DE3030959C2

DE3030959C2 -

Info

Publication number: DE3030959C2
Application number: DE19803030959
Authority: DE
Inventors: Karl Heinz 6239 Kriftel De Schmidt; Wolfgang Dipl.-Chem. Dr.-Ing. 7560 Gassenau De Kuehn; Gerhard Dipl.-Ing. 7500 Karlsruhe De Hoerner
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1980-08-16
Filing date: 1980-08-16
Publication date: 1987-11-05
Also published as: DE3030959A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Wasser, welches leichtflüchtige organische Verbindungen enthält, durch Ausblasen mit Luft in einer Füllkörperkolonne, wobei die aus der Kolonne kommende Luft mindestens teilweise wieder in diese zurück geleitet wird. Das gereinigte Wasser kann z. B. als Trinkwasser verwendet oder als Abwasser abgeleitet werden. Bei den zu ent fernenden organischen Stoffen, die flüssig oder auch gasförmig sein können, handelt es sich bevorzugt um leichtflüchtige Halo genkohlenwasserstoffe wie z. B. Tri- und Tetrachloräthylen, oder auch um Verbindungen wie etwa Benzol oder Aceton.

Das Verfahren des Oberbegriffs der Patentansprüche 1 und 2 ist aus der DE-AS 23 32 150 bekannt, in welcher auch auf die Beachtung des Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichts hingewiesen wird. In Meinck- Stooff-Kohlschütter, "Industrie-Abwässer" ist u. a. beschrieben, organische Lösungsmittel durch Ausdämpfen oder Belüften sowie durch Adsorption an Aktivkohle zu entfernen, wobei in letzterem Fall eine Erhöhung der Temperatur zum Beschleunigen der Adsorp tionsvorgänge empfohlen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren auf einfache und wirtschaftliche Weise durchzuführen und sowohl ein ausreichend gereinigtes als auch ein stabiles Wasser zu erhalten. Dies wird durch die Verfahrensalternativen erreicht, die in den Kennzeichen der Patentansprüche 1 und 2 definiert sind. Bei diesen Varianten wird das Kalk-Kohlensäure- Gleichgewicht nicht gestört, da der Gehalt an CO₂ in dem zu be handelnden Wasser nicht wesentlich verändert wird. Wenn man aus dem Wasser CO₂ entfernt, fällt Calciumkarbonat aus. Diese Ausscheidungen sind unerwünscht und es ist deshalb ein wich tiges Ziel des Verfahrens, den CO₂-Gehalt des Wassers nicht oder nur ganz wenig zu verändern.

Für das Ausblasen in der Kolonne wird üblicherweise ein Volumen verhältnis (gemessen bei 1 bar) Luft : Wasser im Bereich von 1 : 1 bis 50 : 1 eingehalten. Um die Kondensatbildung in der Reinigungszone möglichst zu verhindern und um dadurch bessere Adsorptionsbedingungen einzustellen, wird die aus der Kolonne kommende Luft vor der Reinigungszone auf eine Temperatur er wärmt, die etwa 10 bis 60°C über ihrem Taupunkt liegt. Dies kann durch ein der Kolonne nachgeschaltetes Kreislaufgebläse und der dabei erzielten Druck- und Temperaturerhöhung ge schehen. Falls nötig, wird die Luft vor der Reinigungszone durch eine Aufheizung geführt.

Wird in der Reinigungszone Aktivkohle als Adsorptionsmittel verwendet, so kann sie in bekannter Weise mit Wasserdampf regeneriert werden. Das Desorbat wird gekühlt und anfallendes Kondensat in die Komponenten Lösungsmittel und Wasser getrennt. Das die Trenneinrichtung verlassende Wasser enthält bis zur Löslichkeitsgrenze noch leichtflüchtige organische Verbin dungen. Für die Reinigung dieses Wassers bietet sich wiederum die Behandlung in einem mit Frischluft betriebenen Stripper und die Reinigung der entstehenden Abluft über Aktivkohle an. Für diese Aktivkohle kann auch beladene Aktivkohle der Reini gungszone verwendet werden. Dadurch wird diese Aktivkohle noch höher beladen, was für die Regeneration vorteilhaft ist. Eine andere Möglichkeit der Reinigung des Wassers besteht darin, dieses Wasser direkt durch ein Bett beladener Aktiv kohle, das zuvor in der Reinigungszone verwendet wurde, hin durchzuleiten. Das in der Reinigungszone alternativ eingesetzte Adsorberharz wird ebenfalls regeneriert und wiederverwendet.

Die Zeichnung zeigt eine Möglichkeit für die Durchführung des Verfahrens in Form eines schematischen Fließbildes.

Organische Lösungsmittel enthaltendes Wasser wird in der Leitung 1 einer Kolonne 2 aufgegeben, in welcher der Lösungs mittelgehalt ausgeblasen (gestrippt) wird. Die Kolonne 2 ent hält mehrere Betten aus Füllkörpern, z. B. Raschigringen. Während das zu behandelnde Wasser nach unten durch die Ko lonne 2 rieselt, durchströmt Luft aus der Leitung 3 die Kolonne von unten. Lösungsmittelhaltige Luft, die mit Wasser dampf ganz oder weitgehend gesättigt ist, verläßt die Ko lonne durch die Leitung 4 und wird im Kreislaufgebläse 5 verdichtet. Falls eine weitere Erhitzung der Luft zweckmäßig ist, geschieht dies im Wärmeaustauscher 6.

Die Strippluft wird mit einer Temperatur, die etwa 10 bis 60°C über ihrer Taupunkttemperatur liegt, zum Adsorber 7 ge fördert, wo der Lösungsmittelgehalt entfernt wird. Der CO₂- Gehalt der Luft wird im Adsorber 7 nicht verändert. Die ge reinigte, den Adsorber verlassende Luft wird dann in der Leitung 3 zur Kolonne 2 zurückgeführt.

Behandeltes Wasser, das weitestgehend frei von organischen Lösungsmitteln ist, verläßt die Kolonne 2 in der Leitung 8. Durch die Meßeinrichtung 9 wird festgestellt, ob das Kalk- Kohlensäure-Gleichgewicht des behandelten Wassers gegenüber dem unbehandelten Wasser der Leitung 1 verändert wurde. Dies kann z. B. durch einen Vergleich der pH-Werte geschehen. Üblicherweise ist der pH-Wert des Wassers der Leitung 8 gegenüber dem des Wassers in der Leitung 1 um höchstens 0,2 gändert. Sollte sich der CO₂-Gehalt des Wassers beim Durch gang durch die Kolonne 2 in störender Weise verringert haben, kann CO₂ aus einer nicht dargestellten Quelle durch die Leitung 10 der Strippluft zugemischt werden. Soll bei einem aggressiven Wasser die CO₂-Konzentration verringert werden, so strippt man in der Kolonne 2 mit Luft mit einem verringerten CO₂-Gehalt. Dies kann durch Zugabe von Frisch luft durch die Leitung 10 erfolgen, wobei man einen entspre chenden Teil der Kreislaufluft durch die Leitung 11 und das offene Ventil 12 entfernt.

Im Anfahrstadium des Reinigungsverfahrens kann es zweckmäßig sein, den nötigen CO₂-Gehalt in der in der Leitung 3 der Kolonne 2 zugeführten Strippluft einzustellen. Im Dauerbe trieb hält sich jedoch der CO₂-Gehalt in der Strippluft unge fähr konstant, weil die Strippluft im Kreislauf geführt wird.

Beispiel

In einer der Zeichnung entsprechenden Versuchsanlage wird in der Leitung 1 Wasser mit einer Temperatur von 23°C und einem Gehalt an Trichloräthylen von 10^-4 g/l herangeführt. Die Füll körperkolonne 2 weist eine Höhe von 2,6 m auf, sie wird mit einem Luft-Wasser-Volumenverhältnis von 20 : 1 betrieben. Die Abluft in der Leitung 4 enthält pro Nm³ 5,43 mg Trichlor äthylen. Die Abluft wird nach Temperaturerhöhung um etwa 35°C in einem Aktivkohlebett 7 gereinigt und dann durch die Lei tung 3 als Strippluft wiederverwendet.

Im Aktivkohlebett wird eine Gleichgewichtsbeladung an Tri chloräthylen von etwa 10 mg pro g Kohle erreicht. Das in der Leitung 8 ablaufende Wasser enthält pro Liter 5 · 10^-7 g Tri chloräthylen. Durch die pH-Wert-Messung 9 wird nach einer Anlaufphase keine pH-Wert-Differenz im Wasser der Leitungen 1 und 8 festgestellt.

Claims

1. Verfahren zum Reinigen von Wasser, welches leicht flüchtige organische Verbindungen enthält, durch Ausblasen mit Luft in einer Füllkörperkolonne, wobei die aus der Kolonne kommende Luft mindestens teilweise wieder in diese zurückgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus der Kolonne kommende Luft auf eine Temperatur erwärmt, die etwa 10 bis 60°C über ihrem Taupunkt liegt, die erwärmte Luft in einer Reinigungszone durch Aktivkohle von den aufgenommenen organischen Verbindungen weitgehend befreit und die Luft mit einem Partialdruck an Kohlendioxid, der etwa gleich dem CO₂-Partialdruck des zu behandelnden Wassers ist, in die Kolonne zurückleitet.

2. Verfahren zum Reinigen von Wasser, welches leichtflüchtige organische Verbindungen enthält, durch Ausblasen mit Luft in einer Füllkörperkolonne, wobei die aus der Kolonne kommende Luft mindestens teilweise wieder in diese zurückgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus der Kolonne kommende Luft in einer Reinigungszone durch regenerierbares Adsorber harz von den aufgenommenen organischen Verbindungen weitgehend befreit und die Luft mit einem Partialdruck an Kohlendioxid, der etwa gleich dem CO₂-Partialdruck des zu behandelnden Wassers ist, in die Kolonne zurückleitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Regeneration der Aktivkohle oder des Adsorber harzes der Reinigungszone anfallenden, organische Verbindungen enthaltenden Fluide mit Adsorptionsmittel in Kontakt gebracht werden, die zuvor in der Reinigungszone verwendet wurden.