DE3025353A1

DE3025353A1 - Verfahren zur reinigung von organischen verunreinigten abwaessern mit aktivkohle in zwei oder mehreren hintereinandergeschalteten aktivkohlekolonnen

Info

Publication number: DE3025353A1
Application number: DE19803025353
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. Dr. 6700 Ludwigshafen Dachauer; Siegfried Ing.(Grad.) 6712 Bobenheim-Roxheim Marquardt; Richard Dipl.-Ing. 6702 Bad Dürkheim Stickel
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1980-07-04
Filing date: 1980-07-04
Publication date: 1982-01-28

Description

Verfahren zur Reinigung von organisch verunreinigten Ab-
wässern mit Aktivkohle in zwei oder mehreren hintereinandergeschalteten Aktivkohlekolonnen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von organisch verunreinigten Abwässern mit Aktivkohle in zwei oder mehreren hintereinandergeschalteten Aktivkohlekolonnen.
Bekannt ist die Reinigung organisch belasteter Abwässer durch Perkolation durch eine oder mehrere in Serie geschaltete Aktivkohlekolonne(n), wobei die organischen Inhaltstoffe durch Adsorption an die Aktivkohle aus den Abwässern entfernt werden. Dieses Verfahren ist jedoch grundsätzlich teuer, da die Aktivkohle aufgrund ihrer begrenzten Adsorptionskapazität immer wieder regeneriert werden muß. Neben den laufenden Regenerationskosten tritt auch noch ein erheblicher Verlust an Aktivkohle von bis zu 10 % je Regeneration auf, der durch Frischkohle zu ersetzen ist.
Es sind auch Verfahren zur Reinigung von Abwässer mit (Luft-) Sauerstoff in Gegenwart von Aktivkohle in einem oder mehreren hintereinandergeschalteten Reaktor(en) bekannt. Diese Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß ihre Reinigungsleistung nur in Ausnahmefällen und nur bei speziellen Abwässern ausreicht und daß in jedem Fall eine Nachbehandlung des Abwassers zur Entfernung der restlichen Schmutzstoffe erforderlich ist. Als Nachbehandlung sind sowohl Fällung und Flockung mit anschließender Sedimentation und Schlammaufbereitung als auch die biologische Abwasserreinigung bekannt.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die beim Adsorptionsprozeß zu regenerierenden Aktivkohlemengen und die damit verbundenen Aktivkohleverluste bei gleichbleibendem oder verbessertem Reinigungsgrad zu senken und die Abwasserreinigung ausschließlich in zwei oder mehreren hintereinandergeschalteten Aktivkohlekolonnen auszuführen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß von zwei oder mehreren in Serie geschalteten und vom Abwasser durchströmten Aktivkohlekolonnen die erste oder mehrere der vorderen Kolonnen mit Luft oder einem Sauerstoff enthaltenden Gas begast werden.
Der damit erreichte Vorteil besteht darin, daß in den begasten Kolonnen ein bedeutender Teil der organischen Verunreinigungen oxidativ entfernt wird und die nachfolgenden Adsorptionskolonnen entlastet werden. Die Reinigungsleistung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist mindestens ebenso hoch und in vielen Fällen höher als beim reinen Adsorptions-bzw. bei anderen kombinierten Verfahren und ein weiterer Reinigungsschritt zur Nachbehandlung des Abwassers ist nicht erforderlich.
Zur Steigerung der Oxidationsgeschwindigkeit ist es vorteilhaft, daß die Begasung mit reinem Sauerstoff erfolgt.
Eine weitere Steigung der Reinigungsleistung kann erzielt werden, wenn die mit Luft oder Sauerstoff begasten Aktivkohlekolonnen teilweise oder ganz bei Temperaturen bis zu o vorzugsweise bei 0 100 vorzugsweisebei 20 bis 800C betrieben werden.
Zur Verminderung der einzusetzenden Aktivkohlemenge und zur Verbesserung des Oxidationsgrades und damit weiteren Entlastung der Adsorptionskolonnen ist es vorteilhaft, daß die Begasung im Aktivkohle-Wirbelbett durchgeführt wird.
J Beispiel 1 Ein Abwasser mit 900 mg organisch gebundenem Kohlenstoff je 1 wurde zunächst - von oben nach unten - durch eine von unten belüftete Aktivkohlekolonne geleitet.
Aktivkohlesäule: Durchmesser 95 mm; Höhe 423 mm; Masse: 1 kg; Schüttvolumen: 3 1 Aktivkohle: Kornaktivkohle, Teilchengröße 2 bis 5 mm Abwasserdurchsatz: 1 l/h Begasung: 40 1 Luftlh Ergebnis: Das aus der Kolonne ablaufende Abwasser wies nach Einstellung des Gleichgewichts einen organischen Kohlenstoffgehalt von nur noch ca. 500 mg/l auf, was einer Abreicherung um ca. 44 % entspricht. Gleichzeitige Untersuchungen der Ab luft ergaben, daß der ausgestrippte Anteil organischer Stoffe vernachlässigbar klein ist.
Der Ablauf der belüfteten Kolonne wurde nunmehr durch eine Adsorptionskolonne geleitet, bis die vorgelegte Aktivkohle zu 90 % erschöpft war bzw. das Verhältnis Ablauf- zu Zulaufkonzentration 0,9 betrug.
Es wurde ein Minimalwert von 30 mg organischem Kohlenstoff je 1 gefunden (97 % Gesamtreinigung) und die Adsorptionskapazität der Kohle wurde zu 0>35 kg organisch gebundenem Kohlenstoff je kg Aktivkohle bestimmt, was einem Kohleverbrauch von 1,3 kg je m3 Abwasser entspricht. Zum Vergleich wurde das Abwasser unter den gleichen Bedingungen durch dieselben Kolonnen mit frischer Aktivkohle, jedoch ohne Belüftung der ersten Kolonne geleitet. Es resultierte ein Minimalwert von 45 mg organischem Kohlenstoff pro 1 (95 % Gesamtreinigung) und die Adsorptionskapazität betrug 0,45 kg Kohlenstoff je kg Aktivkohle, was einem Aktivkohleverbrauch von 1,9 kg pro m3 Abwasser entspricht.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird demnach - bei verbesserter Reinigungsleistung - die zu regenerierende Aktivkohlemenge um 0,6 kg je m3 Abwasser bzw. um 32 % reduziert.
Beispiel 2 Ein Abwasser mit 900 mg organischem Kohlenstoff je 1 wurde zunächst durch eine Kolonne mit einem Aktivkohle--Wirbelbett geleitet.
Kolonne: Durchmesser 95 mm; Höhe 423 mm; Volumen 3 1 Aktivkohle: Kornaktivkohle, Korngröße 2-5 mm Masse: 0,3 kg; Schüttvolumen: 0,9 1 Wirbelbetthöhe ca. 300 mm Abwasserdurchsatz: 1 lih Begasung: 200 1 LuSt/h Ergebnis: Das aus der begasten Kolonne ablaufende Abwasser wies nach Einstellung des Gleichgewichts einen organischen Kohlenstoffgehalt von nur noch 350 mg/l auf, was einer Abreicherung um 61 % entspricht. Gleichzeitige Untersuchungen der Abluft ergaben, daß nur ein vernachlässigbar kleiner Anteil organischer Stoffe gestrippt wird.
Der Ablauf der belüfteten Kolonne wurde nun noch durch eine Adsorptionskolonne geleitet, wie in Beispiel 1 beschrieben. Es wurde ein Minimalwert von 25 mg Kohlenstoff pro 1 Abwasser gefunden (97 % Gesamtreinigung) und die Adsorptionskapazität betrug 0,3 kg Kohlenstoff je kg Aktivkohle, was einem Aktivkohleverbrauch von 1,1 kg je m3 Abwasser entspricht.
Nach dem erfindungsgemäßen, in der begasten Kolonne im Aktivkohle-Wirbelbett ausgeführten Verfahren wird demnach die zu regenerierende Aktivkohlemenge - bei verbessertem Reinigungsgrad - um 0,8 kg je m3 Abwasser bzw. um 42 % reduziert.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Reinigung von organisch verunreinigten Abwässern mit Aktivkohle in zwei oder mehreren hintereinandergeschalteten Aktivkohlekolonnen, dadurch gekennzeichnet, daß die erste oder mehrere der vorderen Aktivkohlekolonnen mit Luft oder einem Sauerstoff enthaltenden Gas begast werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begasung mit reinem Sauerstoff erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Luft oder Sauerstoff begasten Aktivkohlekolonnen teilweise oder ganz bei Temperaturen bis 0 0 zu iOO 900°C, vorzugsweise bei 20 bis 800C betrieben werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Begasung im Aktivkohle-Wirbelbett durchgeführt wird.