DE2442524A1 - Verfahren zur behandlung von abstroemen aus polymerisationsverfahren - Google Patents

Verfahren zur behandlung von abstroemen aus polymerisationsverfahren

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Description

Verfahren zur Behandlung von Abströmen aus Polymerisationsverfahren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von industriellen Abströmen aus Polymerisationsverfahren. Unter den Materialien, die behandelt werden können, sind diejenigen, die der Suspensionspolymerisation von Styrol, Styrol-Acrylnitril und Acrylnitril-Butadien-Styrol entstammen. Der Abstrom wird zuerst in einem Sammelbehälter (holding tank) der biologischen Oxydation unterworfen, wo Mikroorganismen und Feststoffe in einer Kläranlage absitzen und die Mikroorganismen zur Bio-Oxydations-Stuf e rezyklisiert werden=, Die Rückstände bzw. Bodenprodukte aus der Klärstufe werden in eine Schlammgrube überfuhr to Ein Teil des Schlamms kann zur Bio-Oxydations-Stufe rezyklisiert werden und/oder auf eine andere Weise beseitigt bzw. vernichtet werden» Anschließend wird eine chemische Sedimentationsbehandlung angewandt, um festes Abfallmaterial vom Abstrom
abzutrennen« Die chemische Ausfällung bzw. Ausflockung erfolgt mit Hilfe üblicher Mittel, wie Kalk, Aluminiumsulfat oder handelsübliche Flockungsmittel ο Der Rückstand bzw. das Bodenpro-. dukt der Flockulaüion wird in die Schlammgrube überführt, und die klare, behandelte Flüssigkeit kann zur Beseitigung in einen Fluß oder in ein anderes Gewässer abgelassen werden.
' 509B10/106S .
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von industriellen Abströmen, insbesondere die Behandlung von Abströmen der Polymerisation, welche eine Kombination von chemischen und biologischen Verfahrensweisen umfaßt.
Es hat sich ergeben, daß vielerorts die Verunreinigungen, die in Flüsse und andere Gewässer abgelassen werden, übermäßig sind. So ist zur Verringerung der Verunreinigung zumindest eine teilweise Behandlung der industriellen Abströme notwendig, ehe der Abstrom in das aufnehmende Gewässer abgelassen wird.
Die Abströme werden typischerweise in Anteile, die in Flüsse oder andere Gewässer abgelassen werden können, in Produktoder Nebenproduktrückgewinnungs-Schlamm, welcher zu einer Deponie bzw. Kippe gebracht werden muß, und wiederzuverwendendes Wasser aufgeteilt. Selbstverständlich ist die Rückgewinnung, Wiederverwendung oder Rezyklisierung und Ablassen in Flüsse oder Gewässer von nicht-verunreinigenden Strömen gegenüber dem kostspieligen Transport von relativ festem Schlamm und der Verunreinigung der Gewässer vorzuziehen. Jedoch wurde allzuoft festgestellt, daß eine ökologisch erwünschte Verfahrensweise wirtschaftlich nicht durchführbar ist oder daß eine ökonomisch vorteilhafte Lösung zu einer Verschmutzung führen würde.
Die Behandlung von Abströmen kann umfassen: die Entfernung von löslichen Komponenten durch Ionenaustausch, Reduktion und Ausfällung, Belüftung und Dialyse; die Entfernung von anorganischen kolloidalen Materialien durch Koagulation und die Entfernung von suspendierten Materialien durch Sedimentation, Filtration oder Flotation.
Es wurde gefunden, daß die richtige Auswahl der Behandlungsstufen und die Sequenz dieser Stufen sehr wesentlich ist, um eine wirtschaftliche Reinigung des Abstroms. eines Polymerisatiohsverfahrens auf ein ökologisch annehmbares Ausmaß zu bringen.
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Erfindungsgemäß wird ein Strom von Abfallmaterial durch die folgende aufeinanderfolgende Verfahrensweise gereinigt:
Überführung des AbfalImaterialStroms aus einem industriellen Verfahren in einen Bio-Oxydations-Tank und Unterwerfung des Materials im Bio-Oxydations-Tank der biologischen Abbau-Einwirkung von Mikroorganismen und der Belüftung.
Überführung eines flüssigen Stroms aus diesem Bio-Oxydations-Tank in ein Klärgefäß bzw. eine Kläranlage und Abtrennung von Mikroorganismen und Niederschlag von der Flüssigkeit in der Kläranlage.
Überführung des abgetrennten Niederschlags in eine Schlammgrube und Rezyklisierung mindestens eines Teils der abgetrennten Mikroorganismen zum Bio-Oxydations-Tank.
Überführung der abgetrennten Flüssigkeit in einen Tank zur chemischen Behandlung und Zufuhr chemischer Mittel zu dem Material in dem Tank für die chemische Behandlung.
Bodenprodukte bzw. Rückstände vom Tank für die chemische Behandlung werden in die Schlammgrube überführt, und die klare Flüssigkeit wird zur Beseitigung in ein Gewässer abgelassen.
Die Ziele und Vorteile der Erfindung werden besser aus den nachstehenden Ausführungen zusammen mit der Zeichnung verständlich, wobei
Fig. 1 ein Fließschema zur Veranschaulichung der Verfahrensstufen darstellt und
Fig. 2 eine schematische Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist.
Das Abfallbehandlungssystem wird in erster Linie für Abströme aus Polymerisationsverfahren verwendet. Das Verfahren kann auf Abströme, die der Acrylnitril-Butadien-Styrol-, Styrol-Acrylnitril- und Styrol-Polymerisation entstammen, angewendet
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werden und ist besonders geeignet für Ströme, die Suspensionsmittel enthalten.
Beim Verfahren zur Beseitigung des Abfalls wird der Abstrom (Abfallstrom) 10, der verarbeitet werden soll, in einem Ausgleichsteich bzw. -tümpel 12 gesammelt, der als Aufnahmetank; dient, so daß eine gesteuerte Fließgeschwindigkeit beim Abfallbehandlungsverfahren aufrechterhalten werden kann. Der Ausgleichsteich unterliegt einer Bewegung, z.B. durch Rühren, so daß ein maximal gleichmäßiger Zustand des Stroms erzielt wird.
Der Abstrom wird einer Bio-Oxydations-Lagune 14 zugeführt. Das Bio-Oxydations-Verfahren beinhaltet die Entfernung von organischem Material aus der Lösung durch Mikroorganismen. In dem Verfahren wird Sauerstoff durch die Organismen als Energiequelle verbraucht, und es wird eine neue Masse synthetisiert. Das Abfallmaterial wird in der Lagune während einer ausreichenden Zeit, damit die Mikroorganismen in der Lagune auf das biologisch abbaubare Abfallmaterial einwirken können, gehalten. Die Verweilzeit in der Lagune kann 7 bis 10 Tage betragen. Das Wasser in der Lagune wird bei 15 belüftet, um die Sauerstoffzufuhr für die Bakterien zu erhöhen. Es wurde gefunden, daß nach einer angemessenen Zeit ein Stamm von Organismen entwickelt wird, der dazu befähigt ist, organische Bestandteile[d.h. Natrosol (Suspensionsmittel vom nicht-ionischen Celluloseäther-Typ der Hercules Inc.), Acrylnitril, Styrol und ähnliches] im Abwasser abzubauen,und der ausreichend resistent ist, um mit den üblichen Schwankungen des Gehalts des Beschickungsmaterials fertigzuwerden.
Der Strom von der Bio-Oxydations-Lagune wird in ein Klärgefäß bzw. eine Kläranlage 16 überführt, wo die Mikroorganismen vom flüssigen Strom abgetrennt werden. Die Mikroorganismen sind schwerer als Wasser und setzen sich am Boden ab, wodurch ihre Abtrennung ermöglicht wird. Die erforderliche Menge an Mikroorganismen wird in die Bio-Oxydations-Lagune rezyklisiert, während der Überschuß als Abfallstrom beseitigt wird. Als Folge des Absitzens von diskreten Teilchen durch Sedimentation sammelt sich Schlamm am Boden des Klärgefäßes an und wird zur Schlammgrube 18 überführt.
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-β-
Das vom Klärgefäß überlaufende bzw. überflutende Material wird als Beschickungsstrom für einen Tank zur chemischen Koagulations/Flockulations-Behandlung verwendet. Kalk, Aluminiumsulfat, Eisensulfat sowie andere übliche chemische Flockulationsmittel können nach Bedarf eingeführt werden. Im Handel erhältlich Flockulationsmittel bzw. Ausflockungsmittel umfassen Mittel, die unter den Handelsnamen MAGNIFLOC 835A und FERRI-FLOC verkauft werden. Das Ausflockungsmittel kann ein anionischer Ausflockungshilfsstoff sein, wie DREW-FLOC 260.
Der "lebendige" Beschickungsstrom (live feed) wird in einen gerührten Aufnahmetank eingebracht, der als ein Koagulator-Beschickungstank 20 dient, um eine bessere Durchmischung zu erzielen« Der Koagulator-Beschickungstank ist ein Vielzweckgefäß, insofern, als es Wogen schafft, um eine Koagulation mit einer gleichmäßigen Beschickungsgeschwindigkeit bzw. -rate zu gewährleisten j als Blitzmischer (flash mixer) für die Kalkzugabe dient und als Schutz gegen zufälliges Vergießen dient. Die Geschwindigkeit der Kalkzugabe zum Beschickungstank wird durch ein Gerät zur ρ -Kontrolle gesteuert, das den Koagulaticnsüberlauf kontinuierlich analysiert. Der Kalk wird dem Beschikkungstank 20 als Aufschlämmung 22 zugeführt, deren Konzentration durch manuelle Zugabe vorbestimmter Mengen gepulverten Kalks 24 in eine bekannte Wassermenge 26 gesteuert wird. Der Beschickungstank 20 ist mit einem Standregler mit getrenntem Bereich (split range level controller)(nicht eingezeichnet) versehen, um die Beschickung für den Koagulator 28 abzustimmen bzw. anzupassen und die Beschickung zur Kläranlage bzwo zum Klärgefäß 16 zu steuern. Der Tank ist auch mit einer Niveauhöhen-Alarmanlage und mit einem Schalter für die Außerbetriebsetzung in Notfällen versehen, der automatische Ventile in Bewegung setzt (alles nicht eingezeichnet), um den Fluß des Materials in die Bio-Oxydations-Lagune, die Kläranlage und zum Koagulationssystem zu stoppen, falls eine elektrische oder mechanische Störung auftritt.
Die vorher mit Kalk versehene Beschicklang aus dem Koagulator-Beschickungstank 20 wird in den Koagulator 28 eingespritzt, wo sie
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mit Ausflockungshilfsmitteln und Alaum kontakt!ert werden kann. In Systemen, wo Alaun verwendet wird, wird es in den Koagulator als Lösung 30 gepumpt unter Verwendung eines automatischen Beschickungsdosierungssystems 32, um die Konzentration der Lösung zu steuern. Die Ausflockungshilfsmittel 34 werden in den Koagulator 28 unter Verwendung einer Verdrängungspumpe 36 (positive displacement metering pump) dosiert. Die Kombination dieser Chemikalien mit den Abfallmaterialien reagiert in der Mischkammer unter Flockenbildung, welche am Boden des Koagulators 28 absitzen und die in der Beschickung suspendierte Feststoffe tragen bzw. mitnehmen.
Der. Koagulator 28 ist mit einer Rezirkulationsschleife 38 versehen, um eine Rückführung des Überlaufs zum Koagulator-Beschickungstank im Falle einer Störung zu ermöglichen.
Der chemische Behandlungstank 28 wurde zur Vereinfachung als Koagulator-Tank bezeichnet. Eine exakte Verwendung der Ausdrücke Koagulation und Ausflockung wird im Hinblick auf die vorliegende Erfindung nicht als notwendig angesehen, jedoch wird zur Diskussion dieser Ausdrücke auf "Physiochemical Processes - For Water Quality Control" von W. Weber jr., herausgegeben von Wiley-Interscience, 1972, hingewiesen. Dort wird ausgeführt, daß gemäß der einen Definition die Koagulation sich im wesentlichen auf die Teilchen-Entstabilisierung bezieht, die durch Kompression der elektrischen Doppelschichten, die alle kolloiden Teilchen umgeben, herbeigeführt wird, während die Flockulation sich auf die EntStabilisierung durch absorption großer organischer Polymerer und die anschließende Bildung von Teilchen-Polymer-Teilchen-Brücken bezieht. Üblicherweise wird die Koagulation auf das gesamte Verfahren der Teilchenaggregation angewandt und umfaßt sowohl die Teilchen-Entstabilisierung als auch den Teilchentransport,während die Flockulation nur die Transportstufe beschreibt.
Es sei bemerkt, daß die gründliche Durchmischung der verschiedenen chemischen Beschickungen mit dem Abfallmaterial im
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Koagulatortank durch die Verwendung einer Rühr- bzw. Mischvorrichtung 40 unterstützt wird. Die klare Flüssigkeit vom oberen Teil des Ausflockungstanks wird einer klaren Lagune 42 zugeführt. Die Flüssigkeit in der klaren Lagune kann mit anderen Strömen vermischt werden,'' um den p„-Wert der Flüssigkeit auf ein annehmbares Niveau zu erniedrigen. Die klare Flüssigkeit 46 aus der Lagune ist von ausreichend hoher Qualität, so daß sie durch Überführung in einen Fluß oder ein anderes Gewässer beseitigt werden kann.
Der Niederschlag 44 aus dem Koagulatortank wird in die be- ... reits genannte Schlammgrube 18 überführt. Der Schlamm muß durch Abtransport zu geeigneten Kippböden beseitigt werden.
Unter den Eigenschaften der Abströme, die bestimmt werden, ist die Menge des biochemischen Sauerstoffbedarfs [biochemical oxygen demand (BOD)],die Menge der im Strom suspendierten Feststoffe, die Temperatur, der ρ -Wert, die Trübung, der chemische Sauerstoffbedarf (COD) und die Gesamtfeststoffe im Strom.
BOD ist die benötigte Sauerstoffmenge, um anwesendes organisches Material nach einer 5-tägigen Inkubation bei 20°C (BOD1.) zu stabilisieren.
Der COD-Test bestimmt den Gesamtgehalt an organischem Material eines Abfalls, welcher mit Dichromat in saurer Lösung oxydiert werden kann. COD gibt praktisch alle organischen Verbindungen wieder, wovon viele entweder zum Teil biologisch abbaubar sind oder nicht biologisch abbaubar sind.
Es wurde gefunden, daß das vorstehende Verfahren die Trübung des Abstroms eines Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymerisationsabstroms um 75 % und den COD um 95 % verringern kann.
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Claims (9)

2U2524 Patentansprüche
1. Verfahren zur Behandlung eines Abfalls, dadurch gekennzeichnet, daß er folgende aufeinanderfolgende Stufen umfaßt:
a) Zuführung eines Abfallmaterialstroms aus einem industriellen Verfahren zu einem Bio-Oxydations-Tank,
b) Unterwerfung des Materials im Bio-Oxydations-Tank der
biologischen Abbau-Einwirkung von Mikroorganismen und
der Belüftung,
c) Überführung eines flüssigen Stroms aus dem Bio-Oxydations-Tank in eine Kläranlage bzw. ein Klärgefäß und Abtrennen von Mikroorganismen und von Niederschlag in der Kläranlage von der Flüssigkeit,
d) Überführung des abgetrennten Niederschlags in eine
Schlammgrube und Rezyklisierung mindestens eines Teils
der abgetrennten Mikroorganismen in den Bio-Oxydations-Tank ,
e) Überführung der abgetrennten Flüssigkeit in einen Tank
zur chemischen Behandlung,
f) Zuführung von chemischen Mitteln zu dem Material im Tank zur chemischen Behandlung,
g) Überführung von Niederschlag aus dem Tank zur chemischen Behandlung in eine Schlammgrube und
h) Überführung der klaren Flüssigkeit aus dem Tank zur chemischen Behandlung in ein Gewässer, um sie zu beseitigen.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die chemischen Mittel in1 einen Beschickungstank dosiert werden, im Beschickungstank vermischt werden und dann dem Tank zur
chemischen Behandlung zugeführt werden.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die chemischen Mittel Aluminiumsulfat umfassen.
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4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die chemischen Mittel Kalk umfassen.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die chemischen Mittel Ausflockungsmittel· umfassen.
6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die klare Flüssigkeit aus dem Tank zur chemischen Behandlung vor der Beseitigung bzw. vor dem Ablassen in einem Aufnahmetank gehalten wird.
7. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom von Abfallmaterial den Abstrom aus einem Verfahren zur Styrol-Polymerisation in Suspension umfaßt.
8. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom von Abfallmaterial den Abstrom aus einem Styrol-Acrylnitril-Polymerisationsverfahren umfaßt.
9. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom von Abfallmaterial den Abstrom aus einem Acrylnitri1-Butadien-Styro!-Polymerisationsverfahren umfaßt.
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DE2442524A 1973-09-05 1974-09-05 Verfahren zur behandlung von abstroemen aus polymerisationsverfahren Withdrawn DE2442524A1 (de)

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FR2242336A1 (de) 1975-03-28
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