DE2614021A1

DE2614021A1 - PROCESS FOR THE REGENERATION AND RECOVERY OF USED, FINE PARTICULAR ACTIVATED CHARCOAL FROM ROTARY MUD

Info

Publication number: DE2614021A1
Application number: DE19762614021
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Kinoshita; Hidemasa Tsuruta
Original assignee: NITTETU CHEMICAL ENGINEERING Co Ltd; Nittetsu Kakoki KK
Current assignee: NITTETU CHEMICAL ENGINEERING Co Ltd; Nippon Steel Eco Tech Corp
Priority date: 1975-04-04
Filing date: 1976-04-01
Publication date: 1976-10-14
Also published as: JPS5422707B2; FR2306171A1; DE2614021B2; GB1503093A; DE2614021C3; JPS51116062A; NL7603458A

Description

DR. J.-D. FRHR. von UEXKULLDR. J.-D. FRHR. by UEXKULL

DR. ULRICH GRAF STOLBERQ DIPL.-INQ. JÜRGEN SUCHANTKKDR.ULRICH GRAF STOLBERQ DIPL.-INQ. JÜRGEN SUCHANTKK

Nittetu Chemical (Prio: 4. April 1975Nittetu Chemical (priority: April 4, 1975

Engineering Ltd. _{Japan 4O417/1975} _ _13O19) Engineering Ltd. _{Japan 4O417 / 1975} _ _13O19)

Asakaze Nigokan Building, .No. 16-9 Sotokanda 1-chome, Chiyoda-ku, Tokyo / Japan Asakaze Nigokan Building, .No. 16-9 Sotokanda 1-chome, Chiyoda-ku, Tokyo / Japan

•Hamburg, den 31. März 1976• Hamburg, March 31, 1976

Verfahren zur Regenerierung und Wiedergewinnung verbrauchter, feinteiliger Aktivkohle aus FaulschlammProcess for the regeneration and recovery of used, finely divided activated carbon from digested sludge

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regenerierung und Wiedergewinnung verbrauchter, feinteiliger Aktivkohle aus Faulschlamm durch thermische Zersetzung und Vergasung des Faulschlammes, der durch Behandlung von Abwasser im Belebtschlammprozeß unter Verwendung feinteiliger Aktivkohle zur Adsorption der Verunreinigungen und Beschleunigung der biologischen Oxydation anfällt.The invention relates to a method for the regeneration and recovery of used, finely divided activated carbon Digested sludge by thermal decomposition and gasification of digested sludge, which is produced by treating waste water in the activated sludge process using finely divided activated carbon to adsorb the impurities and accelerate the biological Oxidation occurs.

Es ist bekannt, daß die gemeinsame Anwendung von Belebtschlamm und feinteiliger Aktivkohle bei der Behandlung von Abwasser zu einem synergistischen Effekt führt. So wurde berichtet, daß aufgrund dieses synergistischen Effekts die Entfernung der Verunreinigungen, ausgedrückt als B.O.D. (biologischer Sauerstoffbedarf), wesentlich beschleunigt wird, so daß die praktischen Werte für den B.O.D. und die ■It is known that the joint use of activated sludge and finely divided activated carbon in the treatment of Wastewater leads to a synergistic effect. It has been reported that because of this synergistic effect, the Removal of the impurities expressed as B.O.D. (biological oxygen demand), significantly accelerated so that the practical values for the B.O.D. and the ■

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Verweilzeit in der Belüftungsvorrichtung nur einen Bruchteil oder weniger als 1/10 der Werte betragen, die ohne ■Verwendung feinteiliger Aktivkohle erhalten werden'.Residence time in the ventilation device are only a fraction or less than 1/10 of the values without ■ Use of finely divided activated carbon can be obtained '.

Die gemeinsame Verwendung von Belebtschlamm und Aktivkohle ist in zahlreichen Veröffentlichungen beschrieben, keine von ihnen vermittelt jedoch eine praktische Lehre für die Abtrennung und Regenerierung der verbrauchten Aktivkohle aus dem Faulschlamm, der gewöhnlich durch Sedimentation und Konzentrierung aus dem Abwasser abgeschieden wird. Lediglich in "Water & Sewage Works", November 1973, ist auf Seite 42 angegeben, daß man den Schlamm beseitigen und gleichzeitig die verbrauchte, feinteilige Kohle aktivieren kann, wenn man das Gemisch aus Schlamm und verbrauchter, feinteiliger Kohle in flüssiger Phase in einem AutoklavenThe joint use of activated sludge and activated carbon is described in numerous publications, none from them, however, gives a practical lesson for the separation and regeneration of the used activated carbon from digested sludge, which is usually separated from wastewater by sedimentation and concentration. Only in "Water & Sewage Works", November 1973, it is stated on page 42 that the sludge can be removed and can activate the used, finely divided coal at the same time, if you mix the mixture of sludge and used, finely divided coal in the liquid phase in an autoclave

unter hohem Druck von etwa 50 kg/cm und bei hohen Temperaturen von etwa 22O°C einer Naßoxydation unterwirft, und die regenerierte, feinteilige Aktivkohle in die Belüftungsvorrichtung zurückführt. Dieses Verfahren ist jedoch sowohl hinsichtlich der benötigten Vorrichtung als auch der anzuwendenden Bedingungen zu kostspielig, um technisch brauchbar zu sein.is subjected to a wet oxidation under high pressure of about 50 kg / cm and at high temperatures of about 220 ° C., and the regenerated, finely divided activated carbon is returned to the ventilation device. However, this method is too expensive, both in terms of the equipment required and the conditions to be used, to be technically feasible.

Auf der anderen Seite hat feinteilige Aktivkohle im allgemeinen einen jäehr hohen Preis, und zur Gewährleistung einer wirksamen Behandlung ist es notwendig, die pulvrige Kohle in verhältnismäßig großer Menge von der Größenordnung 100 ppm,On the other hand, finely divided activated carbon generally has a very high price, and to ensure one For effective treatment, it is necessary to use the powdery coal in a relatively large amount of the order of 100 ppm,

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und bei stark verschmutztem Abwasser in der Größenordnung von 1000 ppm zuzufügen. Für die technische Anwendung wäre es daher zweckmäßig, wenn man die verbrauchte, pulvrige Kohle in hoher Ausbeute, jedoch ohne wesentliche Beeinträchtigung ihrer Qualität aus dem Gemisch von Schlamm und verbrauchter, feinteiliger Kohle »zurückgewinnen könnte. Am vorteilhaftesten wäre es, wenn im Laufe einer thermischen Behandlung der Schlamm selektiv oxydiert und zersetzt und die verbrauchte, pulvrige Aktivkohle unter Ausnutzung der Oxydationswärme des Schlammes regeneriert würde.and add in the order of 1000 ppm in the case of heavily polluted wastewater. For the technical application it would be It is therefore advisable to use the used, powdery coal in high yield, but without significant impairment could recover their quality from the mixture of sludge and spent, finely divided coal. It would be most beneficial if in the course of a thermal Treatment of the sludge is selectively oxidized and decomposed and taking advantage of the spent, powdery activated carbon the heat of oxidation of the sludge would be regenerated.

Ziel der Erfindung ist daher ein wirtschaftliches Verfahren zur thermischen Beseitigung des Schlammes, der bei der"The aim of the invention is therefore an economical process for the thermal elimination of the sludge that occurs during the "

Abwasserbehandlung im Belebtschlammprozeß anfällt, unter gleichzeitiger Regenerierung und Wiedergewinnung der verbrauchten, pulvrigen Kohle für die Rückführung in das Verfahren .Wastewater treatment in the activated sludge process occurs, with simultaneous regeneration and recovery of the used, powdered charcoal for return to the process .

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht in der Entwässerung des die verbrauchte, pulvrige Aktivkohle enthaltenden Schlammes, der Trocknung des entwässerten Schlammes in eine geeignete, feuchte, pulvrige Form, der Dispergierung und Aufwirbelung des Schlammpulvers in einem Regenerierungsofen mit 'Verbrennungsgas hoher Geschwindigkeit aus einem Hilfsbrenner unter vorbestimmten Bedingungen, die zu einer selektiven thermischen Zersetzung und Vergasung des Schlammes"The method according to the invention consists in the dehydration of the spent, powdery activated carbon containing Sludge, the drying of the dewatered sludge in a suitable, moist, powdery form, the dispersion and fluidizing the sludge powder in a regeneration furnace with high velocity combustion gas from a Auxiliary burner under predetermined conditions leading to a selective thermal decomposition and gasification of the sludge "

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und der auf der. verbrauchten, pulvrigen Kohle adsorbierten, organischen Substanzen sowie zu einer Regenerierung der verbrauchten Aktivkohle führen, d:er Zurückgewinnung der regenerierten Aktivkohle in Wasser und der Rückführung der zurückgewonnenen Aktivkohle in die Belüftungsvorrichtung.and the one on the. Used, powdery carbon adsorbed, organic substances as well as a regeneration of the used Lead activated carbon, d: he recovery of the regenerated activated carbon in water and the recycling of the recovered Activated charcoal in the ventilation device.

Die Regenerierung der pulvrigen, verbrauchten Aktivkohle und die gleichzeitige selektive Zersetzung und Vergasung des Schlammes und der adsorbierten organischen Substanzen kann durch Aufrechterhaltung vorbestimmter Bedingungen im Regenerierungsofen erreicht werden, nämlich durch Temperaturen im Ofen von 800 bis 1000 C, eine Restsauerstoffkonzentration im Ofen von unter 5 Vol.% und eine Verweilzeit des Verbrennungsgases im Ofen von 0,3 bis 5,0 Sekunden.The regeneration of the powdery, used activated carbon and the simultaneous selective decomposition and gasification of the Sludge and the adsorbed organic substances can be removed by maintaining predetermined conditions in the regeneration furnace can be achieved, namely by temperatures in the furnace of 800 to 1000 C, a residual oxygen concentration in the furnace of less than 5% by volume and a residence time of the combustion gas in the oven from 0.3 to 5.0 seconds.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung, die ein Fließschema des erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergibt, näher erläutert.The invention will be explained with reference to the accompanying drawing, which shows a flow diagram of the method according to the invention, explained in more detail.

Im Belebtschlammprozeß wird das rohe Abwasser gewöhnlich Vorbehandlungen unterworfen, z.B. einer Sedimentation des suspendierten Materials bzw. einer Abtrennung des fließenden Materials, einer Koagulation und Fällung durch Zugabe von Chemikalien, einer pH-Werteinstellung, der Zugabe fehlender Nährstoffe und dergleichen. Das vorbehandelt Abwasser wird durch die Leitung 1 in den Sammelbehälter 12 geführt, wo mit regenerierter, pulvriger Aktivkohle, die gemäß dem später beschriebenen erfindungsgemäßen VerfahrenIn the activated sludge process, the raw wastewater is usually subjected to pretreatments, e.g. sedimentation of the suspended material or a separation of the flowing material, a coagulation and precipitation by addition chemicals, pH adjustment, adding missing nutrients and the like. The pretreated wastewater is passed through line 1 into the collecting container 12, where regenerated, powdery activated carbon, according to the method of the invention described later

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zurückgeführt wurde, eine Aufschlämmung hergestellt wird. Die Aufschlämmung wird durch die Leitung 16 in die Belüftungsanlage 2 eingeführt, die mit einem Lufteinleitungsrohr 21 für die Belüftung ausgestattet ist, und in die zusammen mit pulvriger Aktivkohle durch Leitung 17 Belebtschlamm zurückgeführt wird. Der Belebtschlamm und die feinteilige Kohle werden in der Belüftungsanlage 2 in geeigneten Konzentrationen suspendiert, so daß mit Hilfe des im Abwasser gelösten Sauerstoffs eine biologische Oxydation vor sich geht. Hierdurch werden die organischen Verunreinigungen zum Teil oxydiert und zersetzt, zum Teil tragen sie zum Schlamm bei, während der Rest in üblicher Weise im Wasser verbleibt.was recycled, a slurry is prepared. The slurry is fed into the aeration system through line 16 2 introduced, which is equipped with an air inlet pipe 21 for ventilation, and into which together is returned with powdery activated carbon through line 17 activated sludge. The activated sludge and the finely divided Coal are suspended in the ventilation system 2 in suitable concentrations so that with the help of the Biological oxidation is taking place in the dissolved oxygen in the wastewater. This removes the organic impurities partly oxidized and decomposed, partly contributing to the sludge, while the rest in the usual way remains in the water.

Nach der biologischen Oxydation wird das Abwasser aus der Belüftungsanlage 2 durch die Leitung 23 in den Sedimentationstank 3 eingeführt, wo sich der suspendierte Schlamm und die pulvrige Kohle als Gemisch am Boden absetzen, während die überstehende Flüssigkeit als behandeltes Wasser abgezogen und in einigen Fällen weiteren Behandlungen, z.B. einer Filtrierung suspendierter Feststoffe, einer Entfernung von Ammoniak und phosphorhaltigen Komponenten, einer Adsorption gelöster Substanzen durch Aktivkohle und dergl. unterworfen wird.After the biological oxidation, the waste water from the ventilation system 2 is passed through line 23 into the sedimentation tank 3 introduced, where the suspended sludge and the powdery coal settle as a mixture at the bottom, while the supernatant liquid withdrawn as treated water and, in some cases, further treatments, e.g. a filtration of suspended solids, a removal of ammonia and phosphorus-containing components, an adsorption dissolved substances by activated carbon and the like. Is subjected.

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Ein größerer Teil des Schlammes, der sich in konzentrierter Form am Boden des Sedimentationstanks 3 sammelt, wird durch die Leitung 17 in die Belüftungsanlage 2 zurückgeführt. Der überschüssige Schlamm, der sich in zunehmendem Maße im System ansammelt, wird jedoch durch die Leitung 18 zusammen mit dem in ihm enthaltenen Kohlenstoff in den Zentrifugalabscheider 5 geführt. In diesem Abscheider wird der Schlamm weiter konzentriert und entwässert, die überstehende Flüssigkeit durch die Leitung 19 und 17 in die Belüftungsanlage 2 zurückgeführt, während der entwässerte Schlammkuchen der mit Wasserdampf erhitzten Trocknungsvorrichtung 6 zugeführt wird. Im Trockner 6 wird die Feuchtigkeit bis zu einem vorbestimmten Grad aus dem Kuchen entfernt und die getrocknete, pulvrige Mischung aus Schlamm und pulvriger Kohle der Pulverbeschickungsvorrichtung 7 zugeführt, die mit einer geringen Menge komprimierter Luft das Pulver durch die Leitung 9 und die Einspritzdüse 8 kontinuierlich in den Regenerierungsofen 10 bläst. Der Trockner 6 ist so beschaffen, daß er den Transport in pulvriger Form ermöglicht und gleichzeitig überschüssige Feuchtigkeit entfernt, die sonst einen übermäßig großen Verbrauch an Hilfskraftstoff im Ofen erfordern würde. Im gebildeten Pulver sollte jedoch eine geeignete Menge Feuchtigkeit zurückbleiben, um die später beschriebene Umsetzung gemäß Gleichung (2) zu gewährleisten. Ein Hilfsbrenner 11, der Flammen hoher Geschwindigkeit erzeugt, ist im Regenerierungsofen 10 vorgesehen. Hierdurch wird Verbrennungsgas hoher Geschwindigkeit erzeugt, welcher das pulvrige Gemisch im Ofen heftig und intensiv aufwirbelt und damit eine einheitliche thermische Reaktion bewirkt.A larger part of the sludge, which collects in a concentrated form at the bottom of the sedimentation tank 3, is carried through the line 17 is returned to the ventilation system 2. Of the however, excess sludge that increasingly accumulates in the system is collected through line 18 guided with the carbon contained in it into the centrifugal separator 5. The sludge is in this separator further concentrated and dehydrated, the supernatant liquid through lines 19 and 17 into the ventilation system 2, while the dewatered sludge cake is fed to the drying device 6 heated with steam will. In the dryer 6, the moisture is removed from the cake to a predetermined degree and the dried, powdery mixture of sludge and powdery coal from the powder feeder 7, which with a small amount of compressed air, the powder through the line 9 and the injection nozzle 8 continuously into the regeneration furnace 10 blows. The dryer 6 is designed so that it allows transport in powder form and at the same time excess Removes moisture that would otherwise require an excessive consumption of auxiliary fuel in the furnace. However, an appropriate amount of moisture should remain in the powder formed in order to carry out the reaction described later according to equation (2). An auxiliary burner 11 that generates high velocity flames is in Regeneration furnace 10 is provided. As a result, high-speed combustion gas is generated, which the powdery mixture whirls up violently and intensively in the oven and thus causes a uniform thermal reaction.

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Es wurde gefunden, daß durch die Aufrechterhaltung bestimmter Bedingungen im Ofen unter .Wiederherstellung der Adsorptionskapazität der pulvrigen Kohle, ohne daß diese in wesentlicher Menge verbrannt wird, nahezu der gesamte Schlamm und die von der pulvrigen Kohle adsorbierten organischen
Verbindungen durch thermische Zersetzung und Vergasung entfernt werden können. Diese Bedingungen umfassen die Aufrechterhaltung einer Temperatur im Ofen von 800 bis 1OOO°C, vorzugsweise von 850 bis 95O°C, einer Restsauerstoffkonzentration von unter 5 Vol.%, vorzugsweise von unter 2 %, und
einer Verweilzeit im Ofen von 0,3 bis 5,0 Sekunden.It has been found that by maintaining certain conditions in the furnace and restoring the adsorption capacity of the powdered coal without burning it in a substantial amount, virtually all of the sludge and organic adsorbed by the powdered coal
Compounds can be removed by thermal decomposition and gasification. These conditions include maintaining a temperature in the furnace of from 800 to 100 ° C., preferably from 850 to 950 ° C., a residual oxygen concentration of less than 5% by volume, preferably less than 2%, and
a dwell time in the oven of 0.3 to 5.0 seconds.

Die so im Ofen 10 reaktivierte pulvrige Kohle wird dann zusammen mit dem Verbrennungsgas durch ein eingetauchtes Einführungsrohr 13 in Wasser eingeleitet, das sich im Sammelbehälter 12 befindet. Das Abgas wird durch den Dunstabscheider 14 und die Leitung 15 in die Luft abgelassen, während
die pulvrige Kohle vom Wasser im Sammelbehälter 12 suspendiert und schließlich über die Leitung 16 in die Belüftungsanlage 2 zurückgeführt wird.The pulverulent coal reactivated in this way in the furnace 10 is then introduced into water together with the combustion gas through an immersed introduction pipe 13 which is located in the collecting container 12. The exhaust gas is discharged into the air through the vapor separator 14 and line 15 while
the powdery coal is suspended from the water in the collecting container 12 and is finally returned to the ventilation system 2 via the line 16.

Frischer Kohlenstoff wird durch die Leitung 22 eingeführt, _: um den Verbrennungsverlust an pulvriger Kohle im Regenerierüngsofen 10 auszugleichen.Fresh carbon is introduced through line 22 _: To make up for the combustion loss of powdered coal in the regeneration furnace 10.

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Die im Regenerierungsofen stattfindenden thermischen Reaktionen stellen einen wichtigen Teil der Erfindung dar. Als Folge eines intensiven Studiums der Bedingungen für die thermische Zersetzung von auf pulvriger Kohle adsorbierten organischen Verbindungen wurde festgestellt, daß organische Verbindungen hohen Molekulargewichts generell bei Temperaturen über 400°C einer thermischen Zersetzung unterliegen und sich ihre Kohlenstoffkomponente zum Teil als carbonisierte Substanz in den feinen Poren der pulvrigen Kohle ansammelt. Die so gebildeten Zwischenprodukte verhindern die Vergasung der pulvrigen Aktivkohle, während sie selbst durch Aufrechterhaltung bestimmter Temperaturen im Ofen, einer bestimmten Restsauerstoffkonzentration und einer bestimmten Verweilzeit allmählich so vergasen, daß eine vollständige Verbrennung unterdrückt wird. Die heftige Aufwirbelung durch den intensiven Gasstrom schließt jegliche lokalisierte Reak- , tion der Beschickung aus. Man nimmt an, daß unter diesen Bedingungen die Vergasung der carbonisierten Substanz gemäß Gleichung (1) unterdrückt wird und eine Wassergasreaktion gemäß der Gleichung (2) unter dem Einfluß von Wasserdampf in der Atmosphäre des Ofens überwiegt.The thermal reactions that take place in the regeneration furnace are an important part of the invention. As Result of an intensive study of the conditions for the thermal decomposition of adsorbed on powdery coal Organic compounds have been found to be high molecular weight organic compounds generally at temperatures above 400 ° C are subject to thermal decomposition and their carbon components are partially carbonized Substance accumulates in the fine pores of the powdery charcoal. The intermediates thus formed prevent this Gasification of the powdery activated carbon while maintaining a certain temperature in the furnace, a certain itself Residual oxygen concentration and a certain residence time gradually gasify so that a complete Combustion is suppressed. The violent turbulence caused by the intense gas flow excludes any localized reaction, tion of the loading. It is believed that under these conditions the gasification of the carbonized substance according to Equation (1) is suppressed and a water gas reaction according to Equation (2) under the influence of water vapor predominates in the atmosphere of the furnace.

Die Reaktion (2) verläuft selektiv, so daß Bedingungen für die Vergasung der erzeugten carbonisierten Substanz gefunden werden können, ohne daß die Aktivkohle selbst angegriffen wird.The reaction (2) proceeds selectively, so that conditions for the gasification of the carbonized substance produced are found can be without the activated carbon itself being attacked.

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Da die pulvrige Kohle im System als Gemisch mit den organischen Substanzen und dem Schlamm vorliegt, mag es äußerst
schwierig erscheinen, die verbrauchte pulvrige Kohle selektiv zu regenerieren. Es wurde jedoch gefunden, daß die unten stehenden Gleichungen in geeigneter Weise für diesen Zweck angewandt werden können.Since the powdery coal exists in the system as a mixture with the organic substances and the sludge, it is extremely fond
appear difficult to selectively regenerate the spent powdery coal. However, it has been found that the equations below can be appropriately applied for this purpose.

C + O₂ CO oder CO₂ (1)C + O ₂ CO or CO ₂ (1)

^{C0 + H}2 ^{C0 + H} 2

example

In einem Belebtschlammprozeß zur Behandlung städtischer Abwasser wurde pulvrige Kohle unter verschiedenen Bedingungen, wie in der nachfolgenden Tabelle 1 angegeben, zugefügt, und die verbrauchte pulvrige Kohle wurde als Gemisch mit dem
Schlamm unter verschiedenen Temperaturbedingungen regeneriert. Die erzielten Ergebnisse sind in der Tabelle 2 zusammengestellt. In an activated sludge process for treating urban waste water, powdery coal was added under various conditions as shown in Table 1 below, and the used powdery coal was mixed with the
Sludge regenerated under different temperature conditions. The results obtained are summarized in Table 2.

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Table 1

Behandlung von städtischen Abwässern durch den BelebtschlammprozeßTreatment of urban waste water using the activated sludge process

σ» ο coσ »ο co

CO PO OCO PO O

JP-OO JP-OO

Versuchattempt rohes Abwasser
(BOD)raw sewage
(BOD) nach dem
Filtrieren
(BOD)after this
Filter
(BOD) Menge an
pulvriger
Kohle
(mg/1)Amount of
powderier
money
(mg / 1) nach der
zweiten
Behandlung
(BOD)after
second
treatment
(BOD) Menge an Schlamm
einschl. Aktivkohle
(mg/1)Amount of mud
including activated carbon
(mg / 1) 11 115 ppm115 ppm 62 ppm62 ppm OO 1818th 2424 22 115 ppm115 ppm 62 ppm62 ppm 5050 44th 7878 33 133 ppm133 ppm 88 ppm88 ppm OO 2525th 3030th 44th 133 ppm133 ppm 88 ppm88 ppm 7575 33 100100

O
IO
I.

roro

CDCD

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Die Versuche 1 und 2 sowie die Versuche 3 und 4 wurden jeweils mit dem gleichen Abwasser durchgeführt, das nach dem Filtrieren in zwei gleiche Teile geteilt wurde. Es wurden die gleichen Vorrichtungen verwendet, die nebeneinander angeordnet wurden, um unter den gleichen Bedingungen die Unterschiede festzustellen, die durch die Zugabe pulvriger Kohle verursacht werden. Die in der nachstehenden Tabelle angegebenen Werte stellen Durchschnittswerte nach 72 Stunden dar. Man nimmt an, daß sich nach diesem Zeitraum ein stabilisierter Zustand eingestellt hat.Experiments 1 and 2 and experiments 3 and 4 were each carried out with the same wastewater that was used after Filtration was divided into two equal parts. The same devices were used, placed side by side were, under the same conditions, to determine the differences caused by the addition of powdery Charcoal. The values given in the table below represent average values after 72 hours It is assumed that a stabilized state has been established after this period of time.

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Table 2

Bedingungen für die Behandlung des pulvrige Kohle enthaltenden Schlamms und erzielte ErgebnisseConditions for the treatment of the powdery coal-containing sludge and obtained results

CD O CO OO -JN roCD O CO OO -JN ro

O EO ■C-O EO ■ C-

RegenerierungsbedingungenRegeneration conditions Rückgewinnung der AktivkohleRecovery of activated carbon Temp. Sauerstoff- Zeit
konzentration
(Vol.%) (Sek.)Temp. Oxygen time
concentration
(Vol.%) (Sec.) Kohlenstoff- Rückgewinnung Gesamtrück
rückgewinnung der Adsorptions- gewinnung
(Gew.%) kapazität (%) (%)Total carbon recovery
recovery of adsorption recovery
(Wt.%) Capacity (%) (%) 85O°C 0,2-1,0 0,9-1,2
900°C 0,2 - 1,0 0,9 - 1,2
95O°C 0,2-1,0 0,9-1,285O ° C 0.2-1.0 0.9-1.2
900 ° C 0.2 - 1.0 0.9 - 1.2
95O ° C 0.2-1.0 0.9-1.2 101 - 105 73 - 80 75 - 82
96 - 100 85 - 95 90 - 93
90 - 95 93 - 103 85 - 91101-105 73-80 75-82
96-100 85-95 90-93
90 - 95 93 - 103 85 - 91

N5 CDN5 CD

-P-O NJ-P-O NJ

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Der behandelte Schlamm enthielt Feuchtigkeit in einer Menge von etwa 80 Gew.%. Man nimmt an, daß die im Ofen verdampfte Feuchtigkeit zusammen mit dem durch die Verbrennung des Hilfskraftstoffes erzeugten Wasser zur Reaktion (2) führt . Der Ausdruck "Rückgewinnung der Adsorptionskapazität" in der Tabelle 2 bezeichnet die prozentuale Rückgewinnung der Adsorptionskapazität, bezogen auf den reinen Kohlenstoffgehalt der regenerierten Aktivkohle im Vergleich zu frischer Aktivkohle und aufgrund der Ermittlung des Adsorptionsgleichgewichts mit Methylenblau.The treated sludge contained moisture in an amount of about 80% by weight. It is believed that it evaporated in the oven Moisture along with that from the combustion of the auxiliary fuel generated water leads to reaction (2). The term "recovery of adsorptive capacity" in US Pat Table 2 indicates the percentage recovery of the adsorption capacity based on the pure carbon content of regenerated activated carbon compared to fresh activated carbon and based on the determination of the adsorption equilibrium with methylene blue.

Für Vergleichszwecke wurde die Temperatur bei der Behandlung eines Gemisches aus Schlamm und verbrauchter Kohle aus dem Belebtschlammprozeß mit dem gleichen städtischen Abwasser im Bereich von 800 bis 1000⁰C variiert. Als Ergebnis stellte man fest, daß der Temperaturbereich 850 bis 95O°C zu einer ausgezeichneten. Gesamtrückgewinnung führte. Wie die Tabelle 2 zeigt, wurde der beste Wert bei etwa 900°C erhalten.For comparative purposes, the temperature in the treatment of a mixture of sludge and spent coal from the activated sludge process with the same municipal wastewater in the range of 800 to 1000 ⁰ C was varied. As a result, it was found that the temperature range of 850 to 95O ° C is excellent. Overall recovery resulted. As Table 2 shows, the best value was obtained at around 900 ° C.

Hinsichtlich der Sauerstoffkonzentration stellte man fest, daß eine Konzentration über 5 Vol.% die selektive Regenerierung der pulvrigen Kohle schwierig macht und ein wesentlicher Teil der pulvrigen Kohle zusammen mit dem Schlamm verloren geht. Deshalb sollte die Sauerstoffkonzentration unter 5 Vol.% und vorzugsweise unter 2 Vol.% liegen. Eine Temperatur über der oberen Grenze verringert die Rückgewinnung der pulvrigen Kohle in beträchtlichem Maß.With regard to the oxygen concentration, it was found that a concentration above 5 vol.% makes the selective regeneration of the powdery coal difficult and an essential one Part of the powdery coal is lost along with the sludge. Therefore, the oxygen concentration should are below 5% by volume and preferably below 2% by volume. A temperature above the upper limit will reduce the recovery the powdery coal to a considerable extent.

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Auf der anderen Seite führt eine zu niedrige Temperatur zu einer unzureichenden Vergasung des Schlammes. Auf jeden Fall ergeben die Temperaturen außerhalb des oben angegebenen Bereiches keine zufriedenstellenden Ergebnisse.On the other hand, too low a temperature leads to insufficient gasification of the sludge. In any In the event that the temperatures outside the range given above do not give satisfactory results.

Die Verweilzeit im Ofen hängt in den meisten Fällen von der Temperatur und der Sauerstoffkonzentration ab und sollte daher in Beziehung zu diesen Bedingungen ermittelt werden. Vom technischen Standpunkt ist es nicht erwünscht, einen Ofen mit einem zu großen oder kleinen Volumen zu verwenden. Am praktischsten ist es, zunächst eine Ofengröße auszuwählen, die eine Verweilzeit im Bereich von 0,3 bis 5,0 Sekunden ermöglicht, und dann die Temperatur und die anderen Betriebsbedingungen zur Erzielung optimaler Ergebnisse zu bestimmen.The dwell time in the furnace depends in most cases on the temperature and the oxygen concentration and should therefore be determined in relation to these conditions. From a technical point of view, it is not desirable to use an oven with a volume that is too large or small. It is most practical to start with an oven size which allows a dwell time in the range of 0.3 to 5.0 seconds, and then the temperature and the Determine other operating conditions for best results.

Ferner wurde festgestellt, daß die Asche, die sich in der regenerierten Aktivkohle nach der Behandlung von Schlamm aus städtischen Abwässern bei den angegebenen Temperaturen, Sauerstoffkonzentrationen und Verweilzeiten angesammelt hat, sehr leicht mit einer starken Säure, wie Chlorwasserstoffsäure, extrahieren läßt. Zum Beispiel hat frisches Kohlepulver mit einem Aschegehalt von 5,9 % nach seiner Verwendung und erfindungsgemäßen Regenerierung einen erhöhten Aschegehalt von 13 bis 17 %. Der erhöhte Aschegehalt kann durch Eintauchen des regenerierten Kohlepulvers in Wasser, dem Chlorwasserstoffsäure bis zum pH-Wert 2 zugesetzt wurde,It was also found that the ash which has accumulated in the regenerated activated carbon after treatment of sludge from municipal waste water at the indicated temperatures, oxygen concentrations, and residence times can be very easily with a strong acid, such as hydrochloric acid, extract. For example, fresh coal powder with an ash content of 5.9% after its use and regeneration according to the invention has an increased ash content of 13 to 17%. The increased ash content can be achieved by immersing the regenerated carbon powder in water, to which hydrochloric acid has been added up to pH 2,

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und Rühren bei 30°C auf 3 bis 4 % verringert werden. In dem in der Abbildung gezeigten Umlaufsystem kann die Ansammlung der Asche durch Behandlung der gesamten oder eines Teils der regenerierten pulvrigen Kohle, die durch die Leitung 16 in die Belüftungsanlage zurückgeführt werden soll, wesentlich verringert werden.and stirring at 30 ° C can be reduced to 3 to 4%. In the circulation system shown in the figure, the accumulation of the ashes by treating all or part of the regenerated powdered coal flowing through line 16 in the ventilation system is to be returned is essential be reduced.

Zweckmäßig wird eine Asche-Extrahiervorrichtung unmittelbar stromabwärts vom Sammelbehälter 12 so angeordnet, daß sie die Leitung 1 stromabwärts von der Extrahiervorrichtung mit der Leitung 16 verbindet.Appropriately, an ash extraction device is arranged immediately downstream of the collecting container 12 so that it connects line 1 to line 16 downstream of the extractor.

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Claims

- 16 claims

1. Process for regeneration and recovery of used Powdered activated carbon with simultaneous decomposition and gasification of sludge, which is used in wastewater treatment in an activated sludge process using activated carbon for adsorption of the impurities and acceleration the biological oxidation occurs, characterized in that one

dehydrates the sludge containing the used powdery activated carbon,

the dewatered sludge in a suitably moist, brings powdery form,

the sludge powder in a regeneration furnace by means of a combustion gas generated by an auxiliary burner high speed under conditions which adsorbed the sludge and those on the spent powdery coal selectively thermally decompose and gasify organic compounds, while the spent powdery activated carbon regenerated, vigorously dispersed and whirled up, the regenerated powdery activated carbon recovered and returns them to the ventilation system.

2. The method according to claim 1, characterized in that the selective conditions temperatures in the furnace of 800 to 1000 ° C, a residual oxygen concentration of less than 5% by volume and a residence time in the oven of 0.3 to

Include 5.0 seconds.

609842/0942

26H021

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the recovered powdery activated carbon in water is introduced, which is used to extract the ash from the activated carbon powder with a strong acid

pH 2 is set.

4. The method according to claim 3, characterized in that the strong acid is hydrochloric acid.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that that the regenerated powdery activated carbon together with the regeneration gases for immediate recovery and introduces cooling directly into water in a sump.

sch: bü

609847/094?

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