DE2001907A1

DE2001907A1 - Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung

Info

Publication number: DE2001907A1
Application number: DE19702001907
Authority: DE
Inventors: Cooper Ronald Lifton; Catchpole John Raymond
Original assignee: BRITISH COKE RES ASS
Current assignee: BRITISH COKE RES ASS
Priority date: 1969-01-17
Filing date: 1970-01-16
Publication date: 1970-09-10
Also published as: DE2001907C3; GB1252460A; DE2001907B2

Description

Dip!.-Ing. W. PAAP 8 MÖNCHEN 22, DipL-lng. H. MITSCHERLICH Ξ^^"

Dip!.-Ing. K. GUNSCHMANN Dr. rer. nat.W. KÖRBER PATENTANWÄLTE

16.1,1970

THE BEITISH COKE EESEAECH

ASSOCIATION,

Chesterfield, Derbyshire / England Pat ent anm e1dung Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung

Die Erfindung betrifft die biologische Behandlung von Abwässern, insbesondere von solchen Abwässern, die in Kokereibetrieben, Gaswerken, in denen Kohle verkokt wird, oder bei Hochöfen anfallen, sowie die Behandlung von Mischungen derartiger Abwasser mit Kloakenabwässern. Diese industriellen Abwasser enthalten gelöste anorganische und organische Stoffe, die durch Bakterien zu ungefährlichen Produkten abgebaut werden können.

Die biologische Behandlung von Abwässern nach dem erfin- | deungsgeinässen Verfahren erfolgt nach Verfahren, wie sie für die biologische Reinigung von Haushaltsabwässern entwickelt sind, nämlich nach dem-Belebtschlammverfahren und dem biologischen Filterprozess. Die grundlegenden biochemischen Vorgänge dieser beiden Verfahren sind gleichartig und praktische Methoden zu ihrer Ausführung sind ' _Ci allgemein bekannt. Eine erfolgreiche Anwendung des Belebtschlammverfahrens auf die Behandlung von Abwässern aus Kokereibetrieben, Gaswerken oder Hochöfen erfordert, dass

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der Sauerstoffbedarf der Abwässer um etwa 90 bis 95 % reduziert wird, dass die Konzentration von Phenolen, Thiocyanaten und Cyaniden auf iiuli oder wenige Millionstel Teile reduziert und das Verfahren auf eine für industrielle Zwecke geeignete Weise durchgeführt wird. Die Anwendung des Belebtschlammverfahrens oder der "biologischen ültration auf die Behandlung von industriellen Abwässern, z. B. aus Kokereianlagen, ist ζ. B. in den britischen Patentschriften 811 162, 84? 640, 876 664 und 865 33* beschrieben. Jedoch wurde gefunden, dass Abwässer aus Kokereien, Gaswerken und Hochöfen Substanzen wie Cyanide und oxidierte mehrwertige Phenole enthalten, die die biologische Oxidation z. B, beim Belebtschlammverfahren heinmen.

Erfindungsgemäss werden bei der biologischen Behandlung eines Abwassers dieses, vor oder während der Behandlung, berechnet auf 1 Million Gewichtsteile Abwasser, einige Gewichtsteile einer Verbindung trüget= erz·;, ai.3 aus einem Moiiosaccharid besteht, oder einer Verbindung der allgemeinen l'Ormel:

(I) Z-GH- (CH₂)_n -- I oder

(II) Ξ-C-i,

in denen X QIi oder MI₂, Y C(X)H oder CONH₂, Z H, Alkyl, Hydroxyalkyl, Carboxyalkyl oder Αταΐϊςνΐ bedeuten., u ~ O oder 1 ist, und wobei, wenn die Radikale so gewählt sind, dass gleichseitig Z II, Alkyl mit weniger als 4-C-Atomeii oder Aralkyl ist, X und Y COÜii ist, dann ii = 1 ist.

Vorteilhaft eiiültuit das iiadikftx 2j, wenn es ein Alkyl-, Hydroxyalkyl- odor Garboxyalkylrest ist, nicht mehr als 8, vorzugsweise nichb mein⁴ als 4, G-Atone.

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BADORIQiNAt

Es wurde gefunden, dass es durch-"Zugabe eines Monosaccharides" oder einer Verbindung der allgemeinen Formel I oder II zu den Abwässern vor oder während der Behandlung möglich ist, die hemmende Wirkung einiger Bestandteile der Abwässer zu vermeiden.

Vorzugsweise erfindungsgemäss verwendete Verbindungen sind D-Glucose, Brenztraubensäure,. Beta-Alanin und Serin« Andere ■brauchbare Verbindungen sind beispielsweise L-Leucin, L-GIut amins äure und Glyoxylsäure*

Vorteilhaft werden die Abwasser mit dem Belebtschlammverfahren behandelt und vorzugsweise- in einem kontinuierlichen Arbeitsprozess, bei dem die Konzentration des Monosaccharids oder einer Verbindung der Formel I oder II auf der gewünschten Höhe des Zusatzes während der Behandlung gehalten wird«,

Im allgemeinen enthalten die Abwässer normalerweise die-notwendigen .Mengen an.Spurenelementen, lediglich in einigen Fällen ist die erforderliche Menge an Phosphor oder mÖglicherwiese Stickstoff unzureichend* .

Im allgemeinen gehen die Ims atzmengen an Monosaccharid oder einer Verbindung der Formel 1 oder Il nicht über 20 ppm. Sie können bis höchstens 50 ppm betragen und liegen vorzugsweise zwischen Λ und 10 ppm« Die Verbindung kann normalerweise dem A Abwasser in Form, einer wässrigen Losung mit einer.Konzentration , von beispielsweise 5 g/Liter zugesetzt werden.

Vorteilhaft ist das Abwasser ungekalkt,■ da gefunden wurde, dass gekalkte Abwasser sich nicht so; leicht erfindungsgejüäss behandeln lassen* ^; - ' ; / ~ ■ . ~ ■

In Htsnehen FlIIeEi kaiMi es vorteilhaft sein,. das Abwasser vor .j. €er Behandlung z;u· 1rerd£nneiE_f um die Grenzkonzentration der ggf* ' abwesenden Verhinderer zu verringern* Üne derartige Substanz ■: ; ^; ist Fluorid* l)as Abwasser Sollte, abgesetteii^öhi üblichen Spuren,;

BAD

keine Fluoridionen enthalten, da Konzentrationen über etwa JOO ppm die Wirkung verschiedener erfindungsgemäss verwendeten Verbindungen verhindern. Bei Verwendung von Brenztraubensäure lärm jedoch die störende Wirkung der Fluoridionen unbeachtet bleiben.

Wie bereits ausgeführt, ist das erfindungsgemässe Verfahren von besonderem Wert für die biologische Behandlung von industriellen Abwässern, die in Kokereien, Gaswerken und Hochöfen anfallen, und die verschiedene Mengen an Phenolen und/oder Thiocyanaten und/oder Thiosulfaten und/oder Cyaniden und/oder Ammoniak und/oder Basen wie Pyridin enthalten. Diese Abwässer fallen bei P verschiedenen Verfahren/an, z. B. bei der Gaswäsche und -kühlung, Benzolgewinnung und Dampfdestillation von ammoniakalisehen Flüssigkeiten, besonders ohne Zusatz von Kalk in den Destillierapparat, um die Ammoniakkonzentration zu verringern und Ablauge zu erzeugen. Obwohl Abweichungen zu erwarten sind, besitzt im Durchschnitt eine Koksofenablauge nach Tabelle I folgende analytischen Werte:

Tabelle I

Bestandteile	Konzentration in ppm
Freies Ammoniak als NH-,	200
Gebundenes Ammoniak als NEL	1500
Einwertige Phenole als CgH₁-OH	1250
Mehrwertige Phenole als C₆H^(0H)o	100
Thiocyanate als CNS	200
Thiosulfate als S	200
Cyanide als CN	•5
Chloride als Cl	3000
Ferrocyanide als CN	5
4-h Permanganatwert	3000

Teste wurden durchgeführt, um die Wirkung der verschiedenen erfindungsgemässen Verbindungen auf die Mndest-Verweilzeit

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eines Systems zu prüfen, dessen Zufluss aus einer Lösung iron Ammoniumthiocyanafc mit einer GNS-Konzentration von 500 ppm bestand. Das System wurde einer biologischen Behandlung unterworfen und zwar in einer kontinuierlichen vollständig durchmischten einzelnen Stufe eines aktivierten Schlammprozesses. " Die Behandlung erfolgte in einem Belüftungskessel in Form eines rechteckigen Plastiktanks, der durch eine Niedasrdruck-Luftpumpe, mit Sauerstoff versorgt wurde und dessen Inhalt mechanisch durchgerührt wurde, um eine gleichmässige Verteilung von Luft, biologischem Schlamm und einfliessender Flüssigkeit zu erreichen. Das behandelte ausfliessende.Substrat gelangte zu einem Absetzbehälter, von dem der Schlamm in Abständen zum Belüftungskessei zurückgeführt wurde. Die Temperatur schwankte zwischen J 20? und 2.5 C. Die einfliessenden Mengen wurden genau mit einer Pumpe aus rostfreiem Stahl mit Mikrometereinsteilung, soweit \ erforderlich, kontrolliert. Durch automatische Zugabe einer verdünnten Natronlaugelösung wurde der pH-Wert kontrolliert. Die , vollständige Zersetzung der Thiocyanate ist ein sehr wichtiges i Erfordernis bei der biologischen Behandlung von Abwässern. Eine Verbindung ist besonders wirksam bei einer biologischen Be- ί handlung, wenn die völlige Zersetzung der Thiocyanate in einer Mindestverweilzeit von weniger als 6 Stunden erfolgt, anstelle j von 10' Stunden ohne Zusatz der Verbindung. Die Resultate sind ; in Tabelle II aufgeführt. Die Verbindungen sind in einer solchen Menge zugegeben, dass eine Konzentration von 5 PP^ auf- ' * rechterhalten wurde: ■

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Tabelle II

Verbindung

Beta-Alanin Serin
L-Leucin

Brenztraubensäure L-Glutaminsäure D-Glueöse

Mindestverweilzeit (Stunden)

2,8

3,5 3,5 3,5 5,4

3,5

Beispiel 1

Bei der Behandlung eines Kokereiabwassers in Durham, England, konnte die Verweilζeit bei einer Zugabe von5 ppm D-Glucose von 29 auf 15»7 Stunden ohne Verlust der Eeinigongswirkung erniedrigt werden. Es stellt dies eine Steigerung des Permanganatwertes von 117,4 auf 216,9 Ibs/1OQO ft⁵/!ag dar.

Beispiel 2

Die Mindestverweilzeit eines Kokereiabwassers aus Yorkshire, England, betrug bei einer Zugabe von 5 ppm D-Glucose 12,7· Ohne Zugabe der D-Glucose betrug die Verweilzeit 23,3 Stunden, Die entsprechenden Permanganatwerte betrugen 226,8 gegenüber 123,6 lbs/1000 ft⁵/Tag.

Bei beiden Beispielen wurde über 92 % des Permanganatwertes abgenommen, im Ausfluss war kein Kiiocyanat vorhanden. Bei Nichtzugabe von D-Glucose zum Einfluss war es nötig, die Mindestverweilzeit bis zum Tirsprünglichen Wert ohne Gegenwart von Glucose zu steigern.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche ■

1.1 Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwässern, dadurch gekeimzeieloiel; ₅ dass dem Abwasser vor oder wahrend der biologischen Behaaidlung, berechnet auf Λ Million Gewiehtsteile Abwasser-, einige Gewichts teile eines Mon'osaccharids odex* eijier Verbindung der allgemeinen Formel:

(I) Z - CH- (GBg)_n..- X oder (II) Z - C - T

zugesetzt wird, .wobei X OH oder KH₂., ΐ COOH oder COlH₂, Z H, Alkyl, Ejörös^alkyl, Carbosqy-alkyl oder Ar alkyl ~be_r [ deuten, η = O oder Λ ist, und wobei, wenn die Eadikale so gewählt sind, dass gleichzeitig Z H, ein Alkyl mit ; weniger als 4 fr-itomen oder ein Ar alkyl, X KH_P und Ϊ

CQOH ist, dann Ii = i ist. !

.■■.■■·■'- ^: : i -

2. Yerfahren nacli liispracii 1, dadurch gekennzeichnet, dass

die Verbindung aus D-Glucose, Brehztraubensäure, Beta- ■ Alanin oder Serin besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

dass das Abwasser in einem kontinuierlichen Belebtschlamm-. ^: verfahren behandelt -wird.

Der Patentanwalt