DE2832289A1 - Verfahren zum reinigen von koksofenabwasser - Google Patents

Description

• Verfahren zum Reinigen von Koksofenabwasser
• Die Erfindung betrifft nach dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1 ein Verfahren zum Reinigen von Koksofenabwasser.
• Beim Kühlen des bei der Kokserzeugung anfallenden Gases wird eine Menge Abwasser ausgeschieden, welches u.a. NH3, HCN, H2S, Phenole und Rhodanid in gelöstem Zustand enthält. Solche Abwässer können nicht in öffentliche Gewässer eingeleitet werden. Die schädigende Wirkung solcher Abwässer äußert sich z.B. an der Einleitungsstelle des Abwassers durch Abtötung von Fischen und Mikroorganismen. Aber selbst an davon weit abgelegenen Stellen, an denen z.B. durch Verdünnung des Abwassers im Fluß schon eine lebensfähige Zone entstanden ist, zeigen sich noch Auswirkungen wie Geschmacksbeeinträchtigungen von aus diesem Gewässer genommenen Trinkwasser und Minderung der Fischqualität. Deswegen ist eine Reinigung von Koksofenabwasser erforderlich.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Beachtung des erforderlichen Endreinheitsgrades des Abwassers ein besonders wirtschaftlich durchführbares Verfahren der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen.
• Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1, also die Vereinigung zweier Prozeßstufen gelöst. Das Abtreiben des NH3, HCN, H2S und andere flüchtige Bestandteile schafft ein Prozeßwasser mit überwiegendem Gehalt an aerob-biologisch abbaufähigen, in gelöster Form vorliegenden organischen Schmutzstoffen, die eine biologische Klärunq auf wirtschaftliche Weise ermöqlichen.
• Mit der Maßnahme des Anspruchs 2 kann auf einfache Weise die erforderliche Temperatur des abgetriebenen Prozeßwassers, welche dieses für die nachfolgende biologische Klärung haben soll, erreicht werden.
• Die Maßnahme des Anspruchs 3 dient der Bindung der fixen NH3-Salze und zur Einstellung des Säuregrades des biologisch aufzuarbeitenden Prozeßwassers. Durch die Zugabe von Eisensalz nach Anspruch 4 wird eine Bindung des in dem Prozeßwasser enthaltenen Schwefelwasserstoff und Zyan bewirkt und damit eine Beeinträchtigung der biologischen Klärung ausgeschaltet sowie die Flocken bildung für die biologische Klärung gefördert. Die Zugabe von Phosphorsäure bzw. Phosphorsalz nach Anspruch 4 in geringen Mengen sowie die Zugabe von Magnesiumsulfat bzw. Schwefelsäure dienen als Nährsalze für die Ausführung der biologischen Klärung.
• Nach Anspruch 5 erfolgt diese vorteilhafterweise mittels Bakterien in einem Schlammbelebungsverfahren. Den Bakterien dienen die im Abwasser enthaltenen Schmutzstoffe als Nahrung zur Erhaltung ihres Lebens und zur Vermehrung. Dabei entstehen durch Bakterienanhäufungen schwebende Flocken mit schleimigem Charakter. Eine Vielzahl solcher Flocken stellt den Belebtschlamm dar.
• Das Schlammbelebungsverfahren kann gemäß Anspruch 6 zweistufig ausgeführt werden, wobei in der ersten Stufe eine Bakterienflora entsteht, die sich auf die leichter abbaubaren organischen Substanzen einstellt und in der zweiten Stufe eine entsprechende Bakterienflora auf die schwerer abbaubaren. Der Reinigungseffekt ist dadurch größer als bei einstufigem Verfahren mit gleichem Belebungsraum.
• Nach Anspruch 7 ist eine vorteilhafte Maßnahme zur Einbringung des für den bakteriellen Abbau erforderlichen Sauerstoffs vorgesehen.
• Da der biologischen Klärung laufend weitere organische Substanzen zugeführt werden, muß ein Teil des Belebtschlammes als Oberschußschlamm entfernt werden. Dieser kann nach der Maßnahme des Anspruchs 8 auf einfache Weise vernichtet werden.
• Mit der Maßnahme des Anspruchs 9 spart man Frischwasser für die Kokslöschung.
• Diesem Zweck dient auch die Maßnahme des Anspruchs lo, da das Prozeßwasser bei der Einleitung in die biologische Klärung ohnehin zu verdünnen ist, um die Phenol konzentration für den Belebtschlamm in den erforderlichen Grenzen zu halten. Es ist dann nur noch eine geringe Menge Frischwasser zuzuführen, um eine Versalzung des Belebtschlammes und damit eine Leistungsminderung der biologischen Klärung zu verhindern.
• Eine Schaumbildung auf der Wasseroberfläche der Belebungsbecken kann mit chemischen Mitteln oder auch durch Bespritzen mit dem geklärten Abwasser unterbunden bzw. auf ein zulässiges Maß eingeschränkt werden, wodurch eine weitere Verwendungsmöglichkeit des geklärten Abwassers an Ort und Stelle gegeben ist.
• Der vorstehend beschriebene Verfahrensablauf nach der Erfindung kann im wesentlichen selbsttätig gesteuert werden.
• Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand einer in der einzigen Figur schematisch dargestellten Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
• Das Koksofenabwasser (Starkwasser) gelangt von einer (nicht dargestellten) Wäsche,in welcher Asche, Staubteilchen, Teer, U1 und dergl. weitgehendst abgeschieden werden, über eine Leitung 1 zum Kopf 2 einer Abtreiberstufe 3, welchen das Koksofenabwasser von Boden zu Boden 4 durchläuft und aus dessen Sumpf 5 das abgetriebene Prozeßwasser austritt. Vor dem Eintritt in den Kopf 2 der Abtreiberstufe 3 wird das Koksofenabwasser in einem Wärmetauscher 6 im Gegenstrom mit dem aus dem Sumpf 5 der Abtreiberstufe 3 austretenden ab g etr## Prozeßwasser erwärmt. Am Kopf 2 der Abtreiberstufe 3 werden die Dämpfe mit den Anteilen an abgetriebenem NH3, H2S, HCN, CO2 usw. zur Verbrennung bzw. Sättigung abgeführt. Der für den Abtreiberprozeß benötigte Fegedampf wird durch eine im Sumpf 5 angeordnete Verdampferschlange 7 erzeugt, welche mit im Koksofen erhitztem Wasser gespeist wird. Im Prozeßwasser kann zur Bindung der fixen NH3-Salze NaOH-Lauge zugegeben werden. Das abgetriebene Prozeßwasser wird über eine Leitung 8 einem Vorbelüftungsbecken 9 der biologischen Kläranlage lo zugeführt. Hier wird dem Prozeßwasser Eisensalz zur Bindung von Schwefelwasserstoff und Zyan zugeführt und damit eine bakterienschädigende Wirkung dieser Stoffe ausgeschaltet. Gleichzeitig wird dadurch eine Flockenbildung begünstigt. Weiter werden hier als Nährsalze für den Belebtschlamm Phosphor in Form von Säure oder Salz und geringe Mengen sonst noch erforderlicher Salze, z.B. Magnesiumsulfat oder Schwefelsäure zugegeben. Die Bakterien reagieren auf pH-Wert- und Temperaturschwankungen mit einem Nachlaß ihrer Leistung. Daher ist auf die Einhaltung möglichst konstanter Werte besonders zu achten. Beides ist in der Kombination der Abtreiberstufe 2 und der biologischen Kläranlage lo durch Prozeßsteuerung allein der Abtreiberstufe 2 möglich. Eine Neutralisationsanlage ist nicht erforderlich, wodurch der Verfahrensablauf vereinfacht wird. Die Temperatur kann durch Variation der Kühimöglichkeiten in dem Wärmetauscher 6 an die gewünschten Erfordernisse angepaßt werden. In der Kläranlage lo wird ein zweistufiges Schlammbelebungsverfahren ausgeführt. Die Kläranlage lo hat zu diesem Zweck zwei hintereinander geschaltete Belebungsbecken 11 und 12 mit jeweiligen Nachklärbecken 13 und 14.
• Damit wird erreicht, daß in der ersten Stufe eine Bakterienflora entsteht, die sich auf die leichter abbaubaren organischen Substanzen einstellt, während in der zweiten Stufe eine entsprechende Bakterienflora für die schwerer abbaubaren organischen Substanzen entsteht. Der Reinigungseffekt einer solchen Anlage ist größer als der einer einstufigen mit gleichem Belebungsraum. In die Belebungsbecken 11 und 12 wird mittels Oberflächenbelüfter der für den bakteriellen Abbau erforderliche Sauerstoff in das Prozeßwasser eingetragen, und zwar dadurch, daß der Belebtschlamm breit verteilt über die Wasseroberfläche geschleudert wird, wobei er sich mit Luft anreichert. Durch intensive Vermischung des Beckeninhaltes, was durch die Oberflächenbelüfter gleichzeitig bewirkt wird, gelangt der Sauerstoff in die gesamte Belebtschlammasse.
• Um geklärtes Abwasser zu erhalten, ist dem Belebtschlamm Zeit zum Absetzen zu geben. Dies wird in den jeweiligen Nachklärbecken 13 und 14 ermöglicht. Der abgesetzte Belebtschl-amm wird als sogenannter Rücklaufschlamm in das jeweilige Belebungsbecken 11 bzw.
• 12 zurückgefördert. Da laufend organische Substanz in die biologische Kläranlage lo eingebracht wird, bildet sich mehr Belebtschlamm als zur Erhaltung gleichmäßigen Betriebes erwünscht ist.
• Dieser Zuwachs wird als sogenannter Oberschußschlamm aus dem System entfernt. Er kann zusammen mit dem Koksgrus in die Koksbatterien gegeben und darin verbrannt werden. Das endgültig geklärte Abwasser kann über einen Ablaufschacht 16 dem Kokslöschturm, im Prozeßwasser vor Einleitung in die biologische Kläranlage lo oder dem Vorfluter zugeführt werden. Durch die ersten beiden Möglichkeiten spart man eine äquivalente Menge Frischwasser, denn das Prozeßwasser ist bei Einleitung in die biologische Kläranlage lo im allgemeinen, wie auch im vorliegenden Fall, zu verdünnen, um die Phenolkonzentration in für den Belebtschlamm günstigen Grenzen zu halten. Es ist dann nur noch eine geringe Menge Frischwasser zuzuführen, um eine Versalzung des Belebtschlammes und damit eine Leistungsminderung zu verhindern.
• Der biologische Abbau des Prozeßwassers 2 kann auch mit anderen Einrichtungen als zuvor beschrieben durchgeführt werden, z.B.
• mit reinem Sauerstoff anstelle von Luft und anstelle von Becken in Tropfkörpern oder dergl.

Claims (9)

1. P a t e n t a n s p r ü c- h e 0 Verfahren zum Reinigen von Koksofenabwasser, dadurch gekennzeichnet, daß das Koksofenabwasser zunächst einer thermischen Behandlung in einer Abtreiberstufe und dann einer biologischen Klärung unterworfen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Koksofenabwasser gegen das aus der Abtreiberstufe austretende abgetriebene Prozeßwasser erwärmt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem abgetriebenen Prozeßwasser Natronlauge zugegeben wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem abgetriebenen Prozeßwasser vor der biologischen Klärung Eisensalz und/oder Phosphorsäure bzw. -salz und/oder Magnesiumsulfat bzw. Schwefelsäure zugegeben wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die biologische Klärung mittels Bakterien in einem Schlammbelebungsverfahren erfolgt.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlammbelebungsverfahren zweis-tufig ausgeführt wird.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Schlammbelebungsverfahren Sauerstoff in das Prozeßwasser mittels Oberflächenbelüftung eingetragen wird.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der anfallende Oberschußschlamm in den Koksofenbatterien verbrannt wird.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das geklärte Abwasser zur Kokslöschung verwendet wird.

   lo. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das geklärte Abwasser zur Verdünnung des Prozeßwassers vor der biologischen Klärung verwendet wird.