DE2437745C3

DE2437745C3 - Vorrichtung für die Reinigung von , Abwässern mittels Aktivkohle

Info

Publication number: DE2437745C3
Application number: DE19742437745
Authority: DE
Inventors: Günther lng.(grad) 4660 Gelsenkirchen; Jüntgen Harald Prof. Dr.; Klein Jürgen Dr.; 4300 Essen Gappa
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Filing date: 1974-08-06
Publication date: 1978-02-23

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Entfernung von organischen Stoffen aus Abwässern mittels einem mit Aktivkohle gefüllten, mit einem Auslaufkegel versehenen Adsorber, den die Aktivkohle von oben nach unten durchwandert und den das Abwasser in der Gegenrichtung durchströmt

Bei einer derartigen Abwasserreinigung durch Adsorption der organischen Stoffe ist eine gleichmäßige Verteilung des Abwassers über den Adsorberquerschnitt sowie ein planparalleler Abzug der mit den Verunreinigungen beladenen Aktivkohle erforderlich.

Es. ist bekannt, in Abwässern vorhandene organische Stoffe durch Adsorption an Aktivkohle zu binden und dadurch die Abwasser zu reinigen. Die adsorbierten Stoffe werden im allgemeinen durch eine thermische Behandlung von der Aktivkohle wieder entfernt, worauf die Aktivkohle erneut zur Reinigung verwendet werden kann. Während die reversibel gebundenen Stoffe ausschließlich durch eine Temperaturerhöhung desorbiert werden können, müssen die irreversibel gebundenen Stoffe durch eine Teilvergasung der Aktivkohle entfernt werden. Der hierbei durch Reaktion des Vergasungsmittels mit dem Kohlenstoffgerüst der Aktivkohle auftretende Aktivkohleverlust kann zwischen 5 und 15% pro Regeneration betragen. Die Höhe dieses Aktivkohleverbrauchs wächst naturgemäß bei der Reinigung von industriellen Abwässern, da wegen des hohen Gehaltes an kohlenstoffhaltigen Verunreinigungen die Beladung der Aktivkohle sehr schnell erfolgt und somit häufige Regenerationen der Aktivkohle erforderlich sind.

Bei Verfahren mit kontinuierlichem Abzug der beladenen Aktivkohle muß zur Verminderung des Aktivkohleverlustes der Volumenstrom der zwischen Absorber und Regenerator umlaufenden Aktivkohle möglichst klein gehalten werden. Dies ist dann der Fall, wenn die Aktivkohle nur im größtmöglichsten Beladungszustand aus dem Adsorber abgezogen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine geeignete Anström- und Verteilervorrichtung für die Aktivkohle und das Abwasser im Auslauf des Adsorbers, durch gezielte Rückführung der regenerierten Aktivkohle in den Adsorber und durch einen über den Adsorberumfang gleichmäßigen Wasserüberlauf eine gleichmäßige und hohe Beladung der Aktivkohle zu erzielen, um somit den Voliimenstmm der zu regenerierenden Aktivkohle möglichst gering zu halten und den Aktivkohleverbrauch damit zu senken.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Auslaufkegel eines Adsorbers mit einem Neigungswinkel zwischen 50 und 60° im oberen Drittel ein Verteilerkegel mit einem Neigungswinkel von 45 bis 55°, vorzugsweise von 50°, bei dem der Kegelmantel zu 0,1 bis 1%, bezogen auf die Querschnittsfläche des Adsorbers, mit Durchflußöffnungen versehen ist, eingesetzt ist, und hierdurch zwischen der Kegelbasis des Verteilerkegels und dem Auslaufkegel ein Ringspalt entsteht, der zwischen 50 und 100 mm beträgt.

Ein gezielter Austrag der beladenen Aktivkohle wird nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung dadurch erreicht, daß in 30 bis 70%, vorzugsweise 50% der Aktivkohleschüttung eines Adsorbers ein Probenahmeorgan angeordnet ist, dem ein Analysator zur Bestimmung der Konzentration an organischen Verunreinigungen im Abwasser und ein Ventil für die Regelung des Aktivkohleabzugs über die Dosierwassermenge im Telleraustrag zugeordnet sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Gesamtansicht eines Adsorbers für die Abwasserreinigung,

Fig.2 eine Detaildarstellung des Adsorberauslaufs mit den Verteilerorganen.

Nacn Fig. 1 wird das durch ein nicht gezeichnetes vorgeschaltetes Mehrschichtenfilter filtrierte Abwasser durch die Ringleitung 1 einem mit Aktivkohle gefüllten Adsorber 2 zugeführt, den es von einem im Auslaufkege! 3 feststehenden konischen Verteilerkegel 4 gleichmäßig über den Adsorberquerschnitt verteilt, von unten nach oben durchströmt. Die Aktivkohle durchwandert den Adsorber 2 von oben nach unten und wird mit den kohlenstoffhaltigen Verunreinigungen des Abwassers beladen, durch einen Telleraustrag 5 ausgetragen und über die hydraulische Förderleitung 6 einer Wirbel-Schichtregenerierung aufgegeben. Die regenerierte Aktivkohle wird gleichfalls hydraulisch in den Adsorber über ein Verteilerrohr 7 so zurückgeführt, daß die Förderwassereinirittsgeschwindigkeit zwischen 0,03 bis 0,04 m/s beträgt.

Zur Gewährleistung des gleichmäßigen Wasserüberlaufs ist der Überlaufring 10 mit Segmentschlitzen versehen.

Die Geschwindigkeit des Aktivkohleabzuges und damit die Wanderungsgeschwindigkeit der Aktivkohle in der Adsorbersäule wird in der Grobeinstellung durch die Höhenverstellung des Telleraustrages 5 geregelt. Die Feineinstellung erfolgt durch eine automatische kontinuierliche Regelung. Hierzu wird in einer Höhe von 30 bis 70%, vorzugsweise 50% der Aktivkohleschüttung kontinuierlich eine Abwasserprobe entnommen und durch den Analysator 8 der Gehalt an organischem Kohlenstoff bestimmt. Der Sollwert des zu messenden Kohlenstoffgehaltes beträgt entsprechend der Höhe des Meßpunktes ebenfalls 30 bis 70%, vorzugsweise 50% der Eingangskonzentration des Abwassers. Wird der Sollwert unter- oder überschritten, so wird durch eine Verkleinerung oder Vergrößerung der Dosierwassermenge mittels des Ventils 9 der Aktivkohleabzug verringert oder erhöht. Dieses Dosierwasser wird vom Abwasserhauptstrom abgezweigt und führt in bekannter Weise zur Erzeugung einer lokal fluidisierten Aktivkohleschicht über dem Telleraustrag 5 im Austraeskeeel 3. Auf diese Weise wird sowohl eine

ständige Anpassung an die Eingangskonzentration der Verunreinigungen erzielt als auch erreicht, daß die Wandergeschwindigkeit der Adsorptionsfront gleich der Wandergeschwindigkeit der Aktivkohle ist. Bei Erfüllung dieser Voraussetzungen bleibt die Adsorptionsfront immer an der gleichen Stelle in der Aktivkohleschüttung.

Fig.2 zeigt in einer vergrößerten Abbildung die Austrags- und Verteilungsvorrichtung für die Aktivkohle und d.~iS Abwasser, mit der die gleichmäßige Verteilung des Abwassers über den Adsorberquerschnitt und der planparallele Abzug eier beladenen Aktivkohle erzielt wird. Erfindungsgemäß hat der Auslaufkegel 3 des Adsorbers einen Neigungswinkel 14 zwischen 50 und 60°. In diesen Auslaufkegel 3 ist im oberen Drittel ein Verteilerkegel 4 mit einem Neigungswinkel 11 von 45 bis 55°, vorzugsweise 50°, eingesetzt Dabei wird zwischen der Kegelbasis des Verteilerkegels 4 und dem Auslaufkegel 3 ein Ringspalt 12 gebildet, der zwischen 50 bis 100 mm beträgt Durch diesen Ringspalt erfolgt der Abzug der Aktivkohle aus der Schültung in gleichmäßiger Weise über die ganze Adsorberquerschnittsfläche. Der Kegelmantel des Verteilerkegels 4 ist zu 0,1 bis 1,0%, bezogen auf die Querschnittsfläche des Adsorbers, mit Durchflußöffnungen 13 versehen, durch die erzielt wird, daß der Druckverlust des Abwassers im Einlauf unterhalb des Verteilerkegels 4 gleich dem Druckverlust des Abwassers in der Aktivkohleschüttung ist. Hierdurch wird eine gleichmäßige Verteilung des Abwassers über den Adsorberquerschnitt erreicht.

Ausführungsbeispiel

20 mVh Kokereiabwasser mit einem mittleren Gehalt an organischem Kohlenstoff von lOOOmg/I durchströmen einen Adsorber von 1,6 m Durchmesser, der bis zu einer Höhe von 2,4 m mit einer Aktivkohle der Körnung 2 mm gefüllt ist Bei einer Strömungsgeschwindigkeit des Abwassers von 10 m/h ergibt sich ein Druckverlust in der Schüttung von 120 mm WS.

Der Neigungswinkel des Auslaufkegels im Adsorberunterteil beträgt 60° und der Neigungswinkel des Verteilerkegels 50°. Der Kegelmantel aes Verteilerkegels ist mit 804 Löchern von 2 mm Durchmesser versehen, um eine Wasserdurchtrittsfläche von 2525 mm² zu erhalten. Der Ringspalt zwischen der Kegelbasis des Verteilerkegels und dem Auslaufkegel ist 100 mm breit, so daß sich eine Aktivkohle- Abzugsfläche von 0315 m² ergibt.

Die Messung der Kohlenstoffkonzentration im Abwasser erfolgt in halber Höhe der Schüttung. Der Sollwert der Messung ist auf das 0,5fache des mittleren Gehaltes an organischem Kohlenstoff im Abwasser, also auf 500 mg/1, eingestellt Bei diesem Gehalt an organischem Kohlenstoff beträgt die mittlere Wanderungsgeschwindigkeit der Aktivkohleschüttung im Adsorber 0,13 m/h, entsprechend einem Aktivkohle-Volumenstrom von 260 l/h. Hierbei wird eine mittlere Kohlenstoffbeladung der Aktivkohle von 70 kg/m³ ±3% erreicht Der Gehalt an organischem Kohlenstoff im gereinigten Abwasser beträgt 75 mg/1, was einer Reinigungsleistung von 92^%, bezogen auf den organischen Kohlenstoffgehalt entspricht

Erhöht sich beispielsweise der Gehalt des Abwassers an organischem Kohlenstoff auf 1.100 mg/1, so führt dies zu einer Abweichung, die durch Erhöhung der Wandergeschwindigkeit der Aktivkohleschüttung im Adsorber auf 0,14 m/h kompensiert wird. Die erzielte Beladung der Aktivkohle an organischem Kohlenstoff erhöht sich dann auf 75 kg/m³ ±3%.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung für die Entfernung von organischen Stoffen aus Abwässern mittels einem mit Aktivkohle gefüllten, mit einem Auslaufkegel versehenen Adsorber, den die Aktivkohle von oben nach unten durchwandert und den das Abwasser in der Gegenrichtung durchströmt, dadurch gekennzeichnet, daß in den Auslaufkegel (3) eines Adsorbers (2) mit einem Neigungswinkel (14) zwischen 50 und 60° im oberen Drittel ein Verteilerkegel (4) mit einem Neigungswinkel (11) von 45 bis 55°, vorzugsweise von 50°, bei dem der Kegelmantel zu 0,1 bis 1,0%, bezogen auf die Querschnittsfläche des Adsorbers, mit Durchflußöffnungen (13) versehen ist, eingesetzt ist und hierdurch zwischen der Kegelbasis des Verteilerkegels (4) und dem Auslaufkegel (3) ein Ringspalt (12) entsteht, der zwischen 50 und 100 mm beträgt.