure kein Wasserstoffperoxid zugesetzt wurde. Nach 90 Minuten Einwirkzeit enthielt die Kohlefilterschicht noch über 98% der Anfangskonzentration an Chlorkohlenwasserstof fen. Nach 24 Stunden lag der Wert immer noch bei ca. 97%.The procedure was as in Example 1, but the No hydrogen peroxide was added to nitric acid. After The carbon filter layer still contained 90 minutes of exposure time over 98% of the initial concentration of chlorinated hydrocarbon fen. After 24 hours the value was still around 97%.

Example 2

Im wesentlichen analog zu Beispiel 1 wurden Aktivkohlepel lets vom Typ NORIT PK 1-3 (Oberfläche 650-750 m²/g) behan delt, die aus einem erschöpften Aktivkohlefilter stammten, der zur Aufbereitung von Grundwasser aus einem Landwirt schaftsgebiet diente. Die Aktivkohle enthielt neben ins gesamt ca. 8% Metallverbindungen wie Eisen(III)oxidhydrat, Mangan(IV)dioxid und Calciumcarbonat (vorwiegend Aragonit), Rückstände an Landwirtschaftschemikalien, nämlich 2,18 mg/kg Aktivkohle-Trockensubstanz Atrazin, 0,86 mg/kg Aktivkohle-Trocken substanz Disethylatrazin und 2,70 mg/kg Aktivkohle-Trocken substanz Simacin sowie außerdem Ölspuren und Spuren polychlorierter Biphenyle.Activated charcoal pellets of the type NORIT PK 1-3 (surface 650-750 m ² / g), which originated from an exhausted activated charcoal filter that was used to treat groundwater from an agricultural area, were treated essentially analogously to Example 1. The activated carbon contained a total of approx. 8% metal compounds such as iron (III) oxide hydrate, manganese (IV) dioxide and calcium carbonate (mainly aragonite), residues of agricultural chemicals, namely 2.18 mg / kg activated carbon dry substance atrazine, 0.86 mg / kg activated carbon dry substance disethylatrazine and 2.70 mg / kg activated carbon dry substance Simacin as well as traces of oil and traces of polychlorinated biphenyls.

Die Aktivkohle wurde mit einer 2 N Salpetersäurelösung, die 1 Gew.-% Wasserstoffperoxid enthielt, geflutet. Dabei trat eine etwa 2 Stunden anhaltende Gasentwicklung auf. Der pH-Wert lag nach dieser Zeit noch bei 2,1 und änderte sich innerhalb einer weiteren Stunde Einwirkzeit nicht mehr. Die Regenerierlösung wurde danach abgelassen. Sie enthielt den allergrößten Teil der ursprünglich an der Kohle adsorbierten Metalle. Nach einer zweimaligen Wäsche mit je 300 ml Frisch wasser wurde die Kohle analysiert. Die Trockenmasse enthielt nur noch wenig Calcium, Eisen und Mangan. Es waren keine Ölspuren oder polychlorierte Biphenyle mehr nachweisbar. Die Menge an Pestiziden lag jedoch noch bei 4,50 mg/kg Aktivkoh le-Trockensubstanz. Diese Menge entspricht etwa 78% der ursprünglich enthaltenen Konzentration.The activated carbon was treated with a 2 N nitric acid solution, the 1st Wt .-% hydrogen peroxide contained, flooded. Thereby stepped gas evolution continues for about 2 hours. Of the After this time, the pH was still 2.1 and changed within a further hour of exposure. The Regeneration solution was then drained. It contained that the vast majority of those originally adsorbed on the coal Metals. After washing twice with 300 ml fresh The coal was analyzed for water. The dry matter contained only a little calcium, iron and manganese. They weren't Traces of oil or polychlorinated biphenyls more detectable. The However, the amount of pesticides was still 4.50 mg / kg activated charcoal le dry matter. This amount corresponds to approximately 78% of the originally contained concentration.

Nach einem Waschen mit Wasser wurde die wie oben behandelte Aktivkohle im Filter mit einer 0,1 N wässrigen Perchlorsäure weiterbehandelt, die 1,2 Gew.-% Wasserstoffperoxid enthielt. Es wurde wiederum eine kurzzeitige schwache Gasentwicklung beobachtet. Nach 2 Stunden wurde die Regenerierlösung wieder abgelassen. Der danach ermittelte Restgehalt an Gesamtpesti ziden wurde zu 0,50 mg/kg Aktivkohle-Trockensubstanz bzw. etwa 10% der ursprünglichen Beladung bestimmt. Nach einer nochmaligen Wiederholung der Behandlung mit wasserstoffper oxidhaltiger Perchlorsäure lag der Restgehalt nur noch bei 0,03 mg/kg Aktivkohle-Trockensubstanz, was etwa 0,5% der Anfangsbeladung der Aktivkohle mit Pestizid entsprach.After washing with water, it was treated as above Activated carbon in the filter with a 0.1 N aqueous perchloric acid further treated, which contained 1.2 wt .-% hydrogen peroxide. Again there was a brief, weak gas evolution observed. After 2 hours the regeneration solution became again drained. The residual pesti content determined afterwards ziden was 0.50 mg / kg activated carbon dry matter or determined about 10% of the original load. After a repeated treatment with hydrogen per perchloric acid containing oxides was the only remaining content 0.03 mg / kg activated carbon dry matter, which is about 0.5% of Initial loading of activated carbon with pesticide corresponded.

Example 3

Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde ferner anhand einer Probe pelletisierter Knochenaktivkohle im Gemisch mit 50% Kies (4 mm Teilchengröße) untersucht. Die Probe stammte aus einem erschöpften Filter, mit dessen Hilfe unsteriles, mit Öl verschmutztes und Algen führendes Oberflächenwasser aufbereitet worden war. Zur Regenerierung wurde eine 0,1 gew.-%ige Salzsäurelösung mit einem Gehalt an 2% Wasser stoffperoxid verwendet. Bei der Flutung der Kohle wurde kaum eine Gasentwicklung beobachtet. Nach 90 Minuten wurde die Regenerierlösung abgelassen und erwies sich als eine schwarzbraune Lösung mit einem pH-Wert von etwa 2. Nach einer einmaligen Wäsche mit 300 ml Frischwasser ergab die Analyse der Kohle, daß diese noch Ölspuren enthielt, daß die Algenbelegung aber erheblich vermindert war. Nach einer einmaligen Wiederholung der Regenerierbehandlung waren sowohl die Ölverunreinigungen als auch die Algenbelegung vollständig eliminiert. Die Keimzahl des Waschwassers lag unter 100 Keime pro ml.The method according to Example 1 was also based on a Pelletized activated carbon sample mixed with 50% Gravel (4 mm particle size) examined. The sample came from an exhausted filter, with the help of which is unsterile, with Surface water contaminated with oil and algae had been processed. A 0.1 wt .-% hydrochloric acid solution containing 2% water fabric peroxide used. When the coal was flooded, hardly any gas evolution observed. After 90 minutes the Drained regeneration solution and proved to be one black-brown solution with a pH of about 2. After a single wash with 300 ml of fresh water gave the Analysis of the coal, that it still contained traces of oil, that the Algae occupancy was significantly reduced. After a Repeat the regeneration treatment once both the oil contamination and the algae coverage completely eliminated. The germ count of the wash water was below 100 germs per ml.

Unter Verwendung einer 3,5 Gew.-% Wasserstoffperoxid enthal tenden 0,2 gew.-%igen Schwefelsäure wurden an öl- und algen verunreinigter Holzkohle im wesentlichen identische Ergeb nisse erhalten.Contain using a 3.5 wt .-% hydrogen peroxide 0.2% by weight sulfuric acid was found in oil and algae contaminated charcoal essentially identical results received nits.

Claims

1. A process for the regeneration of loaded activated carbon from activated carbon filters, in particular granular activated carbon from activated carbon filters used for water treatment, by treating them with an aqueous regeneration solution containing hydrogen peroxide, characterized in that the pH of the regeneration solution is kept at a value of 6 or less .

2. The method according to claim 1, characterized in that a regeneration solution is used, the concentration of which Hydrogen peroxide in a range of 0.01 wt% to 12.5 % By weight and whose pH is below a value of 4 holds.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized net that the pH of the regeneration solution using a inorganic acid or an acidic inorganic salt is set.

4. The method according to claim 3, characterized in that the inorganic acid is selected from a group that consists of hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid oxidizing acids perchloric acid and nitric acid as well Mixtures of the acids mentioned.

5. The method according to claim 3, characterized in that the acidic inorganic salt is an alkali hydrogen sulfate.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the hydrogen peroxide and the pH of the regeneration solution during the treatment of the Activated carbon is monitored continuously or periodically and by completing the used components in the specified Concentration and pH range lasts until regeneration is finished.

7. The method according to claim 6, characterized in that to treat the regeneration solution in a cycle through the active carbon and the spent rain solution prior to repeated contact with the active carbon by adding acid and / or water Substance peroxide supplemented, if necessary with the elimination of the corresponding one Volumes of used regeneration solution to constanthal the total volume.