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Verfahren zur thermischen Entsorgung von Abwässern
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Entsorgung von
in einer ilülldeponie anfallenden anorganisch/organisch belasteten flüssigen tlischabwässern,
insbesondere von Sonderabfällen und Sickerwässern zu ableitbarem Reinwasser oder
Brauchwasser und deponiefähigen und/oder verbrennbaren ücständen.
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In insbesondere Sondermülldeponien fallen aus dort deponierten industriellen
und kommunalen Abfällen Sickerwässer an, Abwässer von chemisch-physikalischen Behandlungsanlagen,
ö-lemulsionen und sonstige Problemabwässer, wie Leimabwässer, chemischphysikalisch
nicht spaltbare Emulsionen, komplexbildnerbeladene Abwässer etc.. Bislang wurden
derartige flüssige Sonderabfälle zunächst durch mechanische und chemisch-physikalische
Vorbehandlungsverfahren teilweise entlastet und dann Vorflutern sowie letztlich
den Gewässern zugeführt. Organische und anorganische Restbeladung bei Einleitung
in die Gewässer entsprechen jedoch im Hinblick auf die ohnehin hohe Gewässerbelastung
nicht den heutigen Umweltgesichtspunkten und ökologischen Forderungen.
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Es erstellt sich aus diesem Grunde das Problem, die beschriebenen
Abwässer weitestgehend zu entsorgen und insbesondere durch thermische Behandlung
in Reinwasser, intern als Brauchwasser verwendbares 1kondensat und deponiefähige
Feststoffe sowie ggf. brennbare Flüssigkeiten und Feststoffe unter Erzielung eines
langzeitig problemlosen Anlagenbetriebs aufzubereiten. Aufgrund der vielfältigen
Natur der Verunreinigungen stellt sich die technische Realisierung der vorzunehmenden
Aufapaltungen schwierig dar. Insbesondere ist nachteilig, daß die thermische Behandlung
zu erheblichen
Werkstoffproblemen z. 8. durch Bildung von NH4Cl
führen kann, daß ein hoher regelungstechnischer Aufwand anlagenseitig zu erwarten
ist, und daß bei der thermischen Aufarbeitung von flüssigen Sonderabfällen wegen
der stets vorhandenen Belastung mit Härtebildnern und vorwiegend Alkalisalzen eine
Ausscheidung von kristallinen Feststoffen eintritt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Meidung der
genannten Nachteile ein Verfahren vorzuschlagen, das die thermische Behandlung von
Abwässern in wirtschaftlicher und technisch einfacher Weise derart ermöglicht, daß
ein als Reinwssser/Brauchwasser verwendbares Kondensat und deponiefähige und/oder
verbrennbare Rückstände unter Erzielung verkrustungsfreien Anlagenbetriebs anfallen.
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Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abwässer in
einer ersten Verfahrensstufe einer alkalisch geführten Verdampfungskristallisation
unterzogen werden, daß die dabei anfallenden Brüden in einer zweiten Verfahrensstufe
einer sauren, insbesondere schwefelsauren Waschung unterworfen werden und daß die
derart entlasteten Brüden anschließend kondensiert werden.
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Dabei wird durch die in der ersten Verfahrensstufe alkalisch durchgeführte
Verdampfungskristallisation der flüssigen Sonderabfälle erreicht, daß die sauer
reagierenden Substanzen vorwiegend in der Kristallsuspension des Kristallisators
verbleiben.
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Hauptbestandteile der Mutterlauge sind NH und 5042 /Cl -Ionen.
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Schwermetalle werden durch die anliegende Alkalität überwiegend ausgefällt.
Dadurch ist der Einsatz einfacher Stähle in der Anlage möglich, da Korrosionagefahren
durch die hohe Alkalität und die anwesenden inhibierenden Sulfat-Ionen kaum besteht
und Stähle gegenüber Schwermetallgehalten - selbst gegenüber sich metallisch abscheidendem
Queclesilber - weitgehend beständig sind.
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CaF2 bleibt unlöslich. Eine saure Fahrweise ist demgegenüber nachteilig.
Bei ihr entstehen Mutterlaugen, die als gelöste, mineralische Bestandteile NH4+
und SO 42- /C1--Ionen enthalten.
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4 N144Cl ist eine aggressive Substanz, die an die i<orrosionsbeständigkeit
der eingesetzten Werkstoffe höchste Ansprüche stellt.
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[ietallische Werkstoffe kommen hierfür kaum in Frage, zumal die
in den flüssigen Sonderabfällen stets vorliegenden, im sauren Bereich löslichen
Schwermetallverbindungen das Korrosionsrisiko noch erheblich verstärken. Der Einsatz
anderer Materialien, wie Emaillierungen, Behältergummierungen oder Glas scheiden
wegen der sich aufkonzentrierenden und ggf. in flüssiger Form sich abscheidenden,
organischen Substanzen aus. Durch die alkalische Fahrweise ist somit ein erheblicher
Vorteil in der Verdampfungskristallisation erzielt.
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Ein weiterer Vorteil der alkalisch geführten Verdampfungskristallisation
ist darin zu sehen, daß im alkalischen Milieu die CaSo4-Löslichkeit tiefer als in
Wasser oder wässrigen Lösungen liegt.
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Calciumsulfat stellt jedoch den wesentlichen Verkrustungsbildner in
Verdampfungaprozessen dar, wobei in NH4+-haltigen Lösungen die Löslichkeit von CaS04
deutlich höher als in Wasser oder wässrigen Lösungen ist. Mit dieser höheren Löslichkeit
parallel gehen auch höhere Uberlöslichkeiten bei der Kristallisation dieser Substanz.
Höhere Übersättigungen bedeuten stets auch stärkerze Verkrustungsneigung. Diese
Einflüsse werden durch die erfindungsgemäß durchgeführte erste Verfahrensstufe vermieden
bzw.
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wesentlich verringert. Ebenso wird eine wesentlich höhere Flexibilität
in der Prozeßauslegung durch die Prozeßführung im alkalischen Milieu dadurch erreicht,
daß Siedepunktserhöhungen unterhalb von 10 Y auch bei Anwesenheit von Ammonchlorid
und Magnesiumchlorid bleiben.
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In der zweiten Verfahrensstufe werden erfindungsgemäß die anfallenden
Brüden einer sauren, insbesondere schwefelsauren Waschung unterworfen. Die ausdampfenden
Brüdenmengen enthalten in diesem Fall Ammoniak und neben den unpolaren die basisch
reagierenden Substanzen. Die sauer reagierenden Substanzen verbleiben vorwiegend
in der Kristallsuspension des ristallisator. Diese Waschung stellt zunächst gegenüber
einer möglichen Mehrfaehdestillation einen Vorteil durch den wesentlich geringeren
regelungstechnischen Aufwand dar. Durch sie werden das Ammoniak und die basisch
reagierenden, organischen Substanzen, z. B. Amine, aus der Gasphase entfernt, so
daß die auf diese Weise nahezu vollständig entlasteten Brüden anschließend kondensiert
werden können. Dabei werden die noch verbleibenden, unpolaren, organischen Substanzen
als weitgehend nicht kondensierbare Stoffe über das Vakuumsystem der Vauumverdampfungskristallisationsanlage
abgeführt.
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Vorzugsweise findet die Führung der Verdampfungskristallisation bei
pH> 12 statt und wird die anschließende Waschung bei pH # 3 isotherm geführt,
wobei das in der letzten Verfahrensstufe entstehende Brüdenkondensat je nach Schadstoffrestgehalt
einer weiteren Behandlung, insbesondere Aktivkohlebehandlung zugeführt werden kann.
Dabei ist es in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, die Brüdentiaschung
derart durchzuführen, daß eine Kondensation der Brüden im Absorbens, insbesondere
in Schwefelsäure, ausgeschlossen ist, indem die Absorptionslösung ggf. durch zusätzlich
zur Neutralisationswärme zugeführte externe Wärme im schwachen Siedezustand gehalten
und die Ausdampfmenge durch ondensatrückführung per Niveauregelung ausgeglichen
wird.
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Das Zusatzwasser wird dem Kreislaufabsorbens vor dem Eintritt in die
mit z. B. Füllkörpern versehene Absorptionskammer zugeführt, so daß im Falle einer
Prozeßführung bis zur Kristallisation der Sulfate dieser Bereich stets untersättigt
durchlaufen wird.
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Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird der gesamte Wäscherinhalt
stets im untersättigten Zustand gehalten, so daß anstelle eines Feststoffaustrages
eine Lösung aus dem Absorptionskreislauf abgeführt wird. Die Aufkonzentrierung bis
zur Kristallisation ist dann von Vorteil, wenn der Deponie keine Mü11-verbrennung
beigestellt ist, in der eine Lösung aufgenommen werden kann.
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Das Brüdenkondensat ist durch diese Prozeßführung an anorganischen
Substanzen, ggf. unter Einsatz von Tropfenscheidern, Demistern etc., befreit und
in der organischen Belastung bereits weitestgehen reduziert. Je nach Ausgangsbelastung
der Abwässer mit organischen Substanzen können zeitweilig höhere Restgehalte durch
abschließende Aktivkohlebehandlung kontrolliert werden.
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Unabhängig von den in der Regel kleinen Feststoffproduktionsraten
sowohl in der ersten Verfahrensstufe (Verdampfungskristallisation) als auch ggf.
in der zweiten Verfahrensstufe (schwefelsaure Waschung), verlangen Kristallisation,
Suspensionsaustrag und Abtrennung spezifische Maßnahmen, die an sich aus dem Verfahren
der Vakuumverdampfungskristallisation bekannt sind. Vorteilhafterweise wird vorgeschlagen,
daß sowohl aus der basisch geführten Verdampfungskristallisation als auch aus dem
Wäscherkreislauf im Falle der Führung bis zur Kristallisation stets eine solche
Suspensionsmenge entzogen wird, daß einerseits die Geschwindigkeiten in den Rohrleitungen
ausreichend hoch, insbesondere im Bereich von 0,5 bis 2 m/sec, gewählt, andererseits
die Rohrleitungsquerschnitte ausreichend groß bemessen werden, um Blockagen durch
Krustenbildung und/oder Sedimentation auszuschliessen. Vorzugsweise wird von den
jeweils aus den Kristallisatoren entnommenen Suspensionsmengen per Teiler eine Suspensionamenge
zu der zugehörigen Suspensionstrennstation abgezweigt, die der
maximal
zu erwartenden Kristallisatproduktionsrate adäquat ist und wird die restliche Suspension
einem Vorlagebehälter zugeführt, aus dem eine Rückführung zum Kristallisator erfolgt.
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Demnach werden Suspensionen (z. B. 5 bis 50 Gew. o) den Kristallisatoren
unabhängig von der Feststoff-Produktionsleistung in einer solchen Menge entnommen,
daß die Querschnitte der suspensionsführenden Leitungen und auch die Geschwindigkeiten
der Suspension in diesen Leitungen groß genug sind, um Blockagen oder Verlagerungen
mit Sicherheit zu unterbinden. Während der überwiegende Teil der Suspension einem
Vorlagebehälter zufließt und von dort aus der Rücktransport zum jeweiligen Kristallisator
vorgenommen wird, fließt ein kleinerer Suspensionsfluß zur Trennstation.
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Diese Menge ist über einen Teiler einstellbar und in der Regel auf
die bilanzmäßig maximal zu trennende Suspensionsmenge eingestellt. Auf diese Weise
wird die Trennstation stets gleichmäßig belastet.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgeschlagen,
daß aus dem von der Trennstation isolierten feuchten Kristallisat gerade eine solche
Teilmenge aus dem Prozeß entnommen wird, daß die im Kristallisator gewählte Suspensionsdichte
konstant bleibt, während die Restteilmenge sowie das Filtrat einem Vorlagebehälter
zugeführt werden, aus dem eine Rückführung zum Kristallisator erfolgt.
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Weiterhin kann es für den Anfahrbetrieb der Kristallisation in beiden
Verfahrensstufen von Vorteil sein, von Beginn an Kristallisat vorzulegen. Je nach
Feststoffbeladung der Abwässer können unter Umständen über lange Betriebszeiträume
derart niedrige Suspensionsdichten in den Kristallisatoren auftreten, daß Verkrustungen
und damit frühzeitige Betriebsabstellungen die Folge
sind. Für
die erste Verfahrensstufe ist vorzugsweise vorgeschlagen, kristallines Natriumchlorid
vorzulegen, während für die zweite Verfahrensstufe Ammonsulfat vorgeschlagen wird.
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Eine Besonderheiç der flüssigen Sonderabfälle bei der Aufkonzentrierung
ist - je nach Art der organischen Substanzen - die Ausbildung von Mischungslücken.
Für die dabei sich in flüssiger Form ausscheidenden Substanzen ist es von Vorteil,
eine zusätzliche Entnahme vorzusehen, da sie sich unter Umständen in der Clutterlauge
auf ein erhebliches und dann die Kristallisation störendes Maß aufkonzentrieren
können, denn der Austrag von [lutterlauge ist auf die dem Feststoff nach der
Abtrennung anhaftende Restfeuchte beschränkt.
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Erfindungsgemäß ist daher vorgeschlagen, den Vorlagebehälter der basisch
geführten Verdampfungskristallisation in eine gerührte und eine ungerührte (beruhigte)
Zone zu unterteilen, obei die ungerührte Zone zur Abscheidung und schließlichen
Entnahme der durch Emulsionsspaltung oder Ausbildung von Mischungslücken entstandenen
Öle, die gerührte Zone zur Suspendierung vor der Rückführung zum sistallisator verwendet
werden. Die an der Trennstation vorbeigeführte, überschüssige Suspension läuft damit
zunächst in die beruhigte Kammer ab, die im unteren Teil kommunizierend mit der
gerührten verbunden ist. Die Abströmverhältnisse sind so gewählt, daß die Öltröpfchen
dabei nach oben aufsteigen können und die aufschwemmende ölschicht im separaten
überlauf entnommen werden kann. Der sedimentierte Feststoff wird mittels einer Transportschnecke,
unterstützt durch den als schräge Ebene ausgeführten Boden dieser amer, in die gerührte
Kammer hineintransportiert, dort erneut suspendiert und auf dem bereits beschriebenen
Weg zum Kristallisator zurückgeführt.
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Bei der Mitverarbeitung von Ölenulsionen wird die Emulsionsspaltung
durch Wärmeeinwirkung herbeigeführt. Es ist daher vorteilhaft, die Ölemulsion zunächst
auf etwa 900 C aufzuheizen und dann direkt der beruhigten Kammer des Vorlagebehälters
zuzuführen.
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Auf diese Weise wird der überwiegende Teil der eingebrachten Öle bereits
vor der Eingabe in den Kristallisator abgeschieden.
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Die restlichen, sich im Kristallisator abscheidenden Öle, die dort
als Antischaummittel wirken können, werden durch die zuvor beschriebene Art der
Suspensionsführung ebenfalls in dieser beruhigten anker des Vorlagebehälters aufgebracht.
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Je nach Art der Ölemulsion bzw. der beteiligten Emulgatoren kann es
im hinblick auf ungestörte Kristallisationsbedingungen vorzuziehen sein, die Ölemulsionen
völlig getrennt von den übrigen Abwässern zunächst in einer separaten thermischen
Spaltanlage zu trennen und den wässrigen Ausstoß dieser Spaltanlage der bcruhigten
Kammer des Vorlagebehälters zuzuführen. Der Aufbau dieser Spaltanlage ist mit Vorwärmung,
Verdampfer und beruhigte Vorlegebehälter der oben beschriebenen Aufbereitungsanlage
identisch mit dem Unterschied, daß eine Feststoffabscheidung nicht eintritt und
deswegen apparatetechnisch auch nicht berücksichtigt werden muß.
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Durch die beschriebene zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist
erreicht, daß die Trennprobleme bei einer gemeinsamen Behandlung von ristallsuspension
und Ülen vermieden werden, indem durch effektive Ölausbringung der Gehalt an Ölen
in der (ristallsuspension auf ein problemloses Niveau abgesenkt wird.
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Weitere Einzelheiten, ?merkmale und Vorteile des Gegenstandes der
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung,
in der schematisch zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur thermischen Entsorgung von Abwässern geeignete Anlagen dargestellt sind. In
der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine Valcuumverdampfungskristallisationsanlage mit Brüdenwäscher,
insbesondere für die Behandlung von Sickerwässern, CPA-Abwässern und komplexbildnerhaltigen
Abwässern, Fig. 2 eine vereinfachte Anlage, insbesondere zur Behandlung von Ülemulsion/Sickerwässer/CPA-Abwässer,
ARA-Abwässer und Problemabwässer und Fig. 3 eine Anlage zur Aufarbeitung anstehender
Sl-Emulsionen.
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Beispiel 1 (Fig. 1): Sickerwässer/CPA-Abwässer/komplexbildnerhaltige
Abwässer 3.650 kg/h anorganisch und organisch belastete flüssige Sonderabfälle werden
direkt über eine Einspeisung a einem Vakuumverdampfungskristallisators 3 zugeführt.
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Die im Verhältnis zur dort zirkulierenden Mutterlauge relativ gering
aufkonzentrierte Lösung kann dort an entsprechenden Stellen zu Spülbecken verwendet
werden. Die Zuführung erfolgt niveauregulierend auf einen Vorlagebehälter 2/1, der
über einen Suspensionskreislauf mit dem Kristallisator 3 verbunden ist. Aus dem
Vorlagebehälter 2/1 werden dem Kristallisator 3, nach Einstellung einer pH-Wertes
># 12 durch NaOH-Zugabe über h, rd 2 m3/h Lösung zugeführt, so daß bei Strömungsgeschwindigkeiten
von etwa 0,5 - 2,0 m/s ausreichende
Lösungsquerschnitte resultieren,
um auch bei evtl.
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vorhandenen, nicht gelösten Anteilen Verlagerungen durch Sedimentation
und Blockagen auszuschließen.
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Im Kristallisator 3 werden durch indirekte Zuführung von rd. 4 t/h
Heizdampf über 1 zur umgewälzten Suspension rd. 3,6 t/h Wasser bei rd. 700 C verdampft
und stündlich etwa 2 m Suspension niveauregulierend abgczogen.
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Die abgezogene Suspension wird über einen Teiler geftihrt.
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Etwa 1 m/h fließt kontinuierlich einer Trennstation 4/1 zu, während
der Rest zwecks Abscheidung von durch [lischungslücken abgeschiedenen Ölen
in den beruhigten Teil des Vorlagebehälters 2/1 abläuft. Die so stets gleichmäßig
belastete Trennstation 4/1 ist auf die max.
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mögliche Feststoffproduktion ausgelegt. Im angeführten Beispiel können
stündlich max. 260 kg/h abgetrennt werden. Aus dieser abgetrennten Feststoffmenge
c wird - je nach Art der Trennstation 4/1 - entweder im Zeitintervall oder per Teiler
eine solche Feststoffteilmenge durchgeschleust, wie zur Konstanthaltung der im Kristallisator
aus kristallisationskinetischen Gründen notwendigen Suspensionsdichte erforderlich
ist.
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Der nicht ausgeschleuste Feststoff, sowie das Filtrat/ Zentrifugat
werden im gerührten Teil des Uorlagebehälters 2/1 (Rührer durch Pfeil in Zeichnung
angedeutet) wieder vereinigt und schließlich zum Kristallisator 3 zurückgeführt.
Die ausgedampfte Wassermenge - durch Demister/Tropfenabscheider von Schwebeteilchen
befreitenthält in diesem Beispiel rd. 1 - 17 kg/h Ammoniak
und
eine Restbeladung aus unpolaren sowie basisch reagierenden Organike. Zur Entfernung
des Ammoniaks sowie der basisch reagierenden Organika werden die Brüden einer isotherm
betriebenen, sauren Waschung im Wäscher/ Absorber 5 unterzogen.
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Die Waschlösung ist eine gezielt untersättigt gehaltene, auf pH# 4
3 eingestellte, schwefelsaure Mutterlauge.
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Die aus dem mit Füllkörpern ausgerüsteten Gegenstromwäscher 5 ablaufende,
noch untersättigte Waschlösung wird in einem als Verdampfungskristallisator ausgebildeten
Unterteil aufgefangen und dort durch Wärmezufuhr im leichten Siedezustand gehalten.
Die Wärmezufuhr erfolgt indirekt mit etwa 0,2 t/h Heizdampf über m.
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Dabei kristallisieren die in der Absorption gebildeten Salze, gemäß
Beispiel stündlich etwa 70 kg Ammonsulfat.
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Über eine im ristallisator befindliche Klärzone wird gesättigte Mutterlauge
abgezogen, die dann nach Untersättigung durch Zuführung von Kondensat aus einem
ondensator 6 und nach erneuter Ansäuerung auf pH 4 3 wieder als Waschlösung zur
Verfügung steht. Die zugeführte Kondensatmenge steht im Gleichgewicht zu dem durch
Neutralisationswärme und extern eingebrachter Wärmemenge zuvor ausgedampften Wassers.
Der auskristallisierte Feststoff wird in gleicher Weise, wie bereits bei der basisch
geführten Kristallisation beschrieben, abgetrennt. Dazu werden eine Trennstation
4/2 sowie ein Vorlagebehälter 2/2 benutzt.
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Die vom Ammoniak und den basisch reagierenden Organika befreiten Brüden
werden nach Austritt aus dem Wäscher 5 schließlich am Schlußkondensator 6 abgeschieden
und
die vorwiegend nicht kondensierbaren, unpolaren Organika, sowie
die übrigen nicht kondensierbaren Gase über ein Vakuumpumpsystem abgesaugt.
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Das Kondensat kann abschließend noch einer Aktivkohlebehandlung im
A-Kohleturm 7 unterzogen werden. Je nach Restbeladung mit organischen Substanzen
kann diese Behandlung komplett oder teilweise erfolgen oder auch umfahren werden.
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Die in der Zeichnung weiter verwendeten, oben nicht im einzelnen
beschriebenen Bezugszeichen und Buchstaben sind anliegender zugehöriger Bezugszeichenliste
entnehmbar.
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Beispiel 2 (Fig. 2): Ölemulsion/Sici<erwässer/CPA-Abwässer, ARA-Abwässer/
Problemabwässer 3.000 kg/h anorganisch und organisch belastete, flüssige Sonderabfälle
werden direkt über a dem Vakuumverdampfungakristallisator 3 zugeführt. Die im Verhältnis
zur dort zirkulierenden Mutterlauge relativ gering aufkonzentrierte Lösung kann
an entsprechenden Stellen zu Spülzwecken verwendet werden. 6.320 kg/h über b zufließende
Ölemulsionen werden zunächst in einem Mischkondensator 1 durch Direktkondensation
von rd. 820 kg/h Frischdampf (Zuführung über k) zwecks Emulsionsspaltung von rd.
200 C auf rd. 900 C aufgeheizt und anschließend der beruhigten Kammer des Vorlagebehälters
2/1 niveauregulierend zugeführt. Dort werden etwa 190 kg/11 bl abgeschieden und
per Überlauf über d entnommen.
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Die Eingangslösung, vermischt mit dem Suspensionsfluß aus dem Kristallisator
3, im Mischungsverhältnis von z. B. l : 1, fließt in den beruhigten Teil des Vorlagebehälters
2/1
und wird von dort nach Einstellung des pH-tiertes auf > 12 über h durch NaOH-Zugabe,
zum Kristallisator 3 gepumpt. Die gesamte, zum Kristallisator 3 geführte Lösungsmenge
beträgt etwa 12 m3/h, so daß bei Strömungsgeschwindigkeiten von etwa 0,5 - 2,0 m/s
ausreichende Leitungsquerschnitte resultieren, um auch bei evtl. vorhandenen, nicht
gelösten Anteilen Verlagerungen durch Sedimentation und Blockagen auszuschliessen.
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Im Kristallisator 3 werden durch indirekte Zuführung von rd. 11 t/h
Heizdampf über 1 zur umgewälzten Suspension rd. 9,8 t/h Wasser bei rd. 900 C verdampft
und stündlich etwa 6 m3 Suspension niveauregulierend abgezogen.
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Die abgezogene Suspension wird über einen Teiler geführt.
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Etwa 1 m3/h fließt kontinuierlich der Trennstation 4/1 zu, während
der Rest zwecks Abscheidung der Öle dem beruhigten Teil des Vorlagebehälters 2/1
zuläuft.
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Die so stets gleichmäßig belastete Trennstation 4/1 ist auf die max.
mögliche Feststoffproduktion ausgelegt. Im angeführten Beispiel können stündlich
max.
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240 I<g/h abgetrennt werden. Aus dieser abgetrennten Feststoffmenge
wird je nach Art der Trennstation 4 - entweder im Zeitintervall oder per Teiler
- eine solehe Feststoffmenge angeschleust, wie zur onstanthaltung der im Kristallisator
3 aus kristallisationskinetischen Gründen notwendigen Suspensionsdichte erforderlich
ist. Der nicht ausgeschleuste Feststoff sowie das Filtrat/Zentrifugat werden im
gerührten Teil des Vorlagebehälters 2/1 wiedervereinigt und schließlich zum Kristallisator
3 zurückgeführt.
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Die ausgedampften Wassermengen - durch Demister/Tropfenabscheider
von Schwebeteilchen befreit - enthalten in diesem Beispiel rd. O, - 2,5 kg/h Ammoniak
und eine Restbeladung aus unpolaren sowie basisch reagierenden Organika. Zur Entfernung
des Ammoniaks sowie der basisch reagierenden Organike werden die Brüden einer isotherm
betriebenen, sauren Waschung im Absorber 5 unterzogen.
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Die Waschlösung ist eine, durch die absorbierten Substanzen im Laufe
des Betriebes bis kurz unterhalb Sättigung aufkonzentrierte, auf pH 3 eingestellte,
schwefelsaure utterlauge. Die Konzentration der Mutterlauge wird dichteabhängig
durch geregelte Entnahme konstant gehalten. Im vorliegenden Beispiel durch Entnahme
von rd. 1 - 7 teg/h.
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Die entnommene Mutterlaugenmenge wird im Falle dieses Beispiels über
e einer Sondermüllverbrennungsanlage (StlVA) zugeführt. Die isotherme Funktion des
Wäschers wird durch leichtes Sieden unter Umgebungsdruck gewährleistet, das bei
nur geringen Abstrahlungsverlusten bereits allein durch die Neutralisationswärme
ausgelöst wird. Ggf. zusätzlich erforderliche Wärmezufuhr erfolgt indirekt mit geringen
Mengen Heizdampf über m. Das durch Neutralisation und ggf. extern eingebrachte Wärme
aus dem Wäscherkreislauf ausgedampfte Wasser wird aus dem Kondensat des Kondensators
6 niveauregulierend ausgeglichen. Die Kondensatrückführung kann bei Einsatz von
Demistern zur Tropfenabscheidung sinnvoll zur Demisterbespülung verwendet werden.
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Die vom Ammoniak und den basisch reagierenden Organika befreiten Büden
werden nach Austritt aus dem Wäscher
5 schließlich am Schlußkondensator
6 abgeschieden und die vorwiegend nicht kondensierbaren, unpolaren Organi-Ca sowie
die übrigen nicht kondensierbaren Gase über ein Vakuumpumpensystem abgesaugt.
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Das Kondensat kann abschließend noch einer Aktivkohlebehandlung im
A-[<ohleturm 7 unterzogen werden. Je nach Restbeladung mit organischen Substanzen
kann diese Behandlung komplett oder teilweise erfolgen oder auch umfahren werden.
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Beispiel 3 (Fig. 3): Zur Aufarbeitung anstehender Öl-Emulsionen werden
vor der Zuführung zur basisch im Kristallisator 3 geführten Verdampfungskristallisation
zunächst in einem Vorwärmer 1 bis kurz unterhalb Siedetemperatur aufgeheizt, der
über k an eine Heizdampfzufuhr angeschlossen ist.
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Vom Vorwärmer 1 wird die Ölemulsion einem Vorlagebehälter 2/3 zugeführt,
der Teil der separaten thermischen Spaltanlage ist, die bei bestimmten Emulsionen
bzw.
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beteiligten Emulgatoren vorgesehen ist, um ungestörte Kristallisationsbedingungen
bei der nachfolgenden Vakuumverdampfungskristallisation zu gewährleisten. Aus dem
Vorlagebehälter 2/3 werden über d verbrennbare Öle zur SMVA abgeführt. Der wässrige
Abstoß dieser Spaltanlage gelangt entweder in die beruhigte Kammer eines Vorlagebehälters
2/1 einer Vakuumverdampfungskristallisationsanlage gemäß Fig. 1 oder Fig. 2 der
Zeichnung oder direkt in den Kristallisator 3.
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Bezugs zeichen liste: 1 Vorwärmer (direkt) für Ölemulsionen 2/1 Vorlagebehälter
der basisch geführten Verdampfungskristallisation 2/2 Vorlagebehälter der sauer
geführten Absorption 2/3 Vorlagebehälter zur separaten Aufbereitung von Ülemulsionen
3 Verdampfungskristallisator der basisch geführten Verdampfungskristallisation 4/1
Trennstation 4/2 Trennstation der sauer geführten Absorption 5 Absorber der sauer
geführten Absorption 6 Schlußkondensator 7 A-Kohleturm a Einspeisung von flüssigen
Sonderabfällen (ohne Ölemulsionen) b Einspeisung von Ölemulsionen c deponiefähige,
kristalline Feststoffe d verbrennbare Öle (zur Sk1VA) e nahezu gesättigte Ammonsulfatlösungen
(zur 5t1VA) f Kühlwassereintritt g Kühlwasseraustritt h Alkalilaugezugabe zur pH-Regelung
j Säurezugabe zur pH-Regelung k Heizdampfzufuhr zur Ölemulsionsapaltung (direkt)
1 Heizdampfzufuhr zur Verdampfungskristallisation (indirekt) m Heizdampfzufuhr zur
Absorption n Heizdampfkondensat Verdampfungskristallisation Heizdampfkondensat Absorption
p Kristallisat-Animpfung Anfahrbetrieb (z. B. NaCl) q Kristallisat-Animpfung Anfahrbetrieb
(z. 8. (NH4)2S04) r produziertes Reinwasser
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