DE2718095C3 - Verfahren zur Reinigung von Schmutzwässern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reinigung von sowohl durch Kohlenwasserstoffe als auch durch Reinigungsmittel verunreinigten Abwässern, insbesondere beispielsweise auf die Reinigungsbehandlung der Waschwässer von öltankern.

Es sind Verfahren zur Reinigung von durch Kohlenwasserstoffe verunreinigten Wässern bekannt, jedoch wird ihre Funktion stets durch die Anwesenheit von Reinigungsmitteln gestört, insbesondere wenn diese in erheblicher Menge vorliegen, und dies gilt stets für die Waschwässer von Öltankern.

Unter den bekannten Verfahren zur Extraktion von Kohlenwasserstoffen aus verunreinigten Wässern kann man die FR-PS 20 37 575 und ihre Zusatzpatentschrift 90 741 nennen, gemäß denen man das Material in eine Koaleszenzsäule mit oleophüer Füllung strömen läßt, die aus Ionenaustauschharzen besteht, an denen die organischen Ionen fixiert werden. Außerdem ist das in der FR-PS 21 27 432 und ihrer Zusatzpatentschrift 23 063 der Anmelderin beschriebene Verfahren bekannt, wonach man Koaleszenzsäulen mit oleophüer Füllung verwendet, die aus mineralischen, durch ein Halogenierungsmittel aktivierten Trägern besteht, an denen Amine oder Proteine fixiert werden.

Wenn die Reinigungsmittel in relativ geringen Dosen vorliegen, kann man spezielle Ausflockungsvorbehandlungen anwenden, wozu Suspensionen von in der Flüssigkeit dispergierten oder chemisch ausgefällten Festteilchen eingesetzt werden. Jedoch sind diese Behandlungen Endbehandlungen, und die eingesetzten Stoffmengen sind relativ gering. Wenn dagegen die Reinigungsmittel in erheblicher Menge in den zu behandelnden Wässern vorliegen, haften diese Reinigungsmittel mit ihrem lipophilen Teil an der Füllung und weisen ihren polaren Teil in Richtung des Ausflusses auf.

Die die Füllung bildenden Körner belegen sich dann fortlaufend mit diesen polaren Anteilen, die eine Sperre elektrischen Potentials bilden und die emulgierten Kohlenwasserstoffteilchen abstoßen. Daraus ergibt sich, welche Art auch immer die verwendete Füllung sei, eine

ίο fortlaufende Koaleszenzausbeuteverringerung der Kohlenwasserstoffe durch fortschreitende Inversion der Oberflächeneigenschaften der Auskleidung.

Andererseits ist festzustellen, daß die zu rien Reinigungsmitteln gemachten Ausführungen gleichfalls

hinsichtlich von Bakterien gelten, die häufig in den zu behandelnden Abwässern vorliegen und beispielsweise von einer Bakterienausbreitung in Primärdekantiergefäßen stammen.
Die Erfindung ermöglicht durch den bekannten Vorgang eines Zusatzes einer Kohlenwasserstoffergänzungsmenge vor dem Eintritt in die Säulen mit oleophilen Füllungen die Mengen dieser Kohlenwasserstoffzusätze zu bestimnen, die zum normalen ununterbrochenen Betrieb dieser Säulen unter industriell brauchbaren Betriebsbedingungen führen. Die Erfindung gestattet somit die gleichzeitige Abtrennung der die Abwasser verunreinigenden Reinigungsmittel und Kohlenwasserstoffe.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reinigung von durch Kohlenwasserstoffe verunreinigten Abwässern unter Anwendung des Durchlaufs der Wässer durch wenigstens eine Säule mit oleophüer Füllung und unter an sich bekannter Einführung von Kohlenwasserstoffen vor dem Eintritt in die Säule, falls die verunreinigten Wasser auch Reinigungsmittel enthalten.

Erfindungsgemäß führt der Kohlenwasserstoffcusatz dazu, das Gewichtsverhältnis der Gesamtheit der in den Wässern enthaltenen Kohlenwasserstoffe am Eintritt in

■to die Säule auf einen Wert von 0,001 bis 0,05 im Verhältnis zu den behandelten Wässern und auf einen Wert von 1 bis 10 im Verhältnis zu den in aen Wässern enthaltenen Reinigungsmaterialien zu bringen, welches Verhältnis selbst als Funktion der Konzentration an in den behandelten Wässern enthaltenen Reinigungsmitteln wächst.

Die Erfindung wird anhand einiger Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Man will Waschwässer von öltankern behandeln, die 70 mg/1 Kohlenwasserstoffe und 2000 mg/1 einer reinigenden Lösung enthalten, die selbst 85% aromatische Kohlenwasserstoffe enthält. Durch kontinuierliches Filtrieren in einer Säule mit oleophüer Füllung beobachtet man, daß die Konzentration der Flüssigkeit an Kohlenwasserstoffen am Ausgang der Säule mit der Zeit wächst, was eine fortschreitende Hemmung der Aktivität der Füllung aufgrund der Gegenwart von

μ Reinigungsmitteln belegt. Diese Kohlenwasserstoffkonzentration am Ausgang erreicht beispielsweise 235 mg/1 am Ende von 10 Betriebsstunden für Wässer, die am Eingang 1770 mg/1 Kohlenwasserstoffe enthalten, die sowohl von den in den Wässern enthaltenen Kohlen-

h'-> Wasserstoffen als auch von den durch die Reinigungsmittellösung zugeführten Kohlenwasserstoffen stammen. Wenn man dann in die zu behandelnden Wässer vor ihrem Eintritt in die Säule eine Kohlenwasserstoff-

Ergänzungsmenge von 3000 mg/1 einführt, beobachtet man, daß die Konzentration der Wässer an Kohlenwasserstoffen ans Ausgang der Säule bei 10 bis 15 mg/ liegt, wenn der Versuch mit Kohlenwasserstoffzusatz 8 Stunden verlängert wurde.

Man bemerkt, daß der ergänzende Kohlenwasserstoffzusatz zu einer Gesamtkonzentration an Kohlenwasserstoffen am Eingang der Säule von 4770 mg/1, d. h. zu einem Gewichtsverhältnis von etwa 2,4 im Verhältnis zur in den Waschwässern enthaltenen Reinigungslösung ι ο und etwa 4,8% im Verhältnis zu den Waschwässern geführt hat

Man sieht daß diese ergänzende Kohlenwasserstoffeinführung es ermöglicht hat die Aktivität der hydrophilen Füllung der Säule wieder herzustellen und ι dann auf Dauer zu bewahrea

Beispiel 2

Für diese Versuchreihe verwendete man ein künstlich aus einem Gemisch von weichem Wasser, Reinigungs- ίο mittellösung und Heizöl zusammengesetztes Abwasser, das als ganzes in einer Pumpe zwecks Bildung einer Emulsion gerührt wurde.

Bei einer Reinigungsmittelkonzentration von 3%o konnte man ermitteln, daß eine Konzentration an J5 Heizöl von 6%o erforderlich war, um zu einer wirksamen Extraktion der Kohlenwasserstoffe der Emulsion in der oleophilen Säule zu gelangen. In diesem Fall war die Gesamtkonzentration an Kohlenwasserstoffen am Eingang der Säule etwa 8500mg/1, d.h. 6000 mg/1 vom Heizöl her und 2500 mg/1 von der Reinigungsmittellösung her.

Die gesamte Kohlenwasserstoffmenge bedeutet daher ein Gewichtsverhältnis von etwa 2,8 im Verhältnis zur Reinigungsmittellösung und ein Verhältnis von 8,5%o zur Gesamtheit der behandelten Wässer.

In einem zweiten Versuch enthielt das Abwasser 1% Reinigungsmittel, und man mußte eine Konzentration an Heizöl von 3% einstellen, um eine wirksame Extraktion der Kohlenwasserstoffe zu erzielen, die zu <o einer Ausgangskonzentration von 20 ppm führte. Dabei war die gesamte Kohlenwasserstoffmenge am Eingang der Säule 38 500 mg/1, wovon 30 000 mg/1 aus dem Heizöl und 8500 mg/1 aus der Reinigungsmittellösung stammten. Die gesamte Kohlenwasserstoffkonzentra- 4.-> tion am Eingang der Säule entsprach also einem Gewichtsverhältnis von 3,85 gegenüber der Reinigungsmittellösung und von 3,85% der Gesamtmenge der behandelten Wässer.

Zur Extrapolation und obwohl dieser neue Versuch nicht von industriellem Interesse ist, führte man einen dritten Versuch mit einem 5% Reinigungsmittel enthaltenden Abwasser durch. Es war dann nötig, die Konzentration an Heizöl bis auf 25% zu bringen, um eine noch schwierige Extraktion zu erzielen, da die 5:5 Konzentration des behandelten Wassers an Kohlenwasserstoffen noch 50 ppm nach einer zusätzlichen Dekantierung von 48 Stunden war. In diesem Fall betrug die gesamte Kohlenwasserstoffkonzentration am Eingang der Säule 292 500 mg/1, wovon 250 000 mg/1 vom ω Heizöl und etwa 42 500 mg/1 vom Reinigungsmittel stammten.

Die Gesamtheit dieses Beispiels zeigt, daß die gesamte Kohlenwasserstoffmenge am Eingang der Säule und folglich die zuzusetzende Kohlenwasser- fa> Stoffergänzungsmenge nach einer sehr wachsenden Funktion gegenüber der Konzentration der in den zu behandelnden Wässern vorliegenden Reinigungsmittel wächst

Andere Versuche unter Berücksichtigung von wirtschaftlichen Kriterien und tätsächlichen industriellen Bedingungen führten dazu, für die Gesamtkonzentration an Kohlenwasserstoffen am Eingang der Säule ein Gewichtsverhältnis von 1 bis 10 zu den im Abwasser enthaltenen Reinigungsmitteln und von l%o bis 5% gegenüber der Gesamtheit der zu behandelnden Wässer zu wählen. Niedrigere Kohlenwasserstoffkonzentrationen als diese Werte neutralisieren nicht genügend die Inhibierung der Füllung durch die Reinigungsmittel; für höhere Konzentrationen beobachtet man einen Beginn der Erzeugung von inversen Emulsionen, deren Behandlung sehr viel schwieriger in den Säulen mit oleophiler Füllung wird.

Die Anlagen zur Reinigung von durch Kohlenwasserstoffe verunreinigten Abwässern weisen sehr oft Becken zur Primärdekantierung auf, die eine erste natürliche Trennung ermöglichen. In diesem Fall bestehen die vor den Behandlungssäulen eingeführten Kohlenwasserstoffzusätze vorteilhaft aus Kohlenwasserstoffen, die aus den aufschwimmenden Schichten in den Dekantierbecken entnommen sind.

Man kann noch beobachten, daß die Reinigungsmittel enthaltenden Abwässer allgemein viel Stoffe in Suspension mitführen.

LJm diese Art öligen Abwassers in Koaleszenzsäulen zu behandeln, sieht man allgemein Füllungen einer Teilchengröße zwischen 0,5 und 1 mm und manchmal von 03 bis 0,8 mm vor.

Wenn das zu behandelnde Abwasser mit suspendierten Teilchen einer Korngröße bis zu 0,5 mm beladen ist, muß man eine schnelle Ablagerung der oberen Schicht der Auskleidung durch diese suspendierten Stoffe vermeiden. Außerdem muß die Einrichtung anschließend gewaschen werden können, um diese suspendierten Stoffe zu beseitigen, ohne die feine Auskleidung zu entfernen.

Die Regulierung der gesamten Konzentration an Kohlenwasserstoffen am Eingang der Koaleszenzsäule nach den oben definierten Kriterien genügt also nicht, um eine korrekte Reinigung in dem Fall zu sichern, wo diese Abwässer auch viel suspendierte Stoffe enthalten.

Um eine korrekte Reinigung zu erzielen, ist eine Koaleszenzbehandlung in zwei aufeinanderfolgenden Säulen zu empfehlen, wobei der ergänzende Kohlenwasserstoffzusatz vor dem Eintritt in die erste Säule erfolgt.

Dabei weist die erste, sogenannte Vorbehandlungssäule eine Füllung mit einer Korngröße von 0,6 bis 1,2 mm zur Entfernung der suspendierten Teilchen und der wesentlichen Menge der Kohlenwasserstoffe und Reinigungsmittel auf. Diese Säule ist dann leicht aufgrund der im Vergleich mit den suspendierten Teilchen viel gröberen Korngröße des Bettes zu reinigen.

Die Behandlung wird dann in einer zweiten Säule vervollständigt, die eine Füllung mit einer Korngröße von 0,3 bis 0,6 mm, allenfalls 0,5 bis 0,8 mm aufweist. Diese zweite Säule ist leicht zu waschen, da die Waschwässer keine oder nur sehr wenig feine Festteilchen enthalten, und die Füllung kann also von Gittern oder feinen Maschensieben zurückgehalten werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Reinigung von durch Kohlenwasserstoffe verunreinigten Abwässern unter Anwendung des Durchlaufs der Wässer durch wenigstens eine Säule mit oleophüer Füllung und Einführung von Kohlenwasserstoffen vor Eintritt in die Säule bei zusätzlichem Reinigungsmittelgehalt der verunreinigten Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenwasserstoff-Zusatzmenge derart bemessen wird, daß das Gewichtsverhältnis der Gesamtheit der in den Wässern enthaltenen Kohlenwasserstoffe beim Eintritt in die Säule einen Wert von l%o bis 5% der behandelten Wässer und vom 1- bis lOfachen der in den Wässern enthaltenen Reinigungsmittelstoffe beträgt

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Durchführung mit einer Primärdekantiergefäße für die verunreinigten Wässer enthaltenden Anlage, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Einstellen des gewünschten Wertes der Kohlenwasserstoff-Konzentration vor den Auskleidungssäulen am oberen Teil des Primärdekantiergefäßes erfaßte öle verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zur Anwendung auf Abwasser, die Stoffe eines Durchnessers im Bereich von 0,1 bis 0,5 mm in Suspension enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß man nach Regulierung der Konzentration an Kohlenwasserstoffen die Abwässer in zwei aufeinanderfolgenden Säulen behandelt, deren erste mit Materialien einer Korngröße über 0,6 mm gefüllt ist und deren zweite mit Materialien einer Korngröße von 0,3 bis 0,8 mm gefüllt ist.