DE2246708A1 - Verfahren zum klaeren von abwasser - Google Patents
Verfahren zum klaeren von abwasserInfo
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Description
Id America Inc., Wilmington, Del./USA Verfahren zum Klären von Abwasser
Die Erfindung bezieht sich auf ein verfahren zum Klären von
Abwasser mit Granulat aus Kohle.
Solches verschmutztes oder verbrauchtes Wasser einschließlich Abwasser rührt im allgemeinen von Haushalten oder Industrieabfällen
her.
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Gegenwärtig umfassen die gebräuchlichsten Verfahren der Behandlung
oder Reinigung von Abwasser die folgenden Schritte. Zuerst wird das ungeklärte Abwasser durch einen Filter geleitet, um
große Stücke von Verunreinigungen oder Überbleibseln, z.B. zerbrochene Äste von Bäumen, zu entfernen, die die folgenden Schritte
der Reinigung behindern könnten. Das sich daraus ergebende Abwasser wird dann zu einem oder mehreren Primärsetztanks geleitet,
wo sich die schweren Stoffe im Abwasser setzen können. Diese abgesetzte Stoffe sind als Primärschlamm bekannt. Der
überstehende Flüssigkeitsanteil der sich oben über dem Primärschlamm in den Primärsetztanks bildet und welcher abgezogen
wird, ist als Primärausfluß bekannt. Die Schlämme aus den Primär- und Sekundärsetz tanks werden gemischt und gemäß bekannter aerobischer
oder anaerobischer Zersetzungsverfahren zersetzt, welche dazu neigen, die Zersetzung verfaulbarer Anteile zu bewirken. Der
aus den Primärsetztanks erhaltene Ausfluß wird meistens durch einen Belebtschlammprozeß oder ein Tropffilterverfahren weiter
gereinigt.
Der Belebtschlammprozeß besteht darin, daß das Abwasser in engen
Kontakt mit Luft und biologisch aktivem Schlamm gebracht wird, der zuvor durch den Belebtschlammprozeß erzeugt wurde. In diesem
Prozeß fließt das Abwasser, das Belebtschlamm enthält, durch Belüftungstanks, wo Luft hinzugefügt wird. Aus den Belüftungstanks wird der Ausfluß in einen letzten Absetztank geleitet,
wo sich der Belebtschlamm absetzt. Der größte Teil dieses Schlamms wird in den BeIUftungstank zurückgebracht während ein kleiner
Betrag ausgestoßen wird, um die Ansammlung von zu vielen Feststoffteilen im Schlamm zu verhindern. Der überstehende Ausfluß
des Absetztanks wird dann entweder in Flüsse oder Ströme geleitet oder einer zusätzlichen Behandlung durch irgendeines von
verschiedenen anderen Verfahren unterzogen.
Bei dem Tropffilterverfahren wird der Ausfluß aus den Primärsetztanks
durch Sprühen zugeführt. Die gesprühte Flüssigkeit wird so gerichtet, daß sie durch ein Bett von Steinen, Kies oder
anderen Stoffen fließt, welche einen FlUssigkeits- bzw. Luft-
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- "3 —
Oberflächenbereich zu den unteren Abflüssen unter solch einem :-
Bett bilden. Durch diese unteren Abflüsse wird der sich erge- ..;;
bende Ausfluß zu den abschließenden Absetztanks geleitet. Von . \ hler wird der Ausfluß in Flüsse oder Ströme geleitet oder einer
zusätzlichen Behandlung durch/ irgendeines von verschiedenen anderen Verfahren unterzogen. _■· "
Aufgrund des starken Anwachsens^ der Bevölkerung und Industrialisierung
ist das Volumen an Schmutzwasser, z.B. Abwasser und
anderem verbrauchten Wasser stark angestiegen. Aufgrund dieser Tatsache hat die Verschmutzung unserer Flüsse und Ströme immer stärker zugenommen und die Notwendigkeit verbesserter Abwasser-, behandlungsverfahren liegt klar auf der Hand.
anderem verbrauchten Wasser stark angestiegen. Aufgrund dieser Tatsache hat die Verschmutzung unserer Flüsse und Ströme immer stärker zugenommen und die Notwendigkeit verbesserter Abwasser-, behandlungsverfahren liegt klar auf der Hand.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein neues verbessertes
Verfahren zum Klären von Abwasser mit granulierter
Kohle zu schaffen.
Kohle zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Abwasser
mit einem zweckmäßigen Betrag verbrauchten Granulats der Aktivkohle in Berührung gebracht wird, der zu einem Pulver zermahlen
wurde.
Dieses Verfahren ist. von denen zu unterscheiden, welche. Kohlenstoff in seiner voll aktiven Form verwenden.
Bei einem besonderen Anwendungsfall des erfin3ungsgemäßen Verfahrens
zum Behandeln von Abwasser wird ein'wirksamer .Betrag,
verbrauchter, granulatförmiger Aktivkohle, welche zu Pulver
zermahlen wurde,- zu dem überstehenden Primärausfluß der Primärsetztahks hinzugefügt. Dieses Gemisch des Primärausflusses und . die pulverisierte Aktivkohle werden durch einige zweckmäßige.
Verfahren z.B. durch ein Tropffilterverfahren oder einen Belebtschlammprozeß belüftet. Nach dem Belüften wird das bel-üftete
Gemisch zu'- Sekundärsetztanks geleitet, in welchen sich der -sieh. ergebende Schlamm setzen kann und 'der Ausfluß aus den-Sekundär-
verbrauchter, granulatförmiger Aktivkohle, welche zu Pulver
zermahlen wurde,- zu dem überstehenden Primärausfluß der Primärsetztahks hinzugefügt. Dieses Gemisch des Primärausflusses und . die pulverisierte Aktivkohle werden durch einige zweckmäßige.
Verfahren z.B. durch ein Tropffilterverfahren oder einen Belebtschlammprozeß belüftet. Nach dem Belüften wird das bel-üftete
Gemisch zu'- Sekundärsetztanks geleitet, in welchen sich der -sieh. ergebende Schlamm setzen kann und 'der Ausfluß aus den-Sekundär-
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setztanks wird zur weiteren Reinigung durch ein Bett granulatförmiger
Aktivkohle hindurchgeleitet. Die granulierte Aktivkohle dieses Betts wird nach dem Verbrauch zu Pulver zermahlen
und dem Ausfluß aus den Primärsetztanks zugesetzt.
Für Fachleute 1st hier zu bemerken, daß bei dem vorliegenden
Verfahren mit dem Ausdruck "verbrauchte granulatförmige Aktivkohle"
wie er hier gebrauchst wird, granulatförmige Kohle gemeint ist, die in ihre Struktur einen solchen Betrag von Schmutz»
wasseranteilen aufgenommen hat, daß sie nicht länger in der Lage ist, ein ausfließendes Wasser mit der gewünschten Qualität
zu erzeugen. Im einzelnen bedeutet dies, daß der Ausdruck "verbrauchte granulatförmige Aktivkohle" die Definition für granulatförmige
Aktivkohle 1st, die in ihren Poren Beträge von Schmutz aufgenommen hat, die typischerweise zwischen ungefähr 0,05 und
0,5 kg/k8 granulatförmiger Aktivkohle liegen.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert.
Gefiltertes Rohabwasser 10 wird in den Primärsetztank 11 geleitet.
Überstehender Primärausfluß 12 wird vom Primärsetztank
11 abgezogen und in den Belüftungstank 13 geleitet. Der Belüftungstahk
13 ist von der Art, wie sie für den bekannten Belebtsohlammprozeß
verwendet werden und mit einer Zuführung von heftig bewegter Luft oder sauerstoffangereicherter Luft versehen.
Verbrauchtes Granulat aus Aktivkohle 22 wird vom Boden der Säule 21 aus Kohlengranulat abgezogen und als Schlamm in die Naßmühle
23 geleitet. Das verbrauchte Granulat aus Aktivkohle wird zu
einem wässrigen Pulverschlamm ?Λ zermahlen und von der Naßmühle
23 zum Belüftungstank 13 geleitet, so daß sie dort sorgfältig
mit dem Primärausfluß gemischt und in Berührung gebracht werden kann. Nach ausreichender Verweilzeit wird dae Gemisch 16 des
aktivierten Schlamms vom BelUftungstank I3 in den Sekundärsetztank
17 geleitet. Der überstehende Sekundärausfluß lÖ des Sekundärsetztanks
17 wird zum unteren Ende der Säule 21 aus Kohlen-
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granulat geleitet und der Ausfluß 26-verläßt die Säule 21, ■
Frische granulierte Aktivkohle 27 wird am oberen Ende der
Säule 21 in einem Betrag zugefügt, der gleich dem des verbrauchten Granulats 22 ist, das von unteren Ende der Säule
21 abgezogen wird. Genügend Belebtschlamm 20 der für den Belebtschlammprozeß .benötigt wirdj, wird zum BeIUftungstank
13 zurückgeleitet. Offensichtlich enthält der Belebtschlamm 20 pulverisierte Aktivkohle. Daher ändert sich die Konzentration
der pulverisierten Aktivkohle im Belüftungstank 13 teilweise
abhängig von dem Betrag an Belebtschlamm 20 der zum Belüftungsschritt aufgrund der einzelnen verwendeten Vorrichtungen und
der Art des zu behandetafen Abwassers zurückgeleitet werden muß.
Jedoch enthält der Primärausfluß des Abwassers der z.B. im Tank 13 belüftet wird gemäß der vorliegenden Erfindung zwischen ungefähr
500 und 5000 Teilen pro Million pulverisierter Aktivkohle. Der überflüssige Belebtschlamm 20 wird mit dem Schlamm 14 vom
Primärsetztank 12 zusammengefaßt. Dieser zusammengefaßte Schlamm
wird im Tank 26 einer Zersetzung und weiteren Behandlung ausgesetzt,
wobei die festen Teile getrennt und getrocknet werden. Die Zersetzung kann anaerobisoh oder aerobisch sein. Im .allge- meinen
enthält der zersetzte Schlamm einen Betrag an pulverisierter Aktivkohle, der normalerweise im trockenen Zustand zwischen
zwei und zwanzig Gewichtsprozenten liegt. Die Tabelle I enthält auf das vorliegende Verfahren land die obige Beschreibung und die
Zeichnung anwendbare Daten, wenn sie sich auf eine Abwässerbehandlungsanlage für städtischen Bedarf bezieht. Die in der Ta-
i i
belle I unter Fluß angeführten Zahlen beziehen sich auf die verschiedenen Ausflüsse oder Zuflüsse, wie sie in der schematischen
Darstellung gezeigt sind. ' " ' . -.
Tabelle I · = .· : ■ - ■ ... .
Fluß Bezeichnung Einheit Beispielswert Bereich
10 gefiltertes Rohab- 3,79 Mio
wasser l/Tag 10,0 ) Welter Ä'nde-
12 Primärausfluß , " . ; ■ 9,9 ) rungsbereich
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Tabelle I Fortsetzung
l4 Primärschlamm
20 Belebtschlamm
26 End-Ausfluß
27 Kohlenverbrauch
3,79 Mio l/Tag
0,454 kg/Tag
0,1) abhängig von der
o,04) Größe der Stadt;
9,86) Fluß 10 - 0,1 ■*
2,500 1 000
* 10-100 p.p.m. beim Fluß 10 oder
(80-800) .0,454
3,75 kg/1000 1
Bei solch einer städtischen Abwasserbehandlungsanlage wie sie
oben beschrieben ist, sind die Verwellzeiten des Abwassers oder der Abwasseranteile folgende:
Primärsetztank 11
normalerweise ungefähr 2 Stundender Ubllesh« Bereich liegt
zwischen einer und vier Stunden. BelUftungstank: 13
die normale Belüftungszeit beträgt drei bis sechs Stunden; der4 Übliche Bereich liegt zwischen zwei und vierundzwanzig
Stunden. Die rezyklische Verweilzeit dee Schlamms in diesem
Tank liegt zwischen und 5 und 15 Tagen.
Sekundärsetztank 17
normale Verweilzeit ungefähr 2 Stunden. Der Bereich kann
zwischen einer und vier Stunden liegen. Säule 21 aus Aktivkohle
die durchschnittliche Verweilzeit der flüssigkeit beträgt
5 bis 60 Minuten.
In der folgenden Beschreibung werden die Ausdrücke BOO und
COD verwendet; Die Definition dieser AusdrUoke ist folgende:
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_ 7 —
BOD = biochemischer Sauerstoffbedarf, d.h.- der Anteil an
Sauerstoff, ausgedrückt in p.p.m., der bei der biochemischen Oxydation organischer Stoff-e in 5 Sagen
bei 2O0O gebraucht wird.
ÖOD = chemischer Sauerstoffbedarf,' d.h. die Menge an Sauerstoff
in-p-.p.m. ι welche unter besonderen Bedingungen
bei der Oxydation der organischen und oxydierbaren AnMIe in
'organischen in Wasser und Schmutzwasser enthaltenen"
Stoffen, mit Korrektur wegen des Einflusses von Chloriden,,
verbraucht werden (siehe Methods for. Examination of Water and Waste Water? 12. Ausgabe, Public Health
Association, New York, I.Y., 1965, Seiten 510 bis 514)*
Unter Bezugnahme auf die oben in Tabelle I angegebenen Daten hat das gefilterte Rohabwasser 10 einen GOD innerhalb des
Bereiches Von ungefähr 50 bis 1000. Der BOD des Rohabwassers 10 liegt im allgemeinen innerhalb des Bereichs von.ungefähr
300 bis 500. Im allgemeinen hat der ■ Sekundärausfluß 18 einen OOD innerhalb des Bereiches von.ungefähr 15 bis 50. Der BOD
des Sekundärausflusses 18 liegt meistens innerhalb des Bereichs von ungefähr 5 bis .30» Der Endausfluß 26 aus der Säule
21 hat im allgemeinen einen GOD von ungefähr 5 bis 25 und einen BOD von ungefähr 1 bis 5. Der Belebtschlamm 20 besteht aus
ungefähr 5000 bis 25000 festen Anteilen pro Mio. und die pul- f
verisierte Kohle im Belebtschlamm 20 liegt innerhalb des Bereiches
von ungefähr 2000 bis 20 000 p.p.m. Offensichtlich können die obigen Werte abhängig von der Art des zu behandelnden
Abwassers, der besonderen verwendeten Behandlungseinrichtung und dem Grad der gewünschten Behandlung stark abweichen.
Die unten folgende Tabelle II eeigt ein besonderes Ausführungsbeispiel
der Konzentration von Schmutz, die in verschiedenen Flüss-en des in Tabelle I dargestellten Verfahrens vorhanden
Bind» ·
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- 8 -■
Tabelle II | COD | BOD | feste Bestandteile | - | |
Fluß | Bezeichnung | (p.p.m.) | - | ||
250 | 150 | - | |||
10 | gefiltertes Rohab | 10 000 | |||
wasser | 120 | 80 | 7 000 | ||
12 | Primärausfluß | 25 | 10 | ||
18 | Sekundärausfluß | 10 | 2 | ||
26 | End-Ausfluß | - | - | ||
20 | Belebtschlamm | - | - | ||
20 | Kohlenpulver im | ||||
Belebtsehlamm | |||||
Erfindungsgemäß kann die verbrauchte granulatförmige Aktivkohle, die zu einem Pulver zermahlen ist, ebenfalls zum rohen
verbrauchten oder Abwasser hinzugefügt werden. Normalerweise wird dieser Zusatz vorgenommen, nachdem das Eohabwasser gefiltert
ist, aber vor jeder anderen Behandlung. Durch das Hinzufügen der pulverisierten Aktivkohle zum Rohabwasser,
werden beschleunigte Zersetzungs- und Absetzraten im Primärsetztank
erzielt. *
Die vorliegende Erfindung umfaßt auch das In-Berührung-Bringen
von rohem Schmutzwasser oder Rohabwasser mit jedem der allgemein bekannten Flockenbildner und/oder anorganischen Chemikalien,
welche zum Entfernen gelöster Peststoffe, Phosphate oder anderer Schmutzstoffe zweckmäßig- sind. Im allgemeinen
werden solche Flockenbildner oder anorganische Chemikalien dem Rohabwasser direkt nach dem Filtern zugefügt. Zu den
Plockenbildnern, welche verwendet werden können, gehören z.B. anionische, kationische und nichtionische Polyelektrolyte.
Zum Beispiel können Polyacrylamide und ihre Copolymere, Carboxyalkyl-Zellulose
oder Sulfoalkyl-Zellulose verwendet werden. Andere geeignete Flockenbildner können der US-Patentschrift
3 455 820 entnommen werden.
Daher kann dan Rohabwasser erfindungsgemäß nach dem Filtern
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mit (a), der verwendeten pulverisierten Aktivkohle, ("b)
Polyelektrolyten oder Phosphat en,, ,welche Chemikalien entfernen
oder (c) einer Kombination von beiden, d*h. (a) und
(b),behandelt werden,
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Behandlung des' Sekundärausflusses mit Aktivkohle vollständig mit frischer
granulatförmiger Aktivkohle durchgeführt,, welche die. höchst« ,
mögliche Absorptionskapazität aufweist» Nach dem- die granulatförmige
Aktivkohle verbraucht ist, wird sie zu einem Pulver zermahlen, wodurch zusätzliche Öberflachenbereiche und relativ
unzugängliche Poren freigelegt werden, die unzugänglich gerblieben wären, wenn die Kohle im granulatförmigen Stadium
geblieben wäre. So wird dadurch, daß die granulatförmige Aktivkohle
zuerst zum Absorbieren der restlichen Feststoffe aus dem Sekundärausfluß verwendet und dann die verbrauchte
.granulatförmige Aktivkohle zum Zusatz zu dem Primärausfluß
oder Schlamm oder Rohabwasser, wenn es notwendig ist, zermahlen wird, eine viel größere Gesamtverwendung der Aktivkohle
ohne Regenerierung entweder der granulatförmigen oder pulverförmi'gen Form erzielt. Zusätzlich wird aufgrund des
Vorhandenseins pulverisierter Aktivkohle während des Belüf- tens, des Absetzern und der Zersetzung bei der Abwasserbehandlung
eine verstärkte biologische Degradation erreicht* Ferner unterstützt die vorhandene pulverisierte Aktivkohle, in den
Setztanks die Absetzrate und verringert während aller Behandlungsstufen
des Abwassers den Geruch. Deshalb 1st mit dem. Ausdruck "zweckmäßiger Betrag" wie er hier benutzt wurde, '
eine genügende Konzentration von Aktivkohle gemeint, um einige,
oder alle der oben beschriebenen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zu erzielen. ■
Jede Art im Handel erhältlicher granulatformiger Aktivkohle
ist für das erfinduhgsgemäße Verfahren" geeignet.; Diese gra-_
nulatförmigen Kohlen werden typisch'aus Braunkohle, To'rf o;der
mittelflüchtiger Steinkohle hergestellt und sollten zweok-
If 21 ;■■·
-to—
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- ίο -
mäßig billig und mahlbar sein, damit sie im vorliegenden
Verfahren wirtschaftlich verwendet werden können. Solche granulatförmige Aktivkohlen haben typisch Oberflächenbereiche
von 400 bis 1500 m /Gramm, Porenvolumina von 0,6 bis 1,2 mml/Gramm und ein Schüttgewioht von 0,35 bis 0,55
Gramm/mml. Solch eine granulatförmige Kohle würde eine
Korngröße (US Standard mesh) -innerhalb des Bereiches von 4|76 mm (4mesh) bis 0,24 mm ( 40 mesh) haben. Typische
Bruchziffern solch einer Kohle würden θ χ 30, 8 χ 35 und
12 χ 40 sein.
Die verbrauchte granulatförmige Aktivkohle wird zur Verwendung
in dem erfindungsgemäßen Verfahren zu einem feinen
Pulver mit einer Korngröße von.0,149 mm ( 100"BMBh) oder
weniger zermahlen. Typisch besteht eine solche pulverisierte
Kohle aus 50 bis 100 i»t welohe durch 0,044 Hm Maschenweite (325 mesh) hindurchgehen. Jedoch ändern sich die verschiedenen
Bruchzahlen der Partikelgrößen innerhalb des allgemeinen Bereiches abhängig davon, welche besondere Vorrichtung
zum Mahlen verwendet wird«, Zum Beispiel werden mit einigen Mühlen Bruchzahlen von weniger als 0,149 bis 0,037 mm
(100 bis 400 US Standard mesh) erreicht. Bei anderen Mühlen gehen 5 bis 20 °ß>
der pulverisierten Kohle durch eine Maschenweite von 0,037 mm (400 mesh) hinduroh, Jedoch werden, wie
oben festgestellt wurde, die gewünschten Ergebnisse erhalten,
wenn die vorhandene pulverisiert© Aktivkohle eine Korngröße
von 0,149 mm (100 mesh) oder weniger
Erfindungsgemäß wurde bestimmt, daß beim vorliegenden Verfahren
die Ladung oder Menge granulierter Aklivkohle, welche benötigt
wird, sich zu einem großen Teil abhängig von der Art des Schmutzwaesers und der Wirksamkeit der verwendeten spezifischen
Reinigungsanlage ändert. Im allgemeinen werden ungefähr 1 bis 5 kg granulatförmiger Aktivkohle für jedes Kilogramm von
zu entfernendem COD benötigt. Jedooh werden in den meisten
Fällen nur 1 1/2 bis 3 kg granulatförmiger Aktivkohle pro kg
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- 11 -
zu entfernendem GOD benötigt.
Im Hinblick auf die verwendete pulverisierte Aktivkohle, wenn sie im Belebtschlammverfahren verwendet wird, wurde
bestimmt, daß zwischen ungefähr 0,2 bis ungefähr-1,0 kg·
pulverisierter Aktivkohle für jedes kg zu entfernendem GOD benötigt werden, wobei der normalere Bedarf innerhalb des.
Bereiches von 0,5 bis Oß kg pulverisierter Aktivkohle pro
kg zu entfernendem GOD liegt· , '
■ ~ 12 -
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Claims (8)
1. Verfahren zum Klären von Abwasser mit Granulat aus
Kohle, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser mit einem zweckmäßigen Betrag verbrauchten Granulate der Aktivkohle
in Berührung gebracht wird, der zu einem Pulver zermahlen
wurde.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die pulverisierte Aktivkohle aus verbrauchtem
Granulat von Aktivkohle zubereitet ist, das zuvor als Filter und Absorptionsmittel in derselben Kläranlage verwendet wurde.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser mit der pulverisierten
Aktivkohle während der Belüftung des Belebtschlaminprozesses in Berührung gebracht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 biß J, daduroh
gekennzeichnet, daß das teilweise behandelte Abwasser
nach dem Berühren der Kohle von dem sich daraus ergebenden Kohlensohlamm aus pulverisierter Kohle getrennt wird, und
durch ein Bett von Granulat aus Aktivkohle geleitet wird, und das Granulat aus Aktivkohle nach dem Verbrauch zur Berührung
mit dem Abwasser zermahlen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, daduroh gekennzeichnet,
daß der sich ergebende Schlamm aus pulverisierter Kohle aerobisoh oder anaerobisch zersetzt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch
gekennzeichnet, daß die verbrauchte granulfttfömiige
Aktivkohle zu dem überstehenden Ausfluß aus einem Primärsetztank
hinzugefügt wird. 309813/1127
- 15 -
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch ge k e. η η-zeichnet,
daß die pulverisierte Aktivkohle und der überstehende Ausfluß in einen Belüftungstank oder einem Sickerfilter-system
aufgegeben werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8* dadurch
gekennzeichnet, daß die Kohle in 500 bis 50Q0p,p.m.
zugefügt wird.
3 I) I) B } 3 / 1 I 2 7
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP (1) | JPS4838873A (de) |
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