DE2848710A1 - METHOD FOR WASTEWATER CLEANING - Google Patents
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Description
Case 4609-B
12/10/ncCase 4609-B
12/10 / nc
STERLING DRUG INC., New York, V.St.A.STERLING DRUG INC., New York, V.St.A.
Verfahren zur Reinigung von AbwasserProcess for purifying waste water
B_e_s_c_h_r_e_i_b_u_n_cjB_e_s_c_h_r_e_i_b_u_n_cj
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Abwässern zur Entfernung von Verunreinigungen und zur Bewirkung einer Nitrifizierung mit beispiellosem Nutzeffekt, durch ein biologisches Belüftungssystem und eine wässrige Aufschlämmung einer oxidierten Biomasse-Aktivkohle.The invention relates to a method for treating waste water to remove impurities and to effect nitrification with unprecedented efficiency, through a biological ventilation system and an aqueous slurry of oxidized biomass activated carbon.
Die durch die moderne stark bevölkerte Industriegesellschaft erzeugten Abwässer erfordern Behandlungsmethoden mit ständig zunehmender Schwierigkeit. Besondere Anforderungen stellen die Entfernung von Spuren toxischer Substanzen, sowie der Nährstoffe für Wasserpflanzen. In jüngerer Zeit wurden Verfahren unter Anwendung einer Kombination von biologischen Organismen und einem fein verteilten festen Sorbens gefunden, die eine wirksame Behandlung ermöglichen.The generated by the modern heavily populated industrial society Wastewater requires treatment methods with ever increasing difficulty. The distance makes special demands of traces of toxic substances, as well as the nutrients for aquatic plants. More recently, methods have been used a combination of biological organisms and a finely divided solid sorbent found to be an effective treatment enable.
Die günstige Wirkung des teilchenförmigen festen Sorbens wird im allgemeinen der Sorption von für Mikroorganismen toxischen Substanzen, der verbesserten Sedimentation von suspendierten Feststoffen in der Klärstufe und der Aufrechterhaltung eines hohen Feststoffgehalts in dem Reaktor zugeschrieben. Allgemein wurde angenommen, daß das Sorbens eine beträchtliche spezifische Ober-The beneficial effect of the particulate solid sorbent is shown in the generally the sorption of substances toxic to microorganisms, the improved sedimentation of suspended solids in the clarification stage and the maintenance of a high solids content in the reactor. General became assumed that the sorbent has a considerable specific upper
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fläche aufweisen muß, wie 100 - 2 000 m /g und daß dem Abwasser kontinuierlich neues Sorbens in einem festgesetzten Ausmaß zugeführt werden müsse« Handelsübliche Sorbentien, wie Aktivkohle, Diatomeenerde und dgl,„ die die angenommenen Erfordernisse erfüllen«, tragen zu den materiellen Kosten bei„ Es wurde daher nach Methoden sur Wiedergewinnung von verbrauchten" Sorbentien gesuchtemust have an area such as 100 - 2,000 m / g and that the waste water new sorbent has to be added continuously in a fixed amount «commercial sorbents such as activated carbon, Diatomaceous earth and the like "which meet the assumed requirements", contribute to the material costs “It was therefore after We are looking for methods for the recovery of used sorbents
Es wurden viele Verfahren zur Regenerierung von Aktivkohlen beschrieben 0 die sich Methoden ähnlich den bei der ursprünglichen Herstellung verwendeten bedienen, d. h. der Hochtemperaturbehandlung von Feststoffen in einer gasförmigen Atmosphäre von Dampfoder Wasserdampf, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid oder Sauerstoff. Derartige Verfahren wurden entwickelt,, um dem Sorbens die ursprünglichen Charakteristika wiederzugeben.There are many methods for the regeneration of activated carbons which are similar to those described in 0 use used in the original manufacturing methods, the high temperature treatment means of solids in a gaseous atmosphere of steam or water vapor, carbon dioxide, carbon monoxide or oxygen. Such processes were developed in order to restore the original characteristics of the sorbent.
Ein weiteres Wiedergewinnungsverfahren ist die Naßoxidation, wie sie in den US-PSen 3 385 922 und 3 442 798 beschrieben wird. Dieses Verfahren weist den Vorteil der Anwendbarkeit auf eine wässrige Aufschlämmung des verbrauchten Sorbens auf, wodurch Filter- und Trocknungskosten vermieden werden« In Patentschriften von Schoeffel et al. wird die Naßoxidation durch die Temperatur, die Verweilzeit und das Verhältnis von Sauerstoff zu adsorbierten Feststoffen derart bestimmt, daß die sorbierten,, organischen Materialien im wesentlichen vollständig oxidiert werden, ein Minimum an Sorbens verlorengeht und das idedergewonnene Sorbens in seinen Charakteristika dem ursprünglichen Produkt nahekommt.Another recovery process is wet oxidation, such as it is described in U.S. Patents 3,385,922 and 3,442,798. This The method has the advantage of being applicable to an aqueous slurry of the used sorbent, whereby filter- and drying costs are avoided «In patents by Schoeffel et al. is the wet oxidation by the temperature that Residence time and the ratio of oxygen to adsorbed solids are determined in such a way that the sorbed ,, organic materials is substantially completely oxidized, a minimum of sorbent is lost and the idhe recovered sorbent is in its Characteristics comes close to the original product.
Die Anwendung von pulverisierter Aktivkohle bei der Biobehandlung von Abwässern sur erleichterten Entfernung organischer Verunreinigungen und/oder der Mitrifizierung wird in den üS-PSen 3 957 632, 3 904 518, 3 980 556, 3 803 029 und 3 876 536 sowie in der CA-PS 1 006 993 beschriebeneThe use of powdered activated carbon in bio-treatment of wastewater to facilitate the removal of organic contaminants and / or the mitrification is in the üS-PS 3 957 632, 3 904 518, 3 980 556, 3 803 029 and 3 876 536 as well as in the CA-PS 1 006 993 described
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sur Behandlung von rohen Abwässern, welches umfaßts The invention relates to a method of treatment of raw wastewater, which comprises
On e% <o7 /7 ro\ On e% <o7 / 7 ro \
a) den Kontakt der Abwasser mit einer Masse von modifizierten, akklimatisierten, aeroben Mikroorganismen und pulverisierter Aktivkohle in Anwesenheit von gelöstem Sauerstoff, der über 1 Teil pro Million (ppm) gehalten wird, bis eine wesentliche Verringerung des chemischen und biologischen Sauerstoffbedarfs durch Adsorption durch den Kohlenstoff und durch biologische Oxidation aufgetreten ist?a) the contact of the wastewater with a mass of modified, acclimated, aerobic microorganisms and powdered ones Activated carbon in the presence of dissolved oxygen, which is held above 1 part per million (ppm) until substantial Reduction of the chemical and biological oxygen demand through adsorption by the carbon and by biological ones Has oxidation occurred?
b) das Abtrennen des in der Stufe a) gebildeten Gemischs von Kohlenstoff und Biomasse;b) separating the mixture formed in step a) from carbon and biomass;
c) das Rückführen eines Teils, vorzugsweise zwischen 50 und 98 % des Gemischs von Kohlenstoff und Biomasse, erhalten in Stufe b), zur Behandlung wieterer Anteile des rohen Abwassers;c) the recycling of part, preferably between 50 and 98%, of the mixture of carbon and biomass obtained in step b), for the treatment of further parts of the raw wastewater;
d) die teilweise Naßoxidation des Rests des Gemischs von Kohlenstoff und Biomasse, erhalten in Stufe b), bei einer Temperatur von 2000C bis 26O°C und einer Verweilzeit von 30 bis 60 Minuten, wobei die Zufuhr von sauerstoffhaltigem Gas derart begrenzt wird, daß die Sauerstoffkonzentration im Abgas unter 7 Vol.-% liegt;d) the partial wet oxidation of the remainder of the mixture of carbon and biomass obtained in step b), at a temperature of 200 0 C to 26O ° C and a residence time of 30 to 60 minutes, wherein the supply of oxygen-containing gas is limited in such a way that the oxygen concentration in the exhaust gas is below 7% by volume;
e) das Rückführen der Aufschlämmung von naßoxidiertem Kohlenstoff und Biomasse, erhalten in Stufe d), zur Behandlung von weiterem rohem Abwasser, wobei frische Aktivkohle nur bis zu dem. zur Auffüllung von während dem Verfahren auftretenden Verlusten erforderlichen Ausmaß zugesetzt wird;e) recycling the slurry of wet oxidized carbon and biomass, obtained in step d), for the treatment of further raw wastewater, with fresh activated carbon only up to to the. to make up for losses occurring during the procedure required amount is added;
f) die kontinuierliche Wiederholung der Stufen a) - e);f) the continuous repetition of steps a) - e);
g) die Entfernung des resultierenden Abstroms aus im wesentlichen reduziertem chemischem Sauerstoffbedarf, biologischem Sauerstoffbedarf und Ammoniak-Stickstoff.g) the removal of the resulting effluent from substantially reduced chemical oxygen demand, biological Oxygen demand and ammonia nitrogen.
Es wurde nun gefunden, daß eine weniger als vollständige Naßluftoxidation von sorbiertem und assoziiertem organischem Material zuIt has now been found that there is less than complete wet air oxidation of sorbed and associated organic material
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einem Äufschlämmungsprodukt führt, das bei Rückfuhr zu einem aeroben biophysikalischen Behandlungsverfahren die Leistungsfähigkeit des Verfahrens im Hinblick auf die mit frischem Kohlenstoff oder mit Kohlenstoff erzielbare verbessert, der regeneriert wurde, um seine ursprünglichen Charakteristika wieder herzustellen-Es wurde gefunden, daß man eine wesentlich verbesserte Umwandlungsgeschwindigkeit von Ammoniak-Stickstoff in Nitrite und Nitrate, ein Oxidationsverfahren, das gewöhnlich als Nitrifizierung bekannt ist, erzielen kann, wenn man zum biophysikalischen System eine Kohlenstoffaufschlämmung zurückführt, die weniger kräftig oxidiert ist und die etwas nicht oxidiertes,lösliches,nicht adsorbiertes organisches Material enthält, sowie einen Kohlenstoff, dessen Charakteristika im Hinblick auf die von frischem Kohlenstoff verändert sind.a slurry product which, when recycled, leads to a aerobic biophysical treatment process performance of the process in terms of that achievable with fresh carbon or with carbon that regenerates was made to restore its original characteristics-It it was found that a significantly improved rate of conversion of ammonia-nitrogen into nitrites and nitrates, an oxidation process commonly known as nitrification can be achieved by adding a to the biophysical system Returns carbon slurry, which oxidizes less vigorously and which is something that is not oxidized, soluble, not adsorbed contains organic material, as well as a carbon whose characteristics are changed with respect to those of fresh carbon are.
Unterzieht man eine Aufschlämmung von verbrauchtem kohlenstoffhaltigem Sorbens und überschüssigem biologischem Material, das aus einer kombinierten aeroben biologisch physikalischen Sorptionsbehandlung von Abwasser entfernt worden war, einer Naßluftoxidation bei Temperaturen von 200 - 26O°C während einer Verweilzeit von 30 - 60 Minuten, und begrenzt man die Luftgeschwindigkeit bzw. die Luftzufuhr zu dem Oxidationsverfahren derart, daß die Sauerstoffkonzentration des Abgases 7 Vol.-% nicht überschreitet, so nimmt die erzeugte Aufschlämmung überraschend günstige Eigenschaften für die biophysikalische Behandlung von Abwässern an.Subjecting a slurry of spent carbonaceous Sorbent and excess biological material resulting from a combined aerobic biological physical sorption treatment had been removed from waste water, a wet air oxidation at temperatures of 200-260 ° C during a residence time of 30 - 60 minutes, and the air speed or the air supply to the oxidation process is limited in such a way that the oxygen concentration of the exhaust gas does not exceed 7% by volume, the slurry produced is surprisingly favorable Properties for the biophysical treatment of wastewater.
Die Naßoxidation unter den vorstehenden Bedingungen bewirkt bestimmte Eigenschaften in der Aufschlämmung. Das suspendierte, kohlenstoffhaltige Sorbens weist eine Verteilung von Porendurchmesser-wirksame Oberfläche auf, die sich von der typischer erzeugter Aktivkohlen unterscheidet, wobei das naßoxidierte Produkt eine wesentlich geringere Oberfläche in Poren von unter 3 nm (30 Ä) Durchmesser und wesentlich mehr Oberfläche in Poren von 3 - 60 nm ( 30 - 600 Ä) Durchmesser aufweist.The wet oxidation under the above conditions causes certain properties in the slurry. The suspended, carbonaceous sorbent has a distribution of pore diameter effective surface area which differs from the typical activated carbons produced, with the wet oxidized product having a significantly smaller surface area in pores of less than 3 nm (30 Å) in diameter and significantly more surface area in pores of 3 - 60 nm (30 - 600 Å) in diameter.
Die naßoxidierten Feststoffe unterscheiden sich auch beträchtlich von handelsüblichen Aktivkohlen durch ihre elementare Zu- The wet-oxidized solids also differ considerably from commercially available activated carbons in their elementary additions.
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sammensetzung„ Derartige Unterschiede sind im folgenden tabellarisch aufgeführtjcomposition “Such differences are shown in the table below listedj
6090
60
Norganic
N
0organic
0
20 -60 -
20 -
1 - 30.5 - 1
1 - 3
5-200.5 - 1
5-20
KaSoxidierte
FeststoffeActivated carbon
KaSoxidized
Solids
— 2™ j
- 2nd
Der Rest des Materials ist anorganischThe rest of the material is inorganic
Sin weiteres Charakteristiken der naßoxidierten Aufschlämmung von kohlenstoffhaltigem verbrauchtem Sorbens, das durch das erfinctangsgemäße Verfahren erzeugt wird, ist die Anwesenheit von oxidierten,, organischen Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht in der Lösungsphase, Es wurden C.,-C.-Alkohole, Aldehyde, Ketone„ Säuren und Ester identifiziert. Die Konzentrationen liegen so^daß sie 3 000 bis 15 000 mg/1 chemischen Sauerstoffbedarf (COG) und 2 000 - 10 000 mg/1 biologischen Sauerstoffbedarf (BOD) ergeben« Es hat sich gezeigt, daß das lösliche organische Material @£n ausgezeichnetes biologisches Substrat ist. Umfassende Untersuchungen haben gezeigt„ daß der Srsats einer handelsüblichen Aktivkohle durch diese naßoxidierte Aufschlämmung zu wesentlichen Verbesserungen im Vergleich mit bekannten Verfahren führt, Insbasondere hinsichtlich des Ausmaßes und der Geschwindigkeit der EJitrifizierung«Another characteristic of the wet oxidized slurry of carbonaceous spent sorbent produced by the process of the present invention is the presence of oxidized, low molecular weight organic compounds in the solution phase. C., -C. Alcohols, aldehydes, ketones "acids and esters identified. The concentrations are such that they result in 3,000 to 15,000 mg / 1 chemical oxygen demand (COG) and 2,000-10,000 mg / 1 biological oxygen demand (BOD). It has been shown that the soluble organic material is excellent is a biological substrate. Extensive investigations have shown "that the Srsats of a commercially available activated carbon through this wet-oxidized slurry leads to significant improvements compared with known processes, in particular with regard to the extent and the speed of the ejitrification"
Ss wurde gefunden, daß die Erzeugung der gewünschten naßoxidierten Aufschlämmung wirksam dadurch, erzielt i-yerden kann, daß man zunächst eine Menge an handelsüblicher Aktivkohle isa den Reaktor eines biologischen Systems einbringt, anschließend das biologische Abwasser-It was found that the production of the desired wet oxidized Slurry can be effectively achieved by first a lot of commercially available activated carbon isa the reactor of a biological System, then the biological wastewater
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system kontinuierlich betreibt und eine periodisch gesteuerte Naßoxidation der aus dem System abgezogenen Aufschlämmungen beginnt. Nach einem Betrieb von einigen Tagen erhält man eine naßoxidierte Aufschlämmung mit optimalen Eigenschaften. Anschliessend führt man die gewünschte Abwasserbehandlung weiter durch, wobei man den Zusatz von frischer Aktivkohle zu dem System auf die zum Ersatz der normalen Verfahrensverluste erforderliche Menge einschränkt.system operates continuously and periodically controlled wet oxidation of the slurries withdrawn from the system begins. After a few days of operation, a wet-oxidized slurry with optimal properties is obtained. Afterward carry out the desired wastewater treatment further, adding fresh activated carbon to the system limit the amount required to compensate for normal procedural losses.
Das durch das erfindungsgemäße Verfahren zu behandelnde Abwasser kann aus Haushalts-, städtischen oder industriellen Quellen stammen, einschließlich Abwässer und industrielle Abströme oder Gemische davon. Besonders wirksam ist das Verfahren bei Abwässern, die wesentliche Mengen an Ammoniak-Stickstoff enthalten.The wastewater to be treated by the method according to the invention may come from household, urban, or industrial sources, including sewage and industrial effluents or mixtures of that. The process is particularly effective with wastewater that contains substantial amounts of ammonia-nitrogen.
Im folgenden wird das Verfahren anhand der beigefügten Figur weiter erläutert. Kontinuierlich strömendes Abwasser 1 tritt in eine Mischkammer 2 ein, wo es mit Biomasse und Sorbens vermischt wird. Frische Aktivkohle wird durch 9 eingeführt. Das Gemisch strömt zum Reaktor 3, wo gelöster Sauerstoff über 1 ppm gehalten wird, wobei man sich jeglicher bekannten Vorrichtung zum Kontakt einer Flüssigkeit mit einem sauerstoffhaltigen Gas, wie Einperlvorrichtungen, Fest-Film-Reaktoren (fixed film reactors) oder Seitenstrom-Druckgefäßen bedienen kann. In dem Reaktor sind auch alternierende aerobe-anaerobe Regionen möglich. Aus dem Reaktor tritt die Mischung in eine Klärvorrichtung 4 ein, wo suspendierte Feststoffe absitzen können, gelöster Sauerstoff auf 0-2 ppm verringert wird und die biologische Umwandlung von Nitraten und Nitriten in elementaren Stickstoff (Denitrifizierung) auftreten kann. Gereinigtes und geklärtes Wasser 5 strömt aus 4 über. Eine Aufschlämmung von Sorbens und Biomasse 6 wird aus der Klärvorrichtung abgezogen, und anschließend wird ein Teil der Aufschlämmung, vorzugsweise zwischen 50 und 98 % davon, zur Mischvorrichtung 2 zurückgeführt, und der Rest wird im Naßoxidationsreaktor 10 verarbeitet. Je nach den Behandlungserfordernissen kann der Reaktor 10 intermittierend verwendet werden, überschüssige inerte anorganische Aschematerialien 8 werden aus dem Naßoxidationsreaktor abgeblasen, und die naßoxidierte AufschlämmungThe method is explained in more detail below with reference to the attached figure. Continuously flowing wastewater 1 enters a mixing chamber 2, where it is mixed with biomass and sorbent. Fresh activated charcoal is introduced by 9. The mixture flows to reactor 3, where dissolved oxygen is maintained above 1 ppm, using any known device for contacting a liquid with an oxygen-containing gas, such as bubbling devices, fixed film reactors or sidestream pressure vessels . Alternating aerobic-anaerobic regions are also possible in the reactor. From the reactor, the mixture enters a clarifier 4, where suspended solids can settle, dissolved oxygen is reduced to 0-2 ppm and the biological conversion of nitrates and nitrites into elemental nitrogen (denitrification) can occur. Purified and clarified water 5 overflows from 4. A slurry of sorbent and biomass 6 is withdrawn from the clarifier and then a portion of the slurry, preferably between 50 and 98%, is returned to the mixer 2 and the remainder is processed in the wet oxidation reactor 10. Depending on the treatment requirements, the reactor 10 can be used intermittently, excess inert inorganic ash materials 8 vented from the wet oxidation reactor, and the wet oxidized slurry
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7 wird zur Mischvorrichtung 2 geführt.7 is led to the mixing device 2.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf verschiedene Weise in Gang gesetzt werden. Beispielsweise beginnt man mit einem Abwasserstrom und setzt die Vorrichtung zur Oxidation des Abwassers in Betrieb. Das Abwasser kann ausreichende Bevölkerungen an Mikroorganismen enthalten, um mit der biologischen Einwirkung zu beginnen, oder kann der Reaktor 3 mit einem Abwasser oder dgl. angeimpft werden. In jedem Falle wächst die Mikroorganismen-Bevölkerung, und gegebenenfalls enthält aas Gemisch in dem Reaktor eine Mikroorganismenmasse charakteristischerweise im Bereich von 1 000 bis 5 000 mg/1, gemessen an unlöslichem, flüchtigem Material. Anschließend fügt man eine ausreichende Menge an Aktivkohle zu, um 500 bis 50 000 mg/1, vorzugsweise etwa 3 000 bis 15 000 mg/1 flüchtige Aktivkohle zu bilden. Der Ausdruck "flüchtig" bezieht sich auf den Kohlenstoffgehalt, der aus organischen Quellen stammt; meistens enthält handelsübliche Aktivkohle 5 30 % Asche (anorganisch). Alternativ kann die Aktivkohle zu Beginn eingeführt werden, und die Biomasse kann sich anschließend anhäufen. In Gegenwart von Aktivkohle kann eine höhere Konzentration der Biomasse, wie 5 000 bis 10 000 mg/1 erzielt werden.The method according to the invention can be started in various ways. For example, one starts with a sewage stream and puts the device for the oxidation of the waste water into operation. The wastewater can have sufficient populations of microorganisms included to start the biological action, or the reactor 3 with a waste water or the like. be vaccinated. In any event, the population of microorganisms is increasing and the mixture may be contained in the reactor a mass of microorganisms characteristically in the range from 1,000 to 5,000 mg / l, measured in terms of insoluble, volatile material. A sufficient amount of activated carbon, around 500 to 50,000 mg / l, preferably about 3,000 to 15,000, is then added mg / 1 volatile activated carbon to form. The term "volatile" refers to the carbon content derived from organic Sources comes from; Usually commercial activated charcoal contains 5 30% ash (inorganic). Alternatively, the activated charcoal can be used at the beginning can be introduced, and the biomass can then accumulate. In the presence of activated carbon, a higher concentration can be achieved of biomass, such as 5,000 to 10,000 mg / 1 can be achieved.
Auf jeden Fall kann, wenn einmal ein gewünschtes Ausmaß an Aktivkohle- und Biomassenkonzentration erzielt ist, das Verfahren zur Erzeugung einer bevorzugten Sorbensaufschlämmung begonnen werden. Ein Teil der aus der Klärvorrichtung 4 abgezogenen eingedickten Aufschlämmung wird zum Naßoxidationsreaktor 10 abgeleitet. Die Reaktionstemperatur, die Verweilzeit und das Gewicht: Gewicht-Verhältnis von Sauerstoff in komprimiertem Gas: Feststoffen in der Aufschlämmung, bestimmen die Ausbeute an aktivem, oxidiertem Sorbens. Die volumetrische Fließgeschwindigkeit der verdickten Aufschlämmung, die der Naßoxidation zugeführt wird, die Konzentration an Feststoffen in der verdickten Aufschlämmung, die Ausbeute der Naßoxidation und die Geschwindigkeit des Ascheabzugs 8 bestimmen die Geschwindigkeit, mit der aktive, oxidierte Sorbensfeststoffe zum Abwasserbehandlungsreaktor 3 zurückgeführt werden« Die ursprüngliche Menge der in den Abwasserreaktor 3 eingeführten Aktivkohle und jegliche zusätzlich zugeführte Aktiv-In any case, once a desired level is achieved in activated carbon and biomass concentration, the method can be started for forming a preferred Sorbensaufschlämmung. A portion of the thickened slurry withdrawn from the clarifier 4 is discharged to the wet oxidation reactor 10. The reaction temperature, residence time and weight: weight ratio of oxygen in compressed gas: solids in the slurry determine the yield of active, oxidized sorbent. The volumetric flow rate of the thickened slurry fed to the wet oxidation, the concentration of solids in the thickened slurry, the yield of the wet oxidation and the speed of the ash drawer 8 determine the rate at which active, oxidized sorbent solids are returned to the sewage treatment reactor 3 « The original Amount of activated carbon introduced into the wastewater reactor 3 and any additionally supplied active
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kohle 9 bestimmen die Gesamtaktivkohle,die dem System zugeführt wird.carbon 9 determine the total activated carbon supplied to the system will.
In dem Belüftungssystem variiert die Belüftungszeit für die gemischte Flüssigkeit zwischen 0,5 und 24 Stunden und die Verweilzeit der Feststoffe variiert von 2 bis 50 Tagen. Die Temperatur liegt bei Umgebungstemperatur ( 5 - 300C).In the aeration system, the aeration time for the mixed liquid varies from 0.5 to 24 hours and the residence time of the solids varies from 2 to 50 days. The temperature is at ambient temperature (5-30 ° C.).
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung: The following examples serve to further illustrate the invention:
Eine der beigefügten Figur entsprechende Versuchsanofdnung wurde aufgebaut, um die Leistungsfähigkeit eines biophysikalischen Systems bei der Behandlung eines städtischen Abwassers zu prüfen. Während einer Periode von 33 Tagen, die als Periode A bezeichnet wird, wurde nur frische Aktivkohle zu der gemischten Flüssigkeit in dem Abwasser-Behandlungsreaktor zugesetzt. Während eines folgenden Zeitraums von 46 Tagen, der als Periode B bezeichnet wird, wurde eine eingedickte Aufschlämmung abgetrennt, naß oxidiert, und die aktive, oxidierte Sorbensaufschlämmung wurde zum Abwasser-Behandlungsreaktor zurückgeführt. Die Naßoxidation wurde bei 2000C durchgeführt, bei einer Verweilzeit von 60 Minuten und einem Sauerstoffgehalt von weniger als 7 Vol.-% in dem abströmenden Gas. Komprimierte Luft wurde als Sauerstoffquelle verwendet. Das Biomasse:Sorbens-Gewicht/Gewicht-Verhältnis betrug 0,4 : 1,0.A test setup corresponding to the attached figure was set up to test the performance of a biophysical system in the treatment of urban wastewater. During a period of 33 days, referred to as Period A, only fresh activated carbon was added to the mixed liquid in the waste water treatment reactor. During a subsequent 46 day period, referred to as Period B, a thickened slurry was separated, wet oxidized, and the active, oxidized sorbent slurry was returned to the wastewater treatment reactor. Wet oxidation was carried out at 200 0 C, with a residence time of 60 minutes and an oxygen content of less than 7 vol .-% in the effluent gas. Compressed air was used as the source of oxygen. The biomass: sorbent weight / weight ratio was 0.4: 1.0.
In der Tabelle I sind Details für den Betrieb und die Ergebnisse aufgeführt. Trotzdem die Menge des einströmenden Abwassers im Zeitraum B aufgrund eines klimatischen Temperaturanstiegs größer wurde, war die Leistungsfähigkeit im Hinblick auf abströmendes BOD und COD im Zeitraum B ebenso groß wie im Zeitraum A. Die Entfernung von Ammoniak durch biologische Nitrifizierung konnte während des Zeitraums A nicht induziert werden. Im Gegen-Table I gives details of the operation and results. Still, the amount of sewage flowing in in the period B became larger due to a climatic temperature rise, the efficiency was in terms of effluent BOD and COD in period B are the same as in period A. The removal of ammonia by biological nitrification could not be induced during period A. In the opposite
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28A871028A8710
satz hierzu erhielt man im Zeitraum B eine etwa 84 %ige Entfernung von Ammoniak. In diesem Falle wurde eine durch Naßoxidation regenerierte Kohle in dem Biobehandlungssystem verwendet; die lösliche Fraktion .und/oder die regenerierte Kohle stimulierten die biologische Nitrifizierung.As a result, an approximately 84% removal was obtained in period B. of ammonia. In this case, a coal regenerated by wet oxidation was used in the biotreatment system; the soluble fraction and / or the regenerated carbon stimulated biological nitrification.
reaktorTemperature in the bio-treatment
reactor
mischte FlüssigkeitVentilation time for the ge
mixed liquid
Belüftungszone (Gramm):
Bereich
DurchschnittVolatile activated carbon in the
Ventilation zone (grams):
area
average
608430-790
608
643530-720
643
Dosierungsgeschwindigkeit
mg/mlVolatile activated carbon
Dosing rate
mg / ml
Die Dosierungsgeschwindigkeit für die flüchtige Aktivkohle ist ein Maß für die Masse an frischer Kohle (gebrauchte plus regenerierte) , die pro Einheitsvolumen Abwasser, das in das System fließt, zugesetzt wurde.The dosing rate for the volatile activated carbon is a measure of the mass of fresh carbon (used plus regenerated) added per unit volume of wastewater flowing into the system.
909820/074909820/074
Ein Abwasser aus 60 % Hauhaltsquellen und 40 % industriellen Quellen wurde auf seine Behandlungsmöglichkeit sowohl mit der Versuchsanlage, als auch einer in großem Umfang betreibbaren Anlage des in der beigefügten Figur dargestellten Typs untersucht. Es wurden verschiedene Naßoxidationstemperaturen zur Erzeugung von Aktivkohleaufschlämmung aus verbrauchten Sorbens-Biomasse-Gemischen verwendet.A wastewater from 60% domestic sources and 40% industrial sources was on its treatment option with both the Test facility, as well as a facility that can be operated on a large scale of the type shown in the accompanying figure. Various wet oxidation temperatures were used to generate it of activated carbon slurry from used sorbent-biomass mixtures used.
In dar Tabelle II sind Details für den Betrieb und die Ergebnisse angegeben. Dieses Beispiel zeigt die hohe Leistungsfähigkeit mit der aktiven, oxidierten Sorbensaufschlämmung, die bei Naßoxidationstemperaturen im Bereich von 200 - 250 C erhalten wurde.Refer to Table II for details of the operation and results specified. This example shows the high performance with the active, oxidized sorbent slurry operating at wet oxidation temperatures in the range of 200-250 ° C was obtained.
II.
Ausrüstungequipment
Versuchsanlage vollerTest facility full
Betrieboperation
VersuchsanlageTest facility
Reaktionstemperatur zur Biobehandlung, 0CReaction temperature for biotreatment, 0 C
Feststoff-Verweilzeit TageSolid residence time days
Belüftungszeit der gemischten Flüssigkeit Std.Aeration time of the mixed liquid hrs.
Konzentration an flüchtiger Aktivkohle im Bio-Behandlungsreaktor mg/1Concentration of volatile activated carbon in the bio-treatment reactor mg / 1
Flüchtige AktivkohleVolatile activated carbon
DosierungsgeschwindigkeitDosing rate
mg/1mg / 1
Naßoxidationstemperatur Einströmender BOD, mg/ml Abströmender BOD Einströmender COD, mg/ml Abströmender CODWet Oxidation Temperature Inflowing BOD, mg / ml Outflowing BOD Incoming COD, mg / ml Outgoing COD
17-20
16,917-20
16.9
4,4-8,0
58704.4-8.0
5870
20-26 3520-26 35
8-12 31008-12 3100
12-18 1312-18 13
8 52008 5200
Ausrüstung Versuchsanlage voller VersuchsanlageEquipment test facility full test facility
Betrieboperation
Aus den naßoxidierten Aufschlämmungen des Beispiels 2 wurden durch Filtrieren, Waschen und Trocknen feste Sorbentien gewonnen. Die chemische Analyse, die Oberflächenanalyse una die jeweiligen Wirksamkeiten für die Adsorption von Standardtestsubstanzen wurden ermittelt; die Ergebnisse sind in der Tabelle III aufgeführt.Solid sorbents were obtained from the wet-oxidized slurries of Example 2 by filtering, washing and drying. The chemical analysis, the surface analysis and the respective effectiveness for the adsorption of standard test substances were carried out determined; the results are shown in Table III.
Dieses Beispiel zeigt, daß die erfindungsgemäß erhaltenen oxidierten Sorbentien Charakteristika aufweisen, die sich beträchtlich von denen der Ausgangsaktivkohle unterscheiden. Die vorstehenden Beispiele zeigen die Überlegenheit dieser erhaltenen Sorbentien.This example shows that the oxidized obtained according to the invention Sorbents have characteristics which differ considerably from those of the starting activated carbon. The foregoing Examples show the superiority of these sorbents obtained.
Periode 12 3 ungebrauchte KohlePeriod 12 3 unused coal
NaßoxidationstemperaturWet oxidation temperature
0C 215 232 250 0 C 215 232 250
Zusammensetzungcomposition
% anorganisch 60,77 52,0 71,71 31,20% inorganic 60.77 52.0 71.71 31.20
% organischer% more organic
Kohlenstoff 23,39 37,16 16,70 64,37Carbon 23.39 37.16 16.70 64.37
% organischer% more organic
Wasserstoff 1,54 1,56 1,04 0,85Hydrogen 1.54 1.56 1.04 0.85
% organischer% more organic
Stickstoff 1,83 2,14 2,51 0,50Nitrogen 1.83 2.14 2.51 0.50
0/07480/0748
Periodeperiod
ungebrauchte Kohleunused coal
Schwefel% more organic
sulfur
Sauerstoff% more organic
oxygen
fläche m2/gSpecific upper
area m 2 / g
des SorbatsRelative effectiveness
of sorbate
8 20/07488 20/0748
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12/10 / nc
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