DE2461727A1

DE2461727A1 - Verfahren zur behandlung und reinigung von oelhaltigem abwasser

Info

Publication number: DE2461727A1
Application number: DE19742461727
Authority: DE
Inventors: Guy Franklin Oldham
Original assignee: BP PLC
Current assignee: BP PLC
Priority date: 1974-01-03
Filing date: 1974-12-28
Publication date: 1975-07-10
Also published as: JPS5098155A; NL7417001A; PL92428B1; DK687974A; IT1028175B; NL169060B; GB1449342A; JPS5322389B2; YU352774A; NO744637L; SE7500016L; ATA1040174A; DE2461727C3; IE40560B1; DE2461727B2; CA1026021A; IE40560L; AT336514B; BE824088A; FR2277777A1

Description

PATENTANWÄLTE O/ R 1797

DR.-ING. VON KREI5IER i>:L-ING. SCHÖN WALD ^ DR.-ING. TH. MEYEiI D*. FUtS DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLOPSCH DIPL-ING. SELTING

5 KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

Köln, den 27- Dez. Pu/Ax

The British Petroleum Company Limited, Britannic House, Moor Lane, London EC2Y 9BU (England). Verfahren zur Behandlung und Reinigung von ölhaltigem

Abwasser

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Abwasser, das mit Erdöl und Erdölprodukten verunreinigt ist und insbesondere aus Ölraffinerien stammt.

Bei den Operationen in Ölraffinerien wird "Wasser verwendet, z.B.in der Entsalzungsanlage. Nach dem Gebrauch in der Raffinerie wird das Abwasser schließlich in ein . natürliches öffentliches Gewässer zurückgeführt. In der Raffinerie wird das Wasser verunreinigt, und vor der Rückführung des Abwassers in ein öffentliches Gewasser oder vor der Ableitung in eine Kanalisation muß das verunreinigende Öl entfernt werden, um einer bestimmten Vorschrift zu entsprechen.

Wo nach den Vorschriften das Wasser weniger als etwa 5 ppm Öl enthalten muß, ist ein Abwasserbehandlungsverfahren gebräuchlich, bei dem das Abwasser durch einen Ölabscheider zur Entfernung der Hauptmenge des Öls geleitet und das restliche Öl ausgeflockt wird. Dies geschieht häufig in Verbindung mit einer biologischen Behandlung. Zum Ausflocken wird ein wasserlös-

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liches Salz, z.B. ein Aluminium- oder Eisen(III)-salz dem Wasser zugesetzt, und beim richtigen pH-Wert wird das gebildete Hydroxyd ausgefällt, wobei es das Öl absorbiert und mitnimmt. Dies hat die Bildung eines öligen Schlamms zur Folge, der beseitigt werden muß und normalerweise durch Verbrennen vernichtet wird.

In Raffinerien wird dieser ölige Schlamm gewöhnlich in Verbrennungsofen verbrannt, deren Installation, Betrieb und Instandhaltung kostspielig ist. Der Verbrennungsofen eignet sich normalerweise nicht zur Behandlung von Schlamm, der Salz (Natriumchlorid) enthält und anfällt, ■wenn salzhaltiges Abwasser behandelt wird, .da der ι Natriumgehalt des Schlamms die Auskleidung des Verbrennungsofens schädigt. . '

Außer dem Öl enthält das Raffinerie-Abwasser suspendierte Feststoffe oder Schwebstoffe und andere Verunreinigungen, die Sauerstoff aufnehmen, wenn sie in öffentliche Gewässer eingeleitet werden. Die Stärke dieser anderen Verunreinigungen wird gewöhnlich als BSB (biologischer Sauerstoffbedarf) des Abwassers gemessen.

Biologische Abwasserreinigungsverfahren werden angewandt, um den biologischen Sauerstoffbedarf des Abwassers zu senken. Sie dienen zur Reinigung von Raffinerie-Abwasser, wenn der biologische Sauerstoffbedarf des unbehandelten Abwassers oberhalb eines annehmbaren Wertes

liegt. j

Biologische Verfahren der Abwasserreinigung sind wirksamer in Abwesenheit von Öl. Um den Wirkungsgrad der biologischen Abwasserreinigung zu steigern, wird der ölgehalt von Raffinerie-Abwasser häufig durch Ausflocken während oder vor der Zuführung zu einer biologischen Reinigungsanlage gesenkt. Der Ölgehalt der aus der biologischen Reinigungsanlage austretenden Flüssigkeit

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kann außerdem durch eine anschließende Flockungsbehandlung, durch die der ÖIgehalt auf einen annehmbaren Wert herabgesetzt wird, gesenkt werden.

Ein allgemein angewandtes biologisches Reinigungsverfahren ist das Belebtschlammverfahren, das in Anlagen zur Reinigung von häuslichem Abwasser und in Ölraffinerien weit verbreitete Anwendung findet, obwohl seine besonderen Vorteile bei der Reinigung von wässrigen Abgängen mit hohem biologischen Sauerstoffbedarf usw. augenfälliger sind. Bei Belebtschlammanlagen wird jedoch überschüssiger Schlamm gebildet, der weitere Be- -· seitigungsanlagen,-z.B. Verbrennungsanlagen, erfordert, deren Erstellung und Betrieb kostspielig ist.

Als -weiteres Mittel zur -biologischen Reinigung von Abwässern werden Tropfkörper-Anlagen verwendet, die jedoch bisher nicht in großem .Umfange eingesetzt wurden, weil sie zur Reinigung von ölhaltigem Abwasser, z.B. Raffinerie-Abwasser, nicht sehr wirksam sind.

Wo keine kombinierte Plockungs- und Belebtschlammstufe vorhanden ist, muß der Ölgehalt der Flüssigkeit, die der "biologischen Reinigungsanlage zugeführt wird, auf eine Höhe gesenkt werden, die nach der biologischen Behandlung in einem endgültigen Abgang annehmbar ist. . ;

Der Typ der für eine Raffinerie vorgesehenen Abwasserreinigungsanlage hängt von der Art und Natur des Abwassers und den erforderlichen endgültigen Konzentrationsgrenzen ab.

Der endgültige Ölgehalt und der biologische Sauerstoffbedarf, die im Abwasser aus einer Raffinerie erreicht werden müssen, hängen von der endgültigen Beseitigung des Abwassers ab. Wenn das Abwasser in ein öffentliches städtisches Kanalisationssystem zur Reinigung in einer üblichen Abwasserreinigungsanlage eingeleitet wird, sind

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die zulässigen Konzentrationen an Öl und anderen Verunreinigungen höher, als wenn das Raffinerie-Abwasser in ein Gewässer geleitet werden kann, aus dem Trinkwasser entnommen wird. . i

Um eine niedrige Ölkonzentration von "beispielsweise weniger als 5 mg/1 und einen niedrigen Wert an "biologischem Sauerstoffbedarf zu erreichen, war es bisher normalerweise notwendig, eine blockung und Abtrennung des Schlamms entweder in Kombination mit einer Belebtschlammbehandlung oder mit nachgeschalteter Belebtschlammbehandlung bei gleichzeitiger Bildung großer Mengen von —öligem Schlamm anzuwenden, der eine kostspielige Beseitigung, gewöhnlich durch Verbrennung, erfordert. '

Es wurde nun gefunden, daß ein gewisser Teil des Öls in Raffinerie-Abwasser während der biologischen Reinigung schnell oxydiert wird, daß jedoch .der Rest des Öls langsamer oxydiert wird und hauptsächlich in dem normalerweise gebildeten überschüssigen Schlamm erscheint. Zur Reinigung von Raffinerie-Abwässern wurde bereits die Sandfiltration angewandt, jedoch sind Sandfilter allein als Folge löslicher Öle nicht ausreichend, um sehr niedrige Gesamtölkonzentrationen zu erreichen. Sandfilter entfernen kein lösliches oder emulgiertes Öl, jedoch ölige Schlämme, suspendierte Feststoffe oder Schwebstoffe und - unter den richtigen Bedingungen - einen

großen Anteil des unlöslichen Öls. !

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß die Ölantei-Ie, die durch biologische Tropfkörperfiltration und Sandfiltration entfernt bzw. nicht entfernt werden, einander weitgehend ergänzen, d.h. daß jede Behandlung in der Lage ist, einen großen Anteil der Ölfraktion, die nach der anderen Methode nicht entfernt wird, zu entfernen.

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Gegenstand der Erfindung ist die Behandlung oder Reini-, gung von Raffinerie-Abwässern nach einem Verfahren, das es ermöglicht, einen Ölgehalt von weniger als 5 mg/1 ohne Flockungsstufe zu erreichen, ohne dass eine Verbrennungsanlage erforderlich ist, und das für fast alle Raffinerie-Abwässer und ähnliche Abwässer angewandt werden kann. ;

Gemäß der Erfindung werden ölhaltige Abwässer nach einem Verfahren gereinigt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man.das Abwasser zuerst durch ein Sandfilter und anschließend durch eine biologische Tropfkörperanlage leitet. Eine. Umkehrung der Reihenfolge der Stufen ist

nicht so befriedigend oder wirksam. :

Es wurde gefunden, daß eine biologische Tropfkörper- ' filtration nach einer Sandfiltration überraschenderweise ausreichend sein kann, um die erforderliche Ölkonzentration und den erforderlichen V/ert des biologischen Säuerstoffbedarfs zu erreichen, und entgegen den Erwartungen in gewisser Hinsicht einer Belebtschlammbehandlung überlegen ist. Beispielsweise wird bei dem Verfahren gemäß der Erfindung überraschend wenig Humusschlamm im Vergleich zu dem überschüssigen Schlamm aus einem Belebtschlammverfahren gebildet. Es hat sich gezeigt, daß biologische Tropfkörper gegenüber Belebtschlamraanlagen Vorteile, z.B. einen höheren Widerstand gegen Stoßbelastung insbesondere mit Alkali auf Grund der Neutralisationswirkung der hohen COp-Konzentrationen zu den oberen Schichten des Filterbetts hin, gute Oxydation von Ammoniak in den unteren Schichten und Temperatursenkung warmer Abwässer, aufweisen.

Der Begriff der biologischen Tropfkörperanlagen umfaßt eingetauchte und teilweise eingetauchte biologische Tropfkörper. An Stelle eines biologischen Tropfkörpers können mehrere hintereinander oder parallel geschaltete 35. Tropfkörper verwendet werden. Dieses System ist beson-

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ders gut geeignet für Abwasser aus einem Ölabscheider von Raffinerien, z.B. beliebigen Formen von aus parallelen Platten bestehenden Abscheidern oder Absetzbecken usw. oder einem API-Abscheider, wie er in "Manual on Disposal of Refinery Wastes", 1969, herausgegeben vom.' .American Petroleum Institute, beschrieben ist, ober

äquivalenten Abscheidern.

Der Ausdruck "Sand" umfaßt alle körnigen Medien. Bei den erfindungsgemäß verwendeten Sandfiltern hat der Sand vorzugsweise eine Teilchengröße von 0,5 bis 5 mm, z.B. etwa 1 mm.

Die Abmessungen der Sandfilter und die Teilchengröße hängen von der Durehflußmenge, der Art des Abwassers und der erforderlichen endgültigen Qualität des Abwassers ab. An Stelle eines Sandfilters können mehrere parallel angeordnete Sandfilter verwendet werden.

Um ein Sandfilter zu regenerieren, kann es unter Verwendung von Kombinationen von Luft und/oder warmem Wasser rückgespült werden. Das anfallende ölige Wasser, das bis zu 1 bis 2 Gew.-$ Öl enthalten kann, wird vorzugsweise zum Ölabscheider zurückgeführt. Es ist sehr -überraschend, daß bei dieser Kreis laufführung ein be- ' · friedigendes Gleichgewicht erreicht wird, das es ermöglicht, das Verfahren anzuwenden, ohne daß der Ölgehalt des aus den Sandfiltern austretenden Wassers auf eine

unannehmbare Konzentration steigt. j

Beim Verfahren gemäß der Erfindung und bei der Kreislaufführung wird das gesamte Öl, das von den Sandfiltern abgetrennt wird, schließlich vom Ölabscheider als brauchbares Öl zurückgewonnen, und es entstehen keine neuen öligen Nebenprodukte, die andernfalls beispielsweise durch Verbrennung beseitigt werden müßten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird

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ein einzelnes Pumpwerk verwendet, um das aus dem Ölabscheider austretende, mit Öl verunreinigte Wasser durch die Sandfilter und zum oberen Ende einer biologischen Tropfkörperanlage zu pumpen. Die statische Druckhöhe der Flüssigkeit zwischen den Sandfiltern und der Tropfkörperanlage trägt mit dazu bei, einen konstanten Rückdruck auf die Pumpen aufrecht zu erhalten, und erleichtert die Regelung der aus den Sandfiltern ablaufenden Flüssigkeitsmenge. Die Regelung der aus den Sandfiltern abfließenden Flüssigkeit erfolgt normaler-• v/eise durch ein automatisch einstellbares Rückschlag-Regelventil. Eine solche Regelung ist für richtigen Be-

■ trieb der Pumpen erforderlich. . . !

Den üblichen biologischen Tropfkörpern ist ein Absetzbecken nachgeschaltet, das zum Absetzen und Entfernen des gebildeten üurnusSchlamms vorgesehen ist.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß bei Verwen-' dung von -Sandfiltern nach dem Durchgang des Ablaufs durch die Tropfkörperanlage eine Entfernung des Humusschlamms nicht erforderlich ist, da der Gehalt an Schwebstoffen in der Flüssigkeit, die aus der biologischen Tropfkörperanlage austritt, niedrig genug ist, um direkte Ableitung zu ermöglichen.

Biologische Tropfkörperanlagen werdn von L.Klein in ' "River Pollution" 3: Control, Butterworth, London 1966,

Seite 101, beschrieben. |

Die relative Größe der Sandfilter und der Tropfkörper [ ■wird in Abhängigkeit von der Durchflußmenge und der ' Zusammensetzung des Raffinerie-Abwassers oder sonstigen ölhaltigen Abwassers und von der zu erreichenden Qualität des gereinigten Wassers gewählt. :

Obwohl sowohl Sandfilter als auch biologische· Reinigungsanlagen unabhängig zur Behandlung von Raffinerie-Abwäs-

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sern verwendet werden, ist es sehr überraschend, daß es durch Verwendung von Sandfiltern mit anschließender biologischer Reinigung durch Tropfkörper möglich ist, einen niedrigen Ölgehalt und einen niedrigen biologisehen Sauerstoffbedarf bei einem so niedrigen Gehalt an Schwebstoffen zu erreichen, daß es nicht notwendig ist, die vorhandenen geringen Mengen an Humusschlamm abzutrennen.

Wenn große Mengen Regenwasser oder anderer Ablaufwässer durch das System laufen können, kann ein Sammelbecken oder eine Sammelgrube, die das überschüssige Wasser vorübergehend aufnehmen, beispielsweise und· vorzugsweise in Form einer Kombination eines Sturm- und Wasserbeckens mit einem Pumpensumpf für die Sandfilter,, in die Anlage

einbezogen werden. .' j

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Abbildung beschrieben, die ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung schematisch darstellt, wobei die Aufnahmebehälter 1, von denen das ölhaltige Abwasser zugeführt wird, zur Entfernung von öligem Schlamm mit einem API-Abscheider 2 verbunden sind. Das Wasser aus dem API-Abscheider wird durch eine Batterie. von Pumpen 6 einer Reihe von parallelen Sandfiltern 3 zugeführt. Mit den Sandfiltern 3 ist eine Rückspülleitung 4 verbunden, mit der die Sandfilter einzeln und nacheinander rückgespült werden können. Das Rückspülwasser wird durch Leitung 5 dem API-Abscheider zugeführt. Das durch das Sandfilter laufende Wasser wird durch ein Druckregelventil 7 einer biologischen Tropfkörperanlage zugeführt. Das Wasser aus der Tropfkörperanlage 8 gelangt durch Leitung 9 zu einem Teich oder Gleichgewichtsbecken 12, aus dem es durch den Austritt 10 endgültig abgeleitet werden kann.

Der API-Abscheider 2 ist mit dem Teich oder dem Gleich-

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gewichtsbecken 12 durch einen Notstands-Schwerkraft-Überlauf 11 verbunden. Durch eine Notumgehungsleitung 14 kann das Wasser aus den Sandfiltefn 3 die Tropfkörperanlage 8 im Falle des Auslaufens eines giftigen Materials, z.B. einer Mineralsäure, umgehen. Das Abwasser aus den Behältern 1 wird dem API-Abscheider 2 zugeführt, wo der größte Teil des Öls entfernt wird. Nach dem Austritt aus dem API-Abscheider wird das Wasser durch die Sandfilter 3 gepumpt, wo das nicht absetzbare suspendierte Öl entfernt wird_o Fach dem Austritt aus den Sahdfiltern 3 gelangt das Wasser dann zur Tropfkörperanlage 8. Der Rückdruck an den Pumpen wird durch das Druckregelventil 7 geregelt. In der biologischen Tropfkörperanlage 8 werden der Gehalt an löslichem Öl und der BSB-Wert auf die vorgeschriebenen Grenzen gesenkt, und das gereinigte Wasser wird dann vor der endgültigen Ableitung dem Gleichgewichtsbecken 12 zugeführt.

Wenn die Rückspülung der Sandfilter·3 fällig ist, werden sie mit Wasser rückgespült, und das durch die Rückspülung abgetrennte Öl usw. wird durch Leitung 5 dem API-Abscheider 2 zugeführt.

Beispiel

Ein Sandfilter mit einer Teilchengröße des Sandes von ; 1 bis 2 mm und einer maximalen Nenndurchflußmenge von 460 m /Stdo wurde mit einer biologischen Tropfkörperanlage verbunden, die mit regellosem Füllmaterial aus Kunststoff von 5 cm Stückgröße gefüllt war. I

Ein Raffinerie-Abwasser, das nach dem Austritt aus einem API-Abscheider einen Ölgehalt von 22 mg/1 (gemessen durch Extraktion mit Chloroform, Eindampfen bei Raum- ' temperatur und Wiegen) und einen BSB|--Gehalt von 100 mg/L hatte, wurde in einer Menge von 80 nP/Stunde durch das Sandfilter und dann durch die Tropfkörperanlage geleitet. Nach dem Austritt aus der Tropfkörperanlage hatte das

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- ίο -

gereinigte Abwasser einen Ölgehalt von 4 mg/1 und einen -Wert von 10 mg/1.

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Claims

- v\ -AA

Patentansprüche

iVerfahren zur Behandlung und Reinigung von ölhaltigem Abwasser, dadurch gekennzeichnet, daß man das Abwasser zuerst durch ein Sandfilter und anschliessend durch eine biologische Tropfkörperanlage leitet.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Abwasser den Ausfluß aus einem Ölabscheider einer Ölraffinerie reinigt.
3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man- ein-Sandfilter verwendet, dessen Teilchen eine Größe von 0,5 bis 5 mm haben.
4) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man eine einzelne Pumpstufe verwendet, um das Abwasser durch das bandfilter zu pumpen und oben auf die Tropfkörperanlage aufzugeben.
5) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Abwasser durch mehrere parallel ; angeordnete Sandfilter und dann zur Tropfkörperanlage

leitet. j
6) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man nach einer gewissen Zeit der Durchführung des Verfahrens den Durchlauf von Abwasser durch das Sandfilter unterbricht und das Sandfilter mit ' einem Gemisch von luft und Wasser rückspült und das ■"Rückspülwasser dem Ölabscheider einer Ölraffinerie : zuführt. j
7) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man so arbeitet, daß das aus der Tropfkörperanlage austretende Wasser einen Ölgehalt von weniger als 5 mg/1 hat.

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