DE2332298A1 - METHODS OF CONTROL OF AEROBIC GROWTH IN WASTEWATER TREATMENT METHODS WITH ACTIVATED CARBON - Google Patents
METHODS OF CONTROL OF AEROBIC GROWTH IN WASTEWATER TREATMENT METHODS WITH ACTIVATED CARBONInfo
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Description
Esso Research & Engineering Co.Esso Research & Engineering Co.
P.o. box 55 2332298P.o. box 55 2332298
Linden, n.J. V.St.A. Prio: 28. Juni 1972Linden, n.Y. V.St.A. Priority: June 28, 1972
US 267 231U.S. 267,231
(10405).
Hamburg,25. Juni 1973(10405).
Hamburg, 25. June 1973
Verfahren zur Kontrolle von aerobein Wachstum in Abwasserbehandlungsverfahren mit AktivkohleMethod for controlling aerobic growth in wastewater treatment processes with activated carbon
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Entfernung organischer Verunreinigungen aus Abwässern, und zwar insbesondere Verfahren zur Kontrolle von aeroben VJachstum in Abwasserbehandlungsverfahren mit Aktivkohle,The invention relates to methods for removing organic contaminants from wastewater, and in particular to methods for the control of aerobic growth in wastewater treatment processes with activated carbon,
Die am häufigsten durchgeführten Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen aus Abwässern bestehen in einen anfänglichen Absitzenlassen, bei den ein grösserer Teil der in dem Abwasser suspendierten Feststoffe nit oder ohne Zusatz von chemischen Ausflockungsmittel entfernt wird. In einen zweiten Behandlungsschritt können dann die noch verbleibenden susnendierten Feststoffe, die meist in '!engen von etwa 50 bis ISO ppi', vorhanden sin^, nieder-The most common methods of removing contaminants from wastewater consist of an initial settling in which a major portion of the solids suspended in the wastewater is removed with or without the addition of chemical flocculants. In a second treatment step, the remaining suspended solids, which are usually present in a narrow range of about 50 to ISO ppi ', can be reduced.
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geschlagen v/erden. Bei diesen zweiten Verfahrensschritt wird zusätzlich in allgemeinen eine kräftige Lüftung durchgeführt, un gelöste organische Materialien durch bakterielle Einwirkung zu zersetzen. Das abfliessende Wasser aus diesen biologischen Behandlungsabschnitt wird dann den Absetzen überlassen, um die Bakterien als Schlamm zu entfernen. Der bakterielle Schlamm wird dann in die zweite Behandlungszone zurückgeführt. Diese Verfahren zur biologischen Behandlung von Abwässern sind in erster Linie f"ir die Behandlung von Haushalts- und Sanitärabw^ssern entwickelt worden. Bei der Behandlung von Abwässern, die die typischen in städtischen Abflusskanälen üblichen Verunreinigungen enthalten, hat sich das Verfahren als durchaus zufriedenstellend erwiesen. Seit einiger Zeit leiten aber Industriebetriebe ihre Abwässer ebenfalls in städtische Abwässerkanäle ein. Dies hat zu ernsten Schwierigkeiten geführt, da industrielle Abwässer ausserden bedeutende Mengen von nicht biologisch abbaubaren Verunreinigungen enthalten. Diese nicht biologisch abbaubaren Verunreinigungen führen zusammen mit anderen toxischen Verbindungen aus den Industrieabwässern dazu, dass die Bakterien in den oben beschriebenen biologischen Behandlungsabschnitt abgetötet v/erden, so dass die Abwasserreinigungsanlagen während der Zeit, während welcher die toxischen Verbindungen entfernt werden und ein neues Bakterienwachstun einsetzt, nicht arbeiten können. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dassbeaten v / earth. In this second process step, vigorous ventilation is also generally carried out, To decompose undissolved organic materials through bacterial action. The draining water from these The biological treatment section is then left to settle to remove the bacteria as sludge. Of the bacterial sludge is then returned to the second treatment zone. These biological treatment methods of sewage are primarily developed for the treatment of household and sanitary sewage been. In the treatment of sewage containing the typical impurities common in urban sewers contained, the process has proven to be entirely satisfactory. But industrial companies have been running for some time their wastewater also into urban sewers. This has created serious difficulties because industrial wastewater also has significant amounts of Contain non-biodegradable impurities. These lead to non-biodegradable contaminants along with other toxic compounds from industrial sewage cause the bacteria in the above described biological treatment section killed v / earth, so that the wastewater treatment plants during the The time during which the toxic compounds are removed and new bacterial growth begins, not can work. In addition, it has been shown that
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die übliche biologische Oxydation häufig nicht ausreicht, um gleichmässig eine ausreichende Qualität des Abwassers bei der Behandlung von Abwässern aus Petroleumraffinerien und petrochemischen Betrieben sicherzustellen.the usual biological oxidation is often insufficient, to ensure that the wastewater is of adequate quality when treating wastewater from petroleum refineries and petrochemical operations.
Zur Bestimmung der in einem Abwasser vorhandenen "!enge an Verunreinigungen haben sich bestimmte Messverfahren durchgesetzt. Dazu gehört der biochemische Sauerstoffbedarf BOD, der die '!enge Sauerstoff in Milligramm je Liter oder npm angibt, der bei der biochemischen Oxydation von organischem Material in V7asser während einer Zeit von 5 Tagen bei 20 C verbraucht wird sowie der chemische Sauerstoffbedarf COD, welcher die Sauerstoffmenge in Milligramr/Liter angibt, der unter bestimmten Oxydationsbedingungen mit starken chemischen Oxydationsmitteln wie Ilatriumchromit verbraucht wird (vergl. Method of Examination of '?ater and TJaste VJater, 12. Auflage, Public Health Association, Ii ew York, Hew York (1965), Seiten 510 bis 514). Im allgemeinen liegt der annehmbare Mininalbedarf für BODj. und COD in einem gereinigten Abwasser bei etwa 0 bzw. etwa 100 Milligrarim/Liter.For the determination of the "! Tightness of impurities present in a waste water certain measuring methods have established themselves. This includes the biochemical oxygen demand BOD, the '! close oxygen in milligrams per liter or npm indicates the biochemical oxidation of organic material in water for a period of 5 days is consumed at 20 C as well as the chemical oxygen demand COD, which is the amount of oxygen in milligramr / liter indicates that under certain oxidation conditions with strong chemical oxidizing agents such as sodium chromite is consumed (see Method of Examination of '? ater and TJaste VJater, 12th Edition, Public Health Association, Ii ew York, Hew York (1965), pages 510 to 514). In general is the acceptable minimum requirement for BODj. and COD in a treated wastewater at about 0 or about 100 milligrarim / liter.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, neue Verfahren zur Behandlung der aus den biologischen, zweiten Behandlungsabschnitt stammenden ^bwänser sovj±q verbesserte Verfahren zur Behandlung industrieller Abwässer zurThe invention is therefore the object of finding novel method for treating the derived from the biological, second treatment section ^ bwänser sovj ± q improved methods for the treatment of industrial waste water to
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Entfernung von biologisch abbaubaren als auch nicht biologisch abbaubaren Verunreinigungen, das heisst also bioresistenten Verunreinigungen zu entwiekeln, wobei die geschilderten unerwünschten Auswirkungen vermieden werden sollen.Removal of biodegradable and non-biodegradable contaminants, i.e. bioresistant contaminants To develop impurities, the described undesirable Effects should be avoided.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zur Entfernung von·suspendierten und gelösten organischen Verunreinigungen aus Abwässern vorgeschlagen, bei dem Abwasser zur Entfernuno· suspendierter Verunreinigungen vorbehandelt und anschliessend durch mindestens ein Bett mit Aktivkohle zur Entfernung gelöster organischer Verunreinigungen aus den vorbehandelten Abwasser geleitet wird, dass dadurch gekennzeichnet ist, dass das Aktivkohlebett nit Sauerstoff in Mengen von etwa 0,04 bis 0,07 Kilogramm je 0,45 Kilogramm des durch Entfernung der COD-Verunreinigungen aus den TTf>sser verbrauchten Sauerstoffs versetzt wird.To achieve the object, a method for removing suspended and dissolved organic contaminants from wastewater is proposed, in which wastewater is pretreated to remove suspended contaminants and then passed through at least one bed of activated carbon to remove dissolved organic contaminants from the pretreated wastewater is characterized in that the activated carbon bed is mixed with oxygen in amounts of approximately 0.04 to 0.07 kilograms per 0.45 kilograms of the oxygen consumed by removing the COD impurities from the T T f> sser.
Zur Entfernung organischer "Verunreinigungen aus Λ bessern, und insbesondere aus industriellen Abwässern, ist vor kurzer vorgeschlagen worden, diese industriellen Abwasser sowie das aus der zweiten biologischen Reinigungsstufe nit Aktivkohle abfliessende Abwasser mit Aktivkohle zu behandeln. Verfahren zur Entfernung von organischen löslichen Verunreinigungen aus Abwässern durch Ourchleiten der Abv;"sscr durch ein Aktivkohlebett sind beispielsweise in den US-T5S 3 244 521, 3 455 02o und 3 C53 G97 beschrieben. Allerdings ist bereitsTo remove organic "impurities from Λ better, and in particular from industrial wastewater, it has recently been proposed to treat this industrial wastewater and the wastewater flowing off with activated carbon from the second biological treatment stage with activated carbon. Process for removing organic soluble contaminants from wastewater by Ourchleiten the Abv; "SSCR through an activated carbon bed 5 S 3,244,521, 3455 02o and 3 C53 G97 are described for example in US-T. However, it is already
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darauf hingewiesen worden (vergl. C.B. Hopkins, U.J. Weber, R. Bloom, U.S. Department of Interior, Federal Water Pollution Control Administration, Report Nr. TVRC-2, Dezember 1968) , dass bei der Behandlung städtischer und industrieller Abwässer nit granulierter Aktivkohle während längerer Betriebszeiten in den Kohlebetten die biologische Aktivität zu einer beträchtlichen Bildung von Schlamm in den Kohlebetten führt. Die Bildung dieses aeroben biologischen Schlammes resultiert, zusätzlich zu den Problem der Schlammentfernung und -verwertung, in einem Verstopfen der Kohlebetten, so dass zur Wiederherstellung und Regeneration der Absorptionskapazität der Aktivkohle häufiges Spülen erforderlich wird. Darüber hinaus führt diese biologische Aktivität in den Aktivkohlebetten zur unerwünschten Bildung von Schwefelwasserstoff, der aus den Aktivkohlebetten, wie sich beispielsweise aus der US-PS 3 658 697 ergibt, entweicht.this has been pointed out (cf. C.B. Hopkins, U.J. Weber, R. Bloom, U.S. Department of Interior, Federal Water Pollution Control Administration, Report No. TVRC-2, December 1968) that when treating urban and industrial wastewater with granulated activated carbon during longer operating times in the carbon beds the biological Activity leads to a significant build-up of sludge in the coal beds. The formation of this aerobic biological Sludge results in clogging, in addition to the problems of sludge removal and recovery of the carbon beds, so that to restore and regenerate the absorption capacity of the activated carbon frequent Flushing becomes necessary. In addition, this biological activity in the activated carbon beds leads to undesirable Formation of hydrogen sulfide, which is released from the activated carbon beds, for example from the US-PS 3 658 697 results, escapes.
überraschenderweise wurde jetzt festgestellt, dass eine kontrollierte aerobe biologische Oxydation der auf der Aktivkohle adsorbierten Verunreinigungen möglich ist, wenn das Abwasser, das vorher zur Entfernung suspendierter Feststoffe und öl vorbehandelt und dann durch ein oder mehrere Aktivkohlebetten geleitet wird, mit einer kritischen Menge Sauerstoff, und zwar etwa O,04 bis 0,07 kg/je O,45 kg des durch COD-Verunreinigungen verbrauchten SauerstoffsSurprisingly, it has now been found that a Controlled aerobic biological oxidation of the contaminants adsorbed on the activated carbon is possible, if the wastewater previously pretreated to remove suspended solids and oil and then through one or more Activated carbon beds are passed with a critical amount of oxygen, namely about 0.04 to 0.07 kg / per 0.45 kg of the oxygen consumed by COD contamination
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behandelt wird. Wenn die zu dem Aktivkohlebett zugesetzte und darin verbrauchte Sauerstoffmenge innerhalb der angegebenen Grenzen gehalten wird, lässt sich die Bildung des sonst durch unkontrolliertes anaerobes Wachstum erzeugten Schwefelwasserstofffes unterdrücken. Darüber hinaus ist die während der aeroben biologischen Oxydation im Bett gebildete Schlammenge so stark verringert, dass ein Verstopfen des Kontaktsystens, d.h. also des oder der Aktivkohlebetten verhindert wird. Darüber hinaus führt die kontrollierte aerobe Oxydation gen'riss dem vorliegenden Verfahren zu einer wesentlichen Erhöhung in der Kapazität der Aktivkohle bei der wirksamen Entfernung organischer Verunreinigungen; und zwar ist diese Erhöhung wesentlich grosser als sich allein durch physikalische Absorption erzielen lässt.is treated. When the added to the activated carbon bed and the amount of oxygen consumed therein within the specified If limits are kept, the formation of the otherwise generated by uncontrolled anaerobic growth can be avoided Suppress hydrogen sulfide. Furthermore the amount of sludge formed in the bed during aerobic biological oxidation is so reduced that clogging of the contact system, i.e. the one or the other Activated carbon beds are prevented. In addition, the controlled aerobic oxidation leads to the present tear Process to a substantial increase in the capacity of activated carbon in the effective removal of organic Impurities; and this increase is much greater than that caused by physical absorption alone can be achieved.
In einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung wurde überraschenderweise festgestellt, dass durch Verwendung von Aktivton als Coagulans bei der Vorbehandlung des Abwassers zur Entfernung von suspendierten ?3l und suspendierten, nach dem Absetzen verbleibenden Feststoffen das Verschmutzen der Aktivkohle in Bett verhindert vrerden kann, dass sonst bei Verwendung löslicher anorganischer Coagulantien auftritt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass durch Durchleiton des Ab-In a further embodiment of the invention was Surprisingly found that by using active clay as a coagulant in the pretreatment of the wastewater for the removal of suspended? 3l and suspended, After settling, the remaining solids are prevented from fouling the activated carbon in the bed that otherwise occurs when using soluble inorganic coagulants. In another preferred Embodiment of the invention has surprisingly been found pointed out that through the sound of the exit
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wassers nach oben durch ein loses Aktivkohlebett bessere Resultate als bei Behandlung des Abwassers mit den üblichen nach unten fliessenden gepackten Betten zu erzielen ist, da bei aufstromigen Fliessen durch lose Betten weniger Spülen notwendig ist und über das ganze Bett ein konstanter Druckabfall aufrecht erhalten kann, wodurch sich eine bessere Kontrolle der gelösten Sauerstoffkonzentration in Bett ergibt.water upwards with a loose activated carbon bed, better results than when treating the wastewater with the usual Packed beds that flow downwards can be achieved, as less flushing is required in the case of upstream flow due to loose beds is necessary and a constant pressure drop can be maintained over the entire bed, resulting in a better Control of the dissolved oxygen concentration in Bed results.
Das erfindungsgemäss zu behandelnde Abwasser wird zuerst durch Absetzen geklärt, bevor es mit der Aktivkohle in den Kohlebehandlungssäulen oder -zonen in Berührung gebracht wird. Die erfindungsgen'lss zu behandelnden Abwasser können sanitäre, städtische oder industrielle Ab""sser sein, die gelöste organische Verunreinigungen wie beispielsweise alinhatische, aromatische oder phenolische Kohlenwasserstoffe enthalten. Das erfindungsgenässe ^erfahren ist besonders zur Entfernung von bioresistenten Verunreinigungen, wie Aromaten, halogenierten und nitrierten Kohlenwasserstoffen und ähnlichem geeignet; derartige bioresistente Verunreinigungen sind typisch für Petroleumraffinerien und Abwässer aus organischen Fabrikationsanlagen. Die bioresistenten Verunreinigungen führen in den damit beladenen Λ-iasser in allgemeinen zu einen sehr unangenehmen Geschmack und Geruch und sie können, obnleich sie durch übliche biologische Reinigungsverfahren praktisch nicht beeinflusst werden, durch das erfindunasgennsse Verfahren in wesentlichenThe wastewater to be treated according to the invention is first clarified by settling before it enters the Coal treatment columns or zones is brought into contact. The wastewater to be treated according to the invention can sanitary, urban or industrial drains that dissolved organic contaminants such as alinatic, aromatic or phenolic hydrocarbons contain. The experience of the invention is special for the removal of bio-resistant impurities such as aromatics, halogenated and nitrated hydrocarbons and the like suitable; such bioresistant contaminants are typical of petroleum refineries and Waste water from organic manufacturing plants. The bioresistant contaminants result in those loaded with them Λ-iasser in general leads to a very unpleasant taste and odor, and they can, although practically unaffected by conventional biological cleaning methods are, by the method according to the invention essentially
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vollständig entfernt v/erden. !'Jährend normalerweise.die nicht vorbehandelten Abwässer zuerst zur Entfernung von suspendierten Feststoffen und ölen vorbehandelt wurden, führt die Verwendung von Aktiv];ohle dazu, dass eine Filterwirkung durch physikalische Absorption auf die in den Abwässern verbliebenen Feststoffe eintritt, während zusatzlieh gelöste organische "!ateralien durch Adsorption entfernt v/erden und gleichzeitig sich der biologische Abbau der Verunreinigungen an der Aktivkohle vollzieht.completely removed. ! 'Usually, they don't pretreated wastewater has first been pretreated to remove suspended solids and oils the use of active]; ohle to have a filtering effect occurs through physical absorption on the solids remaining in the wastewater, while additionally dissolved solids Remove organic matter by adsorption and at the same time the biological degradation of the impurities on the activated carbon takes place.
Bein Absetzen können coagulierende Polymere verwendet werden, um die insgesamte Entfernung von Peststoffen und Ölen zu verbessern. Das rohe zu reinigende Abwasser aus beispielsweise Petroleumraffinerien enthalt normalerweise beträchtliche Mengen an Öl und anderen suspendierten Feststoffen. Diese suspendierten öltröpfchen und Feststoffe können vorzugsweise in einer ersten Absetzzone rtit Hilfe von Coagulantien entfernt v/erden. Zusätzlich zur Vervrendung organischer und anorganischer, an sich zur Verbesserung der Gesantentfernung von suspendierten Feststoffen und ölen bekannter Coagulantien können weitere Verfahrensschritte wie Flotation durch gelöste Luft, Klärung durch Kontakt nit Feststoffen oder Zweinedien- oder "lehrfachriedienfiltrationen durchgeführt werden, die ciHnsti^erweise zur Abtrennung der suspendierten Feststoffe und öle aus dop rohen Abv/asser durchführbar sind. Zwar können alle dieseCoagulating polymers can be used at the time of discontinuation be to the total removal of pesticides and To improve oils. The raw wastewater to be purified from, for example, petroleum refineries normally contains significant amounts of oil and other suspended solids. These suspended oil droplets and solids can preferably be removed in a first settling zone with the aid of coagulants. In addition to using organic and inorganic, per se to improve the total removal of suspended solids and oils known coagulants can be further process steps such as flotation through dissolved air, clarification through contact with solids, or dual media or "subject matter filtration" be carried out, the ciHnsti ^ er for separation of suspended solids and oils from dop raw sewage are feasible. All of these can
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Verfahren auch bei der erfindungsgenässen Behandlungsmethode eingesetzt werden, aber überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass die Verwendung von Aktivton, insbesondere in Kombination mit einer Zweimedienfiltration als abschliessender Vorbehandlungsschritt besonders wirksam bei dem erfindungsgemässen Kohleadsorptionsverrfahren ist. Die Verwendung löslicher anorganischer Coagulantien wie beispielsweise Alaun mit einen Polyelektro·- lyten in Kombination mit Flotation mit gelöster Luft führt häufig während längerer Zeit zu einer Verschmutzung des Aktivkohlebettes. !lan nirmt an, dass die in abfliessenden Wasser gelöst verbleibenden Aluminiumverbindungen sich auf der Aktivkohle niederschlagen, wodurch sich schwerwiegende Verstopfungsprobiene ergehen, wenn das Abwasser entv/eder aufwärts oder abwärts durch das Aktivkohlebett geschickt wird und wodurch ausserdem die Fähigkeit der Aktivkohle zur Entfernung organischer Verunreinigungen aus dem Abwasser nach thermischer Regeneration wesentlich beeinträchtigt wird. Der erfindungsgenäss eingesetzte Aktivton ist überraschend wirksam im ersten ^einigungsnc des unbehanclelten Abwassers; dieser Aktivton besteht aus einem iintrium-r-ontmorillonit-Ton in Kombination mit einer organischen kationischen Verbindung wie einen Amin oder einem Glykol, Durch diese Vorbehandlung wird das Verstopfen sowie die dauernde Aktivkohledeaktivlerung verhindert. Der natrium-: lontmorillonit-Ton kann durch zahlreicheMethod also with the treatment method according to the invention can be used, but surprisingly it turned out that the use of active clay, especially in combination with dual media filtration particularly effective as a final pretreatment step in the carbon adsorption process according to the invention is. The use of soluble inorganic coagulants such as alum with a polyelectronic Lytes in combination with flotation with dissolved air often leads to contamination over a long period of time of the activated carbon bed. ! lan confirms that the in outflowing Dissolved water remaining aluminum compounds are deposited on the activated carbon, causing serious problems Clogging probes go when the sewage either up or down through the activated carbon bed and thereby also the ability of activated carbon to remove organic contaminants from the wastewater after thermal regeneration is significantly impaired. The one used according to the invention Active tone is surprisingly effective in the first agreement of untreated sewage; this active tone consists of an iintrium-r-ontmorillonite clay in combination with a organic cationic compound such as an amine or a glycol, this pretreatment removes the clogging as well as the permanent activated carbon deactivation prevented. The sodium: lontmorillonite clay can be produced by numerous
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kationische Verbindungen wie primäre, sekundäre und tertiäre Amine sowie durch sogenannte Äthylenanine wie Tetraäthylen-pentamin aktiviert werden. Die als Coagulantien in den erfindungsgemässen Verfahren verwendbaren Aktivtone können beispielsweise die in der US-PS 3 487 928 beschriebenen Tone sein. Vorzugsweise besteht die Lösung des Ausflockungs- und Coaguliermittels aus Uatrium-montnorillonit-Ton zusanmen mit einen kationischen Aktivierungsini ttel; diese Lösung wird zu den Abwasser in Mengen von etwa 10 bis 50 ppn Ton, in Kombination mit 1 bis 5 ppm des Aktivierungsnittels zugegeben, um das Absetzen von suspendierten Ölen und Feststoffen in der ersten Behandlungszone zu fördern.cationic compounds such as primary, secondary and tertiary amines as well as so-called ethylene anines such as Tetraethylene pentamine are activated. Those which can be used as coagulants in the process according to the invention Active clays can be, for example, the clays described in US Pat. No. 3,487,928. Preferably there is the solution of the flocculant and coagulant Uatrium montnorillonite clay together with a cationic one Activation tool; this solution is added to the wastewater in amounts of about 10 to 50 ppn clay, in combination with 1 to 5 ppm of the activating agent added, to encourage the settling of suspended oils and solids in the first treatment zone.
Ausserdem hat sich herausgestellt, dass die kritische Menge Sauerstoff, die zugegeben und verbraucht werden muss, durch die jeweils angewendete Spültechnik beeinflusst v/ird. Spülen ist stets notwendig, wenn die Feststoffablagerungen entweder eine Erhöhung in Druckabfall bein Passieren des Abwassers nach unten durch ein Aktivkohlebett verursachen oder wenn bein Passieren des Abwassers nach oben durch ein Aktivkohlebett eine sehr starke Bettausdehnung eintritt. r7enn das Snülen, das durch Durchpumpen des vorbehandelten Abwassers oder des mit Aktivkohle behandelten Abwassers in "!engen von etwa 38 bis 75 Liter/M.inute/0,09 ro durch das Aktivkohlebett durchgeführt wird, in Abständen zum DurchleitenIt has also been found that the critical amount of oxygen that has to be added and consumed is influenced by the flushing technology used in each case. Flushing is always necessary if the solid deposits either cause an increase in the pressure drop when the wastewater passes down through an activated carbon bed or if the bed expands very rapidly when the wastewater passes upwards through an activated carbon bed. r 7enn the Snülen, the narrow by pumping the pre-treated waste water or treated waste water with activated carbon in "! is performed by about 38 to 75 liters / M.inute / 0.09 ro through the activated carbon bed, at intervals for passing
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eines Gasstromes wie Luft durch das Aktivkohlebett zur "Luftspülung" der Aktivkohle unterbrochen wird, l'isst sich feststellen, dass die kritische Sauerstoffmenge, die zur Erzielung der erwähnten Wirksamkeit zu den Aktivkohlebetten zugegeben werden muss, etwa 0,02 bis 0,05 Kilogramm Sauerstoff je 0,45 Kilogramm der aus dem Abwasser entfernten COD-Verunreinigungen betragt. Es wird angenommen, dass die Verringerung bei der Zugabe und dem Verbrauch der kritischen Sauerstof fmenge von etwa 0,04 Kilogramm Sauerstoff je 0,45 Kilogramm aus dem Abwasser entfernter COD-Verunreinigungen auf etwa 0,02 Kilogramm Sauerstoff je 0,45 Kilogramm aus dem Abwasser entfernter COD-Verunreinigungen durch die Tatsache begründet ist, dass durch das "Luftsnülen" die Dicke der biologischen Schlammschicht auf den Aktivkohlekörnern wirksam reduziert und dadurch der Bedarf für Sauerstoff zur Aufrechterhaltung des aeroben-anaeroben Gleichgewichtes in den Kohlebetten ebenfalls reduziert T';ird. T-Jeiterhin ist diese Verringerung ir. Sauerstoffbedarf durch die Tatsache begründet, dass während des "Luftsnülens" Sauerstoff von der Aktivkohle adsorbiert wird.If a gas flow such as air is interrupted through the activated carbon bed for "air purging" of the activated carbon, it can be determined that the critical amount of oxygen that must be added to the activated carbon beds to achieve the above-mentioned effectiveness is about 0.02 to 0.05 kilograms of oxygen amounts to 0.45 kilograms of the COD impurities removed from the wastewater. It is assumed that the reduction in the addition and consumption of the critical amount of oxygen from about 0.04 kilograms of oxygen per 0.45 kilograms of COD impurities removed from the wastewater to about 0.02 kilograms of oxygen per 0.45 kilograms from the wastewater removed COD-contaminants is due to the fact that effectively reduced by the "Luftsnülen" the thickness of the biological sludge layer on the activated carbon grains, and thereby the need for oxygen to maintain the aerobic-anaerobic equilibrium in the coal beds also reduced T '; ird. Furthermore, this reduction in oxygen demand is due to the fact that oxygen is adsorbed by the activated carbon during the "purging".
Die Zuführung der kritischen Sauerstoffringe in das Aktivkohlebett kann entweder durch Zugabe von Luft, durch Zugabe eines Gasstromes Mit einer' Gehalt an Sauerstoff oier durch Zugab« von Sauerstoff in solchen '!engen durchgeführt v/erden, dass die aerobe biologische Oxydation der auf der Kohle adsor-The feeding of the critical oxygen rings into the activated carbon bed can either by adding air, by adding a gas stream with a 'content of oxygen or by adding « of oxygen in such close quarters that the aerobic biological oxidation of the
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bierten Verunreinigungen kontrolliert wird, so dass sowohl die Schv/efelwasserstoffentwicklung aus dem Aktivkohlebett unterdrückt und die aerobe biologische Schlamnbildung, die sich zwangsweise durch Zugabe von Sauerstoff zu den Betten ausbildet, so gering wie nöglich gehalten wird. Die kritischen Sauerstoffnengen können entweder direkt zu den Bett oder zu dem Abwasserstrom zugegeben werden, der in die Betten eingespeist wird. Bei diesen letzteren Verfahren kann das sauerstoffhaltige Has in das Abwasser an der Einlassöffnung der Betten eingespeist werden, so dass sich der Sauerstoff langsam in den nach oben durch die Betten fliessenden Uasser löst. Durch dieses Verfahren wird eine kontrollierte Sauerstoffringe in alle Teile des Filterbettes und sogar zim oberen Ende hingeführt, das heisst also, überall dorthin, wo eine biologische Schlanmbildung eintreten kann. Die Kapazität der erfindungsgen'^ss behandelten Aktivkohle ist etwa dreimal so gross als die, die durch rein physikalisch-chenische Adsorption erhalten v/erden kann, das heisst also 0,45 Kilogramm COD je 0,45 Kilogramm Kohle gegenüber 0,13 Kilogramm COD je 0,45 Kilogramm Kohle.bated impurities is controlled, so that both the hydrogen sulphide development from the activated carbon bed suppresses and aerobic biological sludge formation that is forcibly formed by adding oxygen to the beds, is kept as low as possible. The critical ones Amounts of oxygen can be added either directly to the bed or to the wastewater stream, which is fed into the beds. In these latter processes, the oxygen-containing has can be found in the wastewater at the inlet of the beds, so that the oxygen slowly moves up through the beds flowing water dissolves. Through this process, a controlled oxygen ring is introduced into all parts of the filter bed and even led to the upper end, that means, wherever a biological slurry can occur. The capacity of the activated carbon treated according to the invention is about three times as large as that which can be obtained by purely physical-chemical adsorption This means 0.45 kilograms of COD per 0.45 kilograms of coal compared to 0.13 kilograms of COD per 0.45 kilograms of coal.
ErfindungsgerHss wird also das rohre ^bvrasser durch ein Aktivkohlebett geleitet, das in neriodischen Abständen ohne Luftspülung gespült wird, wobei die zu dem Bett zugesetzte Sauerstoffmencre etwa O,O4 bis O,O7 Kilogramm Sauerstoff je O,45 Kilogramm der aus den Abwasser entferntenInvention thus becomes the pipe ^ bvrasser by a Passed activated carbon bed, which is flushed at regular intervals without air purging, with the added to the bed Oxygen levels around 0.04 to 0.07 kilograms of oxygen each 0.45 kilograms of that removed from the wastewater
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COD-Verunreinigungen beträgt; Falls die Kohle während des Spülvorganges mit Luft gespült werclen· soll, ist es wichtig, dass die zu den Bett zugesetzte Sauerstoffrcenge etwa 0,02 bis 0,05 Kilogramm Sauerstoff je 0,45 Kilogramm der aus den Abwasser entfernten COD-^erunreinigungen beträgt.COD contamination amounts; If the coal is to be purged with air during the purging process, it is important that the amount of oxygen added to the bed about 0.02 to 0.05 kilograms of oxygen per 0.45 Kilograms of COD contaminants removed from wastewater amounts to.
Bei der Durchführung des erfindungsgenässen Verfahrens können verschiedene Aktivkohletynen verwendet wexden.' Vorzugsweise hat die Aktivkohle eine grosse Gesantoberflache und zwar etwa 300 bis 1200 und insbesondere etwaWhen performing the method according to the invention Different types of activated carbon can be used. ' The activated carbon preferably has a large total surface namely about 300 to 1200 and especially about
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400 bis 1000 η /g. Ausser dass das Abv.Tasser vorzugs-2
400 to 1000 η / g. Except that the Abv. T ater preferred
v*eise aufstromig, das heisst also nach oben durch das Aktivkohlebett geleitet wird, sollte die verwendete Aktivkohle eine hohe Abriebfestigkeit aufweisen, um eine zu starke Abriebbildung in dem losen Bett bei aufstromiger Verfahrensweise zu verhindern. Ausserden sollten Aktivkohlen, an denen die während des aufstronirren Verfahrens im losen Aktivkohlebett gebildeten Gasblasen haften, vermieden werden, da solche an Gasblasen haftenden Kohlen ausserhalb der Kontaktzone des Aktivkohlebettes transportiert werden.v * eise upstream, that means upwards through that Activated carbon bed is passed, the activated carbon used should have a high abrasion resistance to prevent excessive abrasion in the loose bed in the upstream procedure. Should also Activated carbons, on which they stumble during the Process in the loose activated carbon bed formed adhering gas bubbles should be avoided, since such adhering to gas bubbles Coals are transported outside the contact zone of the activated carbon bed.
Besonders bevorzugt werden.bei der Durchführung des erfxndungsger.iassen Verfahrens aktivierte Koksnischungen gemäss der am 28. Juni 1972 eingereichten US-PatentanmeldungActivated coke mixtures are particularly preferred when carrying out the process according to the invention according to U.S. patent application filed June 28, 1972
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Serial No. 267 258. Diese neuen aktivierten Koksmischun-Serial No. 267 258. These new activated coke mixtures
gen haben eine Oberfläche von mindestens 400 m /ggenes have a surface area of at least 400 m / g
und ein Porenvolumen von mindestens 0,20 cm /gm. Die
aktivierten Koksmischungen werden durch Behandlung
eines Petroleumfluidkoks mit einer gasförmigen Mischung
mit einem Gehalt an Dampf bei einer Temperatur von
mindestens etwa 816°C in einer solchen Zeitspanne hergestellt,
dass mindestens 35 Gew.% der Koksteilchen in gasförmige Produkte überführt werden, wobei sich
aktivierte Koksmischungen mit hervorragenden Eigenschaften als Adsorbentien bilden.and a pore volume of at least 0.20 cm / gm. The activated coke mixtures are treated by treatment
a petroleum fluid coke with a gaseous mixture containing steam at a temperature of
at least about 816 ° C. in such a period of time that at least 35% by weight of the coke particles are converted into gaseous products, with activated coke mixtures with excellent properties as adsorbents being formed.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert, die ein schematisches Flussdiagramn der zur Durchführung des erfindungsgenässen Verfahrens geeigneten Vorrichtung zeigt.The invention is described below with reference to the enclosed Drawing explained showing a schematic flowchart shows the device suitable for carrying out the method according to the invention.
Wie sich aus der Zeichnung ergibt, wird ein rohes Industrieabwasser mit einem COD-Verunreinigungsgehalt von etwa 800 Milligramm/Liter sowie adsorbierbaren Verunreinigungen wie aromatischen, aliphatischen und phenolischen Kohlenwasserstoffen und suspendierten ölen und Feststoffen durch eine Leitung 1 in eine Vorbehandlungszone 2 eingespeist. In der Vorbehandlungszone 2 wird suspendiertes Material, das heisst also Material, das nicht durch einen 0,45 ,un-^illiporen-As can be seen from the drawing, it becomes a raw industrial sewage with a COD contaminant content of approximately 800 milligrams / liter and adsorbable contaminants such as aromatic, aliphatic and phenolic hydrocarbons and suspended oils and solids fed through a line 1 into a pretreatment zone 2. In the pretreatment zone 2 there is suspended material, that is to say Material which is not covered by a .45, un- ^ illipore-
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filter durchläuft, bis zu einer Konzentration von weniger als 25 ppm und vorzugsweise weniger als 15 ppm entfernt. Die Vorbehandlungsverfahren sind zahlreich und können beispielsweise wie folgt durchgeführt werden: Flotation mit gelöster Luft, Sedimentation, Klärung durch Kontakt r>it Feststoffen, Zweiinedien-Filtration, IIultimedien-Filtration oder aufstromige Filtration durch Sand. Vorzugsweise werden bei der Vorbehandlung die bereits beschriebenen aktivierten Tone als Coagulantien zusammen nit einer Zweir.edien-Filtration eingesetzt, um den Gehalt an suspendierten Materalien auf weniger als 15 ppm. zu senken.filter to a concentration of less than 25 ppm and preferably less than 15 ppm removed. The pretreatment procedures are numerous and can be done, for example, as follows: Flotation with dissolved air, sedimentation, clarification through contact with solids, two-line filtration, Multi-media filtration or upstream filtration through sand. The activated clays already described are preferably used as coagulants in the pretreatment used together with a dual media filtration, the content of suspended materials to less than 15 ppm. to lower.
Das vorbehandelte Abwasser wird anschliessend durch eine; Leitung 3 in einen Lagertank 4 überführt, um eine gleichmässige Einspeisung in die Aktivkohleadsorptionsbetten, gleichriässige Einspeisung als 'Taschwasser für die SweimediGn-rilter und die Kohlee.dsorptionsbotten zu ermöglichen. Dann wird das vorbehandelte Abwasser durch eine Leitung 5 und durch eine aufstronig arbeitende r.inspei3ungsr>ur,pe 6 in den Boo.en der ersten Aktivkohlekontaktzone 7 durch eine Leitung 8 eingespeist. In den Aktivkohlekontnktkcsseln 7, G und 11 befindet sich ein Bett aus Aktivkohle, und zwar vorzuar.weise aus den bereits beschriebenen aktivierten ^luickoks. "DpsThe pretreated wastewater is then through a; Line 3 transferred to a storage tank 4 to an even feed into the activated carbon adsorption beds, Uniform feed as 'pocket water' for the SweimediGn-rilter and the coal absorption vessels to enable. Then the pretreated Wastewater through a line 5 and through an onstronig working r.inspei3ungsr> ur, pe 6 in the boo.en of the first Activated carbon contact zone 7 fed in through a line 8. Located in the activated charcoal contact bowls 7, G and 11 a bed of activated charcoal, in advance the activated ^ luickoks already described. "Dps
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Abwasser wird durch eine Leitung 8 aufstrornig durch den Aktivkohlekontaktkessel 7 geleitet, wobei eine Ausdehnung des Aktivkohlebettes eintritt. Die physikalischen Eigenschaften der verwendeten Aktivkohlebetten bedingen eine Volumenexpansion von mindestens 10 %, aber nicht mehr als 100 % bei Abwasserdurchflussgeschwindigkeiten von etwa 15 bis 26 Liter/0,09 m der Bettquerschnittsfläche .Wastewater is upstream through a line 8 through the Activated carbon contact boiler 7 passed, with an expansion of the activated carbon bed occurs. The physical Properties of the activated carbon beds used require a volume expansion of at least 10%, however no more than 100% at sewage flow rates from about 15 to 26 liters / 0.09 m of the bed cross-sectional area .
Es ist unbedingt notwendig, dass die oben angegebenen kritischen Sauerstoffmengen in die Aktivkohlekontaktzonen 7, 9 und 11 eingespeist werden. Das kann in verschiedener Weise geschehen, wie beispielsweise durch Zuführung von Luft, mit Sauerstoff angereicherter Luft oder Sauerstoff in die Leitung 8, Zuführung "von Luft, mit Sauerstoff angereicherter Luft oder Sauerstoff in die Aktivkohlekontaktzone 7 und/oder durch Zuführung von Luft, mit Sauerstoff angereicherter Luft oder Sauerstoff in den über der Aktivkohlekontaktzone 7 befindlichen Freiraum. Vorzugsweise wird Luft, mit Sauerstoff angereicherte Luft oder Sauerstoff durch eine Leitung 13 in das /-.bwasser eingespeist, das durch die Leitungen 8, 10 oder 12 fliesst, un eine maximale Verwertung des sauerstoffhaltigen Hases zu ermöglichen, sowie um die Ausrüstungskosten für die Einspeisung des sauerstoffhaltigen Gases so gering wie möglich zu haltenIt is absolutely necessary that the above-mentioned critical amounts of oxygen in the activated carbon contact zones 7, 9 and 11 are fed in. This can be done in a number of ways, such as through Supply of air, air enriched with oxygen or oxygen into the line 8, supply "of air, oxygen-enriched air or oxygen into the activated carbon contact zone 7 and / or by supply of air, air enriched with oxygen or oxygen in the areas above the activated carbon contact zone 7 available space. Preferably air, oxygen enriched air, or oxygen is supplied through a conduit 13 fed into the /-.bwasser that is fed through the Lines 8, 10 or 12 flow, and maximum recovery of the oxygen-containing hase, as well as to reduce the equipment costs for feeding the to keep oxygen-containing gas as low as possible
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und um gleichzeitig eine zufriedenstellende Verteilung des Sauerstoffes 'durch die Kohlekontaktzonen 7, 9 und 11 zu ermöglichen.and at the same time a satisfactory distribution of the oxygen 'through the carbon contact zones 7, 9 and 11 to enable.
Die wirtschaftliche Durchführung der Behandlung mit Aktivkohle erfordert häufig eine stufenweise Behandlung des Abwassers mit der Kohle. Bei der Durchführung des erfindungsgenässen Verfahrens wird der Durchfluss aufstromig durch expandierte Betten in den Aktivkohlebehandlungskessel bei zusätzlicher Zugabe der kritischen Mengen Sauerstoff zu jeden der Behandlungskessel 7# 9 und 11 so durchgeführt, dass die Sauerstoffmenge den entfernten COD-Verunreinigungen in je.^er, der Kontaktkessel entspricht. So werden beispielsweise Gtvra 45 ppm Sauerstoff zum Kohleadsorptionsbett 7 zugegeben und dort verbraucht, wobei die COD-Verunreinigungen des Abwassers von SOO auf 300 verringert werden. Das teilweise behandelte ausfliessende Abwasser mit einer COD-Konaentratlon von etwa 300 wird dann aus den Aktivkohlebehandlungskessel 7 durch die Leitung 10 abgezogen und in den Boden des 1\ktivkohlehehandlungr>kes~ sels 9 durch die Leitung 10 eingespeist. Eine ausreichende Sauerstöffnengt» wird dann durch die Leitung 13 in die Leitung 10 eingegeben, so dass IB ppn Sauerstoff in den. Kohleadsorptionsbett 9 verbraucht werden, v?s?hren3 die COD-Konzentration des Mjwassers weiter von 300 aufThe economical implementation of the treatment with activated carbon often requires a step-by-step treatment of the wastewater with the carbon. When carrying out the process according to the invention, the flow is carried out upstream through expanded beds into the activated carbon treatment boiler with additional addition of critical amounts of oxygen to each of the treatment boilers 7 # 9 and 11 so that the amount of oxygen corresponds to the COD impurities removed in each Contact boiler corresponds. For example, Gtvra 45 ppm oxygen is added to the carbon adsorption bed 7 and consumed there, the COD contamination of the waste water being reduced from SOO to 300. The partially treated waste water effluent with a COD-Konaentratlon of about 300 is then withdrawn from the activated carbon treatment vessel 7 through line 10 and fed into the bottom of the 1 \ ktivkohlehehandlungr> ~ kes sels 9 through line 10th A sufficient amount of oxygen is then entered through line 13 into line 10, so that IB ppn oxygen into the. Carbon adsorption bed 9 are consumed, v? s? hren3 the COD concentration of Mjwassers further from 300 to
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100 reduziert v/ird. Anschliessend wird das aus dem Kessel
9 abfliessende Abwasser in den Kohlebehandlungskessel
11 durch die Leitung 12 überführt, in die 9 ppn
Sauerstoff durch die Leitung 13 zugegeben wurden, so
dass die verbleibende COD-Verunreinigung des ?;bw.ssers
im Kohlebehandlungskessel 11 entfernt v/erden kann. Das
behandelte Abwasser wird aus den Aktivkohlebehandlungskessel 11 durch die Leitung 14 abgezogen. In allen drei
Aktivkohlebehandlungsbetten 7, 9 und 11 betrug die zu
dem Bett jeweils zugesetzte und verbrauchte Sauerstoffringe etwa 0,04 Kilogramm je 0,45 Kilogramm der aus dem
Abwasser in den Behandlungsbetten entfernten CQD-Verunreinigungen.
Das Weiterfliessen der Industrieabwässer
zwischen den in Stufen vorliegenden Kontaktkesseln kann entweder durch Pumpen oder durch solche Bauweise der Kontaktkessel
bewirkt v/erden, die ein Fliessen aufgrund der Schwerkraft zwischen den Stufen ermöglicht. Der Druck in100 reduced v / ird. The waste water flowing out of the boiler 9 is then transferred to the coal treatment boiler 11 through the line 12, into the 9 ppn
Oxygen was added through line 13 so
that the remaining COD contamination of the?; bw.ssers
in the coal treatment boiler 11 can be removed. That
treated wastewater is withdrawn from the activated carbon treatment boiler 11 through line 14. In all three activated carbon treatment beds 7, 9 and 11 the was to
Oxygen rings added and consumed to the bed about 0.04 kilograms per 0.45 kilograms of the CQD impurities removed from the wastewater in the treatment beds. The continued flow of industrial wastewater
between the contact kettles present in stages, the contact kettle can be produced either by pumping or by a construction that allows flow between the stages due to the force of gravity. The pressure in
den Betten beträgt etwa 1,05 bis 3,16 Kilogrann/cm und wird vorzugsweise bei etwa atmosphärischem Druck gehalten. Die Wahl einer wirtschaftlichen Anzahl von Kohlekontaktkesseln oder -kontaktstufen liegt im Bereich des Könnens des Fachmannes.the beds is about 1.05 to 3.16 kilograms / cm and is preferably maintained at about atmospheric pressure. The choice of an economical number of carbon contact kettles or contact stages is well within the skill of those skilled in the art.
In periodischen Abständen führt die Bildung des biologischen Schlammes auf den Aktivkohlen zu einer ausserordentlichen Expansion der Aktivkohlebetten. Un mindestens teilvreiseAt periodic intervals, the formation of the biological sludge on the activated carbon leads to an extraordinary one Expansion of the activated carbon beds. Un at least partially
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den an den Kohlen anhaftenden Schlamm zu entfernen, wird eine Spülung durchgeführt, indem etwa 38 bis 76To remove the sludge adhering to the coals, a rinse is carried out by about 38 to 76
2 Liter vorbehandelten Abwassers je Hinute und je 0,09 m durch die gestrichelt gezeichnete Leitung 15 durch die Kontaktkessel 7, 9, und 12 geleitet werden. Vorzugsweise wird das Durchleiten des vorbehanclelten Abwassers zeitweilig unterbrochen, inden durch eine Leitung 16 nach oben durch die Aktivkohlebetten ein Hasstrom mit einem Gehalt an Sauerstoff wie beispielsweise Luft durchgeleitet wird, um das Aktivkohlegranulat zu spülen und die Stärke der sich auf den Aktivkohlen akkumulierenden biologischen Schiannschicht zu verringern. Normalerweise wird jede Kohleadsorntionss'iule etwa alle zwei Tage gespült, wobei die für das Spülen benötigte Zeit etwa eine halbe bis eine Stunde beträgt. Meist wird das Spülen etwa drei- oder viermal unterbrochen, um die Aktivkohlen durch Durchleiten von Luft vorzugsweise unter Druck zu spülen, die nach oben durch das Kohlebett während einer Zeit von etwa 10 bis 30 Sekunden geleitet wird.2 liters of pretreated wastewater per down and 0.09 m each through the line 15, shown in dashed lines, through the contact kettles 7, 9, and 12. Preferably the passage of the pre-treated wastewater is temporarily interrupted by a pipe 16 a Hasstrom up through the activated carbon beds containing oxygen such as Air is passed through to rinse the granulated activated charcoal and strengthen the strength of the activated charcoal reduce accumulating biological layer. Usually every charcoal adsorption column is used Rinsed about every two days, with the time required for rinsing about half an hour to an hour amounts to. The rinsing is usually interrupted about three or four times in order to remove the activated charcoal by passing through Preferably pressurized air to purge upward through the carbon bed for a time of about 10 to 30 seconds.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Beispiele näher erläutert. In den folgenden Beispielen 1 bis 5 wurde ein Raffinerieabwasser mit einem COD-^7erunreinigungsgehalt von etwa 400 bis 1500 "!illigrann/Liter durch einen Zwei^adienf ilter, das hoisst durch AnthrazitThe invention is explained in more detail below with reference to the examples. In the following Examples 1 to 5, a refinery waste water having a COD ^ 7 was erunreinigungsgehalt of about 400 to 1500 "! Illig ran / liter by a two-^ adienf ilter which hoisst by anthracite
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und Sand geleitet, wobei suspendierte Öle und Feststoffe entfernt wurden, so dass das Filtrat einen COD-Verunreinigungsgehalt von etwa 300 bis 1400 Milligramm/Liter aufwies. Dieses Filtrat wurde kontinuierlich in einer "enge von etwa 0,25 Liter/Minute nacheinander durch 12 Säulen reit einem Durchmesser von etwa 5 cm und einer Höhe von etwa 3,6 m geleitet, wobei jede Säule eine Füllung mit handelsüblicher granulierter Aktivkohle enthielt. Der Fluss des Abwassers erfolgte nach oben durch jede der senkrechten Säulen, wobei das aus den oberen Ende jeder Säule abfliessende "Jasser in den Boden der nächsten Säule eingespeist wurde. Bei einer Fliessgeschwindigkeit von etwa 0,25 Liter /Hinute (oder etwa 11 Liter /TIi-and sand, removing suspended oils and solids so that the filtrate had a COD contaminant content of about 300 to 1400 milligrams / liter. This filtrate was continuously passed through 12 columns with a diameter of about 5 cm and a height of about 3.6 m , each column containing a filling of commercially available granulated activated carbon at a rate of about 0.25 liters / minute The effluent flowed upward through each of the vertical columns, with the water draining from the top of each column being fed into the bottom of the next column. At a flow rate of about 0.25 liters / hour (or about 11 liters / TIi-
2 nute/0,09 ra ) expandierte das Bett der granulierten2 grooves / 0.09 ra) expanded the bed of the granulated
Aktivkohle ur.i etwa 10 % in der Höhe. In die Aktivkohlebetten wurde Sauerstoff eingeführt, indem der sauerstoffhaltige Gasstrom in das in die erste Säule einfliessende Abwasser sowie in den oberen Teil der Aktivkohlebetten in der zweiten, vierten, sechsten, achten und zehnten Säule eingespeist v/urde. Das aus jeder Säule abfliessende !fässer wurde auf den behalt an gelöstem Sauerstoff untersucht und der Hesar.itgehalt an organischen Kohlenstoffverbindungen wurde anfangend bei der zweiten Säule am oberen Ende jeder weiteren genessen. Die COD-"Iessungen wurden bei den aus der letzten Säule abfliessenden Wasser durchgeführt.Activated carbon ur.i about 10% in height. In the activated carbon beds Oxygen was introduced by the oxygen-containing gas stream flowing into the first column Sewage as well as in the upper part of the activated carbon beds in the second, fourth, sixth, eighth and tenth column fed v / urde. The barrels flowing out of each column were kept on the dissolved Oxygen was examined and the Hesarite content of organic carbon compounds was beginning eaten by the second column at the top of each other. The COD "measurements were taken from the carried out last column of draining water.
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Die in jeder Säule verbrauchte Sauerstoffmenge wurde durch Anreichern der in die Säulen 2, 4, 6, 8 und 10 eingeführten Luft mit Sauerstoff variiert.The amount of oxygen consumed in each column was by enriching the air introduced into columns 2, 4, 6, 8 and 10 with oxygen.
In diesem Beispiel wurde die Luft in die Säulen in der bereits beschriebenen Weise eingespeist und zwar als nicht angereicherte 1LUft bei 1 at. Die insgesamt zu den Abwasser zugesetzte und in den fünf Säulen, d.h. also in den Säulen 2, 4, 6, 8 und 10 verbrauchte Sauerstof fmenge betrug daher 35 Milligramm/Liter. Das aus der letzten Säule abfliessende Wasser zeigte eine COD-Entfernung von etwa 90 % während einer Zeitspanne von zwei Wochen unter den angegebenen Bedingungen. Während dieser Zwei-Wochen-Periode war die Bildung des biologischen Schlammes gering, wobei keine deutliche Akkumulation in irgendeiner der Säulen eintrat. Das Spülen der Säulen war nur einmal in 4 Tagen erforderlich, !lach einer Woche Betrieb liess sich aufgrund des Geruches und der chemischen Analyse in dem aus dem. oberen Teil der ersten Säule abfliessenden Wasser Schwefelwasserstoff nachweisen, und zwar in "!engen von etwa 20 bis 50 ppm H„S. nach zweiwöchigem Betrieb vrurde Schwefelwasserstoff auch in dem aus der letzten Säule abfliessenden Wasser in Mengen von etv/a 2 ppm festgestellt.In this example, the air was fed into the columns in the manner already described, namely as unenriched 1 air at 1 atm and the amount of oxygen consumed was therefore 35 milligrams / liter. The water draining from the last column showed a COD removal of about 90% over a period of two weeks under the specified conditions. During this two week period, the formation of biological sludge was little with no significant accumulation in any of the columns. The columns had to be rinsed only once in 4 days, and after a week of operation, the odor and chemical analysis made it possible to use the. Detect hydrogen sulfide in the upper part of the water flowing out of the first column, namely in a narrow range of about 20 to 50 ppm H. After two weeks of operation, hydrogen sulfide was also found in the water flowing out of the last column in amounts of about 2 ppm.
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In diesem Beispiel v/urde der Sauerstoff zu den Aktivkohlebetten entsprechend der in Beispiel 1 beschriebenen !'leise zugesetzt, ausser dass die Luft auf einen 60 %-igen Sauerstoffgehalt angereichert war und der Druck in den Säulen auf 2,1 at erhöht wurde, so dass sich eine gelöste Sauerstoffkonzentration von etwa 40 ppm an den Einspeisungsstellen in das Abwasser ergab. Die COD-Entfernung zeigte bei Messung in dem aus der letzten Säule abfliessenden VJasser einen Wert von etwa 90 % während des zweiwöchigen Versuches.Die Schlaranbildung trat wesentlich schneller ein, so dass, um ein zu starkes Verschmutzen und eine zu starke Expansion der Betten zu vermeiden, wesentlich häufiger gespült werden musste. Allerdings konnte die Anwesenheit von Schwefelwasserstoff durch Geruch oder durch chemische Analyse weder in den ersten Säulen noch im abf liessenden T.Tasser aus der letzten Säule während dieses Versuches festgestellt werden.In this example, the oxygen was added quietly to the activated carbon beds as described in Example 1, except that the air was enriched to a 60% oxygen content and the pressure in the columns was increased to 2.1 atm that there was a dissolved oxygen concentration of about 40 ppm at the feed points into the wastewater. The COD removal showed a value of about 90% during the two-week experiment when measured in the V-water flowing out of the last column. The formation of snakes occurred much more quickly, so that in order to avoid excessive soiling and excessive expansion of the beds , had to be rinsed much more frequently. However, the presence of hydrogen sulfide could not be detected either in the first columns or in the T. T ater from the last column can be determined during this experiment.
In diesen Beispiel wurde der Sauerstoff in der gleichen, bereits in den Baispielen 1 und 2 beschriebenen T*eisG zugeführt. Allerdings wurde die Konzentration des ein-In this example, the oxygen was supplied in the same T * eisG already described in Examples 1 and 2. However, the concentration of the
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gesetzten Sauerstoffes auf 35 % bei einem Druck von 1,4 at reduziert, so dass sich an den Einspeisungsstellen eine gelöste Sauerstoffkonzentration von etwa 12 ppm ergab und somit der Gesamtsauerstoffverbrauch etwa 50 ppm betrug. Uährend des 7-t?igigen Betriebs in diesen Versuch betrug die COD-Entfernung stets . etwa 90 1. Zusätzlich konnte weder in den ersten-Säulen noch in den letzten SHuIe abfliessenden Wasser Schwefelwasserstoff festgestellt werden. Darüber hinaus war das Volumen des während des siebentägigen Versuches gebildeten biologischen Schlammes deutlich reduziert. Während des Spülens wurden die Kohlebetten nit Luft gespült, um während des Spülvorganges mindestens teilweise den an den Kohlegranulaten haftenden Schlamm zu entfernen.The oxygen used was reduced to 35% at a pressure of 1.4 at, so that a dissolved oxygen concentration of about 12 ppm resulted at the feed points and the total oxygen consumption was therefore about 50 ppm. During the 7 days of operation in this experiment, the COD removal was always. about 90 1. In addition, neither in the first columns nor in the last SHUIe running water could hydrogen sulfide be found. In addition, the volume of the biological sludge formed during the seven-day experiment was significantly reduced. During the flushing, the coal beds were flushed with air in order to at least partially remove the sludge adhering to the coal granules during the flushing process.
In diesem Beispiel wurde der Sauerstoff in der bereits' beschriebenen Heise eingespeist, wobei nichtangereicherte Luft mit einem Druck von 1 at verwendet wurde, so dass die Gesamtmenge des zu dem Wasser zugesetzten und in den Säulen verbrauchten Sauerstoffes etwa 35 -Millirfranra/ Liter betrug. VJS.hren der dreiwöchigen Betriebszeit in diesen Versuch war die durchschnittliche COD-Entfernung etwa 75 %. V7ährend dieser Zeit trat nur eine gerinqeIn this example, the oxygen was fed in in the manner already described, with non-enriched Air at a pressure of 1 at was used, so that the total amount of the water added and in the columns of consumed oxygen about 35 -Millirfranra / Liters. VJS.hren of the three-week operating time in this trial was the average COD removal about 75%. During this time there was only a slight occurrence
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biologische Schlammbildung ein, so dass nur alle 6 Tage gespült werden musste. Die Entwicklung von Schwefelwasserstoff wurde allerdings nicht unter Kontrolle gebracht und war nicht zufriedenstellend in Hinblick auf die Tatsache, dass Schwefelwasserstoff in den abfliessenden Wasser nach dreiwöchiger Betriebszeit in Konzentrationen von etwa 4 bis 50 ppm festgestellt werden konnte.biological sludge formation, so only every 6 days had to be flushed. However, the evolution of hydrogen sulfide was not brought under control and was unsatisfactory in view of the fact that hydrogen sulfide was in the effluent Water could be found in concentrations of about 4 to 50 ppm after three weeks of operation.
In diesem Versuch wurde der Sauerstoff wieder in der bereits beschriebenen Weise eingespeist, v/ob ei nichtangereicher te Luft bei leicht erhöhten Druck verwendet wurde, um das in die Säulen einfliessende Abwasser mit Sauerstoff zu versetzen. Die durchschnittliche COD-Entfernung betrug in diesen Versuch etwa 90 %. Gespült wurde alle 2 Tage, wobei zusätzlich mit Luftspülung gearbeitet v/urde. Während dieses Versuches trat keine starke Bildung von biologischen Schlamm ein; ausserden waren in den ersten Säulen oder in den aus der letzten Säule abfliessenden Wasser keine feststellbaren Schwefelwasser stoff mengen vorhanden.In this experiment, the oxygen was fed in again in the manner already described, v / ob ei not enriched te air at slightly increased pressure was used to cope with the wastewater flowing into the columns To add oxygen. The average COD removal in this experiment was about 90%. Washed up was done every 2 days, with additional air flushing. None occurred during this attempt strong formation of biological sludge one; also there were no detectable sulphurous water in the first columns or in the water flowing out of the last column quantities of material available.
In diesen Beispiel v/urde der bereits beschriebene aktivierte Fluidkoks als Aktivkohle verwendet.In this example the one already described was used activated fluid coke is used as activated carbon.
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Das behandelte Raffinerieabwasser wies eine durchschnittliche COD-Konzentration von 700 Milligramm/Liter ' auf. Das Abwasser wurde kontinuierlich in einer MengeThe treated refinery wastewater showed an average COD concentration of 700 milligrams / liter '. The sewage was continuous in an amount
2 von etwa 5,7 Liter/Minute/O,09 m nacheinander durch2 of about 5.7 liters / minute / 0.09 m through one after the other
6 Kolonnen mit einen Durchmesser von ca. 5 cm durchgegegeben, die ein abgesetztes Bett aus aktiviertem Fluidkoks mit einer Höhe von etwa 0,6 m enthielten. Sauerstoff wurde in das Systen durch Einspeisen eines Gasstromes mit einem Gehalt an Sauerstoff in das Abwasser entsprechend der in Beispiel 1 beschriebenen Methode eingeleitet. Dabei wurde Luft zum Sauerstoffeinführen in das Abwasser in der bereits bei den anderen Beispielen beschriebenen "eise verwendet, so dass das Abwasser mit Sauerstoff in Gleichgev/icht mit Luft bei einen von etvja atmosphärischer.·! Druck bis 2,1 at variierenden Druck in einer ähnlichen "eise wie die Aktivkohlen in Beispiel 1 gesättigt wurde. Kehrend des vierwöchi^en Betriebs wurden durchschnittlich 50 '!illigrann Sauerstoff je Liter zu der. Abwasser zugegeben und in den Säulen verbraucht. Die durchschnittliche COD-Üntfernung in diesen System betrug etvTa 30 %. 'Jährend des Spalens wurde zusätzlich daf3 Luftspülverfahren angewendet, um den sich auf dem aktivierten Koks ansammelnden biologischen Schlamm teilweise zu entfernen, fähren des vierv/<"'chigen Betriebs waren keine Anzeichen für eine Schwefelwanserstoffentwicklung in eiert aus der letzten Säule abfliessenden "msor Tr;hrencl6 columns with a diameter of about 5 cm passed through, which contained a recessed bed of activated fluid coke with a height of about 0.6 m. Oxygen was introduced into the system by feeding a gas stream containing oxygen into the waste water according to the method described in Example 1. Air was used to introduce oxygen into the wastewater in the manner already described in the other examples, so that the wastewater with oxygen in equilibrium with air at a pressure varying from about atmospheric pressure to 2.1 at similar "ice as the activated carbons in Example 1 was saturated. During the four-week operation, an average of 50% of oxygen per liter was added to the. Waste water added and consumed in the columns. The average COD distance in this system was about T a 30%. 'Jährend of Spalens was additionally d applied af3 Luftspülverfahren to the accumulating on the activated coke biological sludge partially remove, ferries of vierv / <"' speaking operation were no signs of Schwefelwanserstoffentwicklung in wobbles effluent from the last column" msor T r ; hrencl
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irgendeiner Zeit vorhanden.. Darüber hinaus x-rer die verhinderung der biologischen Schlagwirkung durchaus zufriedenstellend, da sich in den Betten keine übern"ssi<7e Akkunuilierung feststellen Hess.any time there .. In addition, x-rer the prevention of biological impact action notice quite satisfactory because 7e in the beds no übern "ssi <Akkunuilierung Hess.
In der folgenden Tabelle I sind die Betriebsbedingungen aus den Beispielen sowie die Gesamtergebnisse zusammengefasst: In the following Table I are the operating conditions from the examples as well as the overall results summarized:
- 27 -- 27 -
309882/ 1330309882/1330
Betriebsbedingungen und Resultate eier Beispiele! bisOperating conditions and results of an example! until
Beispiel ϊίο.Example ϊίο.
Zugesetztes Has Luft rng/0,45 kg COD entfernt ■".g/O, 4 5 kg O zugesetzt ^g O^/kg COD entfernt 0,41 Spülung und Luftspülung I^S-Entwicklung vollständig unterdrückt "lässige Schiannbildung + Günstige Gesamtergebnisse -Added Has Air nng / 0.45 kg of COD removed ■ ".g / O, 4 5 kg of O added ^ g O ^ / kg COD removed 0.41 Flushing and air flushing I ^ S development complete suppresses "casual ski formation + Favorable overall results -
35%-O35% -O
N) CON) CO
NJNJ
toto
- 23 -- 23 -
Wie sich aus den Rusultaten in der Tabelle ergibt, ist die je 0,45 kg eier entfernten COD-Verunreinigungen verbrauchte Sauerstoff menge ein wesentlicher Faktor, um die aerobe biologische Oxydation der auf der Aktivkohle adsorbierten Verunreinigungen zu kontrollieren sowie um eine zu starke Schlamrabildung zu verhindern, die zu einem Verstopfen der Betten führen könnte, und um gleichzeitig die Bildung von Schwefelwasserstoff zu unterdrücken. Ohne Durchführung der Luftspülung bei den Spülvorgängen zeigen die versuche 1 und 2 deutlich, dass es wesentlich ist, die Menge des eingespeisten Sauerstoffes in den Betten in Bereich von etwa 0,04 bis 0,07 kg Sauerstoff je 0,45 kg der entfernten COD-Verunreinigungen zu halten, um sowohl die Bildung von Schwefelwasserstoff -zu unterdrücken als auch die Bildung von biologischen. Schlamm auf den aktivierten Kohlenmaterial so gering wie nöglich zu halten. Ausserdem ergibt sich, dass bei der Durchführung der Luftspülung während des Snülvorgan^ss wie beispielsweise in den Beispielen 3, 5 und 6 geringere Sauer stoff mengen zugesetzt v/erden kennen, d.h. also etwa 0,02 bis 0,05 kg Sauerstoff je 0,45 kg entfernter C0D--Verunreinigungen und vorzugsweise etwa 0,OG bis 0,03 kg Sauerstoff je 0,45 kg entfernter COO-Verunreinigungen, wobei dann die besonderen Vorteile des erf in:lung3ge:-:"sson T/erf ahrens virkn.?.-'. ''cruen .As can be seen from the results in the table, the amount of oxygen consumed per 0.45 kg of eggs removed is an essential factor in controlling the aerobic biological oxidation of the impurities adsorbed on the activated carbon and in preventing excessive sludge formation which could lead to clogging of the beds and at the same time to suppress the formation of hydrogen sulphide. Without performing the air purging during the purging processes, experiments 1 and 2 clearly show that it is essential to keep the amount of oxygen fed into the beds in the range of about 0.04 to 0.07 kg of oxygen per 0.45 kg of COD- To hold impurities in order to suppress the formation of hydrogen sulfide as well as the formation of biological ones. To keep sludge on the activated carbon material as little as possible. In addition, it can be seen that when the air purging is carried out during the feeding process, as in Examples 3, 5 and 6, for example, lower amounts of oxygen are added, i.e. about 0.02 to 0.05 kg of oxygen per 0, 45 kg remote C0D - impurities and preferably about 0, OG remote kg to 0.03 kg of oxygen per 0.45 COO impurities, in which case the particular advantages of the erf in: lung3ge: - "sson T / erf ahrens virkn. ? .- '.''cruen.
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